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ECR离子源发射度测量系统设计

中国科学院近代物理研究所依托加速器大科学装置,在核物理领域做出了许多成果,加速器的设计与运行是其重要内容之一,而离子源是产生束流的关键环节,在加速器整个装置中扮演着重要角色。近年来,随着粒子加速器技术的迅猛发展,加速器对离子源注入束流品质的要求也越来越高,快速准确地测量束流的发射度对于离子源系统的调试、运行和性能研究显得尤为重要。设计一套稳定、快速的束流发射度测量系统,更好地为物理调束人员和物理实验人员服务,是本课题的主要研究内容。国内外加速器控制系统的主流软件架构和开发工具主要是实验物理与工业控制系统(EPICS),它采用的标准模型是分布式控制系统,以统一的系统架构开发设备驱动程序,运行稳定。近物所的多数控制系统软件近年来正在逐步向EPICS转型。目前,所里的束流发射度测量系统主要通过LabVIEW来实现。随着对测量系统稳定性的要求越来越高,本课题提出了设计基于EPICS的束流发射度测量系统。本课题基于EPICS软件系统,开发  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

《核电子学与探测技术》2017年02期
核电子学与探测技术

ECR离子源束流发射度测量系统设计

电子回旋共振(ECR)离子源[1],是一种典型的等离子体离子源,是产生束流的关键环节,在加速器整个装置中扮演着重要角色。随着粒子加速器技术的迅猛发展,加速器对离子源注入束流品质的要求也越来越高,快速准确地测量束流的发射度对于离子源系统的调试、运行和性能研究显得尤为重要[2]。为此设计了一套稳定、快速的束流发射度测量系统,能够更好地为物理调束人员和物理实验人员服务。本系统采用实验物理与工业控制系统(EPICS)和Lab VIEW软件中的DSC模块,实现对三菱伺服电机的EPICS IOC驱动开发和对PXI数据测量板卡的Lab VIEW采集数据的PV过程变量发布。实现了束流发射度测量系统的EPICS系统搭建和设计,并通过现场测试,可以较快捷的测得束流的发射度,方便了对离子源的性能评估。1测量原理发射度的测量方法有多种,如移动单缝加多丝法(单丝),双缝法,孔缝法等等[2]。本系统采用狭缝加电扫描的测量方法,避免多丝系统带来的造价高的问题...  (本文共4页) 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

强流高电荷态难熔金属离子的产生

自上世纪的80年代末,ECR离子源为核物理及重离子加速器等领域做出了突出的贡献,此后世界各地的科学家们纷纷开展了对ECR离子源的研究。ECR离子源得到不断发展,其种类从早期的第一代离子源装置演变到如今以超导离子源技术为代表的第三代装置,其所能产生的离子类型也已从早期的几种气体如氮气、氧气等的中低电荷态离子,到现在从H到U的所有金属或非金属原子的高电荷态离子。大部分金属元素在自然界中处于固态,需要将其气态化才能进入ECR离子源中产生对应的元素离子,且气态化的金属原子(或簇团)数量需达到一定值。当前,在ECR离子源中产生这些在常温常压下只以固态形式存在的元素气态主要有以下几种方法:炉子加热法、直接等离子体加热法、等离子体溅射法、激光熔融技术以及挥发性化合物金属离子(MIVOC,Metallic ion from volatile compound)法等,其中炉子加热法具有束流强度高、稳定性好的特点。炉子加热法按其工作温区主要分为低温...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京理工大学
北京理工大学

分离耦合电场辅助离子源设计及其应用

质谱利用离子的质荷比,可以分析大量的物质分析,包括它们的结构、成分,广泛的应用于各个领域,包括同位素的检测应用于刑侦和考古,生物分子的结构鉴定用于医学和农学,未知化合物和混合物的定性定量分析用于药学和爆炸物检测,环境检测方面等等。对于质谱来说,离子源是质谱的关键部件,直接决定着质谱检测的精确和灵敏度。随着技术的发展,先后由不同的人提出并设计了多种针对不同物质分离分析的质谱的离子源,目前对于液体的样品检测,最常用的离子源是(纳升)电喷雾离子源。它利用电场产生带电液滴,经过去溶剂化过程最终产生被测物离子,进入质谱分析。所有如何设计功能最多,效率最高,操作最简单的离子源,是如今质谱离子源发展的方向。因此在本文中,依据毛细管电泳的原理,提出并设计了一类简单的离子源--分离耦合电场辅助离子源。这种离子源在纳升电喷雾离子源的基础上,添加辅助电场,根据样品物质本身的淌度,分子量大小,带电荷数等在电喷雾过程中进行分离。本文提出了多种设计方案,并...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

《中国原子能科学研究院年报》2016年00期
中国原子能科学研究院年报

氩气真空弧放电实验研究

离子源是同位素电磁分离器的核心部分。生产型电磁分离器要求离子源流强大,一般采用气体放电产生等离子体的方式产生离子并引出形成离子束。气体离子源是强流离子源的一种,以气体作为工作介质参与气体放电。为了方便对气体放电进行研究,以氩气作为工作介质。1)氩气供气流量预估常用的中温离子源是通过控制坩埚加热电流来调节气流量,而气体离子源的气流量则通过控制供气量来调节。根据电磁分离器运行技术指标,最佳真空度为(1?3)X1(T3 Pa,高真空栗组有效抽速为1〇4 L/s,由此可计算出氩气供气量为2)实验结果通过实验发现,当放电室引出缝...  (本文共1页) 阅读全文>>

《中国原子能科学研究院年报》2009年00期
中国原子能科学研究院年报

负氢多峰场离子源发射度改善的实验装置

基于已获得15mA的15~20mA直流负氢多峰离子源,为了进一步提高负氢离子束流强和减少发射度,采取了以下两个措施:1)在原有的负氢多峰离子源的基础上把离子源的腔体长度增加;2)在负氢多峰离子源上盖处向放电腔内通入铯蒸汽。如图1所示,负氢多峰离子源腔体长度由原来的152mm增加到228mm,高度增加了三分之一,其中外筒和弹夹间采用慢走丝线切割,高度增加后,使线切割的难度增加,而且线切割后使弹夹发生变形,后续又通过磨削进行矫形。如图2所示,在负氢多峰离子源上盖处增加了1个铯锅装置向离子源的等离子腔内供用铯蒸汽,该铯锅装置可以在真空状态下对放入的固态的铯进行加热,加热到一定的温度时使其转化成铯蒸汽,通过耐热波纹管针阀来控制通入离子...  (本文共2页) 阅读全文>>

《中国原子能科学研究院年报》2008年00期
中国原子能科学研究院年报

微波驱动离子源的恢复

2008年底,在加拿大TRIUMF国家实验室工作期间恢复了1台微波驱动离子源。这台离子源能产生稳定可靠的正离子和负离子,可用于回旋加速器和其他种类的加速器。目前,该离子源在频率2.45GHz、输入功率500W情况下,产生2.1mA的负氢离子,束流归一化发射度0.25πmm·mrad。该源所能产生的正离子有:H+1、H2+1、H3+1、He+、N+、Ar+、12C+、16,17,18O+、20,21,22Ne+、24,25,26Mg+、27Al+、36,40Ar+、40Ca+2[1-2]。1离子源结构TRIUMF的微波驱动离子源始建于1995年,这种离子源在弧放电离子源的基础上建成。当该源产生H-离子时,除微波驱动代替灯丝放电外,其他所有的结构均与弧放电离子源相同。微波驱动离子源如图1所示。微波驱动离子源包括两个真空腔:一是长度150mm、直径100mm的等离子体腔,该腔与多峰场负氢离子源的等离子体腔相同;一是用于微波传输的高频耦...  (本文共4页) 阅读全文>>