[发明专利]一种同轴传输的多离子束加速器装置

说明书

技术领域

本发明属于粒子加速器技术领域，特别涉及一种可以同时产生、加速，并能同轴传输和注入的多离子束加速器装置。

背景技术

离子加速器是产生、加速各种离子并将加速后的离子束传输到靶上的一种装置。加速器一般由离子源、加速段、束流传输段、束流分析等元件组成。离子源将原子或者分子电离形成带电离子，带电离子受到离子源引出区电场的作用被引出形成离子束。现有技术通常是一台加速器产生并传输一种带电离子束。然而，在某些特殊条件下，需要同时向靶上注入两种或者多种不同的离子束。为了满足这些特殊需求，通常采用的办法是采用多台加速器同时供束的方式实现靶上多种离子束的同时注入，每台加速器仅产生并传输一种离子束。但采用这种方式，由于加速器的空间布局，各离子束之间具有一定的夹角，不能实现同轴注入，注入径迹差别较大，会在一定程度上影响注入效果。同时，采用这种方法需要研制多台加速器，导致研制费用较高。

因此，研发一台可实现两种甚至多种离子束同轴注入的加速器是本领域技术人员所渴望解决的一个技术难题，这对多离子加速领域具有里程碑意义。

发明内容

(一)发明目的

本发明克服了现有技术在处理两种或者多种离子时，每台加速器只能提供一种离子束、研制费用较高、各离子束注入方向不完全相同的不足，提供了一种能产生并同轴传输注入多种离子束的加速器装置。

(二)技术方案

为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供的技术方案如下：

一种同轴传输的多离子束加速器装置，该装置包括进气系统、离子源、束流传输元件、真空系统和靶；束流传输元件包括束流聚焦元件、束流导向元件和后加速段，真空系统包括真空泵和真空室；进气系统、离子源、束流传输元件和靶分别按离子束传输方向顺序设置，其中，离子源、束流聚焦元件、束流导向元件和靶都在真空室内。

进一步，所述进气系统由气瓶、气管和气体质量流量计连接组成。

进一步，所述离子源为冷阴极潘宁源。

进一步，所述束流聚焦元件为静电聚焦透镜。

进一步，所述束流导向元件为静电偏转器。

进一步，所述束流传输元件全部为静电元件。

进一步，所述静电聚焦透镜为静电薄膜透镜。

进一步，所述静电聚焦透镜为静电四极透镜。

进一步，所述静电聚焦透镜为三圆筒静电单透镜。

(三)有益效果

本发明结构简单，不仅可以同时产生多种不同的离子束，还可以通过气体质量流量计实现多种离子束比例的自由调节，使得各种离子比例可控且控制精度高并且易于操作；束流线上全采用静电元件，可以实现多种离子束同时加速、同轴传输，采用冷阴极潘宁离子源可使得引出的氢和氦离子束射程相近，辐照材料损伤效果更好。既节约时间成本和研制费用成本，又解决了从一个离子注入口同时、同轴注入多种离子的难题。

附图说明

图1同轴多离子束加速器结构示意图

1、进气系统 2、气瓶 3、气管 4、气体质量流量计 5、离子源

6、引出电极 7、离子束 8、束流聚焦元件 9、分子泵 10、真空室

11、束流导向元件 12、后加速段 13、靶

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。