[发明专利]基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶

说明书

本发明属于离子束技术领域，具体涉及一种基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶。本发明包括石墨靶板，在石墨靶板正面的中心位置，开有以十字形排列的若干个小孔，十字形最外端构成的圆形为离子束边界，在石墨靶板背面安装有若干个电流互感传感器，每一个电流互感传感器上连接有信号引出线。本发明用于测量加速器引出的大面积大功率离子束的束密度分布。

技术领域

本发明属于离子束技术领域，具体涉及一种基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶。

背景技术

托卡马克加热的中性束、诊断束和实验、工业使用的高能量加速器等装置的引出离子束的束分布情况是引出束性能的重要参考指标。

大多数托卡马克装置的中性束加热系统的引出离子束都使用热测靶对引出束截流，利用离子束轰击测量靶产生热量使阵列排布的探测器测量温度的升高来进行相对测量，如热电偶阵列、红外相机或法拉第筒阵列等。使用这些传统的方法测量，只能给出最终温度、电荷变化的积累量，不能实时测量引出离子束的分布变化。并且还需要水冷系统为测量靶降温，设计比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶，用于测量加速器引出的大面积大功率离子束的束密度分布。

本发明采用的技术方案：

一种基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶，包括石墨靶板，在石墨靶板正面的中心位置，开有以十字形排列的若干个小孔，十字形最外端构成的圆形为离子束边界，在石墨靶板背面安装有若干个电流互感传感器，每一个电流互感传感器上连接有信号引出线。

所述电流互感传感器的安装位置与小孔相对应。

所述电流互感传感器通过绝缘支架安装在石墨靶板上。

所述电流互感传感器直径大于小孔的直径。

加速器引出离子束轰击石墨靶板的正面。

所述石墨靶板的正面用于接收离子束的轰击，离子束边界的大小取决于加速器引出离子束边界的大小。

所述离子束轰击到石墨靶板后，大部分离子束被耐高温的石墨靶板截流，而通过小孔的小束的离子束强度会被放置在小孔后方的高精度电流互感传感器探测到。

通过第i个小孔的小离子束电流被电流互感传感器测得，其值为I_i＝n_izesv,其中n_i、z、e、s和v分别为通过第i个小孔的离子束的局部密度、单个离子所携带的电荷、电子的电量、小孔的面积和离子的水平速度。

通过第i个小孔处的离子束局部密度为其中，离子源加速器的引出电压为V_a，离子的质量为m，离子的引出速度均为

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供一种基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶，用于测量加速器引出的大面积大功率离子束的束密度分布；

(2)本发明提供一种基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶，靶板选取石墨材料具有耐高温和不会产生二次电子的优点，并且价格低廉，制备和更换方便。

附图说明

图1为本发明提供一种基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶正视图；

图2为本发明提供一种基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶后视图；

图3为本发明提供一种基于电流互感传感器可实时显示离子束密度分布的测量靶中心剖视图；

图4为图3局部放大图；

图5为离子束测量靶放置图；