[发明专利]一种用于高能粒子加速器的旋转剥离靶

说明书

本发明涉及一种用于高能粒子加速器的旋转剥离靶，包括：剥离膜靶盘组件，其用于安装多个不同厚度的碳膜；旋转驱动机构，其输出端与所述剥离膜靶盘组件连接，用于驱动所述剥离膜靶盘组件旋转运动，以切换不同厚度的所述碳膜与束流对齐；直线驱动机构，其输出端与所述旋转驱动机构和剥离膜靶组件连接，用于驱动所述剥离膜靶盘组件于真空室内做直线运动，以使剥离膜靶盘组件上的碳膜与束流对齐；法兰连接组件，其用于将所述剥离膜靶盘组件密封连接在所述真空室内。所述用于高能粒子加速器的旋转剥离靶具有结构紧凑、传动平稳、重复定位精度高、可安装不同厚度的膜片以满足不同种类粒子束的要求等优点，能够在保证真空工作环境的情况下更换碳膜。

技术领域

本发明涉及核能技术中粒子加速器的剥离靶技术领域，具体涉及一种用于高能粒子加速器的旋转剥离靶。

背景技术

剥离靶是高能质子加速器和重离子加速器的关键部件之一，在粒子加速器中，离子源通常只能产生部分离化的离子，为了提高加速效率，在将离子加速到一定能量后，需要利用剥离靶将离子继续剥离至更高电荷态，以使离子在相同的加速梯度下获得更高的能量。

剥离靶的主要难点是由于剥离膜长期受束流的轰击，膜片因受热及辐照等形成损伤从而导致膜片变薄甚至破裂，因此膜片寿命有限，特别是随着目前高功率加速器的发展，剥离膜寿命面临更大的挑战。为了保证加速器的运行效率，需要剥离靶系统能够在线更换膜片，同时不能影响粒子加速器的真空环境。

目前，国内外的剥离靶换膜系统主要有盘式、链式、带式和机械手式等。然而，盘式剥离靶中剥离膜为整体式，局部受损影响整体性能并且难以同时具备不同厚度的膜片以满足不同种类粒子束的需求；链式剥离靶定位精度低、传动不够平稳；带式以及机械手式结构复杂、控制系统要求高、设备成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于高能粒子加速器的旋转剥离靶，其结构紧凑、传动平稳、重复定位精度高、可安装不同厚度的膜片以满足不同种类粒子束的要求、控制方案易实现、设备成本低。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种用于高能粒子加速器的旋转剥离靶，包括：

剥离膜靶盘组件，其用于安装多个不同厚度的碳膜；

旋转驱动机构，其输出端与所述剥离膜靶盘组件连接，用于驱动所述剥离膜靶盘组件旋转运动，以切换不同厚度的所述碳膜与束流对齐；

直线驱动机构，其输出端与所述旋转驱动机构和剥离膜靶组件连接，用于驱动所述剥离膜靶盘组件于真空室内做直线运动，以使剥离膜靶盘组件上的碳膜与束流对齐；

法兰连接组件，其用于将所述剥离膜靶盘组件密封连接在所述真空室内。

进一步地，所述剥离膜靶盘组件包括靶盘座和碳膜固定框，所述靶盘座呈圆盘型，所述靶盘座上沿着圆周方向设有若干等分扇环孔，所述扇环孔内安装碳膜固定框，所述碳膜固定框内用于安装碳膜。

进一步地，还包括：

靶盘支撑组件，其用于支撑所述剥离膜靶盘组件以及连接所述剥离膜把盘组件与轴承套组件；

轴承套组件，其前端穿过所述法兰连接组件，且通过所述靶盘支撑组件与剥离膜靶盘组件连接，用于带动所述剥离膜靶盘组件沿直线运动，所述旋转驱动机构的传动轴穿过所述轴承套组件与所述靶盘座传动连接，用于驱动所述靶盘座转动；

导向套，所述导向套固定安装在所述法兰连接组件内，所述轴承套组件穿过所述导向套与所述靶盘支撑组件连接，且沿所述导向套进行滑动；

真空波纹管组件，其套设在所述轴承套组件的外侧，且一端与所述法兰连接组件密封连接，另一端与所述旋转驱动机构密封连接，所述直线驱动机构的输出端与所述波纹管的另一端或者旋转驱动机构连接。