一种带有防打火装置的离子源制造方法及图纸

本公开属于同位素领域，特别涉及一种带有防打火装置的离子源；该装置包括：高压屏蔽外壳、防打火罩、PIG板；其中高压屏蔽外壳固定在离子源头部；防打火罩固定在离子源头部和中部；两块儿PIG板通过电极支架固定在离子源头部两侧。大大降低了在同位素电磁分离器用离子源工作时，由于离子源处于高电位、高磁场情况下，经常出现打火的问题，提高了离子源的工作的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种带有防打火装置的离子源
本公开属于同位素领域，特别涉及一种带有防打火装置的离子源。
技术介绍
同位素分离器用离子源属于强流离子源的一种，主要用于产生待分离元素同位素离子，是电磁分离器的核心部件，它的性能的好坏，直接影响着主设备的性能。由于离子源是在高真空、高电压、高温、高磁场、离子轰击等恶劣的环境中工作，打火现象非常常见，比其它类型的离子源严重得多，对离子源的性能及束流品质有不可忽视的影响。特别容易引起离子源部件的损坏，影响正常的分离运行，同时高压打火，还会造成同位素之间互相的玷污。这种离子源的“打火”，主要有“PIG”(Penningiongauge)放电，电子飘逸放电和高压击穿尖端放电。
技术实现思路
(一)专利技术的目的为克服现有技术的不足，本公开提供了一种减少放电、降低打火次数的带有防打火装置的离子源。(二)技术方案一种带有防打火装置的离子源，该离子源的防打火装置包括：高压屏蔽外壳；其中所述高压屏蔽外壳固定在离子源头部；所述高压屏蔽外壳包括：第一箱体和第二箱体；第一箱体与第二箱体固定连接，并且互相畅通，形成L型箱体结构的高压屏蔽外壳，并且在高压屏蔽外壳底部为敞开设置；所述第二箱体顶部设置有U型排列的贯穿圆孔，且所述贯穿圆孔排列的成U型的开口对准第一箱体；在所述贯穿圆孔排列成的U型内部设置有长方形贯穿圆孔。所述第一箱体顶部设置有开口。所述高压屏蔽外壳材质为不锈钢。所述离子源防打火装置还包括：防打火罩；其中所述防打火罩包括：外防打火罩和内防打火罩；所述内防打火罩固定在离子源中部，外防打火罩固定在离子源头部；其中所述外防打火罩包括：圆筒和锥形筒；所述锥形筒的小径端直径小于圆筒的直径，并且锥形筒的小径端与圆筒固定连接；所述锥形筒的大径端设置有法兰；其中所述内防打火罩包括：第一防护罩、第二防护罩和第三防护罩；所述第二防护罩固定在第一防护罩上，所述第三防护罩固定在第二防护罩上。所述第一防护罩为圆筒型结构，并且在所述第一防护罩底部设置有长方形贯穿孔。所述第二防护罩为管型结构；且所述防护罩一端设置有法兰板。所述第三防护罩包括：第一圆管和第二圆管；所述第一圆管与第二圆管轴向固定连接；并且所述第一圆管外径小于第二圆管外径；所述第二圆管的一半管壁材质为石墨，另外一半管壁材质为不锈钢；并且所述第二圆管两种材质的管壁分界线与第二圆管轴线平行。所述离子源防打火装置还包括：PIG板；其中所述PIG板通过电极支架固定在离子源头部两侧；所述PIG板为槽钢型结构，并且PIG板的一侧支脚为弧形。所述PIG板的数量为2。(三)有益效果本公开在离子源头部安装高压屏蔽外壳，将阴极、放电室及加热器均罩在里面，使得高电位分布更加平滑，大大减少了尖角，降低了尖端放电打火的几率。同时在高压屏蔽外壳的第一箱体顶部设有开口，改变了此处的气流分布及真空度下降现象，避免了由于铷溢出功低，在真空度下降时引起的高压打火，从而避免了高压屏蔽外壳的高温烧熔。本公开在离子源的头部和中部安装防火罩，在离子漂移的某些空间，利用防火罩形成与磁场方向相同的电场，使电子尽快被防火罩吸收，减少打火。本公开在离子源头部两侧安装PIG板，改变离子源头部的电场分布，降低电子振荡放电(即PIG放电)，从而减少打火。本公开提供的带有防打火装置的离子源打火次数明显减少，减少20％。离子源的平均接收时间达到40小时左右，比以往的30个小时提高了约33％；以87Rb为例，最大束流由3.5mA提高到4mA。附图说明图1是本公开的一个实施例的带有防打火装置的离子源结构示意图；图2是本公开的一个实施例的高压屏蔽外壳结构示意图；图3是本公开的一个实施例的内防打火罩结构示意图；图4是图3中的第一防护罩结构示意图；图5是图3中的第二防护罩结构示意图；图6是图3中的第三防护罩结构示意图；图7是本公开的一个实施例的外防打火罩结构示意图；图8是本公开的一个实施例的PIG板结构示意图；图9是本公开的一个实施例的高压屏蔽外壳设置开口前气流图；图10是本公开的一个实施例的高压屏蔽外壳设置开口后气流图；图11是本公开的一个实施例的安装PIG板前电场图；图12是本公开的一个实施例的安装PIG板后电场图；A外防打火罩B内防打火罩C高压屏蔽外壳D方法兰1第一箱体2第二箱体3第一防护罩4第二防护罩5第三防护罩6第一圆管7第二圆管8圆筒9锥形筒10PIG板11电极支架具体实施方式为了更加进一步说明本公开的技术方案，采用如下具体实施方式进行简要说明：一种带有防打火装置的离子源，该装置包括：高压屏蔽外壳、防打火罩、PIG板10；其中在离子源头部安装一个高压屏蔽外壳，在离子源的头部和中部安装了内、外两套防打火罩，方法兰后钼玻璃筒内安装了一个紫铜制的外防打火罩，保护钼玻璃筒；在方法兰前、高压屏蔽外壳后安装第2套内防打火罩，地电位的防打火罩用紫铜制作，处于正电位的防打火罩右半部分(漂移区)用石墨制作，左半部分为不锈钢；两块PIG板通过电极支架安装在离子源头部，这两块板与离子源高压屏蔽外壳平行。高压屏蔽外壳包括：第一箱体1和第二箱体2；第一箱体1与第二箱体2固定连接，并且互相畅通，形成L型箱体结构的高压屏蔽外壳，并且在高压屏蔽外壳底部为敞开设置；第二箱体2顶部设置有U型排列的贯穿圆孔，且贯穿圆孔排列成U型的开口对准第一箱体1；在贯穿圆孔排列成的U型内部设置有长方形贯穿圆孔。第一箱体1顶部设置有开口。高压屏蔽外壳材质为不锈钢。本公开在离子源头部安装高压屏蔽外壳，将阴极、放电室及加热器均罩在里面，使得高电位分布更加平滑，大大减少了尖角，降低了尖端放电打火的几率。同时在高压屏蔽外壳的第一箱体1顶部设有开口，改变了此处的气流分布及真空度下降现象，避免了由于铷溢出功低，在真空度下降时引起的高压打火，从而避免了高压屏蔽外壳的高温烧熔。在离子源的防打火装置中还装置有防打火罩；其中防打火罩包括：第一防护罩3、第二防护罩4和第三防护罩5；第二防护罩4固定在第一防护罩3上，第三防护罩5固定在第二防护罩4上。第一防护罩3为圆筒型结构，并且在第一防护罩3底部设置有长方形贯穿孔；第二防护罩4为管型结构；且防护罩一端设置有法兰板；第三防护罩5包括：第一圆管6和第二圆管7；第一圆管6与第二圆管7轴向固定连接；并且第一圆管6外径小于第二圆管7外径；第二圆管7一半管壁材质为石墨，另外一半管壁材质为不锈钢；并且第二圆管7两种材质的管壁分界线与第二圆管7轴线平行。本公开在离子源的头部和中部安装防火罩，在离子漂移的某些空间，利用防火罩形成与磁场方向相同的电场，使电子尽快被防火罩吸收，减少打火。本公开在离子源头部两侧安装PIG板，改变离子源头部的电场分布，降低电子振荡放电(即PIG放电)，从而减少打火。其中PIG板10为槽钢型结构，并且PIG板10一侧支脚为弧形。本公开提供的带有防打火装置的离子源打火次数明显减少，减少20％。装备后，离子源的平均接收时间达到40小时左右，比以往的30个小时提高了约33％；以87Rb为例，最大束流由3.5mA提高到4mA。实施例1本实施例采用上述结构带有防打火装置的离子源，其不同之处在于：本实施例的离子源只采用高压屏蔽外壳，并对高压屏蔽外壳顶部进行了优化，高压屏蔽外壳优化的结构如图2所示，优化后，Rbcl蒸汽直接通过窗口进入真空室，高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有防打火装置的离子源，该离子源的防打火装置包括：高压屏蔽外壳(C)；其中所述高压屏蔽外壳(C)固定在离子源头部；所述高压屏蔽外壳(C)包括：第一箱体(1)和第二箱体(2)；第一箱体(1)与第二箱体(2)固定连接，并且互相畅通，形成L型箱体结构的高压屏蔽外壳(C)，并且在高压屏蔽外壳(C)底部为敞开设置；所述第二箱体(2)顶部设置有U型排列的贯穿圆孔，且所述贯穿圆孔排列的成U型的开口对准第一箱体(1)；在所述贯穿圆孔排列成的U型内部设置有长方形贯穿圆孔。

【技术特征摘要】
1.一种带有防打火装置的离子源，该离子源的防打火装置包括：高压屏蔽外壳(C)；其中所述高压屏蔽外壳(C)固定在离子源头部；所述高压屏蔽外壳(C)包括：第一箱体(1)和第二箱体(2)；第一箱体(1)与第二箱体(2)固定连接，并且互相畅通，形成L型箱体结构的高压屏蔽外壳(C)，并且在高压屏蔽外壳(C)底部为敞开设置；所述第二箱体(2)顶部设置有U型排列的贯穿圆孔，且所述贯穿圆孔排列的成U型的开口对准第一箱体(1)；在所述贯穿圆孔排列成的U型内部设置有长方形贯穿圆孔。2.根据权利要求1一种带有防打火装置的离子源，其特征在于，所述第一箱体(1)顶部设置有开口。3.根据权利要求1一种带有防打火装置的离子源，其特征在于，所述高压屏蔽外壳(C)材质为不锈钢。4.根据权利要求1一种带有防打火装置的离子源，其特征在于，所述离子源防打火装置还包括：防打火罩；其中所述防打火罩包括：外防打火罩(A)和内防打火罩(B)；所述内防打火罩(B)固定在离子源中部，外防打火罩(A)固定在离子源头部；其中所述外防打火罩(A)包括：圆筒(8)和锥形筒(9)；所述锥形筒(9)的小径端直径小于圆筒(8)的直径，并且锥形筒(9)的小径端与圆筒(8)固定连接；所述锥形筒(9)的大径端设置有法兰；其中所述内防打火罩(B)包括：第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：任秀艳，吴灵美，曾自强，曹进文，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11