本发明专利技术公开了一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置，包括真空室，真空室两端分别设有粒子束入口法兰和粒子束出口法兰，真空室顶部设有与真空室连通的进气法兰，所述真空室设有剥离室，剥离室两端分别密闭接有差分管道，剥离室顶部通过管道连接到进气法兰上。本发明专利技术有效减小剥离介质对中性粒子能量的影响，同时差分管道能有效保证粒子束的直线性，更有利于粒子束的剥离。通过选择合适的剥离气体(氢气)，避免了对托卡马克装置带来杂质污染。
【技术实现步骤摘要】
一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置
本专利技术涉及粒子剥离
，具体涉及一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置。
技术介绍
在托克马克装置中，高温等离子体的离子能量和离子种类不能直接被测量，而是通过测量从等离子体中逃逸出来的中性粒子来间接得到。测量中性粒子能量和种类的过程中，通常先将中性粒子离子化，变成带电粒子，进而利用电磁分析单元进行测量，这一过程需要剥离单元来完成。在磁约束核聚变反应中，燃料的种类是氢及氢的同位素，并且受限于托卡马克装置内等离子的温度，从等离子体中逃逸出来的中性粒子能量在几keV到几百keV范围。因此对中性粒子的剥离需尽可能减小剥离介质对入射中性粒子的能量的影响，并且不能引入其他杂质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置，用于减小剥离介质对中性粒子能量的影响，同时避免对托卡马克装置带来杂质污染。为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下方案：一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置，包括真空室，真空室两端分别设有粒子束入口法兰和粒子束出口法兰，真空室顶部设有与真空室连通的进气法兰，所述真空室设有剥离室，剥离室两端分别密闭接有差分管道，剥离室顶部通过管道连接到进气法兰上。优选的，所述差分管道中部连接有隔气板，隔气板与剥离室内腔匹配连接，剥离室为两端开口状的筒状，筒状的剥离室易于与隔气板连接密封，通过隔气板有效保证剥离室的气密性，保证内部气压在一个稳定的预设范围内，差分管道有一半位于剥离室内，使得粒子束出来的直线性更好。优选的，所述差分管道的内径为1mm-4mm，利用细长差分管道的小流导使得剥离气体在剥离室内保持较高的气压，差分管道的长度可根据需要进行调节，还能保证粒子束的直线性，更有利于对中性粒子束的剥离。优选的，所述粒子束入口法兰和粒子束出口法兰上中心处设有孔道，孔道内径为1mm-6mm。让中性粒子束从小孔道中通过，实现两端的压强差，并限制粒子束流的束斑大小。优选的，所述进气法兰内侧通过VCR接头连接有波纹管，波纹管的出口端与剥离室一体化连通，VCR接头为现有公知技术，其洁净度高(组件经过电抛光及清洗等工艺处理)、密封性好，特别适用于要求无泄漏的超高纯净系统、超高真空系统及高压系统，波纹管与剥离室一体化连通，这样可有效避免氢气渗漏的情况发生，避免影响真空室内的真空度，从而影响中性粒子束的剥离效果。优选的，所述进气法兰的入口处设有针阀，进气法兰与外部的氢气供应装置连通。配合气路上针阀的控制，实现进气法兰入口处气压的可控调节，通过调节进气法兰入口处的气压，来实现对剥离室内气压的有效控制，通过选择合适的剥离气体(氢气)，避免了对托卡马克装置带来杂质污染。优选的，所述粒子束入口法兰上固定有位于真空室内的支架，支架远离粒子束入口法兰的一端与剥离室套接，支架为圆柱形结构，四面均为镂空状。支架使得剥离室中心的差分管道与粒子束入口法兰中心的孔道对齐，保证中性粒子束能顺利进入剥离室，不影响后续的分析，该支架为结构简单，并且不影响中性粒子束线上的真空度。优选的，所述真空室的底部连接有真空泵。真空泵能及时排除真空室内的气体，保持真空室内的高真空度。本专利技术具有的有益效果：1、在真空室内安装剥离室，并在剥离室两端加入内径较小的差分管道，形成无窗气体剥离单元设计，并且使得剥离室内外保持一定的压强差，有效减小剥离介质对中性粒子能量的影响，同时差分管道能有效保证粒子束的直线运动，更有利于粒子束的剥离。通过选择合适的剥离气体(氢气)，避免了对托卡马克装置带来杂质污染。2、在进气法兰的进气的气路上安装针阀用以控制气压，实现进气法兰入口处气压的可控调节，通过调节进气法兰入口处的气压，来实现对剥离室内气压的有效控制。3、让中性粒子束从粒子束进口法兰和出口法兰中心的小孔道中通过，实现两端的压强差，并限制粒子束流的束斑大小。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为支架的结构示意图。附图标记：1-真空室，2-剥离室，3-粒子束入口法兰，4-粒子束出口法兰，5-进气法兰，6-真空泵，7-差分管道，8-波纹管，9-VCR接头，10-孔道，11-支架，12-托卡马克装置，13-电磁分析装置，14-隔气板。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例1如图1所示，一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置，包括真空室1，真空室1两端分别设有粒子束入口法兰3和粒子束出口法兰4，粒子束入口法兰3连接托卡马克装置12，粒子束出口法兰4与外部的电磁分析装置13法兰连接，该装置为现有公知技术，其工作原理及结构为本领域技术人员无需通过努力便可获得，该装置用于提供入射的中性粒子束流，真空室1顶部设有与真空室1连通的进气法兰5，进气法兰5用于外部剥离气体介质进入，真空室1的底部连接有大抽速的真空泵6，真空泵6能及时排除真空室1内的气体，保持真空室1内的高真空度，所述真空室1设有剥离室2，剥离室2顶部通过管道连接到进气法兰5上，使得剥离气体介质直接进入到剥离室2内，剥离室2两端分别密闭接有细长的差分管道7，细长差分管道7的小流导使得剥离气体介质在剥离室2内保持较高的气压，差分管道7的长度可根据需要进行调节，剥离室2形成无窗气体剥离单元设计，并且使得剥离室2内外保持一定的压强差，有效减小剥离介质对中性粒子能量的影响，同时还能保证粒子束的直线性，更有利于对中性粒子束的剥离。实施例2如图1所示，在上述实施例的基础上，所述差分管道7中部通过焊接的方式连接有隔气板14，隔气板14与剥离室2内腔匹配连接，隔气板14、差分管道7、剥离室2均采用钢材质，剥离室2为两端开口状的筒状，筒状的剥离室2易于与隔气板14连接密封，通过隔气板14有效保证剥离室2的气密性，保证内部气压在一个稳定的预设范围内，差分管道7有一半位于剥离室2内，使得粒子束出来的直线性更好。实施例3如图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置，包括真空室(1)，真空室(1)两端分别设有粒子束入口法兰(3)和粒子束出口法兰(4)，真空室(1)顶部设有与真空室(1)连通的进气法兰(5)，其特征在于，所述真空室(1)设有剥离室(2)，剥离室(2)两端分别密闭接有差分管道(7)，剥离室(2)顶部通过管道连接到进气法兰(5)上。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置，包括真空室(1)，真空室(1)两端分别设有粒子束入口法兰(3)和粒子束出口法兰(4)，真空室(1)顶部设有与真空室(1)连通的进气法兰(5)，其特征在于，所述真空室(1)设有剥离室(2)，剥离室(2)两端分别密闭接有差分管道(7)，剥离室(2)顶部通过管道连接到进气法兰(5)上。
2.根据权利要求1所述的一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置，其特征在于，所述差分管道(7)中部连接有隔气板(14)，隔气板(14)与剥离室(2)内腔匹配连接，剥离室(2)为两端开口状的筒状。
3.根据权利要求1所述的一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置，其特征在于，所述差分管道(7)的内径为1mm-4mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于将中性粒子剥离成带电粒子的气体剥离装置，其特征在于，所述粒子束入口法兰(3)和粒子束出口法兰(4)上中心处设有...
【专利技术属性】
技术研发人员：林炜平，罗圆，任培培，曲国峰，朱敬军，刘星泉，罗小兵，安竹，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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