一种同位素电磁分离系统技术方案

本申请实施例公开了一种同位素电磁分离系统，涉及电磁分离领域，利用在真空室内放置离子挡件的方案，使电磁分离系统达到了便捷调整离子运动轨迹的效果，进一步提升了同位素的丰度。该同位素电磁分离系统包括真空室、离子源、驱动场、接收器和离子挡件，其中，真空室，用于提供真空环境；离子源，用于在真空室内发射离子；驱动场，用于驱动离子加速运动和偏转；接收器，设置在离子加速运动和偏转后的路径上，用于接收离子的多种同位素；离子挡件，设置在离子源和接收器之间的离子的部分运动轨迹上，用于阻挡部分离子穿过。本申请的同位素电磁分离系统用于分离同位素。离系统用于分离同位素。离系统用于分离同位素。

【技术实现步骤摘要】
一种同位素电磁分离系统


[0001]本申请涉及但不限于电磁分离领域，尤其涉及一种同位素电磁分离系统。

技术介绍

[0002]同位素已广泛应用于国防、计量、航天、工业、农业、生物、医学及科学研究等各个领域。例如：反潜机用量子磁力仪的核心材料
41
K，我国北斗导航卫星授时系统核心材料
87
Rb，核燃料6Li等等。上述应用均需要高丰度的同位素且丰度越高越好。
[0003]常用的同位素分离方法有气体扩散法、离心法和电磁法等等。同位素电磁分离法能适应对稳定同位素的高丰度、多品种、少用量的需要，电磁分离法依然是通用分离技术的最佳选择。甚至有些同位素只能用电磁法进行分离。参照图1，电磁同位素分离器基本工作原理是离子源02发射离子04，离子04经电场加速后进入磁场，由于不同的同位素质量不同，它们的偏转半径也不同，同位素因此分离。电磁分离法的主工艺设备是电磁分离器，它的一个重要性能参数就是分离同位素能力的高低，也就是最终产品同位素丰度的高低。
[0004]目前，考虑电磁分离器设备庞大复杂，参照图1，真空室01、离子源02、接收器03、主体磁铁等部件不易改变等因素，并且对于大质量数的元素，现有的电磁分离器同位素的丰度受限，为此，本申请提出了一种同位素电磁分离系统。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种同位素电磁分离系统，利用在真空室内放置离子挡件的方案，使电磁分离系统达到了便捷调整离子运动轨迹的效果，进一步地提升同位素的丰度。
[0006]为了达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0007]本申请实施例提供的一种同位素电磁分离系统，包括：真空室，用于提供真空环境；离子源，用于在真空室内发射离子；驱动场，用于驱动离子加速运动和偏转；接收器，设置在离子加速运动和偏转后的路径上，用于接收离子的多种同位素；离子挡件，设置在离子源和接收器之间的离子的部分运动轨迹上，用于阻挡部分离子穿过。
[0008]本申请实施例提供的同位素电磁分离系统，离子源在真空室内发射离子后经过驱动场，驱动离子加速运动和偏转，将接收器设置在离子加速运动和偏转后的路径上，因不同同位素的质量不同导致其偏转半径不同，同位素得以分离，在接收器的位置形成了具有一定宽度的像，由于存在像宽，导致同位素之间相互掺杂，影响同位素丰度的进一步提高，相关技术中提高同位素的丰度方法有减小离子的出射角度，进而使得像宽减小，降低同位素之间的相互影响；建立更好的磁场分布，实现更好的束流的输运方式；调整接收器的位置和结构，更有利于同位素的接收效果，但这些方法需要对设备进行物理结构调整，成本较高且较为复杂，对于不同同位素需要调整的结构不同，适用范围较窄，为此本申请提供了一种优选方案，在离子源和接收器之间离子的部分运动轨迹上设置离子挡件，用于阻挡部分离子穿过，在离子源和接收器之间离子的部分运动轨迹上设置离子挡件，能够在离子的运输过程中阻挡一部分离子，减小不同同位素之间的相互影响从而提高同位素的丰度，相比相关
技术中通过对设备进行物理结构调整的方案，本申请只需在离子源和接收器之间离子的部分运动轨迹上设置离子挡件，不但可以提高电磁分离器分离同位素的能力，而且在实际应用中便于安装，成本低廉，分离不同元素仅需要微小调整即可。本申请实施例提供的同位素电磁分离系统，利用在真空室内放置离子挡件的作用相当于减小离子的出射角度，但无需改变电磁分离系统的物理结构，使电磁分离系统达到了便捷调整离子运动轨迹的效果，进一步提升同位素的丰度。
[0009]在本申请的一种可能的实现方式中，离子挡件设置在离子的运动轨迹的边缘处。
[0010]本申请实施例提供的同位素电磁分离系统，离子源在真空室内发射离子后经过驱动场，驱动离子加速运动和偏转，将接收器设置在离子加速运动和偏转后的路径上，因不同同位素的质量不同导致其偏转半径不同，同位素得以分离，在接收器的位置形成了具有一定宽度的像，由于存在像宽，导致同位素之间相互掺杂，影响同位素丰度的进一步提高，将离子挡件设置在离子的运动轨迹的边缘处，阻挡了离子运动轨迹边缘部分的离子，缩小了像宽，减小了同位素之间相互掺杂的数量，进一步提高了同位素的丰度，且将离子挡件设置在离子的运动轨迹的边缘处，方便放置和调整。
[0011]在本申请的一种可能的实现方式中，离子挡件为多个，多个离子挡件中，两个为一组，位于同一组的两个离子挡件设置在离子的运动轨迹的相对的两侧边缘处。
[0012]本申请实施例提供的同位素电磁分离系统，当同位素分离后可在接收器的位置形成一定宽度的像，像的宽度由离子运动轨迹最内侧和最外侧之间的距离决定，为了进一步缩小像宽，将离子挡件的数量设置为多个，在多个离子挡件中，两个离子挡件设置为一组，位于同一组的两个离子挡件设置在离子的运动轨迹的相对两侧的边缘处。
[0013]在本申请的一种可能的实现方式中，离子挡件靠近离子源和接收器之间的中位设置。
[0014]本申请实施例提供的同位素电磁分离系统，离子源在真空室内发射离子，离子经过驱动场，驱动场驱动离子加速运动和偏转，将接收器设置在离子加速运动和偏转后的路径上，因不同同位素的质量不同导致其偏转半径不同，当离子运行到离子源和接收器之间的中位位置时，因同位素之间质量的差异，导致在中位位置时，像宽的宽度最大，可能会导致同位素之间相互掺杂，影响同位素丰度的进一步提高，因此，将离子挡件设置在靠近离子源和接收器之间的中位，可以阻挡不需要的离子，进一步地提高同位素之间的丰度。
[0015]在本申请的一种可能的实现方式中，离子挡件靠近接收器设置。
[0016]本申请实施例提供的同位素电磁分离系统，除了离子挡件靠近离子源和接收器之间的中位设置以外，离子挡件也可靠近接收器设置，在接收器前设置离子挡件操作较为方便，且方便调整离子挡件相对于离子的运动轨迹之间的夹角。
[0017]在本申请的一种可能的实现方式中，离子挡件为板状结构，离子挡件的延伸方向所在平面与离子的运动轨迹呈一角度设置。
[0018]本申请实施例提供的同位素电磁分离系统，离子挡件设置在离子源和接收器之间的离子的部分运动轨迹上，用于阻挡部分离子穿过，将离子挡件设置为板状结构，离子挡件的延伸方向所在平面与离子的运动轨迹呈一角度设置，使得部分运动轨迹上的离子与离子挡件之间的接触面积增加，且板状结构为规则结构，方便制作和生产，可降低同位素电磁分离系统的成本。
[0019]在本申请的一种可能的实现方式中，离子挡件的延伸方向所在平面与离子的运动轨迹垂直。
[0020]本申请实施例提供的同位素电磁分离系统，将离子挡件设置为板状结构，离子挡件的延伸方向所在平面与离子的运动轨迹呈一定角度设置，角度的大小可根据同位素电磁分离系统的需要进行调整，离子挡件的延伸方向所在平面与离子的运动轨迹呈一定角度设置，此时离子挡件的延伸方向所在平面与离子的运动轨迹之间的夹角大于0
°
小于180
°
，当离子挡件的延伸方向所在平面与离子的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同位素电磁分离系统，其特征在于，包括：真空室，用于提供真空环境；离子源，用于在所述真空室内发射离子；驱动场，用于驱动离子加速运动和偏转；接收器，设置在所述离子加速运动和偏转后的路径上，用于接收所述离子的多种同位素；离子挡件，设置在所述离子源和所述接收器之间的所述离子的部分运动轨迹上，用于阻挡部分离子穿过。2.根据权利要求1所述的同位素电磁分离系统，其特征在于，所述离子挡件设置在所述离子的运动轨迹的边缘处。3.根据权利要求2所述的同位素电磁分离系统，其特征在于，所述离子挡件为多个，多个所述离子挡件中，两个为一组，位于同一组的两个所述离子挡件设置在所述离子的运动轨迹的相对的两侧边缘处。4.根据权利要求2所述的同位素电磁分离系统，其特征在于，所述离子挡件靠近所述离子源和所述接收器之间的中位设置。5.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁波，徐昆，任秀艳，毋丹，梁爽，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：