一种用于强磁场中负离子直流引出的测量结构制造技术

一种用于强磁场中负离子直流引出的测量结构，包括法拉第筒，所述法拉第筒包括外筒和内筒，内筒位于所述外筒内，还包括尾筒和陶瓷套管，所述外筒、内筒和尾筒截面均为圆形并具有中央通孔，所述陶瓷套管穿过内筒和尾筒，所述外筒和尾筒分别由较细的颈部和较粗的圆座组成，所述圆座和颈部连接处及圆座侧面底部为弧形，所述外筒固定在尾筒上方，且外筒的圆座底面和尾筒的圆座顶面之间具有间隙。采用本实用新型专利技术所述用于强磁场中负离子直流引出的测量结构，通过设计新的法拉第筒结构用于进行强磁场中的负离子直流引出的测量，可以减少空间放电，提高强磁场下直流引出束流的测量精度，保护实验测量设备。保护实验测量设备。保护实验测量设备。

【技术实现步骤摘要】
一种用于强磁场中负离子直流引出的测量结构


[0001]本技术属于核
，涉及离子源技术，具体涉及一种用于强磁场中负离子直流引出的测量结构。

技术介绍

[0002]粒子源是产生带电粒子的装置，为加速器提供带电粒子束，是加速器关键的部件之一。粒子源和加速器两者是相辅相成的，加速器的发展对粒子源不断的提出新的要求，而粒子源技术的重大突破和发展又将为加速器技术带来发展与革新。近几十年来，随着加速器的不断发展和改进，人们对粒子源有了更加广泛的了解和应用，其中离子源就是最为典型的例子。离子源被广泛应用于离子注入、离子刻蚀、中子发生器、霍尔推进器、回旋加速器等众多领域。在离子源和加速器的不断发展进步的过程中，束流引出测量是重要的步骤之一。
[0003]对于不同领域中的离子源，所要了解的束流参数是不同的，根据不同的实际需要选择测量的参数和测试方法。
[0004]离子束测量的基本方法如：
[0005]1）截束测量法。用导体截止束的部分或全部，测量收集到的电流或热量。
[0006]2）利用电磁场与带电粒子的相互作用进行测量。
[0007]3）利用束与物质作用过程中产生的电离、激发等现象进行测量。
[0008]4）利用束自身的电磁场进行测量。
[0009]束流收集极的结构类型不尽相同，在实验测量中也造成了不同的影响，出现最为频繁的问题是在收集极上加直流高压时造成的电子打火问题，空间杂散信号对收集极的信号的测量干扰以及固定收集极所使用的绝缘装置被大量的电子及其他带电粒子轰击造成的放电。
[0010]由于这些收集极结构以及不同的电场情况导致真空状态下的放电，出现部分的带电粒子对束流的测量造成干扰，导致测量实验的失败、测量仪器的损坏、测量结果的不精准等问题。

技术实现思路

[0011]为克服现有技术的缺陷，本技术公开了一种用于强磁场中负离子直流引出的测量结构。
[0012]本技术所述用于强磁场中负离子直流引出的测量结构，包括法拉第筒，所述法拉第筒包括外筒和内筒，内筒通过连接结构固定在所述外筒内，还包括尾筒和陶瓷套管，所述外筒、内筒和尾筒截面均为圆形并具有中央通孔，所述陶瓷套管穿过内筒和尾筒，所述外筒和尾筒分别由较细的颈部和较粗的圆座组成，所述圆座和颈部连接处及圆座侧面底部为弧形，所述外筒固定在尾筒上方，且外筒的圆座底面和尾筒的圆座顶面之间具有间隙。
[0013]优选的，所述连接结构包括上套筒、下套筒和锁紧套筒，所述上套筒和下套筒分别
套在所述内筒的上部和下部，上套筒、下套筒和内筒组成的整体位于所述外筒内，所述锁紧套筒位于外筒下方并与外筒底部具有相互配合的锁紧装置；所述上套筒、下套筒和锁紧套筒截面均为圆形并具有中央通孔，且上套筒、下套筒为绝缘材料，所述锁紧套筒下方与所述尾筒顶部不接触。
[0014]优选的，所述上套筒、下套筒为氮化硼材料。
[0015]优选的，所述陶瓷套管为微晶玻璃材料。
[0016]优选的，所述间隙宽度为12
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20毫米。
[0017]采用本技术所述用于强磁场中负离子直流引出的测量结构，通过设计新的法拉第筒结构用于进行强磁场中的负离子直流引出的测量，可以减少空间放电，提高强磁场下直流引出束流的测量精度，保护实验测量设备。
附图说明
[0018]图1为本技术所述测量结构各个部件的一种具体实施方式示意图；
[0019]图2为本技术所述测量结构的一个具体实施方式进行测量时的电场线分布示意图；
[0020]图3为本技术所述测量结构配套的测量电路示意图；
[0021]图中附图标记名称为：1
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外筒、2
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内筒、3
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上套筒、4
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下套筒、5
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锁紧套筒、6
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尾筒、7
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陶瓷套管、8
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圆座。
具体实施方式
[0022]下面结合附图，对本技术的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0023]本技术所述用于强磁场中负离子直流引出的测量结构，包括法拉第筒，所述法拉第筒包括外筒和内筒，内筒位于所述外筒内，还包括尾筒和陶瓷套管，所述外筒、内筒和尾筒截面均为圆形并具有中央通孔，所述陶瓷套管穿过内筒和尾筒，所述外筒和尾筒分别由较细的颈部和较粗的圆座组成，所述圆座和颈部连接处及圆座侧面底部为弧形，所述外筒固定在尾筒上方，且外筒的圆座底面和尾筒的圆座顶面之间具有间隙。
[0024]一个具体实施方式中，所述连接结构包括上套筒、下套筒和锁紧套筒，所述上套筒和下套筒分别套在所述内筒的上部和下部，所述上套筒顶部和外筒内上方具有相互配合的锁紧装置，上套筒、下套筒和内筒组成的整体位于所述外筒内，所述锁紧套筒位于外筒下方并与外筒底部具有相互配合的锁紧装置；所述上套筒、下套筒和锁紧套筒截面均为圆形并具有中央通孔，且上套筒、下套筒为绝缘材料。
[0025]各个部件的位置连接关系为：内筒2使用上套筒3与下套筒4连接作绝缘保护。上套筒3的顶部与外筒1的内部上端通过锁紧装置连接配合，锁紧套筒5与外筒1内部下端连接锁紧，锁紧套筒5的上端与下套筒4的底端连接顶紧。
[0026]尾筒放置在锁紧套筒5的尾端，不与锁紧套筒5接触，保持较小距离。陶瓷套筒7的顶端与内筒2的底端连接。
[0027]所述内筒、外筒、上套筒、下套筒、锁紧套筒、尾筒等部件中心轴向重合，并全部套在所述陶瓷套筒上。
[0028]一个典型实施方式中，外筒1、内筒2、尾筒6和锁紧套筒5都为不锈钢材料，上套筒3
与下套筒4为氮化硼材料作为绝缘隔离，内筒2为铜材料，陶瓷套管为微晶陶瓷，硬度大，绝缘性好，作为测量结构整体的支撑材料。
[0029]测量时，离子源位于外筒上方，对准外筒中心进行轰击，由于本技术对外筒1的底部圆座进行了尾部圆弧处理，使得在给法拉第筒提供直流高压时形成电场等势线较稀疏。电子在空间电荷中受电场作用和轴向磁场的共同作用，动力学复杂，稀疏的电场等势线分布有利于电子的运动，减少电子的集中轰击，减少电子集中轰击环抱法拉第筒的固定装置，尽可能的减少空间打火现象的发生对束流测量的影响。
[0030]陶瓷套管7采用后端插入的方式对法拉第筒整体进行支撑作用。由于离子源引出口处喷射大量离子，造成空间等离子体放电，产生的电子流会在磁场和电场的复杂作用下，沿等势线越过引出极板轰击法拉第筒的固定装置，电子会在轰击固定装置的路程中与氢分子发生非弹性碰撞而导致电离，从而导致电子雪崩发生击穿现象，产生空间杂散电荷对收集极的信号测量造成干扰，而利用本技术所述测量机构代替之前的法拉第筒环抱式结构，通过较粗的圆座拦截电子并形成稀疏电场，降低附近，电场强度可以减少电子流的轰击。
[0031]尾筒6底部圆座同样采用圆弧处理，尾筒悬浮于陶瓷套管7上，处于外筒的高压与陶瓷套管底部的低压之间，按各个部件的阻抗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于强磁场中负离子直流引出的测量结构，包括法拉第筒，所述法拉第筒包括外筒(1)和内筒(2)，内筒(2)通过连接结构固定在所述外筒(1)内，其特征在于，还包括尾筒(6)和陶瓷套管(7)，所述外筒(1)、内筒(2)和尾筒(6)截面均为圆形并具有中央通孔，所述陶瓷套管穿过内筒(2)和尾筒(6)，所述外筒和尾筒分别由较细的颈部和较粗的圆座(8)组成，所述圆座和颈部连接处及圆座侧面底部为弧形，所述外筒(1)固定在尾筒(6)上方，且外筒(1)的圆座底面和尾筒的圆座顶面之间具有间隙。2.如权利要求1所述的用于强磁场中负离子直流引出的测量结构，其特征在于，所述连接结构包括上套筒(3)、下套筒(4)和锁紧套筒(5)，所述上套筒和下套筒分别套在所述内筒的上部...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇航，李杰，马瑞利，王丹，石金水，丁亨松，
申请(专利权)人：四川玖谊源粒子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：