一种双束偏转型四极磁铁装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及粒子加速器技术领域，具体公开一种双束偏转型四极磁铁装置，其包括控制电路、铁厄、四组极头和两个束流管道；四组极头固定地配置在铁厄内，且四组极头呈矩形分布；控制电路配置为与四组极头电性连接，控制电路用于改变电流大小，以调节在垂直方向上相邻的两组极头的磁场强度；在垂直方向上相邻的两组极头的极性相反，在水平方向上相邻两组极头的极性相反；其中一束流管道配置在垂直方向上相邻的两组极头之间；另一束流管道配置在垂直方向上相邻的另外两组极头之间；该双束偏转型四极磁铁装置能解决科研生产对高流强束流有较大需求的难题，束流在合并时，不需要真空室过度，结构简单。结构简单。结构简单。

【技术实现步骤摘要】
一种双束偏转型四极磁铁装置


[0001]本专利技术涉及粒子加速器
，具体涉及一种双束偏转型四极磁铁装置。

技术介绍

[0002]粒子加速器广泛应用于原子核、核工程、化学、放射生物学、放射医学等的基础研究以及疾病的诊断和治疗、高纯物质的活化分析、某些工业产品的辐射处理、农产品及其他食品的辐射处理、模拟宇宙辐射和模拟核爆炸等领域。
[0003]在以上科研与生产中，对具备一定能量的高流强质子束流有较大需求，但受限于单台粒子加速器产生质子束流流强的限制，经常无法满足需求。然而可以通过束流合并解决这一问题，因此亟待设计开发一种具有可靠性性高，结构简单，便于操作的双束偏转铁装置，可以同时将两束束流偏转合并。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种双束偏转型四极磁铁装置，目的在于将两条束流进行偏转并合并，以解决科研生产对高流强束流有较大需求的难题。
[0005]为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本公开至少一实施例提供一种双束偏转型四极磁铁装置，包括：控制电路、铁厄、四组极头和两个束流管道。
[0007]所述四组极头固定地配置在所述铁厄内，且四组所述极头呈矩形分布。
[0008]所述控制电路配置为与所述四组极头电性连接，所述控制电路用于改变电流大小，以调节在垂直方向上相邻的两组所述极头的磁场强度。
[0009]其中，在垂直方向上相邻的两组所述极头的极性相反，在水平方向上相邻两组极头的极性相反。
[0010]其中一所述束流管道配置在垂直方向上相邻的两组所述极头之间。
[0011]另一所述束流管道配置在垂直方向上相邻的另外两组所述极头之间。
[0012]两个所述束流管道呈对置设置。
[0013]本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，在垂直方向上相邻的两组所述极头之间的间距大于所述束流管道的直径。
[0014]本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，所述极头包含有：芯材和线圈。
[0015]所述芯材配置为与所述铁厄固定连接；所述线圈缠绕在所述芯材上，所述控制电路与所述线圈连接。
[0016]本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，在水平方向上相邻两组极头之间具有间隙。
[0017]本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，所述铁厄中部具有装配孔，所述芯材位于所述装配孔的孔壁上。
[0018]本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，所述束流管道呈倾斜设置，且所述束流管道末端靠向铁厄的中轴线，所述束流管道的中轴线与所述铁厄的中轴线之间的夹角和束流与所述铁厄的中轴线之间的夹角角度相同。
[0019]本公开至少一实施例提供的双束偏转型四极磁铁装置中，所述线圈为铜线圈，所述芯材为铁心。
[0020]第二方面，本公开的一些实施例提供一种双束偏转型四极磁铁装置的应用，由多个双束偏转型四极磁铁装置串接或有间距地排列而成组合体，多个双束偏转型四极磁铁装置的组合体能够满足束流能量特别高的情况，多个双束偏转型四极磁铁装置串接组合使用能提高束流合并的效果和精度。
[0021]本专利技术的有益效果为：
[0022]通过使用两组二极铁，对两条能量相同的束流同时向内偏转达到束流合并的效果。整个装置大部分部件都在铁厄内，结构简单，加工简单。束流在合并时，不需要真空室过度，结构紧凑、节省空间。
[0023]可以实现对粒子束的多方向控制，从而提高粒子束的精度和稳定性。可以减小粒子束的散角，提高粒子束的聚焦效果，多个双束偏转型四极磁铁装置排列组合串联使用效果更佳。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为一些实施例中的双束偏转型四极磁铁装置的结构示意图。
[0026]图2为束流在磁场中的受力示意图。
[0027]图3为一些实施例中的双束偏转型四极磁铁装置的应用示意图。
[0028]图中：
[0029]10、控制电路；
[0030]20、铁厄；
[0031]30、极头；
[0032]40、束流管道；
[0033]50、双束偏转型四极磁铁装置。
具体实施方式
[0034]下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0035]受限于单台粒子加速器产生质子束流流强的限制，导致束流流强经常无法满足使用需求，因此亟待设计开发一种双束偏转装置运用到束流合并系统中，以解决科研生产中对高流强束流有较大需求的难题。
[0036]如图1所示，本公开实施例提供一种双束偏转型四极磁铁装置，其包括控制电路
10、铁厄20、四组极头30和两个束流管道40。
[0037]具体地，四组极头30固定地配置在铁厄20内，且四组极头30呈矩形分布。
[0038]进一步的，在垂直方向上相邻的两组极头30的极性相反，在水平方向上相邻两组极头30的极性相反。其中一束流管道40配置在垂直方向上相邻的两组极头30之间。另一束流管道40配置在垂直方向上相邻的另外两组极头30之间。
[0039]示例性地，四组极头包括第一N极极头、第一S极极头、第二N极极头和第二S极极头。
[0040]第一N极极头位于第一S极极头的下方，第二N极极头位于第二S极极头的上方，第一N极极头和第二N极极头呈对角分布，第一S极极头和第二S极极头同样呈对角分布。
[0041]具体地，控制电路10配置为与四组极头30电性连接，控制电路10用于改变电流大小，以实现调节在垂直方向上相邻的两组极头30的磁场强度。
[0042]在本实施例中，在垂直方向上相邻的两组极头30之间的间距大于束流管道40的直径。
[0043]如图2所示，在工作中，束流通过二极铁时，在洛伦兹力作用下发生偏转，通过调整磁场方向使带有不同电荷种类的束流均会向内偏转，并最终合并。
[0044]束流偏转半径要与束流管道偏转半径一致，偏转半径r＝mv/Bq。对于不同能量不同荷质比的束流，通过改变二极铁的磁场强度来改变束流半径，二极铁磁场强度B＝mv/rq。二极铁的磁场方向与磁场强度均可通过控制电路10进行控制。可以实现对粒子束的多方向控制，从而提高粒子束的精度和稳定性。
[0045]在本实施例中，极头30包含有芯材(未图示)和线圈(未图示)。芯材配置为与铁厄20固定连接；线圈缠绕在芯材上，控制电路10与线圈连接。
[0046]进一步的，针对不同能量的束流，可以通过改变电流大小来调节磁场强度，保持偏转角度不变；磁场方向根据偏转束流的电荷种类不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，包括：铁厄；四组极头，固定地配置在所述铁厄内，且四组所述极头呈矩形分布；两个束流管道；以及控制电路，配置为与所述四组极头电性连接，所述控制电路用于改变电流大小，以调节在垂直方向上相邻的两组所述极头的磁场强度；其中，在垂直方向上相邻的两组所述极头的极性相反，在水平方向上相邻两组极头的极性相反；其中一所述束流管道配置在垂直方向上相邻的两组所述极头之间；另一所述束流管道配置在垂直方向上相邻的另外两组所述极头之间；两个所述束流管道呈对置设置。2.根据权利要求1所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，在垂直方向上相邻的两组所述极头之间的间距大于所述束流管道的直径。3.根据权利要求2所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，所述极头包含有：芯材，配置为与所述铁厄固定连接；以及线圈，缠绕在所述芯材上；其中，所述控制电路与所述线圈连接。4.根据权利要求1所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，在水平方向上相邻两组极头之间具有间隙。5.根据权利要求3所述的一种双束偏转型四极磁铁装置，其特征在于，所述铁厄中部具有装配孔，所述芯材位于所述装配孔的孔壁上。6.根据权利要求1所述的一种双束偏转型四...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢亮，袁楠，马伟，邹丽平，杨振，葛育霖，孙艳兵，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：