【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于离子源，尤其涉及一种三段式潘宁离子源阳极腔。
技术介绍
1、医用回旋加速器作为高端核医学设备，既可以生产同位素用于癌症早期诊断，也可以直接用于癌症治疗，具有十分重要的医疗价值。
2、将冷阴极潘宁离子源设计为内源，即离子源位于回旋加速器的中心区，在满足该类型加速器的束流强度要求的同时，降本增效，极大地提升了国产回旋加速器的取代欧美日垄断技术，甚至走向国际市场的几率。
3、内源的结构整体相对简单，带有引出缝的阳极腔、阴极、供气系统、电源系统、冷却系统以及必要的连接、支撑和密封系统即可。但是内源的阳极腔结构设计、密封问题是决定其束流产生和引出能力的关键，
4、国内一体式的阳极腔如图2-1所示，在阳极腔上下两端的侧面进行密封，上下两个孔径1-1和3-1的直径小于阳极腔2-1的内径(即上下窄中间宽)，整体是一个“大肚子”的结构，如果上下窄中间宽制成一体化的结构，加工难度系数极高，加工周期长，成品率极低，由于无法保证放电室内径的尺寸，加工完成后也无法精准测量，对后期实验、物理分析带来极大的困扰。
5、美国电气公司采用一件式设计和限制环的结构，如图2-2所示。该结构在某种程度上解决了“上下窄中间宽一体化设计”难度系数高、加工周期长、成品率低的问题，但是该设计前期需要大量的实验和理论计算来确定影响束流的几何参数，若设计不合理，则加工件的可利用率几乎为零。
6、前期对现有结构的阳极腔进行了大量实验和理论计算，内源的性能往往需要多套尺寸结构的阳极腔，每一套结构对应一种尺寸，对
7、进行上述理论验证，如果采用图2-1的国内一体化设计方法，显然加工难度太大，无法实现；如果采用图2-2的美国电气公司的固定尺寸的阳极腔结构，虽然在某种程度上解决了一体化阳极腔的上下窄中间宽的加工难度问题，但其仍然是一个固定尺寸的最终产品，解决不了实验过程中通过一套阳极腔进行多个尺寸的试验、从而降低实验成本的问题。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术存在的问题，提出一种三段式潘宁离子源阳极腔，第一目的在于解决加工难度系数高、加工周期长、成品率低的问题；第二目的在于解决只需要通过一套阳极腔，对不同尺寸的阳极腔进行实验，从中选出最佳能结构，极大地降低了生产成本。
2、本专利技术为解决其技术问题提出以下技术方案：
3、一种三段式潘宁离子源阳极腔，该阳极腔为三段式设计，即阳极腔上段、阳极腔中段、阳极腔下段为分体的结构；阳极腔上段装有上阴极，阳极腔下段装有下阴极和进气管道，氢气从阳极腔下段弥散在阳极腔下段、中段和上段整个空间。上、下阴极发射电子并在电场的作用下进入到阳极腔中段，与弥散在整个空间的氢气进行碰撞，形成等离子体。，产生的负氢离子通过阳极腔中段的引出缝引出。阳极腔上段、中段、下段分别设有螺纹孔，通过螺钉贯穿上段、中段、下段上的螺纹孔，实现阳极腔上段、中段、下段的面与面之间的紧配合固定连接；
4、其特点是：在大于放电室内径的位置，也就是大于阳极腔上段孔径、大于阳极腔中段内径、大于阳极腔下段孔径的位置，分别设有面和面之间的至少一组由凸槽和凹槽组成的密封圈，该至少一组密封圈的凸槽端面和凹槽底面为紧配合、凸槽的环面和凹槽环面为松配合；在不改变当前阳极腔至少一组凹槽和凸槽尺寸的情况下，同一套阳极腔的上段、中段、下段的内径尺寸能够根据需求由小到大变化、且中段和上段端口的内径比例、中段和下段端口的内径比例也能够根据需求的变化而变化，以此实现：在实验阶段用同一套阳极腔得出不同尺寸下产生的负氢离子，从中优选出负氢离子流强最高的三者内径最优配合尺寸。
5、进一步地，所述在它们相互对接的端面上，还分别设有凸台和凹槽，具体为：在阳极腔中段的两个端面的大于其自身最大内径不小于2mm的圆周上布设凸台，凸台的高度为1.5到2mm；在阳极腔上段、下段的两个端面的大于其自身最大内径不小于2mm的圆周上布设凹槽，凹槽的宽度大于凸台的宽度，以实现和凸台的松配合；凹槽的高度和凸台的高度相匹配。
6、进一步地，在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔中段的内径尺寸和阳极腔上段端口直径的比例变化由小到大在1.5到3之间。
7、进一步地，在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔中段的内径尺寸和阳极腔下段端口直径的比例变化由小到大在:1.8到3之间。
8、进一步地，在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔中段的内径尺寸和阳极腔上段端口直径的尺寸可同比例变化。
9、进一步地，在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔中段的内径尺寸和阳极腔下段端口直径的尺寸可同比例变化。
10、进一步地，在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔上段和阳极腔下段的端口内径尺寸能够相同或者不相同，当阳极腔上段和阳极腔下段的内径尺寸不相同时，阳极腔上段的端口内径尺寸小于阳极腔下段的端口内径尺寸。
11、进一步地，阳极腔中段的最大直径为9mm，上段或下段的最大直径为6mm。
12、进一步地，所述至少一组由凸槽和凹槽组成的密封圈，即是在大于阳极腔中段内径的允许范围内，设置沿着半径方向的多组由凸槽和凹槽组成的密封圈，每一组密封圈对应的直径不同。
13、进一步地，所述由小到大变化，就是阳极腔中段、上段、下端，在改变内径尺寸时，必须由小直径到大直径变化，而不能相反从大直径到小直径变化。
14、本专利技术的优点效果
15、1、与现有技术相比，本专利技术三段式阳极腔不仅解决了加工难度系数高、加工周期长、成品率低的问题，而且能够实现后期实验过程中阳极腔尺寸的精准测量以及可直观观察到阳极腔内表面发生的物理变化，对后续的实验和物理分析有至关重要的作用。
16、2、与现有技术相比，本专利技术三段式阳极腔不仅解决了加工难度系数高、加工周期长、成品率低的问题，还采用“双保险、多保险”的手段解决了密封问题：用螺钉贯穿阳极腔的中段、前段、后段，使得它们的面与面之间紧配合，从而实现第一层保险；在面与面之间，再分别至少开设一个凸槽，一个凹槽，使得凸槽的顶面和凹槽的底面紧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三段式潘宁离子源阳极腔，该阳极腔为三段式设计，即阳极腔上段、阳极腔中段、阳极腔下段为分体的结构；阳极腔上段装有上阴极，阳极腔下段装有下阴极和进气管道，氢气从阳极腔下段弥散在阳极腔下段、中段和上段整个空间；上、下阴极发射电子并在电场的作用下进入到阳极腔中段，与弥散在整个空间的氢气进行碰撞，形成等离子体；产生的负氢离子通过阳极腔中段的引出缝引出；阳极腔上段、中段、下段分别设有螺纹孔，通过螺钉贯穿上段、中段、下段上的螺纹孔，实现阳极腔上段、中段、下段的面与面之间的紧配合固定连接；
2.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：所述在它们相互对接的端面上，还分别设有凸台和凹槽，具体为：在阳极腔中段的两个端面的大于其自身最大内径不小于2mm的圆周上布设凸台，凸台的高度为1.5到2mm；在阳极腔上段、下段的两个端面的大于其自身最大内径不小于2mm的圆周上布设凹槽，凹槽的宽度大于凸台的宽度，以实现和凸台的松配合；凹槽的高度和凸台的高度相匹配。
3.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情
4.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔中段的内径尺寸和阳极腔下段端口直径的比例变化由小到大在:1.8到3之间。
5.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔中段的内径尺寸和阳极腔上段端口直径的尺寸可同比例变化。
6.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔中段的内径尺寸和阳极腔下段端口直径的尺寸可同比例变化。
7.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔上段和阳极腔下段的端口内径尺寸能够相同或者不相同，当阳极腔上段和阳极腔下段的内径尺寸不相同时，阳极腔上段的端口内径尺寸小于阳极腔下段的端口内径尺寸。
8.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：进一步地，阳极腔中段的最大直径为9mm，上段或下段的最大直径为6mm。
9.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：所述至少一组由凸槽和凹槽组成的密封圈，即是在大于阳极腔中段内径的允许范围内，设置沿着半径方向的多组由凸槽和凹槽组成的密封圈，每一组密封圈对应的直径不同。
10.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：所述由小到大变化，就是阳极腔中段、上段、下端，在改变内径尺寸时，必须由小直径到大直径变化，而不能相反从大直径到小直径变化。
...【技术特征摘要】
1.一种三段式潘宁离子源阳极腔，该阳极腔为三段式设计，即阳极腔上段、阳极腔中段、阳极腔下段为分体的结构；阳极腔上段装有上阴极，阳极腔下段装有下阴极和进气管道，氢气从阳极腔下段弥散在阳极腔下段、中段和上段整个空间；上、下阴极发射电子并在电场的作用下进入到阳极腔中段，与弥散在整个空间的氢气进行碰撞，形成等离子体；产生的负氢离子通过阳极腔中段的引出缝引出；阳极腔上段、中段、下段分别设有螺纹孔，通过螺钉贯穿上段、中段、下段上的螺纹孔，实现阳极腔上段、中段、下段的面与面之间的紧配合固定连接；
2.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：所述在它们相互对接的端面上，还分别设有凸台和凹槽，具体为：在阳极腔中段的两个端面的大于其自身最大内径不小于2mm的圆周上布设凸台，凸台的高度为1.5到2mm；在阳极腔上段、下段的两个端面的大于其自身最大内径不小于2mm的圆周上布设凹槽，凹槽的宽度大于凸台的宽度，以实现和凸台的松配合；凹槽的高度和凸台的高度相匹配。
3.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔中段的内径尺寸和阳极腔上段端口直径的比例变化由小到大在1.5到3之间。
4.根据权利要求1所述一种三段式潘宁离子源阳极腔，其特征在于：在同一套阳极腔的凹槽和凸槽尺寸无需改变的情况下，阳极腔中段的内径尺寸和阳极腔下段端口直径的比例变化...
【专利技术属性】
技术研发人员：温佳美，崔涛，吕银龙，周平原，秦伟涛，李明，解大伟，
申请(专利权)人：国电投核力同创北京科技有限公司，
类型：发明
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