【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于回旋加速器，特别涉及一种产生高流强he2+离子的ecr离子源的磁体系统。
技术介绍
1、多电荷离子(mcis)是提高加速器粒子输出能量的必要条件。与需要非常强的轴向场和径向场的高频ecr离子源相比，制造低频(例如2.45ghz)ecr源更经济。
2、低频2.45ghzecr离子源具有结构紧凑、寿命长、源运行稳定以及经济成本低等优点。因此，一些研究人员建议使用2.45ghzecr离子源来产生中等电荷的离子束流。无论是采用永磁铁还是电磁线圈的方式，2.45ghzecr离子源传统的磁场构型大致分为共振磁场(875gs或930gs)、偏共振磁场以及磁镜场，并且仅凭轴向共振场，2.45ghzecr离子源在产生单电荷态正离子方面已经取得了显著成果。
3、但是对于2.45ghzecr离子源，本次引出的束流其实是混合束。所述混合束主要包括he2+和he+等离子，产生he2+和产生he+不同的是，步骤比氢气产生质子的步骤多一步，因为要碰撞二次，是逐级碰撞电离，首先产生氦正，还要再碰一次产生氦二正。
4、利用2.45ghzecr离子源产生he2+的难度在于：因为要碰撞二次，牵扯解离、复合、电荷交换的过程，正是因为有解离、复合、电荷交换的过程，所产生的氦二正的比例就特别特别小,混合束中产生he2+的比例远远不够。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中存在的问题，提出了一种产生高流强he2+离子的ecr离子源的磁体系统，目的在于解决现有技术所产生的h
2、本专利技术为解决其技术问题，提出以下技术方案：
3、一种产生高流强he2+离子的ecr离子源的磁体系统，该系统利用原有2.45ghzecr离子源的结构空间，增加了由径向磁场和切向磁场交替布设组成的约束磁场，其特点是：该约束磁场形成的约束区域和放电腔正中间产生he2+离子的共振区域近似相等，通过约束磁场将he+离子和电子约束在放电腔正中间的共振区域内，提高了氦二正离子在共振区域混合束中的比例；
4、进一步地，该原有2.45ghzecr离子源的结构空间为：沿着轴向从一端到另一端布设的：注入磁环、中间磁环、引出磁环；沿着径向从内到外布设的：放电腔、弹夹装置、中间磁环；放电腔两侧为注入磁环和引出磁环；弹夹装置外套中间磁环、内套放电腔；所述注入磁环、中间磁环、引出磁环的内径和外径均相同。
5、进一步地，所述约束磁场由周向均匀布设在弹夹装置备用槽上的多根径向磁棒、径向磁棒长方体的长度和面积、径向磁棒的剩磁量，以及周向均匀布设在弹夹装置备用槽上的多根切向磁棒、切向磁棒长方体的长度和面积、切向磁棒的剩磁量组成。
6、进一步地，所述多根径向磁棒为6根；其长度为放电腔的长度，其截面为6×9mm。
7、进一步地，所述多根切向磁棒为6根；切向磁棒6的长度为放电腔的长度，其截面为8×9mm。
8、进一步地，所述6根径向磁棒磁铁牌号为n38，剩磁量为1.25t；径向磁棒充磁方向沿半径方向，相邻径向磁棒之间极性相反；提供多峰会切磁场在放电室壁上最大的场强达到1860gs左右。
9、进一步地，所述6根切向磁棒磁铁牌号为n35，剩磁量为1.21t；径向磁棒充磁方向沿圆周方向，相邻切向磁棒之间极性相反；通过增加切向磁铁，放电室壁上的最大场强达到2580gs左右。
10、进一步地，弹夹装置和注入磁环、中间磁环、引出磁环之间的径向距离为4.5mm。
11、本专利技术的优点效果
12、1、2.45ghzecr离子源通常产生的等离子体处于高密度的状态下，由于本身属于低频ecr源，共振磁场的值仅在875gs或930gs左右，考虑到电子相对论效应以及多普勒频率移动导致共振区加宽，三个永磁环产生偏共振场或者磁镜比较高的磁镜场，使用尽可能高的磁镜比可以增强磁镜场的约束效应，有助于高电荷态氦离子的产生。
13、2、采用6根永磁棒提供径向约束场与原有的轴向磁场叠加组成“最小磁场结构”，大大增强了中间部分的合成磁场，从而增加了磁镜中间部分的磁压力达到稳定等离子体的目的。由于本身共振磁场的值并不是很大，根据以往研究经验的比例关系，径向约束磁场的强度大约接近2000gs。通过增强等离子体的磁约束，将氦等离子体限制在放电腔中间阻止其向边缘移动并与腔壁碰撞，从而减小了he2+离子束流损失，有助于提高he2+离子的产额，增加了he2+所占混束的比例。
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1.一种产生高流强He2+离子的ECR离子源的磁体系统，该系统利用原有2.45GHzECR离子源的结构空间，增加了由径向磁场和切向磁场交替布设组成的约束磁场，其特征在于：该约束磁场形成的约束区域近乎等于放电腔正中间产生氦二正离子的共振区域，通过约束磁场将氦+粒子和电子约束在放电腔正中间的共振区域内，提高了氦二正离子在共振区域混合束中的比例。
2.据权利要求1所述一种产生高流强He2+离子的ECR离子源的磁体系统，其特征在于：该原有2.45GHzECR离子源的结构空间为：沿着轴向从一端到另一端布设的：注入磁环(1)、中间磁环(3)、引出磁环(4)；沿着径向从内到外布设的：放电腔、弹夹装置(2)、中间磁环(3)；放电腔两侧为注入磁环(1)和引出磁环(4)；弹夹装置(2)外套中间磁环(3)、内套放电腔；所述注入磁环(1)、中间磁环(3)、引出磁环(4)的内径和外径均相同。
3.根据权利要求2所述一种产生高流强He2+离子的ECR离子源的磁体系统，其特征在于：所述约束磁场由周向均匀布设在弹夹装置(2)备用槽上的多根径向磁棒、径向磁棒长方体的长度和面积、径向磁棒的剩
4.根据权利要求3所述一种产生高流强He2+离子的ECR离子源的磁体系统，其特征在于：所述多根径向磁棒为6根；其长度为放电腔的长度，其截面为6×9mm。
5.根据权利要求3所述一种产生高流强He2+离子的ECR离子源的磁体系统，其特征在于：所述多根切向磁棒为6根；切向磁棒的长度为放电腔的长度，其截面为8×9mm。
6.根据权利要求4所述一种产生高流强He2+离子的ECR离子源的磁体系统，其特征在于：所述6根径向磁棒磁铁牌号为N38，剩磁量为1.25T；径向磁棒充磁方向沿半径方向，相邻径向磁棒之间极性相反；提供多峰会切磁场在放电室壁上最大的场强达到1860Gs左右。
7.据权利要求5所述一种产生高流强He2+离子的ECR离子源的磁体系统，其特征在于：所述6根切向磁棒磁铁牌号为N35，剩磁量为1.21T；径向磁棒充磁方向沿圆周方向，相邻切向磁棒之间极性相反；通过增加切向磁铁，放电室壁上的最大场强达到2580Gs左右。
8.据权利要求2所述一种产生高流强He2+离子的ECR离子源的磁体系统，其特征在于：弹夹装置(2)和注入磁环(1)、中间磁环(3)、引出磁环(4)之间的距离为4.5mm。
...【技术特征摘要】
1.一种产生高流强he2+离子的ecr离子源的磁体系统，该系统利用原有2.45ghzecr离子源的结构空间，增加了由径向磁场和切向磁场交替布设组成的约束磁场，其特征在于：该约束磁场形成的约束区域近乎等于放电腔正中间产生氦二正离子的共振区域，通过约束磁场将氦+粒子和电子约束在放电腔正中间的共振区域内，提高了氦二正离子在共振区域混合束中的比例。
2.据权利要求1所述一种产生高流强he2+离子的ecr离子源的磁体系统，其特征在于：该原有2.45ghzecr离子源的结构空间为：沿着轴向从一端到另一端布设的：注入磁环(1)、中间磁环(3)、引出磁环(4)；沿着径向从内到外布设的：放电腔、弹夹装置(2)、中间磁环(3)；放电腔两侧为注入磁环(1)和引出磁环(4)；弹夹装置(2)外套中间磁环(3)、内套放电腔；所述注入磁环(1)、中间磁环(3)、引出磁环(4)的内径和外径均相同。
3.根据权利要求2所述一种产生高流强he2+离子的ecr离子源的磁体系统，其特征在于：所述约束磁场由周向均匀布设在弹夹装置(2)备用槽上的多根径向磁棒、径向磁棒长方体的长度和面积、径向磁棒的剩磁量，以及周向均匀布设在弹夹装置(2)备用槽上的多根切向磁棒、切向磁棒长方体的长度和面积...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲禧，贾先禄，张贺，王羲，农竹杰，丁傲轩，吕炳超，周易，梁子龙，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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