【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于回旋加速器，尤其涉及一种布设在回旋加速器外部的回旋加速器物理参数测试装置。
技术介绍
1、离子源是回旋加速器的重要组成部分，为回旋加速器提供离子束。医用小型回旋加速器离子源通常为h-离子源，分为内部离子源和外置离子源等两种形式。内部离子源具有结构简单，成本低廉等优点。
2、内部离子源的设计难点在于：
3、第一、其性能受限于阳极腔的机械加工尺寸，机械加工尺寸的公差变动会对离子源引出束流的性能造成较大影响。例如，如果离子源阳极腔的内部加工尺寸相差零点几个毫米，其生产出的离子就可能不是当前所要的离子(例如负氢离子)而是另外一种离子(例如α离子)。
4、第二、内部离子源受限于安装位置(安装在加速器中心区)，当离子源同时生产出三种正离子(h1+、h2+、h3+)时，现有技术的回旋加速器中心区只能让其中的一种离子通过中心区，而卡掉另外二种离子。当用户对另外二种离子也有需求时，用同样的方法让当前有需求的离子通过中心区，而卡掉另外二种离子。由于不能同时对三种离子分析，只能每次只能调试一种束流，并且每次调试束流受限于加速器的组装进度以及加速器整个真空系统等多个系统的影响，必须所有加速器系统都具备条件后才能进行调束测试。对于商用小回旋加速器，该种方法严重影响加速器整机调试进度。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，提出一种布设在回旋加速器外部的回旋加速器物理参数测试装置，第一目的在于解决离子源阳极腔的性能受限于阳极腔的机械加工尺寸，机械加工
2、本专利技术为解决其技术问题提出以下技术方案：
3、一种布设在回旋加速器外部的回旋加速器物理参数测试装置，包括布设在回旋加速器以外的多功能测试支架(1)、布设在该多功能测试支架(1)上的用于模拟回旋加速器磁场环境的c型磁铁(2)、布设在该多功能测试支架(1)上的用于模拟回旋加速器内部离子源的可移动离子源系统(3)、布设在该多功能测试支架上的用于测试离子源束流的可移动束测系统(4)、以及布设在该多功能测试支架(1)上的用于将束流从离子源阳极腔(3-1)的束流引出缝隙(3-2)中引出的可移动高压馈入系统(5)；所述可移动离子源系统(3)、可移动束测系统(4)、以及可移动高压馈入系统(5)通过真空接头将各自主要部分布设在多功能真空盒(6)内；在工作状态下，该测试装置将可移动离子源系统(3)、可移动束测系统(4)、以及可移动高压馈入系统(5)移动到该c型磁铁(2)的中心平面中，在c型磁铁(2)的中心平面中进行加速器相关物理参数的测试；该相关物理参数的测试包括离子源阳极腔内部加工尺的测试、离子源阳极腔引出的不同种类束流流强的测试、以及离子源阳极腔内部锻炼和外部锻炼的测试；
4、其特点是：
5、所述可移动束测系统(4)，包括带电场的法拉第笼(4-1)，该带电场的法拉第笼(4-1)布设在离子源阳极腔(3-1)的束流引出缝隙(3-2)附近，用于接收从离子源阳极腔(3-1)的束流引出缝隙(3-2)中引出的束流；该带电场的法拉第笼(4-1)和可移动高压馈入系统(5)的高压电极板(5-1)等电势，用以保持束流从阳极腔引出后做匀速运动并只受到磁场力的作用；
6、所述可移动束测系统(4)，还包括布设在法拉第笼(4-1)内的带有束流接收总靶和积分靶的束流探头(4-2)，束流探头(4-2)用于接收离子源引出的束流，通过束流的参数变化，来调节记录电源参数；该束流探头包括束流接收总靶(4-2-1)和积分靶(4-2-2)，该束流接收总靶(4-2-1)用于接收从离子源阳极腔(3-1)引出的所有束流，该积分靶(4-2-2)用于接受从离子源阳极腔(3-1)引出的不同种类的束流，束流探头(4-2)放置在法拉第笼(4-1)内部，束流探头(4-2)在尾端直线驱动装置的作用下沿直线方向小范围前后运动，从而判断束流最大偏转半径；
7、所述可移动高压馈入系统(5)，在离子源阳极腔(3-1)的外面距离阳极腔(3-1)束流引出缝隙(3-2)较近的地方布设一个高压电极板(5-1)，高压电极板(5-1)固定安装在法拉第笼(4-1)上，高压电极板(5-1)携带正高压或者负高压，通过高压电势差将离子源阳极腔(3-1)的束流引出缝隙(3-2)内部的h-或α粒子引出；离子源阳极腔(3-1)中的h-或将α粒子被外面的高压拉出来、并进入法拉第笼，在c型磁铁(2)的磁场作用下受到洛伦兹力作用发生偏转，并被法拉第笼(4-1)内的可移动束测系统(4)的探头(4-2)接收,通过分析当前高压电极板(5-1)的高压极性和当前探头(4-2)接收到的离子种类，检验离子源阳极腔(3-1)内部加工尺寸是否合格；
8、所述可移动离子源系统(3)引出束流受到高压电极板(5-1)上引出高压和c型磁铁(2)二者的相互影响，束流偏转进入法拉第笼(4-1)内，由可移动的束测系统(4)进行束流接收。
9、进一步地，所述高压电极板(5-1)的平面和离子源阳极腔(3-1)的束流引出口(3-2)的平面，该二个平面相互平行且平面之间为一个设定的距离；该设定的距离以高压电场足够拉出离子源阳极腔(3-1)内的离子为标准。
10、进一步地，所述高压电极板(5-1)，分别连接一台正15千伏高压电源和一台负15千伏高压电源，当高压电极板(5-1)加正电压时，接正15千伏高压电源，当高压电极板加负电压时，接负15千伏高压电源；
11、进一步地，当高压电极板(5-1)加正电压时，如果束流接收总靶(4-2-1)能够接收到束流，则离子源阳极腔(3-1)内部的加工尺寸产生的是负氢离子；当高压电极板(5-1)加负电压时，如果束流接收总靶(4-2-1)能够接收到束流，则离子源阳极腔(3-1)内部的加工尺寸产生的是α粒子。
12、进一步地，所述该带电场的法拉第笼(4-1)和移动高压馈入系统(5)的高压电极板(5-1)等电势，即是：当前法拉第笼(4-1)和当前高压电极板(5-1)携带的高压相同；所述携带的高压相同就是双方携带的高压极性和高压大小相同，以此保证法拉第笼4-1和高压电极板5-1等电势。
13、进一步地，所述束流接收总靶(4-2-1)由两个相互构成一个设定夹角的长方形探头金属平板组成，该两个长方形靶头金属平板一个与束流探头支撑杆(4-3)固接，另一个伸出束流探头支撑杆(4-3)的端部以外接收束流、并且沿着与不同束流(3-3)轨迹分别成90度垂直的方向倾斜。
14、进一步地，该伸出束流探头支撑杆(4-3)以外的长方形探头金属平板的长度足够长，就是能够将离子源阳极腔(3-1)引出的不同轨迹半径的束流(3-3)全部接收到。
15、进一步地，该束流探头(4-2)布设在束流探头支撑杆(4-3)上，该束流探头支撑杆(4-3)远离离子源阳极腔(3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，包括布设在回旋加速器以外的多功能测试支架(1)、布设在该多功能测试支架(1)上的用于模拟回旋加速器磁场环境的C型磁铁(2)、布设在该多功能测试支架(1)上的用于模拟回旋加速器内部离子源的可移动离子源系统(3)、布设在该多功能测试支架上的用于测试离子源束流的可移动束测系统(4)、以及布设在该多功能测试支架(1)上的用于将束流从离子源阳极腔(3-1)的束流引出缝隙(3-2)中引出的可移动高压馈入系统(5)；所述可移动离子源系统(3)、可移动束测系统(4)、以及可移动高压馈入系统(5)通过真空接头将各自主要部分布设在多功能真空盒(6)内；在工作状态下，该测试装置将可移动离子源系统(3)、可移动束测系统(4)、以及可移动高压馈入系统(5)移动到该C型磁铁(2)的中心平面中，在C型磁铁(2)的中心平面中进行加速器相关物理参数的测试；该相关物理参数的测试包括离子源阳极腔内部加工尺的测试、离子源阳极腔引出的不同种类束流流强的测试、以及离子源阳极腔内部锻炼和外部锻炼的测试；
2.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回
3.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：所述高压电极板(5-1)，分别连接一台正15千伏高压电源和一台负15千伏高压电源，当高压电极板(5-1)加正电压时，接正15千伏高压电源，当高高压电极板加负电压时，接负15千伏高压电源。
4.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：当高压电极板(5-1)加正电压时，如果束流接收总靶(4-2-1)能够接收到束流，则离子源阳极腔(3-1)内部的加工尺寸产生的是负氢离子；当高压电极板(5-1)加负电压时，如果束流接收总靶(4-2-1)能够接收到束流，则离子源阳极腔(3-1)内部的加工尺寸产生的是α粒子。
5.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：所述该带电场的法拉第笼(4-1)和移动高压馈入系统(5)的高压电极板(5-1)等电势，即是：当前法拉第笼(4-1)和当前高压电极板(5-1)携带的高压相同；所述携带的高压相同就是双方携带的高压极性和高压大小相同，以此保证法拉第笼4-1和高压电极板5-1等电势。
6.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：所述束流接收总靶(4-2-1)由两个相互构成一个设定夹角的长方形探头金属平板组成，该两个长方形靶头金属平板一个与束流探头支撑杆(4-3)固接，另一个伸出束流探头支撑杆(4-3)的端部以外接收束流、并且沿着与不同束流(3-3)轨迹分别成90度垂直的方向倾斜。
7.根据权利要求6所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：该伸出束流探头支撑杆(4-3)以外的长方形探头金属平板的长度足够长，就是能够将离子源阳极腔(3-1)引出的不同轨迹半径的束流(3-3)全部接收到。
8.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：该束流探头(4-2)布设在束流探头支撑杆(4-3)上，该束流探头支撑杆(4-3)远离离子源阳极腔(3-1)的一端连接绝缘管(4-4)、靠近阳极腔的一端固装有束流接收总靶(4-2-1)和积分靶(4-2-2)；所述积分靶(4-2-2)为一个T字形挡板、以及一个圆柱铜块，圆柱铜块与靠近离子源阳极腔(3-1)一端的束流探头支撑杆(4-3)90度垂直固装；T字形挡板上有2mm左右的狭缝，使束流通过，T字形挡板的其他位置能够将其余偏转半径的束流挡住，通过束流探头(4-2)的前后运动，从而测得不同偏转半径的粒子流强。
9.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：所述高压电极板(5-1)给离子源阳极腔(3-1)上面加高压引出离子的过程就是在引出离子的同时再给离子源阳极腔(3-1)高压锻炼的过程，离子持续引出的过程就是离子源阳极腔(3-1)持续锻炼的过程。
...【技术特征摘要】
1.一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，包括布设在回旋加速器以外的多功能测试支架(1)、布设在该多功能测试支架(1)上的用于模拟回旋加速器磁场环境的c型磁铁(2)、布设在该多功能测试支架(1)上的用于模拟回旋加速器内部离子源的可移动离子源系统(3)、布设在该多功能测试支架上的用于测试离子源束流的可移动束测系统(4)、以及布设在该多功能测试支架(1)上的用于将束流从离子源阳极腔(3-1)的束流引出缝隙(3-2)中引出的可移动高压馈入系统(5)；所述可移动离子源系统(3)、可移动束测系统(4)、以及可移动高压馈入系统(5)通过真空接头将各自主要部分布设在多功能真空盒(6)内；在工作状态下，该测试装置将可移动离子源系统(3)、可移动束测系统(4)、以及可移动高压馈入系统(5)移动到该c型磁铁(2)的中心平面中，在c型磁铁(2)的中心平面中进行加速器相关物理参数的测试；该相关物理参数的测试包括离子源阳极腔内部加工尺的测试、离子源阳极腔引出的不同种类束流流强的测试、以及离子源阳极腔内部锻炼和外部锻炼的测试；
2.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：所述高压电极板(5-1)的平面和离子源阳极腔(3-1)的束流引出口(3-2)的平面，该二个平面相互平行且平面之间为一个设定的距离；该设定的距离以高压电场足够拉出离子源阳极腔(3-1)内的离子为标准。
3.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：所述高压电极板(5-1)，分别连接一台正15千伏高压电源和一台负15千伏高压电源，当高压电极板(5-1)加正电压时，接正15千伏高压电源，当高高压电极板加负电压时，接负15千伏高压电源。
4.根据权利要求1所述的一种布设在回旋加速器以外的回旋加速器物理参数测试装置，其特征在于：当高压电极板(5-1)加正电压时，如果束流接收总靶(4-2-1)能够接收到束流，则离子源阳极腔(3-1)内部的加工尺寸产生的是负氢离子；当高压电极板(5-1)加负电压时，如果束流接收总靶(4-2-1)能够接收到束流，则离子源阳极腔(3-1)内部的加工尺寸产生的是α粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：符振辉，吕银龙，周平原，李明，秦伟涛，谢宗泰，温佳美，
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
国别省市：
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