ECR负氢离子源

摘要

本申请涉及一种ECR负氢离子源，在离子源的放电室外周设置电磁铁，用扫描电源给电磁铁供电。所述的电磁铁为交变电磁铁，提供变化的磁场。本发明所达到的有益效果是：本发明通过简单的结构设计，就能解决目前技术上难以解决的问题，即通过利用扫描电源给电磁铁供电，通过控制电源输出电流的扫描幅度和频率，实现对等离子体电子温度控制，而合适的电子温度下，能够增大负氢离子的碰撞截面，即促进电荷交换，产生更多的负氢离子，实现了高产额的ECR负氢离子源。

说明书

技术领域

本发明涉及一种ECR源，尤指一种ECR负氢离子源。

背景技术

电子回旋共振离子源(ECR-ElectronCyclotronResonance)是微波源，一般分为高电荷态高频ECR源和单电荷态强流2.45GHzECR源。中、高电荷态的产生通过高能电子与粒子的非弹性碰撞获得，电子在绕磁力线回旋运动时从微波场中获得能量。因此，为获得高能电子，高电荷态ECR离子源需要一个很强的约束磁场和很高的微波频率。2.45GHzECR离子源主要用来产生单电荷态强流正负离子束，它使用2.45GHz的微波加上不大于0.1T的磁场就可以产生超高密度的等离子体。目前2.45GHzECR离子源广泛用于产生强流高功率质子束或氘离子束，上述两种离子束都是正离子束。

由于2.45GHzECR离子源具有体积小、结构简单、维护便利、造价也相对低廉等优点。尽管ECR离子源有以上诸多优点，但因为无法控制等离子体电子温度，难以获得较高的负氢产额，所以实际中只是被广泛用于质子源，为此发明一种可以控制等离子体电子温度，提高负氢产额的ECR负氢离子源。

发明内容

针对所述在现实中难以实现引出量大的ECR负氢离子的问题，旨在提供一种通过利用磁场对带电粒子进行约束的一种ECR负氢离子源。本发明所采用的技术方案是：一种ECR负氢离子源，在离子源的放电室外周设置电磁铁，用扫描电源给电磁铁供电。

所述的电磁铁为交变电磁铁，提供变化的磁场。

本发明所达到的有益效果是：本发明通过简单的结构设计，就能解决目前技术上难以解决的问题，即通过利用扫描电源给电磁铁供电，通过控制电源输出电流的扫描幅度和频率，实现对等离子体电子温度控制，而合适的电子温度下，能够增大负氢离子的碰撞截面，即促进电荷交换，产生更多的负氢离子，实现了高产额的ECR负氢离子源。

附图说明

图1是本发明中ECR负氢离子源的结构示意图。

图2是本发明中扫描电源给电磁铁供电后电磁铁产生的磁场强度波形图。

附图标注说明：1-电磁铁，2-放电室。

具体实施方式

以下通过具体实施例来详细说明本发明的具体实施方式：

如图1-2所示，在离子源的放电室2外周增加设置的电磁铁1以提供磁场，并利用扫描电源给电磁铁供电，并通过控制电源输出电流的扫描幅度和频率，实现电磁铁的电流控制，从而控制放电室内的磁场，实现对等离子体电子温度控制，从而增大负氢离子的碰撞截面，提高负氢离子的产额。

一台离子源的性能根本上是由电离室(放电室)内等离子体的性质决定的，而等离子体的性质与下列因素密切相关：周围的磁场和电场分布；放电室表面状况及伴随所发生的相关效应；放电室内工作气压等；同时离子的产生和消亡是一对紧密联系的过程，在离子源中，总是设法加强电离，产生更多的离子和电子，同时尽可能地避免离子的损失，设法提高离子的寿命，离子损失和消亡的基本过程是荷交交换、复合、扩扩散损失。本发明通过在放电室2外部设置变化的磁场，并利用扫描电源给电磁铁1供电，根据电子回旋频率公式ω

综上所述，本发明的技术方案，通过利用扫描电源给电磁铁供电，通过控制电源输出电流的扫描幅度和频率，实现对等离子体电子温度控制，而合适的电子温度下，能够增大负氢离子的碰撞截面，即促进电荷交换，产生更多的负氢离子，间接上弱化了复合和扩散过程导致离子源消亡的影响，克服了实际生产中，常规的ECR离子源中，只能产生少量的负氢离子，实现了高产额的ECR负氢离子源。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。