CN102494917A - 空间环境辐射模拟装置 - Google Patents

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俞章华
斯厚智
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Jiangsu Dasheng Electron Accelerator Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种空间环境辐射模拟装置，包括依次相连接的电子加速器主体、电子枪、第一加速管、截束光阑、扫面磁铁和辐照室，所述辐照室内安装有辐照平台，所述辐照室上还安装有第一分子泵。本发明解决了现有技术中只能提供一束单向扫描的电子注，辐照直接在大气环境中进行的问题，本发明使辐照平台置于接近真空的辐照室内的进行试验，电子加速器的束流输出能大范围变化，能实现全面的状态模拟和精确的参数测定，解决了电子束能谱分散问题。

Description

空间环境辐射模拟装置
技术领域
本发明涉及了一种空间环境辐射模拟装置，属于辐射模拟技术领域。
背景技术
人造卫星和航天器本身以及它们所携带的各种仪器和工具，需要长时间在太空中工作。因此它们所使用的材料和元器件都需要经过挑选或专门试制，并通过空间环境试验加以确认，以保证其可靠性。
空间环境辐射模拟试验，过去是在小型通用的工业电子加速器上实现的。这种设备只能提供一束单向扫描的电子注，辐照直接在大气环境中进行。除了束流强度可调之外，其余试验条件皆不可控，是一种最简单的方法。
试验在大气当中进行，试验及测试结果要受到空气、特别是氧和臭氧的干扰，无法获得准确的试验结论，单向扫描电子束的横截面成一近似高斯分布，很不均匀，无法实现样品的均匀辐照，电子束受到空气散射后，能谱分散，因此无法实现单能量辐照，而且辐照过程无法添加其他参量，如温度、光照以及其他离子存在的影响等，加速器的束流可调范围窄，不能适应更广泛的试验需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种空间环境辐射模拟装置，使辐照平台置于接近真空的辐照室内的进行试验，电子加速器的束流输出能大范围变化，能实现全面的状态模拟和精确的参数测定，解决了电子束能谱分散问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种空间环境辐射模拟装置，包括依次相连接的电子加速器主体、电子枪、第一加速管、截束光阑、扫面磁铁和辐照室，所述辐照室内安装有辐照平台，其特征在于：所述辐照室上还安装有第一分子泵。
前述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：还包括一个辐射屏蔽箱，所述的截束光阑、扫面磁铁、辐照室、第一分子泵均安装在所述辐射屏蔽箱中。
前述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述截束光阑与扫面磁铁之间连接有真空波纹管。
前述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述真空波纹管与所述扫面磁铁之间还安装有插板阀。
前述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述扫面磁铁与辐照室之间安装有第二加速管，且所述第二加速管上安装有第二分子泵。
前述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述辐照平台的下面安装有加热、冷却装置。
前述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述辐照室上安装有紫外摄像机、等离子源喷口和电缆插座法兰。
前述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述辐射室上还设有观察窗。
本发明所采用的技术方案所取得的有益效果如下：
1、电子加速器的束流输出能大范围变化，相应样品上的束流密度可从100pA～10nA进行调节；
2、辐照室真空度可达10-5Pa，接近空间环境的实际状况；
3、装备有等离子体喷口，紫外照相机、微电流测量等附属装置与仪器，以实现全面的状态模拟和精确的参数测定；
4、辐照平台置于真空室内，尺寸达200×300mm2，解决了电子束能谱分散问题；
5、束流扫描控制系统可以确保样品在200×300mm2范围内达到80%的剂量均匀度；
6、辐照平台温度可以从－160～200oC进行调控；
7、加速器和辐照室采用自屏蔽，设备占地面积小，紧凑、安全。
附图说明
图1是本发明空间环境辐射模拟装置的正视图；
图2是本发明空间环境辐射模拟装置的侧视图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1和图2所示，一种空间环境辐射模拟装置，包括依次相连接的电子加速器主体1、电子枪2、第一加速管3、截束光阑4、扫面磁铁6和辐照室11，所述辐照室11内安装有辐照平台17，所述辐照室11上还安装有第一分子泵12。
所述的电子加速器主体的能量在0.2-0.55MeV之间连续可调，束流在5-200μA之间连续可调，通过电子枪2和第一加速管3产生并加速成电子束，适应更广泛的试验需要。通过截束光阑4截取部分电子束，被截取的电子束向前进入扫面磁铁6，扫面磁铁6以适当的频率将电子束在相互垂直的两个方向扫开，并在辐照室11内的辐照平台17上形成均匀的辐射场，辐照室11通过第一分子泵12进行抽气，使辐照室内的真空度达到10-5Pa，使辐照试验在接近真空的环境中进行。
本发明的空间环境辐射模拟装置还包括一个辐射屏蔽箱5，所述的截束光阑4、扫面磁铁6、辐照室11、第一分子泵12均安装在所述辐射屏蔽箱5中，该屏蔽箱5能确保辐射试验进行时，设备周围是安全的，而且这种辐照室自屏蔽的方式，使设备占地面积小、紧凑、安全。
在截束光阑4与扫面磁铁6之间连接有真空波纹管7，所述真空波纹管7与所述扫面磁铁6之间还安装有插板阀8，由于辐照室11经常需要开启，因而利用真空波纹管7和插板阀8进行真空隔离。
扫面磁铁6与辐照室11之间安装有第二加速管9，且所述第二加速管9上安装有第二分子泵10，进过扫面磁铁6的电子束进入辐照室11之前还通过第二加速管9加速，并利用第二分子泵10对第二加速管9抽真空，避免第二加速管9中空气进入辐照室11。
在辐照平台17的下面安装有加热、冷却装置14，使辐照平台17的温度可以在-160℃-200℃之间实现快速线性温控。辐照室11上安装有紫外摄像机13、等离子源喷口15和电缆插座法兰18，实现全面的状态模拟和精确的参数测定。
辐射室11上还设有观察窗16，可以实时通过观察窗16观察试验的进程。
综上所述，本发明提供的一种空间环境辐射模拟装置，使辐照平台置于接近真空的辐照室内的进行试验，电子加速器的束流输出能大范围变化，能实现全面的状态模拟和精确的参数测定，解决了电子束能谱分散问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。

Claims (8)

1.一种空间环境辐射模拟装置，包括依次相连接的电子加速器主体（1）、电子枪（2）、第一加速管（3）、截束光阑（4）、扫面磁铁（6）和辐照室（11），所述辐照室（11）内安装有辐照平台（17），其特征在于：所述辐照室（11）上还安装有第一分子泵（12）。
2.根据权利要求1所述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：还包括一个辐射屏蔽箱（5），所述的截束光阑（4）、扫面磁铁（6）、辐照室（11）、第一分子泵（12）均安装在所述辐射屏蔽箱（5）中。
3.根据权利要求1或2所述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述截束光阑（4）与扫面磁铁（6）之间连接有真空波纹管（7）。
4.根据权利要求3所述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述真空波纹管（7）与所述扫面磁铁（6）之间还安装有插板阀（8）。
5.根据权利要求4所述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述扫面磁铁（6）与辐照室（11）之间安装有第二加速管（9），且所述第二加速管（9）上安装有第二分子泵（10）。
6.根据权利要求5所述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述辐照平台（17）的下面安装有加热、冷却装置（14）。
7.根据权利要求6所述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述辐照室（11）上安装有紫外摄像机（13）、等离子源喷口（15）和电缆插座法兰（18）。
8.根据权利要求7所述的空间环境辐射模拟装置，其特征在于：所述辐射室（11）上还设有观察窗（16）。
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