CN103945632A - 角向速度连续可调的等离子体射流源及该射流源的使用方法 - Google Patents
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Abstract
角向速度连续可调的等离子体射流源及该射流源的使用方法，涉及一种等离子体射流源。它是为了解决现有等离子体射流源角向速度不能够连续可调，且达不到高密度、高角向速度的问题。本发明所述的角向速度连续可调的等离子体射流源及该射流源的使用方法，把传统的圆柱形霍尔等离子体射流源改进为圆环形，并在该圆环形霍尔等离子体射流源基础上增加角向加速器，保证了高角向速度；同时电源给励磁线圈电流能够生成磁通，通过改变励磁线圈电流的大小和方向能够使霍尔等离子体射流源和角向加速器通道内的磁场连续可调。本发明所述的角向速度连续可调的等离子体射流源及该射流源的使用方法，对等离子体质量分离器等多种工程设备的研制具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体射流源。
背景技术
等离子体是由大量相互作用但处于非束缚状态下的带电粒子组成的非凝聚系统，根据物理性质，等离子体分为高温等离子体与低温等离子体两类。低温等离子体电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体，也叫非平衡态等离子体。低温等离子体在基础工业和高科技领域，如薄膜沉积、材料表面改性、超细微粉制备、等离子体化学合成与分解等方面的广泛应用促进了对等离子体源的强烈需求。其中，基于霍尔效应的新型等离子体源能产生高密度高速度的低温等离子体射流，因此被称为霍尔等离子体射流源，并以其高效率、低耗能的优点成为了低温等离子体源的研究热点。霍尔等离子体射流源是中空共轴的，由阳极、阴极、待电离气体分配器、通道套筒及磁路组成，其基本结构如图1所示，通道内的磁场由内外线圈或永磁铁产生。霍尔等离子体射流源工作原理为：分别将两个半径不同的陶瓷套管固定在同一轴线上组成了具有环形结构的等离子放电通道。内外励磁线圈和磁极将在通道内产生磁场，正常工作状态下通道内磁场方向主要沿通道半径方向。在径向磁场的条件下，阳极和阴极之间的放电等离子体在通道内将产生自洽的轴向电场，这样，环形通道内将形成正交的电磁场，阴极发射出来进入通道的电子在正交的电磁场作用下将形成角向漂移方向)，也称霍尔漂移，大量电子在环形通道内的漂移运动形成了霍尔电流。另一方面待电离气体通过气体分配器进入通道，与电子相互作用电离成离子，然后被电场加速喷出。喷出的离子流与阴极释放出的一部分电子进行中和形成等离子体射流。中性的等离子体射流不会引起空间电荷效应。
现有的霍尔等离子体射流源喷出的等离子体射流只有轴向速度和径向速度，角向速度很小，然而在很多领域要求射流具有较大角向速度，如等离子体质量分离，因此设计一种能产生角向速度连续可调的等离子体射流的装置具有重大的应用价值。然而构建出符合工程要求的角向速度连续可调新型等离子体射流源难度很大。
发明内容
本发明是为了解决构建角向速度连续可调等离子体射流源难度很大，现有等离子体射流源角向速度不能够连续可调，且达不到高密度、高角向速度的问题，现提供角向速度连续可调的等离子体射流源及该射流源的使用方法。
角向速度连续可调的等离子体射流源，它包括：霍尔等离子体射流源和角向加速器；
霍尔等离子体射流源为圆环形；
角向加速器包括：加速器外壳、加速器外励磁线圈、加速器外磁极、加速器内励磁线圈、加速器内磁极、加速器铁芯和加速器底板；
加速器外壳为圆筒形，加速器外励磁线圈、加速器外磁极和加速器内励磁线圈均为圆环形，加速器内磁极和加速器底板均为圆形，加速器铁芯为圆柱形；
加速器外壳和加速器铁芯的长度相等，加速器外壳的外径、加速器外磁极的外径和加速器底板的直径均相等，加速器内励磁线圈的外径和加速器内磁极的直径相等，加速器外励磁线圈的内径和加速器外磁极的内径相等，加速器外励磁线圈的内径大于加速器内励磁线圈的外径；
加速器底板固定在加速器外壳的一端，加速器外磁极固定在外壳的另一端，圆柱形加速器铁芯的一端固定在加速器底板上，加速器内磁极固定在圆柱形加速器铁芯的另一端，加速器内励磁线圈套固在圆柱形加速器铁芯外侧，且该加速器内励磁线圈与加速器内磁极紧密配合，加速器外励磁线圈套在加速器内励磁线圈外侧，该加速器外励磁线圈嵌固在加速器外壳内侧壁上，且该加速器外励磁线圈与加速器外磁极紧密配合；
加速器外壳、加速器外励磁线圈、加速器外磁极、加速器内励磁线圈、加速器内磁极、加速器铁芯和加速器底板均同轴；
加速器外磁极和加速器内磁极之间的空隙为角向加速器的圆环形通道；
霍尔等离子体射流源套在加速器铁芯外侧，且霍尔等离子体射流源位于加速器外壳和圆柱形加速器铁芯的空隙之间。
上述角向速度连续可调的等离子体射流源的使用方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：对霍尔等离子体射流源的射流源外励磁线圈和射流源内励磁线圈通电，霍尔等离子体射流源中产生等离子体射流；同时对角向加速器的加速器外励磁线圈和加速器内励磁线圈通电，角向加速器的磁通道内获得径向磁场，从而获得具有角向速度的带电粒子；
步骤二：调节对角向加速器的加速器外励磁线圈和加速器内励磁线圈施加电流的大小，获得磁通密度在0高斯至10000高斯的范围内连续可调的径向磁场，从而获得角向速度在0km/s至10km/s的范围内连续可调的具有角向速度的带电粒子。
本发明所述的角向速度连续可调的等离子体射流源及该射流源的使用方法，把传统的圆柱形霍尔等离子体射流源改进为圆环形，并在该圆环形霍尔等离子体射流源基础上增加角向加速器；同时电源给励磁线圈电流能够生成磁通，通过改变励磁线圈电流的大小和方向可以实现圆环霍尔等离子体射流源和角向加速器通道内的磁场在0高斯至10000高斯(1T)的范围内连续可调，角向速度在0km/s至10km/s的范围内连续可调；且工作区外3cm的磁通密度能够迅速减小到通道内磁通密度的30％以内，且角向加速器通道内的径向磁通密度非均匀度在20％以内，轴向和角向磁通密度不到轴向分量的10％，因此就能够使霍尔等离子体射流源发射的带电粒子获得角向速度，同时磁场可调，那么角向速度就可调。角向加速器运行和不运行时，圆环霍尔等离子体射流源通道内磁场位形几乎没有改变；角向加速器运行时霍尔等离子体射流源通道内磁场下降，这样可以通过加大霍尔等离子体射流源线圈电流进行补偿。本发明所述的角向速度连续可调的等离子体射流源及该射流源的使用方法，结构简单、易加工、寿命长，对等离子体质量分离器等多种工程设备的研制具有重要的意义。
附图说明
图1是传统圆柱形霍尔等离子体射流源的剖视图；
图2是具体实施方式一中所述的霍尔等离子体射流源的剖视图；
图3是具体实施方式一中所述的角向加速器的剖视图；
图4是具体实施方式一中所述的角向速度连续可调的等离子体射流源的剖视图；
图5是角向加速器不运行时，即角向加速器没有磁场时，霍尔等离子体射流源通道内及附近磁场径向、角向及轴向的磁通密度位形曲线图，图中曲线BX1为磁通密度的轴向分量曲线，曲线BY1为径向分量曲线和曲线BZ1为角向分量曲线；
图6是角向加速器运行时，即角向加速器有磁场时，霍尔等离子体射流源通道内及附近磁场径向、角向及轴向的磁通密度位形曲线图，图中曲线BX2为磁通密度的轴向分量曲线，曲线BY2为径向分量曲线和曲线BZ2为角向分量曲线；
图7是角向加速器运行时，霍尔等离子体射流源通道内及附近径向、角向及轴向的磁通密度位形曲线图，图中曲线BX3为磁通密度的轴向分量曲线，曲线BY3为径向分量曲线和曲线BZ3为角向分量曲线。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图2、图3和图4具体说明本实施方式，本实施方式所述的角向速度连续可调的等离子体射流源，它包括：霍尔等离子体射流源和角向加速器；
霍尔等离子体射流源为圆环形；
角向加速器包括：加速器外壳8、加速器外励磁线圈9、加速器外磁极10、加速器内励磁线圈11、加速器内磁极12、加速器铁芯13和加速器底板14；
加速器外壳8为圆筒形，加速器外励磁线圈9、加速器外磁极10和加速器内励磁线圈11均为圆环形，加速器内磁极12和加速器底板14均为圆形，加速器铁芯13为圆柱形；
加速器外壳8和加速器铁芯13的长度相等，加速器外壳8的外径、加速器外磁极10的外径和加速器底板14的直径均相等，加速器内励磁线圈11的外径和加速器内磁极12的直径相等，加速器外励磁线圈9的内径和加速器外磁极10的内径相等，加速器外励磁线圈9的内径大于加速器内励磁线圈11的外径；
加速器底板14固定在加速器外壳8的一端，加速器外磁极10固定在外壳8的另一端，圆柱形加速器铁芯13的一端固定在加速器底板14上，加速器内磁极12固定在圆柱形加速器铁芯13的另一端，加速器内励磁线圈11套固在圆柱形加速器铁芯13外侧，且该加速器内励磁线圈11与加速器内磁极12紧密配合，加速器外励磁线圈9套在加速器内励磁线圈11外侧，该加速器外励磁线圈9嵌固在加速器外壳8内侧壁上，且该加速器外励磁线圈9与加速器外磁极10紧密配合；
加速器外壳8、加速器外励磁线圈9、加速器外磁极10、加速器内励磁线圈11、加速器内磁极12、加速器铁芯13和加速器底板14均同轴；
加速器外磁极10和加速器内磁极12之间的空隙为角向加速器的圆环形通道；
霍尔等离子体射流源套在加速器铁芯13外侧，且霍尔等离子体射流源位于加速器外壳8和圆柱形加速器铁芯13的空隙之间。
本实施方式中，所述霍尔等离子体射流源包括：射流源底板1、射流源外壳2、射流源外励磁线圈3、射流源外磁极4、射流源内励磁线圈5、射流源内磁极6和射流源铁芯7；
射流源底板1、射流源外励磁线圈3、射流源外磁极4、射流源内励磁线圈5和射流源内磁极6均为圆环形；射流源外壳2和射流源铁芯7均为圆筒形；
射流源外壳2和射流源铁芯7的长度相等，射流源底板1、射流源外壳2和射流源外磁极4的外径均相等，射流源底板1、射流源内磁极6和射流源铁芯7的内径均相等，射流源外励磁线圈3的内径与射流源外磁极4的内径相等，射流源内励磁线圈5的外径与射流源内磁极6的外径相等，射流源内励磁线圈5的外径小于射流源外励磁线圈3的内径；
射流源底板1固定在射流源外壳2的一端，射流源外磁极4固定在射流源外壳2的另一端，射流源铁芯7的一端固定在射流源底板1上，射流源内磁极6固定在射流源铁芯7的另一端，射流源内励磁线圈5套固在射流源铁芯7的外侧，且该射流源内励磁线圈5与射流源内磁极6紧密配合，射流源外励磁线圈3套在射流源内励磁线圈5的外侧，且该射流源外励磁线圈3嵌固在射流源外壳2的内侧壁上，该射流源外励磁线圈3与射流源外磁极4紧密配合；
射流源底板1、射流源外壳2、射流源外励磁线圈3、射流源外磁极4、射流源内励磁线圈5、射流源内磁极6和射流源铁芯7均同轴；
射流源外磁极4和射流源内磁极6之间为霍尔等离子体射流源通道。
在实际应用中，首先使用电源给射流源外励磁线圈3和射流源内励磁线圈5通电，射流源外励磁线圈3和射流源内励磁线圈5的电流在圆环形霍尔等离子体射流源通道激发出磁场，其磁通密度由毕奥-沙伐定律决定。同理，电源给加速器外励磁线圈9和加速器内励磁线圈11通电，加速器外励磁线圈9和加速器内励磁线圈11的电流在角向加速器通道激发出磁场，且这个磁场对圆环形霍尔等离子体射流源通道内的磁场位形影响不大。
射流源外励磁线圈3和射流源内励磁线圈5产生的磁通依次经过射流源外磁极4、射流源外壳2、射流源底板1、射流源铁芯7和射流源内磁极6，最后在圆环形霍尔等离子体射流源通道内闭合；同理，角向加速器的加速器外励磁线圈9和加速器内励磁线圈11产生的磁通依次经过圆环形加速器外磁极10、加速器外壳8、加速器底板14、加速器铁芯13和加速器内磁极12，最后在角向加速器的圆环形通道内闭合。
在工程上可以利用永磁体或励磁线圈产生磁场。永磁体的优点是磁场比较稳定，不容易产生波动，然而等离子体温度非常高，当永磁体被等离子体加热到超过居里温度时会失磁，从而导致控制失效。励磁线圈通上电流能激发出磁场，磁通密度由毕奥-沙伐定律决定。励磁线圈激发的磁场不受温度的影响，可控性强，因此本发明中的角向加速器选择励磁线圈产生磁场。
电源系统提供给励磁线圈电流从而生成磁通，通过改变励磁线圈电流的大小和方向可以实现圆环霍尔等离子体射流源和角向加速器通道内的磁场在0高斯～10000高斯(1T)的范围内连续可调，工作区外3cm的磁通密度能够迅速减小到通道内磁通密度的30％以内，且角向加速器通道内的径向磁通密度非均匀度在20％以内，轴向和角向磁通密度不到轴向分量的10％。角向加速器运行和不运行时，圆环霍尔等离子体射流源通道内磁场位形几乎没有改变；角向加速器运行时霍尔等离子体射流源通道内磁场下降，这样可以通过加大霍尔等离子体射流源线圈电流进行补偿。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的角向速度连续可调的等离子体射流源作进一步说明，本实施方式中，加速器外壳8、加速器外磁极10、加速器内磁极12和加速器底板14的材料均为软铁DT3。
在实际应用中，配合本实施方式中角向加速器各个部件的材料，所述霍尔等离子体射流源中，射流源底板1、射流源外壳2、射流源外磁极4和射流源内磁极6的材料均为软铁DT3。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的角向速度连续可调的等离子体射流源作进一步说明，本实施方式中，加速器铁芯13的材料为软磁合金1J22。
在实际应用中，配合本实施方式中加速器铁芯13的材料，所述射流源铁芯7的材料为软磁合金1J22。所述软磁合金1J22为高饱和磁通密度软磁合金1J22。
采用上述软铁DT3和高饱和磁通密度软磁合金1J22制造的导磁系统，具有磁阻小、束磁能力高、矫顽力低、价格适宜、易加工等诸多优点。软铁DT3和高饱和磁通密度软磁合金1J22的导磁率均远大于真空，为了保证磁通密度达到设计要求，通道宽度不能太大，因此本发明所述的角向速度连续可调的等离子体射流源的各部分尺寸如下述具体实施方式。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的角向速度连续可调的等离子体射流源作进一步说明，本实施方式中，角向加速器的圆环形通道的轴向宽度为4cm，径向宽度为1.4cm。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式四所述的角向速度连续可调的等离子体射流源作进一步说明，本实施方式中，加速器外壳8的内径为34cm，外径为38cm，轴向长度为23cm。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五所述的角向速度连续可调的等离子体射流源作进一步说明，本实施方式中，加速器外磁极10的内径为20.4cm，轴向长度为4cm。
具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式六所述的角向速度连续可调的等离子体射流源作进一步说明，本实施方式中，加速器内磁极12的直径为17.6cm，轴向长度为4cm。
具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式七所述的角向速度连续可调的等离子体射流源作进一步说明，本实施方式中，加速器铁芯13的直径为10cm。
具体实施方式九：本实施方式是对具体实施方式八所述的角向速度连续可调的等离子体射流源作进一步说明，本实施方式中，加速器底板14的轴向长度为2cm。
具体实施方式十：本实施方式是对具体实施方式九所述的角向速度连续可调的等离子体射流源作进一步说明，本实施方式中，霍尔等离子体射流源的外径为30cm，内径为12cm轴向长度为9cm。
在实际应用中，配合本实施方式中霍尔等离子体射流源的尺寸，
所述霍尔等离子体射流源通道的径向宽度为1cm，轴向长度为1cm；
射流源底板1的外径为30cm，内径为12cm，轴向厚度为1cm；
射流源外壳2的内径为28cm，轴向长度为9cm；
射流源外磁极4的内径为20cm，轴向厚度为1cm；
射流源内磁极6的外径为18cm，轴向厚度为1cm；
射流源铁芯7的外径为14cm，轴向长度为9cm。
具体实施方式十一：本实施方式是具体实施方式一所述的角向速度连续可调的等离子体射流源的使用方法，本实施方式中，该方法包括以下步骤：
步骤一：对霍尔等离子体射流源的射流源外励磁线圈3和射流源内励磁线圈5通电，霍尔等离子体射流源中产生等离子体射流；同时对角向加速器的加速器外励磁线圈9和加速器内励磁线圈11通电，角向加速器的磁通道内获得径向磁场，从而获得具有角向速度的带电粒子；
步骤二：调节对角向加速器的加速器外励磁线圈9和加速器内励磁线圈11施加电流的大小，获得磁通密度在0高斯～10000高斯的范围内连续可调的径向磁场，从而获得角向速度在0km/s至10km/s的范围内连续可调的具有角向速度的带电粒子。
构建出符合工程要求的角向速度连续可调新型等离子体射流源难度很大，这是因为：
1、为了灵活有效控制等离子体射流的角向速度，射流角向加速器的径向磁场磁通密度需要在0高斯～10000高斯(1T)的范围内连续可调，且径向磁场只存在于指定区域内，区域外迅速下降；
2、为了使等离子体射流较均匀的获得角向速度，射流角向加速器产生的径向磁场磁通密度非均匀度必须限定在设计允许的范围内；
3、为了不干扰等离子体射流的角向偏转，其他方向的加速度要远小于角向加速度，即射流角向加速器产生的轴向和角向磁通密度分量要远小于径向分量；
4、射流角向加速器对霍尔等离子体射流源正常运行的影响必须限定在设计允许的范围内(即角向加速器运行和不运行时霍尔等离子体射流源内部磁场位形差别不能太大)。
本发明中，由于铁芯材料的磁导率远大于真空，根据磁场的折射定理
tanα1/tanα2＝μ1/μ2
其中，α1为磁通密度线在媒质一中与分界面的法线所成的夹角，α2为磁通密度线在媒质二中与分界面的法线所成的夹角，μ1为媒质一的磁导率，μ2为媒质二的磁导率；
可以知道，角向加速器的加速器外励磁线圈9和加速器内励磁线圈11在铁芯内产生的磁通密度线可以认为是与铁芯表面平行，漏到外面的很少，即开有狭窄通道的铁芯是磁通密度线的主要通道，这个通道被称为磁路。加速器铁芯13的截面积最小，由闭合磁路的欧姆定律可知其磁通密度最大，所以加速器铁芯13达到磁饱和时所能通过的磁通量决定了圆环通道的最大磁通密度。高饱和磁通密度软磁合金1J22在磁通密度为20000高斯时相对磁导率为900，仍然有很强束磁能力，由上述给出的铁芯结构尺寸可以算出，此时通道磁通密度可达到13200高斯。
加速器外励磁线圈9和加速器内励磁线圈11选用裸线直径为1mm的漆包圆铜线制成，外线圈绕2334匝时线圈截面积为7cm×4.11cm；内线圈绕1333匝时线圈截面积为4cm×4.11cm。
加速器外励磁线圈9和加速器内励磁线圈11通电流为3A时，通道磁通密度大于10000高斯，调节加速器外励磁线圈9和加速器内励磁线圈11电流的大小可使通道磁通密度在0高斯～10000高斯(1T)的范围内连续可调。
当磁通密度线在角向加速器通道处由铁芯进入真空时，由两种媒质交界面上磁场的边界条件B1n＝B2n(其中B1n为磁通密度在媒质一中的法线方向分量，B2n为磁通密度在媒质二中的法线方向分量)可以知道，在不同媒质的交界面处，磁通密度矢量的法向分量连续，即通道内的磁场主要是径向的，轴向和周向分量很小。由洛伦兹力公式(其中为带电粒子所受的洛伦兹力，q为带电粒子的电量，v为带点粒子的速度，为磁通密度)知道，径向的磁场能使等离子体射流中的带电粒子获得角向加速，上述磁场主要是径向的，因此就能够使霍尔等离子体射流源发射的带电粒子获得角向速度，同时磁场连续可调，那么角向速度就可调。
同理可以知道霍尔等离子体射流源的射流源外励磁线圈3和射流源内励磁线圈5选用裸线直径为1mm的漆包圆铜线，外线圈绕320匝时线圈截面积约为4cm×1cm；内线圈绕160匝时线圈截面积约为2cm×1cm。
射流源外励磁线圈3和射流源内励磁线圈5通电流为3A时，通道磁通密度大于1000高斯，调节射流源外励磁线圈3和射流源内励磁线圈5电流的大小可使通道磁通密度在0高斯～1000高斯(0.1T)的范围内连续可调。当通道磁通密度为1000高斯时，截面积最小的圆环铁芯内磁通密度仅为9000高斯，1J22在磁通密度为9000高斯时相对磁导率大于为900，有很强束磁能力。
经过ansys仿真可以得到图5、图6和图7。
由图5和图6可以看出角向加速器运行和不运行时，圆环霍尔等离子体射流源通道内磁场位形几乎没有改变；角向加速器运行时霍尔等离子体射流源通道内磁场下降，这可以通过加大霍尔等离子体射流源线圈电流进行补偿。
由图7可以看出本发明装置通道内的磁通密度大于10000高斯，通道外磁通密度迅速减小，且通道内的径向磁通密度均匀度很好，轴向和周向磁通密度很小。
Claims (10)
1.角向速度连续可调的等离子体射流源，其特征在于，它包括：霍尔等离子体射流源和角向加速器；
霍尔等离子体射流源为圆环形；
角向加速器包括：加速器外壳(8)、一号加速器外励磁线圈(9)、加速器外磁极(10)、二号加速器外励磁线圈(11)、加速器内磁极(12)、加速器铁芯(13)和加速器底板(14)；
加速器外壳(8)为圆筒形，一号加速器外励磁线圈(9)、加速器外磁极(10)和二号加速器外励磁线圈(11)均为圆环形，加速器内磁极(12)和加速器底板(14)均为圆形，加速器铁芯(13)为圆柱形；
加速器外壳(8)和加速器铁芯(13)的长度相等，加速器外壳(8)的外径、加速器外磁极(10)的外径和加速器底板(14)的直径均相等，二号加速器外励磁线圈(11)的外径和加速器内磁极(12)的直径相等，一号加速器外励磁线圈(9)的内径和加速器外磁极(10)的内径相等，一号加速器外励磁线圈(9)的内径大于二号加速器外励磁线圈(11)的外径；
加速器底板(14)固定在加速器外壳(8)的一端，加速器外磁极(10)固定在外壳(8)的另一端，圆柱形加速器铁芯(13)的一端固定在加速器底板(14)上，加速器内磁极(12)固定在圆柱形加速器铁芯(13)的另一端，二号加速器外励磁线圈(11)套固在圆柱形加速器铁芯(13)外侧，且该二号加速器外励磁线圈(11)与加速器内磁极(12)紧密配合，一号加速器外励磁线圈(9)套在二号加速器外励磁线圈(11)外侧，该一号加速器外励磁线圈(9)嵌固在加速器外壳(8)内侧壁上，且该一号加速器外励磁线圈(9)与加速器外磁极(10)紧密配合；
加速器外壳(8)、一号加速器外励磁线圈(9)、加速器外磁极(10)、二号加速器外励磁线圈(11)、加速器内磁极(12)、加速器铁芯(13)和加速器底板(14)均同轴；
加速器外磁极(10)和加速器内磁极(12)之间的空隙为角向加速器的圆环形通道；
霍尔等离子体射流源套在加速器铁芯(13)外侧，且霍尔等离子体射流源位于加速器外壳(8)和圆柱形加速器铁芯(13)的空隙之间。
2.根据权利要求1所述的角向速度连续可调的等离子体射流源，其特征在于，加速器外壳(8)、加速器外磁极(10)、加速器内磁极(12)和加速器底板(14)的材料均为软铁DT3；加速器铁芯(13)的材料为软磁合金1J22。
3.根据权利要求2所述的角向速度连续可调的等离子体射流源，其特征在于，角向加速器的圆环形通道的轴向宽度为4cm，径向宽度为1.4cm。
4.根据权利要求3所述的角向速度连续可调的等离子体射流源，其特征在于，加速器外壳(8)的内径为34cm，外径为38cm，轴向长度为23cm。
5.根据权利要求4所述的角向速度连续可调的等离子体射流源，其特征在于，加速器外磁极(10)的内径为20.4cm，轴向长度为4cm。
6.根据权利要求5所述的角向速度连续可调的等离子体射流源，其特征在于，加速器内磁极(12)的直径为17.6cm，轴向长度为4cm。
7.根据权利要求6所述的角向速度连续可调的等离子体射流源，其特征在于，加速器铁芯(13)的直径为10cm。
8.根据权利要求7所述的角向速度连续可调的等离子体射流源，其特征在于，加速器底板(14)的轴向长度为2cm。
9.根据权利要求8所述的角向速度连续可调的等离子体射流源，其特征在于，圆环形霍尔等离子体射流源的外径为30cm，内径为12cm轴向长度为9cm。
10.权利要求1所述的角向速度连续可调的等离子体射流源的使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一：对霍尔等离子体射流源的射流源外励磁线圈(3)和射流源内励磁线圈(5)通电，霍尔等离子体射流源中产生等离子体射流；同时对角向加速器的加速器外励磁线圈(9)和加速器内励磁线圈(11)通电，角向加速器的磁通道内获得径向磁场，从而获得具有角向速度的带电粒子；
步骤二：调节对角向加速器的加速器外励磁线圈(9)和加速器内励磁线圈(11)施加电流的大小，获得磁通密度在0高斯至10000高斯的范围内连续可调的径向磁场，从而获得角向速度在0km/s至10km/s的范围内连续可调的具有角向速度的带电粒子。
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