CN107946159B - 一种可调式离子源及静电约束聚变反应器 - Google Patents
一种可调式离子源及静电约束聚变反应器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107946159B CN107946159B CN201711189344.1A CN201711189344A CN107946159B CN 107946159 B CN107946159 B CN 107946159B CN 201711189344 A CN201711189344 A CN 201711189344A CN 107946159 B CN107946159 B CN 107946159B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shell
- mounting portion
- ion beam
- ion source
- protrusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/022—Details
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21B—FUSION REACTORS
- G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
- G21B1/05—Thermonuclear fusion reactors with magnetic or electric plasma confinement
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
本发明公开了一种可调式离子源及静电约束聚变反应器,涉及等离子体领域,可解决现有技术中当调整离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置时需要打开真空腔体而导致耽误时间、影响工艺参数的准确性与一致性的问题。本发明可调式离子源,包括一端开口的壳体,所述壳体内设有离子束产生单元,所述离子束产生单元产生的离子束可由所述开口射出所述壳体,所述壳体包括管状侧壁,所述管状侧壁的至少一段为波纹管,所述壳体包括位于所述波纹管远离所述开口一侧的安装部,所述离子束产生单元安装于所述安装部上。本发明用于提供离子束。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体领域,尤其涉及一种可调式离子源及静电约束聚变反应器。
背景技术
离子源是一种能使中性原子或分子电离,并从中引出离子束流的装置,应用于各种类型的离子加速器、质谱仪、电磁同位素分离器、离子注入机、离子束刻蚀装置、离子推进器以及受控聚变装置中的中性束注入器等设备。气体放电、电子束对气体原子(或分子)的碰撞,带电粒子束使工作物质溅射以及表面电离过程都能产生离子,并被引出成束。通常情况下,基于气体放电的各种离子源,都能够提供一定的离子束流。
离子源是一种能够提供离子束的装置,其中,等离子体离子源是应用最多的一类,利用电场及磁场将离子从一团等离子体中引出来。离子源所提供的离子束主要有以下几项参数:离子束流强度、有用的离子百分比、束的聚焦性能、离子源效率及工作寿命。其中束的聚焦性能最为关键,直接关系到离子束流强度、有用的离子百分比、离子源效率等相关性能。
现有离子源通过法兰密封固定于真空腔体的外表面上,其产生的离子束用于照射真空腔体内的样品。然而,法兰位置固定导致离子源不可移动,在实际应用中当需要调整离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置时只能通过调整样品的位置来满足需求,而调整样品位置则需要打开真空腔体,使得已经设定好的真空环境被破坏,而重新设定离子源工作的真空环境不仅耽误时间,也会影响工艺参数的准确性与一致性。
发明内容
本发明的实施例提供一种可调式离子源及静电约束聚变反应器,可解决现有技术中当调整离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置时需要打开真空腔体而导致耽误时间、影响工艺参数的准确性与一致性的问题。
为达到上述目的,本发明的实施例采用如下技术方案:
本发明实施例提供了一种可调式离子源,包括一端开口的壳体,所述壳体内设有离子束产生单元,所述离子束产生单元产生的离子束可由所述开口射出所述壳体,所述壳体包括管状侧壁,所述管状侧壁的至少一段为波纹管,所述壳体包括位于所述波纹管远离所述开口一侧的安装部,所述离子束产生单元安装于所述安装部上。
进一步的,还包括第一驱动单元、第二驱动单元以及第三驱动单元;所述第一驱动单元可驱动所述安装部沿所述壳体的深度方向移动;所述第二驱动单元可驱动所述安装部绕垂直于所述壳体深度方向的第一轴转动;所述第三驱动单元可驱动所述安装部绕垂直于所述壳体的深度方向、且垂直于所述第一轴的第二轴转动。
进一步的,所述第一驱动单元包括移动件和第一调节结构,所述移动件固定于所述波纹管的外表面上,所述第一调节结构可驱动所述移动件沿所述壳体的深度方向移动;所述第二驱动单元包括转动件和第二调节结构,所述转动件一端与所述移动件通过所述第一轴转动连接,另一端与所述安装部通过所述第二轴转动连接,所述第二调节结构可驱动所述转动件绕所述第一轴转动。
进一步的,所述移动件包括第一环形部,所述第一环形部套接于所述波纹管的外表面上;所述转动件包括第二环形部,所述第二环形部套设于所述第一环形部远离所述开口一侧的所述管状侧壁外,所述第二环形部靠近所述第一环形部的一侧的对称位置与所述第一环形部均通过所述第一轴转动连接,所述第二环形部远离所述第一环形部的一侧的对称位置与所述安装部均通过所述第二轴转动连接。
进一步的,所述移动件还包括设于所述第一环形部外表面上的至少一个第一凸出部,所述第一调节结构设于所述第一凸出部上;所述转动件还包括设于所述第二环形部靠近所述第一环形部一侧的两个第二凸出部,以及设于所述第二环形部远离所述第一环形部一侧的两个第三凸出部,两个所述第一轴分别设于所述第一环形部的对称位置处,两个所述第二轴分别设于所述安装部的对称位置处,两个所述第二凸出部与两个所述第一轴的位置一一对应,且通过远离所述第二环形部的一端与所述第一轴转动连接,两个所述第三凸出部与两个所述第二轴的位置一一对应,且通过远离所述第二环形部的一端与所述第二轴转动连接。
进一步的,所述第二环形部上对应至少一个所述第三凸出部的位置设有所述第二调节结构,所述安装部上对应至少一个所述第二凸出部的位置设有第四凸出部,所述第四凸出部位于所述第二环形部远离所述第二凸出部的一侧,所述第四凸出部上设有所述第三驱动单元。
进一步的,所述第一调节结构包括第一螺钉和第一螺纹孔,所述第一螺纹孔沿所述壳体的深度方向设于所述第一凸出部上,所述第一螺钉配合设置于所述第一螺纹孔内,所述第一螺钉转动可驱动所述移动件沿所述壳体的深度方向移动;所述第二调节结构包括第二螺钉和第二螺纹孔,所述第二螺纹孔设于所述第二环形部上,所述第二螺钉配合设置于所述第二螺纹孔内,所述第二螺钉转动可驱动所述转动件绕所述第一轴转动;所述第三驱动单元包括第三螺钉,所述第四凸出部上设有第三螺纹孔,所述第三螺钉配合设置于所述第三螺纹孔内,所述第三螺钉转动可驱动所述安装部绕所述第二轴转动。
进一步的,所述第一环形部上对应所述第二螺纹孔的位置设有第五凸出部,所述第二螺钉靠近所述开口的一端与所述第五凸出部抵接,所述第三螺钉靠近所述开口的一端与所述第二环形部的相应位置抵接。
进一步的,所述管状侧壁上位于所述开口的位置设有聚焦环支架,所述聚焦环支架上设有容纳空间,所述容纳空间内设有用于对所述离子束进行聚焦的聚焦环,所述聚焦环与所述安装部滑动连接。
进一步的,所述聚焦环支架包括可拆卸连接的两个阻挡环,两个所述阻挡环沿所述壳体的深度方向排布,且所述阻挡环的中心线均与所述壳体的深度方向平行,两个所述阻挡环之间形成所述容纳空间。
本发明实施例还提供了一种静电约束聚变反应器,包括真空腔体,所述真空腔体的外表面上固定有上任一技术方案所述的可调式离子源。
本发明实施例提供的可调式离子源及静电约束聚变反应器,包括一端开口的壳体,所述壳体内设有离子束产生单元,所述离子束产生单元产生的离子束可由所述开口射出所述壳体,实际应用中,可将壳体通过设有所述开口的一端密封固定于真空腔体的外表面上,即可使离子束产生单元产生的离子束能够照射真空腔体内的样品,由于所述壳体包括管状侧壁,所述管状侧壁的至少一段为波纹管,所述壳体包括位于所述波纹管远离所述开口一侧的安装部,所述离子束产生单元安装于所述安装部上,因此可直接驱动所述安装部运动,从而带动所述离子束产生单元运动,即可调整离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置,而波纹管可通过发生形变来允许安装部运动,因此无需打开真空腔体调整样品的位置,从而避免了因打开真空腔体导致的耽误时间、影响工艺参数的准确性与一致性的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例可调式离子源的示意图;
图2为图1的另一角度示意图;
图3为本发明实施例可调式离子源中离子束产生单元的示意图;
图4为本发明实施例可调式离子源中聚焦环的示意图;
图5为本发明实施例可调式离子源中移动件和转动件的示意图;
图6为本发明实施例可调式离子源中转动件和安装部的示意图;
图7为本发明实施例可调式离子源中聚焦环的另一角度示意图;
图8为本发明实施例静电约束聚变反应器的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一段分实施例,而不是全段的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1至图8为本发明实施例可调式离子源100的一个具体实施例,本实施例中的可调式离子源100,包括一端开口的壳体1,壳体1内设有离子束产生单元2,离子束产生单元2产生的离子束可由开口A射出壳体1,壳体1包括管状侧壁,管状侧壁的至少一段为波纹管11,壳体1包括位于波纹管11远离开口A一侧的安装部12,离子束产生单元2安装于安装部12上。
本发明实施例提供的可调式离子源100,包括一端开口A的壳体1,壳体1内设有离子束产生单元2,离子束产生单元2产生的离子束可由开口A射出壳体1,实际应用中,可将壳体1通过设有开口A的一端密封固定于真空腔体10的外表面上,即可使离子束产生单元2产生的离子束能够照射真空腔体10内的样品(图中未示出),由于壳体1包括管状侧壁,管状侧壁的至少一段为波纹管11,壳体1包括位于波纹管11远离开口A一侧的安装部12,离子束产生单元2安装于安装部12上,因此可直接驱动安装部12运动,从而带动离子束产生单元2运动,即可调整离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置,而波纹管11可通过发生形变来允许安装部12运动,因此无需打开真空腔体10调整样品的位置,从而避免了因打开真空腔体10导致的耽误时间、影响工艺参数的准确性与一致性的问题。
进一步的,本实施例中的可调式离子源100还包括第一驱动单元3、第二驱动单元4以及第三驱动单元5;第一驱动单元3可驱动安装部12沿壳体1的深度方向(如图1中的箭头a所示)移动,从而带动离子束产生单元2沿壳体1的深度方向移动,即可调整离子束照射在样品上的强度;第二驱动单元4可驱动安装部12绕垂直于壳体1深度方向的第一轴6转动,从而带动离子束产生单元2绕第一轴6转动,即可调整离子束照射在样品上的聚焦点位置;第三驱动单元5可驱动安装部12绕垂直于壳体1的深度方向、且垂直于第一轴6的第二轴7转动,从而带动离子束产生单元2绕第二轴7转动,同样可调整离子束照射在样品上的聚焦点位置。相比手动驱动,本实施例的驱动精度更高,因此对离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置的调整效果更好。
第一驱动单元3、第二驱动单元4以及第三驱动单元5的实施方式较多,例如,第一驱动单元3可以为气缸,第二驱动单元4和第三驱动单元5均可以为步进电机,而本实施例优选第一驱动单元3包括移动件31和第一调节结构32,移动件31固定于波纹管11的外表面上,第一调节结构32可驱动移动件31沿壳体1的深度方向移动,从而带动波纹管11发生形变,即可带动安装部12沿壳体1的深度方向移动;
第二驱动单元4包括转动件41和第二调节结构42,转动件41一端与移动件31通过第一轴6转动连接,另一端与安装部12通过第二轴7转动连接,第二调节结构42可驱动转动件41绕第一轴6转动,即可带动安装部12绕第一轴6转动。
具体的,移动件31包括第一环形部311,第一环形部311套接于波纹管11的外表面上,由此,当第一调节结构32驱动移动件31沿壳体1的深度方向移动时,第一环形部311可带动波纹管11的一周同时沿壳体1的深度方向移动,从而带动安装部12的一周同时沿壳体1的深度方向移动,进而使安装部12的移动更平稳;转动件41包括第二环形部411,第二环形部411套设于第一环形部311远离开口A一侧的管状侧壁外,第二环形部411靠近第一环形部311的一侧的对称位置与第一环形部311均通过第一轴6转动连接,第二环形部411远离第一环形部311的一侧的对称位置与安装部12均通过第二轴7转动连接,由此使得转动件41与第一环形部311和安装部12的连接更稳定。
在上述实施例的基础上,本实施例中的移动件31还包括设于第一环形部311外表面上的至少一个第一凸出部312,第一调节结构32设于第一凸出部312上;转动件41还包括设于第二环形部411靠近第一环形部311一侧的两个第二凸出部412,以及设于第二环形部411远离第一环形部311一侧的两个第三凸出部413,两个第一轴6分别设于第一环形部311的对称位置处,两个第二轴7分别设于安装部12的对称位置处,需要说明的是,第一轴6和第二轴7均为圆柱形凸起,两个第二凸出部412与两个第一轴6的位置一一对应,且通过远离第二环形部411的一端与第一轴6转动连接,两个第三凸出部413与两个第二轴7的位置一一对应,且通过远离第二环形部411的一端与第二轴7转动连接,由此可减小第一环形部311外表面到其内表面的尺寸,也可以减小第二环形部411沿壳体1深度方向的尺寸,从而节省了材料,降低了成本。图中示例的,第二环形部411的内径大于或等于第一环形部311的外径,第二凸出部412与第三凸出部413均沿竖直方向设置。
参照图5和图6,第二环形部411上对应至少一个第三凸出部413的位置设有第二调节结构42,安装部12上对应至少一个第二凸出部412的位置设有第四凸出部13,第四凸出部13位于第二环形部411远离第二凸出部412的一侧,第四凸出部13上设有第三驱动单元5,即第二调节结构42位于两个第一轴6的中间,第三驱动单元5位于两个第二轴7的中间,由此使得第二调节结构42对第二环形部411的驱动位置位于两个第一轴6的中间,第三驱动单元5对安装部12的驱动位置位于两个第二轴7的中间,从而使驱动效果更好。
具体的,所述第一调节结构32包括第一螺钉X和第一螺纹孔B,第一螺纹孔B沿壳体1的深度方向设于第一凸出部312上,第一螺钉X配合设置于第一螺纹孔B内,第一螺钉X转动可驱动移动件31沿壳体1的深度方向移动;所述第二调节结构42包括第二螺钉Y和第二螺纹孔C,第二螺纹孔C设于第二环形部411上,第二螺钉Y配合设置于第二螺纹孔C内,第二螺钉Y转动可驱动转动件41绕第一轴6转动;第三驱动单元5包括第三螺钉,第四凸出部13上设有第三螺纹孔D,第三螺钉配合设置于第三螺纹孔D内,第三螺钉转动可驱动安装部12绕第二轴7转动。
进一步的,第一调节结构与第二调节结构的调节方式不限于螺纹调节,还可以包括通过滑动件进行滑动调节方式或者通过卡接件进行卡接调节方式。第三驱动单元5还可以包括包括实现滑动调节的滑动件或者实现卡接调节的卡接件。
本实施例通过螺纹进行调节使得调节的精度更高。为了便于计量,第一螺钉X、第二螺钉Y以及第三螺钉均可设计带有刻度的千分尺,或采用其他成熟的标量方法。
第一螺钉X靠近开口A的一端可与聚焦环支架8或真空腔体10的外表面抵接;第二螺钉Y和第三螺钉靠近开口A的一端均可与真空腔体10的外表面抵接,以使第二螺钉Y转动可驱动转动件41绕第一轴6转动,同时使第三螺钉转动可驱动安装部12绕第二轴7转动,但这会导致第二螺钉Y和第三螺钉过长,为了避免上述问题,本实施例中第一环形部311上对应第二螺纹孔C的位置设有第五凸出部313,第二螺钉Y靠近开口A的一端与第五凸出部313抵接,第三螺钉靠近开口A的一端与第二环形部411的相应位置抵接,由此即可缩短第二螺钉Y和第三螺钉的长度,从而避免了上述问题。
参照图1和图2,管状侧壁上位于开口A的位置设有聚焦环支架8,聚焦环支架8上设有容纳空间(图中未示出),容纳空间内设有用于对离子束进行聚焦的聚焦环9,聚焦环9与安装部12滑动连接,以使聚焦环9和安装部12可仅在壳体1的深度方向上相对运动;当安装部12沿壳体1的深度方向移动时,安装部12可带动离子束产生单元2一同沿壳体1的深度方向移动,此时,容纳空间可阻挡聚焦环9沿壳体1的深度方向移动,从而调整离子束产生单元2与聚焦环9之间的距离,使得离子束的发散角度得到调整,以满足不同样品的需求;通过调整离子束产生单元2与聚焦环9之间的距离,能够调整离子束在传输过程中的离子损耗,并且简单控制离子束中离子的浓度,达到控制离子轰击强度的目的;通过调整离子束产生单元2与聚焦环9之间的距离,还能使聚焦环9在一定程度上改变离子束产生单元2磁场线的分布及强弱,使得电子受到的约束及运动发生变化,从而达到控制气体分子原子被电离的几率,减小离子束中离子间因静电排斥力而发生偏转的几率;当安装部12绕第一轴6或第二轴7转动时,安装部12可带动离子束产生单元2和聚焦环9一同摆动,此时,容纳空间可允许聚焦环9摆动,因此,聚焦环9的下表面与容纳空间的下表面均为弧面,其半径为安装部12到聚焦环9的距离。将离子束产生单元2放置于密封的壳体1内,可减小离子束产生单元2暴露大气的几率,提高其工作效率及工作寿命。
聚焦环9优选为圆环,其直径为20~450mm,根据实际需要也可以设计为其他形状,比如方形环或长方形环。聚焦环9可选用任何一种铁磁材料,优选较好的导磁材料,调整离子束产生单元2与聚焦环9之间的距离能够调整离子源放电间隙区域的磁场空间分布,从而改变这一区域的电子分布,进而改变等离子体强度。
进一步的,聚焦环支架8包括可拆卸连接(例如螺钉连接)的两个阻挡环81,两个阻挡环81沿壳体1的深度方向排布,且阻挡环81的中心线均与壳体1的深度方向平行,两个阻挡环81之间形成容纳空间,由此在将聚焦环9安装于容纳空间时,可拆开两个阻挡环81进行安装,从而方便了聚焦环9的安装。两个阻挡环81中远离安装部12的阻挡环81通过法兰固定在真空腔体10上,法兰的尺寸及连接方式采用常见的几种尺寸及方式,不排除特殊设计的尺寸及方式。
优选的,管状侧壁全部为波纹管11,其直径为30~150mm,此时,安装部12为圆板,波纹管11包括第一段a和第二段b,第一段a的长度为50~300mm,第二段b的长度为10~30mm。第一段a密封固定在安装部12与第一环形部311之间,能够确保安装部12、第二环形部411相对于第一环形部311的位置发生改变时保持离子束产生单元2的真空环境不受影响。第二段b密封固定在第一环形部311与聚焦环支架8之间,确保第一环形部311与聚焦环支架8之间的距离发生改变时保持离子束产生单元2的真空环境不受影响。波纹管11采用304不锈钢,两端均焊接有法兰口,口径可根据实际需要任意调整。
离子束产生单元2包括阳极21、阴极22、磁铁23及相关固定及锁紧用装置。阳极21与安装部12固定连接,确保与安装部12的运动轨迹一致,阴极22与安装部12采用绝缘贯穿密封式固定连接,这种连接方式在真空电极或真空电极法兰上使用的比较多,是相对成熟的技术,一般采用陶瓷加金属密封的方式实现。陶瓷是电力行业普遍使用的一种绝缘材料,在陶瓷表面做适当金属化处理使得陶瓷可与金属法兰紧密焊接,既确保固定贯穿,又确保真空密封及高压绝缘,密封度达到小于1x10e-8mbar.L/s的要求,高压绝缘要求以实际需求为准,一般为50V~200kV。磁铁23固定在阳极21与安装部12间的连接处,提供平行于阳极21轴向的平行磁场。强磁场在阴极22与阳极21间捕获电子,电子在垂直于磁场与电场平面的方向上做震荡和漂移,靠近阳极区域的粒子在电子的电离作用下产生等离子体。
该可调式离子源100可通过调整离子束产生单元2的角度来调整其产生的离子束的角度;通过调整聚焦环9与离子束产生单元2的相对位置来调整离子束的截面积及张角,改变离子束的聚焦性能。采用以上的一种可调式离子源100可减小离子束在传输过程中的离子损耗,减小离子束中离子间因静电排斥力而发生偏转的几率;根据聚焦点不同位置的需要,能够简单快捷的调整离子源的聚焦点及聚焦效果;能够简单控制离子束中离子的浓度,达到控制离子轰击强度的目的;减小离子源暴露大气的几率,提高其工作效率及工作寿命。
本发明实施例还提供了一种静电约束聚变反应器,参照图8,包括真空腔体10,真空腔体10的外表面上固定有上述任一实施例的可调式离子源100。
本发明实施例提供的静电约束聚变反应器,其中的可调式离子源100包括一端开口A的壳体1,壳体1内设有离子束产生单元2,离子束产生单元2产生的离子束可由开口A射出壳体1,实际应用中,可将壳体1通过设有开口A的一端密封固定于真空腔体10的外表面上,即可使离子束产生单元2产生的离子束能够照射真空腔体10内的样品,由于壳体1包括管状侧壁,管状侧壁的至少一段为波纹管11,壳体1包括位于波纹管11远离开口A一侧的安装部12,离子束产生单元2安装于安装部12上,因此可直接驱动安装部12运动,从而带动离子束产生单元2运动,即可调整离子束照射在样品上的强度或聚焦点位置,而波纹管11可通过发生形变来允许安装部12运动,因此无需打开真空腔体10调整样品的位置,从而避免了因打开真空腔体10导致的耽误时间、影响工艺参数的准确性与一致性的问题。
关于本发明实施例静电约束聚变反应器的其他构成等已为本领域的技术人员所熟知,在此不再详细说明。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种可调式离子源,包括一端开口的壳体,所述壳体内设有离子束产生单元,所述离子束产生单元产生的离子束可由所述开口射出所述壳体,其特征在于,所述壳体包括管状侧壁,所述管状侧壁的至少一段为波纹管,所述壳体包括位于所述波纹管远离所述开口一侧的安装部,所述离子束产生单元安装于所述安装部上;
还包括第一驱动单元,所述第一驱动单元可驱动所述安装部沿所述壳体的深度方向移动,所述第一驱动单元包括移动件和第一调节结构,所述移动件固定于所述波纹管的外表面上,所述第一调节结构可驱动所述移动件沿所述壳体的深度方向移动。
2.根据权利要求1所述的可调式离子源,其特征在于,还包括第二驱动单元以及第三驱动单元;
所述第二驱动单元可驱动所述安装部绕垂直于所述壳体深度方向的第一轴转动;所述第三驱动单元可驱动所述安装部绕垂直于所述壳体的深度方向、且垂直于所述第一轴的第二轴转动。
3.根据权利要求2所述的可调式离子源,其特征在于,所述第二驱动单元包括转动件和第二调节结构,所述转动件一端与所述移动件通过所述第一轴转动连接,另一端与所述安装部通过所述第二轴转动连接,所述第二调节结构可驱动所述转动件绕所述第一轴转动。
4.根据权利要求3所述的可调式离子源,其特征在于,所述移动件包括第一环形部,所述第一环形部套接于所述波纹管的外表面上;
所述转动件包括第二环形部,所述第二环形部套设于所述第一环形部远离所述开口一侧的所述管状侧壁外,所述第二环形部靠近所述第一环形部的一侧的对称位置与所述第一环形部均通过所述第一轴转动连接,所述第二环形部远离所述第一环形部的一侧的对称位置与所述安装部均通过所述第二轴转动连接。
5.根据权利要求4所述的可调式离子源,其特征在于,所述移动件还包括设于所述第一环形部外表面上的至少一个第一凸出部,所述第一调节结构设于所述第一凸出部上;
所述转动件还包括设于所述第二环形部靠近所述第一环形部一侧的两个第二凸出部,以及设于所述第二环形部远离所述第一环形部一侧的两个第三凸出部,两个所述第一轴分别设于所述第一环形部的对称位置处,两个所述第二轴分别设于所述安装部的对称位置处,两个所述第二凸出部与两个所述第一轴的位置一一对应,且通过远离所述第二环形部的一端与所述第一轴转动连接,两个所述第三凸出部与两个所述第二轴的位置一一对应,且通过远离所述第二环形部的一端与所述第二轴转动连接。
6.根据权利要求5所述的可调式离子源,其特征在于,所述第二环形部上对应至少一个所述第三凸出部的位置设有所述第二调节结构,所述安装部上对应至少一个所述第二凸出部的位置设有第四凸出部,所述第四凸出部位于所述第二环形部远离所述第二凸出部的一侧,所述第四凸出部上设有所述第三驱动单元。
7.根据权利要求6所述的可调式离子源,其特征在于,所述第一调节结构包括第一螺钉和第一螺纹孔,所述第一螺纹孔沿所述壳体的深度方向设于所述第一凸出部上,所述第一螺钉配合设置于所述第一螺纹孔内,所述第一螺钉转动可驱动所述移动件沿所述壳体的深度方向移动;
所述第二调节结构包括第二螺钉和第二螺纹孔,所述第二螺纹孔设于所述第二环形部上,所述第二螺钉配合设置于所述第二螺纹孔内,所述第二螺钉转动可驱动所述转动件绕所述第一轴转动;
所述第三驱动单元包括第三螺钉,所述第四凸出部上设有第三螺纹孔,所述第三螺钉配合设置于所述第三螺纹孔内,所述第三螺钉转动可驱动所述安装部绕所述第二轴转动。
8.根据权利要求7所述的可调式离子源,其特征在于,所述第一环形部上对应所述第二螺纹孔的位置设有第五凸出部,所述第二螺钉靠近所述开口的一端与所述第五凸出部抵接,所述第三螺钉靠近所述开口的一端与所述第二环形部的相应位置抵接。
9.根据权利要求2所述的可调式离子源,其特征在于,所述管状侧壁上位于所述开口的位置设有聚焦环支架,所述聚焦环支架上设有容纳空间,所述容纳空间内设有用于对所述离子束进行聚焦的聚焦环,所述聚焦环与所述安装部滑动连接。
10.根据权利要求9所述的可调式离子源,其特征在于,所述聚焦环支架包括可拆卸连接的两个阻挡环,两个所述阻挡环沿所述壳体的深度方向排布,且所述阻挡环的中心线均与所述壳体的深度方向平行,两个所述阻挡环之间形成所述容纳空间。
11.一种静电约束聚变反应器,包括真空腔体,其特征在于,所述真空腔体的外表面上固定有权利要求1~10中任一项所述的可调式离子源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711189344.1A CN107946159B (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种可调式离子源及静电约束聚变反应器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711189344.1A CN107946159B (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种可调式离子源及静电约束聚变反应器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107946159A CN107946159A (zh) | 2018-04-20 |
CN107946159B true CN107946159B (zh) | 2019-07-23 |
Family
ID=61949618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711189344.1A Active CN107946159B (zh) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | 一种可调式离子源及静电约束聚变反应器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107946159B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109599310B (zh) * | 2018-06-21 | 2021-01-05 | 新奥科技发展有限公司 | 一种离子源安装支架 |
CN109585032B (zh) * | 2018-10-29 | 2021-02-02 | 大连民族大学 | 一种耐高温全钨面向等离子体反应器 |
CN111091917B (zh) * | 2018-12-29 | 2021-04-13 | 上海宏澎能源科技有限公司 | 聚变装置以及中子发生器 |
CN112885697B (zh) * | 2021-01-11 | 2022-07-19 | 佛山市博顿光电科技有限公司 | 离子源安装结构及真空设备 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1988933A (zh) * | 2004-07-21 | 2007-06-27 | 斯蒂尔瑞弗系统有限公司 | 用于放射疗法波束形态的可编程粒子扩散器 |
CN201008232Y (zh) * | 2006-12-02 | 2008-01-16 | 张祥华 | 电子加速器扫描窗接口 |
CN104903967A (zh) * | 2012-09-04 | 2015-09-09 | Tri阿尔法能源公司 | 基于负离子的中性射束注入器 |
CN204898057U (zh) * | 2015-07-10 | 2015-12-23 | 宁波英飞迈材料科技有限公司 | 一种离子源维护装置 |
CN105873351A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-17 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种在高真空状态下可调节离子源位置的装置及调节方法 |
CN205667007U (zh) * | 2016-06-14 | 2016-10-26 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种在高真空状态下可高精度调节离子源位置的装置 |
CN106132066A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 中国原子能科学研究院 | 一种超导回旋加速器的低温恒温器的密封结构 |
-
2017
- 2017-11-24 CN CN201711189344.1A patent/CN107946159B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1988933A (zh) * | 2004-07-21 | 2007-06-27 | 斯蒂尔瑞弗系统有限公司 | 用于放射疗法波束形态的可编程粒子扩散器 |
CN201008232Y (zh) * | 2006-12-02 | 2008-01-16 | 张祥华 | 电子加速器扫描窗接口 |
CN104903967A (zh) * | 2012-09-04 | 2015-09-09 | Tri阿尔法能源公司 | 基于负离子的中性射束注入器 |
CN204898057U (zh) * | 2015-07-10 | 2015-12-23 | 宁波英飞迈材料科技有限公司 | 一种离子源维护装置 |
CN105873351A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-08-17 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种在高真空状态下可调节离子源位置的装置及调节方法 |
CN205667007U (zh) * | 2016-06-14 | 2016-10-26 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种在高真空状态下可高精度调节离子源位置的装置 |
CN106132066A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-11-16 | 中国原子能科学研究院 | 一种超导回旋加速器的低温恒温器的密封结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107946159A (zh) | 2018-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107946159B (zh) | 一种可调式离子源及静电约束聚变反应器 | |
US6002208A (en) | Universal cold-cathode type ion source with closed-loop electron drifting and adjustable ion-emitting slit | |
CN203800006U (zh) | 一种高能量电子枪 | |
US5324950A (en) | Charged particle beam apparatus | |
CN105407621B (zh) | 一种紧凑型d‑d中子发生器 | |
CN104952677B (zh) | X射线产生装置 | |
US6147354A (en) | Universal cold-cathode type ion source with closed-loop electron drifting and adjustable ionization gap | |
US20160189909A1 (en) | Target for x-ray generation and x-ray generation device | |
WO2015039602A1 (zh) | X射线装置以及具有该x射线装置的ct设备 | |
KR101828864B1 (ko) | 광음극 고주파 전자총 공동 장치 | |
KR101247453B1 (ko) | 냉각 및 차폐 기능이 있는 엑스레이 소스 | |
US11842889B2 (en) | Device, method and use for the coating of lenses | |
KR20220079664A (ko) | 플라즈마 캐소드를 사용하는 전자 빔 용접 시스템 | |
Ferry | Recent developments in electrostatic accelerator technology at NEC | |
KR920004961B1 (ko) | 초미세형상용 연 x선 발생장치 | |
US3949230A (en) | Ion beam source | |
Livingston | Ion sources for cyclotrons | |
CN118019202A (zh) | 一种电子加速器 | |
US11749490B2 (en) | Method for reducing the diameter of a x-ray tube through recessing of the vacuum port | |
JP2004014422A (ja) | イオン注入装置 | |
US3614510A (en) | Nonthermionic cathode discharge devices | |
RU195755U1 (ru) | Вакуумная нейтронная трубка с инерциальным удержанием ионов | |
RU195753U1 (ru) | Вакуумная нейтронная трубка с инерциальным удержанием ионов | |
JPH03257747A (ja) | イオン源 | |
JP3540068B2 (ja) | 粉粒体用イオン照射装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |