CN108848606B - 用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法 - Google Patents

用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种回旋加速器及其内部离子源位置的调节方法，其中该调节方法包括以下步骤：在所述内部离子源的尾部法兰处设置用于调节所述内部离子源位置的位置调节结构，其中所述达标位置在所述位置调节结构的调节位置范围之内；在将所述内部离子源与中心区主磁铁进行装配时，根据引出束流各个参数的要求标准，使用所述位置调节结构对所述内部离子源的位置进行调节；当所述引出束流的各个参数均达标时，停止对所述内部离子源的位置调节，并计算出此时所述内部离子源所处的位置，将该位置作为所述内部离子源的所述达标位置。本发明能将内部离子源的位置调节到达标位置，保证回旋加速器整机的稳定运行。

Description

用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法
技术领域
本发明涉及回旋加速器领域，具体涉及一种用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法。
背景技术
回旋加速器的束流源头是离子源系统，回旋加速器所需的带电离子通过内部离子源与引出电极之间的电压被引出至高频腔体进行加速。内部离子源阳极与引出电极之间距离小并且电压高，因此其对应的引出电场强度很大，加上引出中心区电磁场情况及其复杂，故内部离子源阳极与引出电极之间细小的距离及角度的变化都会直接影响粒子引出的各个参数。因此内部离子源阳极与引出电极之间的位置关系直接影响到回旋加速器整机的运行。
然而，内部离子源是通过离子源支撑杆尾部的尾部法兰与回旋加速器的主磁铁进行固定连接的，我们并不能直接控制内部离子源的阳极位置，这对内部离子源的位置调节增加了以下的技术难度：其一：内部离子源阳极的引出缝隙的位置无法进行可视化调节。其二：内部离子源和中心区的结构复杂且不规则，无法精准地直接测量内部离子源和引出电极间的距离。其三：内部离子源和引出中心区是通过主磁铁间接配合的，机械加工中产生的加工误差已经进行了累积，该误差积累会直接影响其配合定位，从而会影响回旋加速器的整机束流品质和加速效率。其四，内部离子源经过长期运行、损耗件更换及维修后会降低重复定位的精度。如何精准调节内部离子源的位置，使内部离子源和引出电极精准匹配，优化回旋加速器整机的运行效果，已经成为亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，以解决现有技术中，由于回旋加速器内部离子源的阳极与引出电极之间细小的距离及角度的变化都会直接影响粒子引出的各个参数，而内部离子源的阳极与引出电极之间的位置关系直接影响到回旋加速器整机的运行的问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一技术方案如下：
一种用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，用于将所述内部离子源的位置调节至达标位置，其包括以下步骤：在所述内部离子源的支撑件的尾部法兰处设置用于调节所述内部离子源位置的位置调节结构，其中所述达标位置在所述位置调节结构的调节位置范围之内；在将所述内部离子源与中心区主磁铁进行装配时，根据引出束流各个参数的要求标准，使用所述位置调节结构对所述内部离子源的位置进行调节；当所述引出束流的各个参数均达标时，停止对所述内部离子源的位置调节，并计算出此时所述内部离子源所处的位置，将该位置作为所述内部离子源的所述达标位置。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用的另一技术方案如下：
一种回旋加速器，包括内部离子源及主磁铁，所述内部离子源的支撑件与主磁铁通过法兰进行连接固定，其在所述内部离子源的的支撑件的尾部法兰上设有用于调节所述内部离子源位置的位置调节结构。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例的调节回旋加速器内部离子源位置的方法通过在所述内部离子源的尾部法兰处设置用于调节所述内部离子源位置的位置调节结构，并根据引出束流各个参数的要求标准，使用所述位置调节结构对所述内部离子源的位置进行调节，可将所述内部离子源的位置调节至达标位置。本发明实施例的回旋加速器，其在所述内部离子源的法兰上设有用于调节所述内部离子源位置的位置调节结构，可将所述内部离子源的位置调节至达标位置。本发明实施例可精准地调节内部离子源的位置，使内部离子源和引出电极精准匹配，优化了回旋加速器整机的运行效果。
附图说明
图1为本发明实施例的一种调节回旋加速器内部离子源位置的方法的实施步骤流程图；
图2为本发明实施例的内部离子源、离子源支撑件、尾部法兰和主磁铁组装在一起的局部剖面示意图；
图3为本发明实施例的尾部法兰的俯视结构示意图；
图4为本发明实施例的内部离子源、离子源支撑件、尾部法兰和引出电极的组装图局部剖面示意图。
具体实施方式
实施例一
请参阅图1，结合图1可以得到，本发明实施例的一种调节回旋加速器内部离子源10位置的方法，用于将所述内部离子源10的位置调节至达标位置，其包括以下步骤：
步骤S101：在所述内部离子源10的支撑件50的尾部法兰30处设置用于调节所述内部离子源10位置的位置调节结构，其中所述达标位置在所述位置调节结构的调节位置范围之内。
步骤S102：在将所述内部离子源10与中心区主磁铁40进行装配时，根据引出束流各个参数的要求标准，使用所述位置调节结构对所述内部离子源10的位置进行调节。
步骤S103：当所述引出束流的各个参数均达标时，停止对所述内部离子源10的位置调节，并计算出此时所述内部离子源10所处的位置，将该位置作为所述内部离子源10的所述达标位置。
在本实施例中，可选地，所述根据引出束流各个参数的要求标准，使用所述位置调节结构对所述内部离子源10的位置进行调节，具体为：
根据所述引出束流的稳定性标准、发射度标准及亮度标准来对所述内部离子源10的位置进行调节，当所述引出束流的所述稳定性标准、所述发射度标准及所述亮度标准均达到其对应的预设标准时，判定所述内部离子源10的位置调节至达标位置。
在本发明实施例的内部离子源10顶部设有阳极11，回旋加速器中和该阳极11对应的是引出电极20，该阳极11和引出电极20之间的距离和相对角度的变化，都会直接影响粒子引出的各个参数。因此本发明实施例的目的在于调节内部离子源10的阳极11与引出电极20之间的位置关系，以使回旋加速器整机稳定地的运行。
请参阅图2、图3和图4，结合图2、图3和图4可以得到，在本实施例中，可选地，所述位置调节结构包括设于所述尾部法兰30的平面调节结构及轴向调节结构，所述平面调节结构用于旋转所述尾部法兰30，所述轴向调节结构用于调节所述尾部法兰30的轴向距离及轴向角度。
在本实施例中，可选地，所述平面调节结构为均匀设于所述尾部法兰30圆周边缘上的若干个旋转定位孔31及与所述旋转定位孔31对应的限位柱（图中未标示）。该旋转定位孔31用于在一个平面上旋转一定范围的角度，使得阳极11的缝隙（图中未标示）与引出电极20的中部对应。
在本实施例中，可选地，所述轴向调节结构包括设于所述尾部法兰30圆周边缘上的若干个轴向调节孔32及与所述轴向调节孔32对应的调节螺钉（图中未标示）。该轴向调节孔32用于阳极11与引出电极20的轴向距离和轴向角度。
在本实施例中，可选地，若干个所述旋转定位孔31和若干个所述轴向调节孔32相互之间均匀间隔分布。
在本实施例中，可选地，每个所述旋转定位孔31的中心点与所述尾部法兰30的圆心点的距离均相同，每个所述轴向调节孔32的中心点与所述尾部法兰30的圆心点的距离均相同。
本发明实施例的安装调节过程如下：
在一个回旋加速器的内部离子源10安装过程中，首先将所述尾部法兰30进行旋转操作，进行一次粗调节，使阳极11的缝隙和引出电极20之间大致对中。其次，使用调节螺钉对尾部法兰30的位置进行调节，进而对阳极11进行轴向距离和轴向角度调节，待调节完成后，再将所述尾部法兰30进行旋转，进行第二次细调节，完成后进行内部离子源10和主磁铁40注入孔的装配固定操作，并进行粒子束流引出测试，根据束流大小及束流品质的参数数据，进行再次调节，最终使得内部离子源10的位置进入至达标位置，得到束流大小及品质达标的粒子。
本发明实施例的调节回旋加速器内部离子源10位置的方法通过在所述尾部法兰30处设置用于调节所述内部离子源10位置的位置调节结构，并根据引出束流各个参数的要求标准，使用所述位置调节结构对所述内部离子源10的位置进行调节，可将所述内部离子源10的位置调节至达标位置，避免了内部离子源10因微小的加工误差或装配误差而在次加工的过程中不能进入至达标位置的情况，提高了内部离子源10的阳极11与引出电极20间的距离精度，满足了内部离子源10与引出电极20之间距离和角度的微调，最终精确地调整了内部离子源10的位置，优化了内部离子源10的位置参数，增强了内部离子源10与引出电极20间的匹配程度，优化了回旋加速器整机的运行效果。
实施例二
请参阅图2、图3和图4，结合图2、图3和图4可以得到，本发明实施例的一种回旋加速器，包括内部离子源10及主磁铁40，所述内部离子源10的支撑件50与主磁铁40通过法兰30进行连接固定，其在所述内部离子源10的支撑件50的尾部法兰30上设有用于调节所述内部离子源10位置的位置调节结构。
在本实施例中，可选地，所述位置调节结构包括设于所述尾部法兰30的平面调节结构及轴向调节结构，所述平面调节结构用于旋转所述尾部法兰30，所述轴向调节结构用于调节所述尾部法兰30的轴向距离及轴向角度。
在本实施例中，可选地，所述平面调节结构为均匀设于所述尾部法兰30圆周边缘上的若干个旋转定位孔31和与所述旋转定位孔31对应的限位柱，所述轴向调节结构包括设于所述尾部法兰30圆周边缘上的若干个轴向调节孔32和与所述轴向调节孔32对应的调节螺钉。
本发明实施例的回旋加速器，通过在所述尾部法兰30处设置用于调节所述内部离子源10位置的位置调节结构，并根据引出束流各个参数的要求标准，使用所述位置调节结构对所述内部离子源10的位置进行调节，可将所述内部离子源10的位置调节至达标位置，避免了内部离子源10因微小的加工误差或装配误差而在次加工的过程中不能进入至达标位置的情况，提高了内部离子源10的阳极11与引出电极20间的距离精度，满足了内部离子源10与引出电极20之间距离和角度的微调，最终精确地调整了内部离子源10的位置，优化了内部离子源10的位置参数，增强了内部离子源10与引出电极20间的匹配程度，优化了回旋加速器整机的运行效果。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，用于将所述内部离子源的位置调节至达标位置，包括内部离子源及主磁铁，所述内部离子源的支撑件与主磁铁通过法兰进行连接固定，其特征在于，包括以下步骤：
在所述内部离子源的支撑件的尾部法兰处设置用于调节所述内部离子源位置的位置调节结构，其中所述达标位置在所述位置调节结构的调节位置范围之内；所述位置调节结构包括设于所述尾部法兰的平面调节结构及轴向调节结构，所述平面调节结构用于旋转所述尾部法兰，所述轴向调节结构用于调节所述尾部法兰的轴向距离及轴向角度；
在将所述内部离子源与中心区主磁铁进行装配时，根据引出束流各个参数的要求标准，使用所述位置调节结构对所述内部离子源的位置进行调节；
当所述引出束流的各个参数均达标时，停止对所述内部离子源的位置调节，并计算出此时所述内部离子源所处的位置，将该位置作为所述内部离子源的所述达标位置。
2.根据权利要求1所述的用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，其特征在于，所述根据引出束流各个参数的要求标准，使用所述位置调节结构对所述内部离子源的位置进行调节，具体为：
根据所述引出束流的稳定性标准、发射度标准及亮度标准来对所述内部离子源的位置进行调节，当所述引出束流的所述稳定性标准、所述发射度标准及所述亮度标准均达到其对应的预设标准时，判定所述内部离子源的位置调节至达标位置。
3.根据权利要求1所述的用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，其特征在于，所述平面调节结构为均匀设于所述尾部法兰圆周边缘上的若干个旋转定位孔及与所述旋转定位孔对应的限位柱。
4.根据权利要求1所述的用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，其特征在于，所述轴向调节结构包括设于所述尾部法兰圆周边缘上的若干个轴向调节孔及与所述轴向调节孔对应的调节螺钉。
5.根据权利要求4所述的用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，其特征在于，若干个旋转定位孔和若干个所述轴向调节孔相互之间均匀间隔分布。
6.根据权利要求4所述的用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，其特征在于，每个旋转定位孔的中心点与所述尾部法兰的圆心点的距离均相同，每个所述轴向调节孔的中心点与所述尾部法兰的圆心点的距离均相同。
7.跟进权利要求6所述的用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，包括内部离子源及主磁铁，所述内部离子源的支撑件与主磁铁通过法兰进行连接固定，其特征在于，在所述内部离子源的支撑件的尾部法兰上设有用于调节所述内部离子源位置的位置调节结构。
8.根据权利要求7所述的用于回旋加速器内部离子源的位置调节方法，其特征在于，所述平面调节结构为均匀设于所述尾部法兰圆周边缘上的若干个旋转定位孔和与所述旋转定位孔对应的限位柱，所述轴向调节结构包括设于所述尾部法兰圆周边缘上的若干个轴向调节孔和与所述轴向调节孔对应的调节螺钉。
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