CN207558737U - 一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置，包括阴极底座、阴极、阳极、对阴极、第一绝缘陶瓷和第二绝缘陶瓷；阴极底座为圆柱凸台结构，所述阴极底座上设有阴极液冷管道；阴极一端面开有与阴极底座上的凸台相配合的安装孔；阳极包括空心圆台、第一空心圆柱和第二空心圆柱；第一空心圆柱内侧通过第一绝缘陶瓷与阴极底座的侧面连接，第一绝缘陶瓷上设有进气口；第二空心圆柱通过第二绝缘陶瓷与对阴极连接；阳极内设有阳极液冷管道。本实用新型通过液冷管道，可控制离子源装置的温度；通过在阳极与阴极间设有绝缘陶瓷材料，可有效避免阴极与阳极间发生短路；通过阳极的结构设计，提高了阳极与阴极间的电场强度。

Description

一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置

技术领域

本实用新型属于回旋加速器技术领域，涉及到一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置。

背景技术

回旋加速器在核医学领域有着广泛的应用，尤其是在放射性药物制药，肿瘤治疗等领域做出了巨大的贡献。而超导加速器具有体积小、成本低的特点。利用超导磁体则可以在很小的激励功率下产生强大的约束磁场，可大大缩减加速器的尺寸、降低加速器的功率消耗，使加速器在经济上和技术上有巨大的优越性。

离子源作为加速器产生离子的源头，是加速器核心部件之一。目前，离子源的种类很多，潘宁离子源是使用较为广泛，技术较为成熟的离子源装置。而冷阴极潘宁离子源是属于潘宁离子源的一种，其工作原理为：在平行于阳极筒的轴线方向施加磁场，当电压超过着火电压以后，在充有低压气体的电极之间就会产生自持放电。在这个系统中的电场与磁场的共同作用下，电子的运动路径增长，造成电子的电离碰撞次数增加。

现有的离子源装置，存在以下问题：a.在使用的过程中温度过高，易造成阴极和阳极等变形，影响使用寿命；b.阴极与阳极的连接稳定性差，易造成阴极与阳极发生短路，为了解决以上问题，现设计一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置。

实用新型内容

本实用新型提供的一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置，通过阳极以及以及阴极底座上设有液冷管道，降低离子源装置的温度，避免因温度过高造成变形；通过在阳极与阴极间设有绝缘陶瓷材料，并将阴极固定安装在阴极底座上，可提高阴极与阳极安装的稳定性，解决了离子源装置存在温度高，以及稳定性差易造成阴阳极间发生短路的问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置，包括阴极底座、阴极、阳极、对阴极、第一绝缘陶瓷和第二绝缘陶瓷；

所述阴极底座为圆柱凸台结构，所述阴极底座上设有阴极液冷管道；

所述阴极为圆柱型结构，阴极一端面开有安装孔，所述安装孔与阴极底座上的凸台相配合；

所述阳极包括空心圆台、第一空心圆柱和第二空心圆柱，空心圆台两端分别与第一空心圆柱和第二空心圆柱连接；所述第一空心圆柱内侧通过第一绝缘陶瓷与阴极底座的侧面连接，第一绝缘陶瓷上设有进气口；第二空心圆柱内侧通过第二绝缘陶瓷与对阴极连接；

所述阳极内设有阳极液冷管道；

所述阴极底座、阳极、对阴极、第一绝缘陶瓷以及第二绝缘陶瓷的连接构成放电室，且阴极位于放电室内。

进一步地，所述阴极底座下端面周侧沿圆周分布四个螺栓孔。

进一步地，所述空心圆台、第一空心圆柱和第二空心圆柱为一体化结构。

进一步地，所述空心圆台的两端半径尺寸分别与两空心圆柱的半径尺寸相同，且第一空心圆柱的半径尺寸大于第二空心圆柱的半径尺寸。

进一步地，所述所述阴极液冷管道和阳极液冷管道内均通入去离子水。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过阳极以及以及阴极底座上设有液冷管道，可控制离子源装置的温度，避免离子源工作时温度过高，造成变形；通过在阳极与阴极间设有绝缘陶瓷材料，且通过将阴极安装在阴极底座上，可有效避免阴极与阳极间发生短路；通过阳极的结构设计，提高了阳极与阴极间的电场强度，该装置具有结构简单、易于实现和电场强度高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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为本实用新型中一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置的结构示意图；

图2为本实用新型中阴极底座的结构示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-阴极底座，2-阴极，3-阳极，31-空心圆台，32-第一空心圆柱，33-第二空心圆柱，4-放电室，5-对阴极，6-第一绝缘陶瓷，7-第二绝缘陶瓷，8-进气口，9-阴极液冷管道，10-阳极液冷管道，11-螺栓孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和2所示，一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置，包括阴极底座1、阴极2、阳极3、对阴极5、第一绝缘陶瓷6和第二绝缘陶瓷7；

阴极底座1为圆柱凸台结构，阴极底座1下端面周侧沿圆周分布四个螺栓孔11，用于对离子源装置进行固定，且阴极底座1上开有呈U型结构的阴极液冷管道9；

阴极2为圆柱型且内部开有安装孔，所述安装孔与阴极底座1上的凸台相配合，起到固定阴极2的作用，避免因抖动、发热变形等，造成的阴极2与阳极3接触短路；

阳极3包括空心圆台31、第一空心圆柱32和第二空心圆柱33，空心圆台31两端分别与第一空心圆柱32和第二空心圆柱33连接，空心圆台31、第一空心圆柱32和第二空心圆柱33构成一体化结构，其中，空心圆台31的两端半径尺寸分别与两空心圆柱的半径尺寸相同，且第一空心圆柱32的半径尺寸大于第二空心圆柱33的半径尺寸；第一空心圆柱32内侧通过第一绝缘陶瓷6与阴极底座1的侧面连接，第一绝缘陶瓷6上贯穿有进气口8；第二空心圆柱33内侧通过第二绝缘陶瓷7与对阴极5连接；

其中，阳极3内设有阳极液冷管道10；

所述阴极底座1、阳极3、对阴极5、第一绝缘陶瓷6以及第二绝缘陶瓷7的连接构成放电室4，且阴极2位于放电室4内。

其中，阴极液冷管道9和阳极液冷管道10内均通入去离子水进行冷却。

其中，进气口8通入中性气体，一般采用氢气进入离子源装置，气体在放电室4中电离形成等离子体。

其中，阴极2的材料采用六硼化镧，所述该材料相比之钨，钽等材料，具有更高的电子发射率，可以有效降低起弧时的电压。

其中，阳极3上的空心圆台31的设计，缩小阳极3与阴极2间的距离，提高了两电极间的电场强度。

本实用新型通过阳极以及以及阴极底座上设有液冷管道，可控制离子源装置的温度，避免离子源工作时温度过高，造成变形；通过在阳极与阴极间设有绝缘陶瓷材料，且通过将阴极安装在阴极底座上，可有效避免阴极与阳极间发生短路；通过阳极的结构设计，提高了阳极与阴极间的电场强度，该装置具有结构简单、易于实现和电场强度高的特点。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置，其特征在于：包括阴极底座(1)、阴极(2)、阳极(3)、对阴极(5)、第一绝缘陶瓷(6)和第二绝缘陶瓷(7)；

所述阴极底座(1)为圆柱凸台结构，所述阴极底座(1)上设有阴极液冷管道(9)；

所述阴极(2)为圆柱型结构，阴极(2)一端面开有安装孔，所述安装孔与阴极底座(1)上的凸台相配合；

所述阳极(3)包括空心圆台(31)、第一空心圆柱(32)和第二空心圆柱(33)，空心圆台(31)两端分别与第一空心圆柱(32)和第二空心圆柱(33)连接；所述第一空心圆柱(32)内侧通过第一绝缘陶瓷(6)与阴极底座(1)的侧面连接，第一绝缘陶瓷(6)上设有进气口(8)；第二空心圆柱(33)内侧通过第二绝缘陶瓷(7)与对阴极(5)连接；

所述阳极(3)内设有阳极液冷管道(10)；

所述阴极底座(1)、阳极(3)、对阴极(5)、第一绝缘陶瓷(6)以及第二绝缘陶瓷(7)的连接构成放电室(4)，且阴极(2)位于放电室(4)内。

2.根据权利要求1所述的一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置，其特征在于：所述阴极底座(1)下端面周侧沿圆周分布四个螺栓孔(11)。

3.根据权利要求1所述的一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置，其特征在于：所述空心圆台(31)、第一空心圆柱(32)和第二空心圆柱(33)为一体化结构。

4.根据权利要求1所述的一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置，其特征在于：所述空心圆台(31)的两端半径尺寸分别与两空心圆柱的半径尺寸相同，且第一空心圆柱(32)的半径尺寸大于第二空心圆柱(33)的半径尺寸。

5.根据权利要求1所述的一种六硼化镧冷阴极潘宁离子源装置，其特征在于：所述阴极液冷管道(9)和阳极液冷管道(10)内均通入去离子水。