JP2013045747A - イオン源用電極及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 イオンビームを引出すための複数のビーム引出し孔がそれぞれ形成された複数の薄板1,2が重ね合わせ接合された電極本体部4と、薄板とは異なる金属材料からなり、電極本体部を一方側の端部から他方側の端部まで貫通し、さらに電極本体部の両端からそれぞれ延び出す延長部分を有する複数の冷却管3a,3b,3cと、薄板とは異なる金属材料からなり、冷却管の延長部分が内部を貫通するように電極本体部の両側にそれぞれ取り付けられ、冷却管との間隙がそれぞれシール溶接され、熱間静水圧処理により薄板と冷却管とが接合されて一体化した一対の端板7とを有する。
【選択図】 図6
Description
図2〜図10を参照して第1の実施形態を説明する。
次に、図11と図12を参照して第2の実施の形態を説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
4,4A…電極本体部アッセンブリ、
5,6…端板部材、7…端板(ヘッダー)、8…ビーム引出し孔、
9,9A, 91…溝、92…冷媒流路、
10…電極アッセンブリ、11…容器、12…蓋、
13…熱間静水圧処理装置、14…真空ポンプ、15…高圧ポンプ、16…加熱ヒータ、17…加圧ガス、
18…容器格納電極アッセンブリ、
19…イオン源用電極(一体化した電極)、
20,21,22…HIP接合後の冷却流路、
23a,23b,23c…冷却管、27,28…シール溶接部、
31…中性粒子入射装置、32…イオン源、33…ガス、34…フィラメント、35…プラズマ生成部、37…高電圧電源、38…加速部(加速電極列)、39…中性化セル、40…イオンビーム、41…中性粒子ビーム、42…炉心プラズマ。
Claims (7)
- プラズマ中のイオンを加速させて高速のイオンビームを生成するイオン源用電極であって、
イオンビームを引出すための複数のビーム引出し孔がそれぞれ形成された複数の薄板が重ね合わせ接合された電極本体部と、
前記電極本体部を構成する薄板とは異なる金属材料からなり、前記電極本体部を一方側の端部から他方側の端部まで貫通し、さらに前記電極本体部の両端からそれぞれ延び出す延長部分を有する複数の冷却管と、
前記電極本体部を構成する薄板とは異なる金属材料からなり、前記冷却管の延長部分が内部を貫通するように前記電極本体部の両側にそれぞれ取り付けられ、前記冷却管との間隙がそれぞれシール溶接され、熱間静水圧処理により前記薄板と冷却管とが接合されて一体化した複数の端板と、
を有することを特徴とするイオン源用電極。 - 2つの薄板の対向面にそれぞれ溝を形成し、前記2つの薄板を重ね合わせて一方の溝と他方の溝とでスペースを形成し、前記スペースのなかに前記冷却管を配置した状態で熱間静水圧処理し、これにより前記2つの薄板と前記冷却管とが接合されて一体化していることを特徴とする請求項1記載の電極。
- 前記溝の横断面形状が矩形状または扁平状で、かつ前記冷却管の横断面形状が矩形状または扁平状であり、
前記矩形状の溝により形成されるスペースに前記矩形状の冷却管が配置されるか、または前記扁平状の溝により形成されるスペースに前記扁平状の冷却管が配置されていることを特徴とする請求項2記載の電極。 - 前記薄板がモリブデンの焼結体からなり、前記冷却管および前記端板が銅または銅合金からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の電極。
- プラズマ中のイオンを加速させて高速のイオンビームを生成するイオン源用電極の製造方法において、
(a)複数の薄板および複数の冷却管をそれぞれ準備する際に、前記薄板と前記冷却管とが異なる金属材料からなり、前記複数の薄板にはイオンビームを引出すための複数のビーム引出し孔がそれぞれ厚さ方向に貫通しており、前記複数の冷却管には冷媒を通流させるための冷媒流路がそれぞれ形成されており、
(b)前記冷却管が前記ビーム引出し孔を遮らないように一方の薄板上に前記複数の冷却管を並列に配置し、前記一方の薄板上に並列配置した複数の冷却管の主要部位が挟み込まれ、かつ前記複数の冷却管の両端側部位が前記複数の薄板から外方にそれぞれはみ出すように他方の薄板を前記一方の薄板に重ね合わせ、これにより前記複数の薄板および前記複数の冷却管を組み合わせてなる電極本体部アッセンブリを形成し、
(c)前記冷却管と同じ金属材料からなる複数の端板を準備し、前記冷却管の端面と前記端板部材の端面とが面一になるように位置合せし、前記複数の端板が前記複数の冷却管の両端側部位を覆うように前記端板を前記電極本体部アッセンブリの両側にそれぞれ取り付け、これにより前記電極本体部アッセンブリおよび前記複数の端板部材を組み合わせてなる電極アッセンブリを形成し、
(d)面一にされた前記冷却管と前記端板との間の間隙を真空または不活性ガスの雰囲気下でシール溶接し、
(e)前記電極アッセンブリを容器内に収容し、前記容器に蓋を被せ、前記容器と蓋とを真空または不活性ガスの雰囲気下でシール溶接し、これにより前記容器と蓋とで前記電極アッセンブリを外気から遮断し、
(f)前記容器に格納した電極アッセンブリを熱間静水圧処理し、これにより前記薄板と冷却管と端板とを接合して一体化し、
(g)前記容器を解体し、前記容器から一体化した電極を取り出す、
ことを特徴とするイオン源用電極の製造方法。 - 前記(a)工程において、第1の溝を有する第1の薄板および第2の溝を有する第2の薄板をそれぞれ準備し、
前記(b)工程において、前記第1の溝と前記第2の溝とを向き合わせ、前記第1の溝と前記第2の溝とで形成されるスペースのなかに前記冷却管が配置されるように、前記第1の薄板と前記第2の薄板との間に前記冷却管を挟みこみ、これにより前記電極本体部アッセンブリを形成する、ことを特徴とする請求項5記載の方法。 - 前記工程(d)および工程(e)において、前記シール溶接に電子ビーム溶接をそれぞれ用いることを特徴とする請求項5記載の方法。
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