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低能离子束加减速实验研究

发布日期:2017-06-30 来源: 本网 查看次数: 111 作者:admin

核心提示:  其中:w为入口缝和出口缝的宽度,实验中两个缝取相同宽度;L为入口缝和出口缝之间的距离;a是束流在平行板静电分析器入口处的横向半张角;"是束流在平行板静电分析器入口处的纵向半张角。  能散随气压变化

  其中:w为入口缝和出口缝的宽度,实验中两个缝取相同宽度;L为入口缝和出口缝之间的距离;a是束流在平行板静电分析器入口处的横向半张角;"是束流在平行板静电分析器入口处的纵向半张角。

  能散随气压变化关系曲线实验中,能散度仪的分辨率为0.04%,在引出束流能量5keV、流强25mA时,分别测量了能散随弧流、气压的变化关系,测量结果示于、3,测得ECR离子源的能散为510eV.低能离子束加减速实验研究姜冲,崔保群,马瑞刚,李立强,马鹰俊,唐兵,陈立华,邓金亭,蒋渭生,王荣文为满足核物理实验的要求,需要提供能量10100keV的离子束。欲获得如此大范围能量可调变的离子束,从离子源直接引出是难以实现的,并且,能量太低时,不利于离子束的传输。因此,现实可行的方案是选择一个固定的引出能量,在靶前采用加减速结构,将离子束减速到10keV或加速到100keV,实现离子束能量的调整。

  离子源引出能量为40keV.在靶前安装了加减速电极。为加减速结构示意图,靶位于地电位。使用同一套电极,通过不同的连接,可分别进行加速实验和减速实验。当用于加速时,电极1相对于地为正电位,正离子在电极1到靶之间获得加速。电极4相对于靶为负电位,用以抑制离子轰击靶时产生的二次电子。电极2和电极3上电压均匀分配。当用于减速时,电极1为负电位,正离子在电极1到靶之间被减速。电极2相对于电极1为负电位,用以抑制电极1前的自由电子被加速到靶上。电极3和电极4上电压均匀分配。

  实验了两种加减速方案。一种方案是实验台架位于地电位,靶位于高电位,这样,束流的调试、传输操作方便,但物理实验的仪器布置、数据测量不便;另一种方案是靶位于地电位,实验台架位于高电位,这样实验台架的全部控制信号需要光纤传输,但物理实验测量比较方便。

  对于第一种方案,用强流束进行了减速实验,靶上流强随能量变化示于。束流能量为40 20keV时,靶上流强为20mA,束流传输效率保持稳定。随着能量的下降,束流传输效率降低。

  当能量减速到0.5keV时,束流传输效率仍然在30%.加减速电极系统示意图减速实验曲线对于第二种方案,在弱束流情况下,分别进行减速实验和加速实验,4显示了靶上束流强度随能量变化。

  从实验结果可看出,加速实验时,随着能量的增加,束流的传输效率保持稳定;减速实验时,随着能量的下降,束流发射度增加,束流传输效率下降。当能量减速到0.5keV时,束流的传输效率仍然为60%.下一步将进行更高流强下的加减速实验研究。

  加速实验曲线

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