束流引出装置

本发明涉及束流引出，具体地涉及一种束流引出装置。

背景技术：

1、由于可以将带电粒子（如质子等）加速到高能级，离子加速器在各领域得到广泛应用。

2、在应用离子加速器加速得到的高能级带电粒子时，通常需要将高能级带电粒子引入大气环境中。例如，在辐照加工领域，需要将粒子束流从离子加速器的真空环境引入大气环境中，然后照射在被照物上。在医疗领域，需要将粒子束流从离子加速器的真空环境引入大气环境中，然后进行活细胞的辐照实验。基于此，粒子束流的引出装置需满足的条件包括：在能够引出束流的同时，还需能够隔断真空环境和大气环境。钛膜由于能够通过束流，且能够对真空环境和大气环境进行隔断，被作为目前束流引出装置中的关键部件。

3、然而，经发现，现有的束流引出装置在引出粒子束流时，能量损失普遍较大。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的引出粒子束流时能量损失较大的问题，提供一种束流引出装置。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种束流引出装置，所述束流引出装置包括引出管道、钛膜以及盲板法兰；

3、所述引出管道的一端与离子加速器的出口连接，所述引出管道的另一端依次设置所述钛膜和所述盲板法兰；

4、所述盲板法兰具有束流引出区域，所述束流引出区域开设有多个孔洞，所述多个孔洞沿多个圆周线排布，所述多个圆周线分别与多个同心圆对应，所述多个孔洞中，至少部分孔洞的孔径沿束流方向逐渐增大。

5、在本申请实施例中，任一圆周线上相邻的两个孔洞中包括第一孔洞和第二孔洞，所述第一孔洞的孔径沿束流方向逐渐增大，所述第二孔洞的孔径沿束流方向逐渐减小。

6、在本申请实施例中，所述第一孔洞和所述第二孔洞呈圆台状；

7、所述第一孔洞的束流入口处的孔径等于所述第二孔洞的束流出口处的孔径，所述第一孔洞的束流出口处的孔径等于所述第二孔洞的束流入口处的孔径。

8、在本申请实施例中，基于束流的能量和所述钛膜的厚度，确定所述第一孔洞的束流入口处的孔径。

9、在本申请实施例中，所述基于束流的能量和所述钛膜的厚度，确定所述第一孔洞的束流入口处的孔径，包括：

10、控制具有目标能量的束流从具有目标厚度的钛膜中引出，确定从所述钛膜中引出后束流的离散度；

11、基于所述离散度确定所述第一孔洞的束流入口处的孔径。

12、在本申请实施例中，基于束流的能量、所述钛膜的厚度以及所述盲板法兰的厚度，确定所述第一孔洞的束流出口处的孔径。

13、在本申请实施例中，所述基于束流的能量、所述钛膜的厚度以及所述盲板法兰的厚度，确定所述第一孔洞的束流出口处的孔径，包括：

14、控制具有目标能量的束流依次从具有目标厚度的钛膜以及具有预设厚度的空气层中引出，确定从所述空气层中引出后束流的离散度；其中，所述预设厚度等于盲板法兰的厚度；

15、基于所述离散度确定所述第一孔洞的束流出口处的孔径。

16、在本申请实施例中，所述盲板法兰还具有降温区域，所述降温区域环绕所述束流引出区域；

17、所述降温区域中埋设有冷却液循环管道。

18、在本申请实施例中，所述钛膜的厚度为10μm-100μm。

19、在本申请实施例中，所述盲板法兰的厚度为0.5cm-1cm。

20、通过采用上述束流引出装置，所述束流引出装置包括引出管道、钛膜以及盲板法兰；所述引出管道的一端与离子加速器的出口连接，所述引出管道的另一端依次设置所述钛膜和所述盲板法兰；所述盲板法兰具有束流引出区域，所述束流引出区域开设有多个孔洞，所述多个孔洞沿多个圆周线排布，所述多个圆周线分别与多个同心圆对应，所述多个孔洞中，至少部分孔洞的孔径沿束流方向逐渐增大。通过在盲板法兰上设置孔径沿束流方向逐渐增大的孔洞，以及设置多个孔洞，使得在引出束流时，可以减少能量损失；同时，还可以提高靶上能量沉积的均匀程度。

21、本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种束流引出装置，其特征在于，所述束流引出装置包括引出管道、钛膜以及盲板法兰；

2.根据权利要求1所述的束流引出装置，其特征在于，任一圆周线上相邻的两个孔洞中包括第一孔洞和第二孔洞，所述第一孔洞的孔径沿束流方向逐渐增大，所述第二孔洞的孔径沿束流方向逐渐减小。

3.根据权利要求1所述的束流引出装置，其特征在于，所述第一孔洞和所述第二孔洞呈圆台状；

4.根据权利要求3所述的束流引出装置，其特征在于，基于束流的能量和所述钛膜的厚度，确定所述第一孔洞的束流入口处的孔径。

5.根据权利要求4所述的束流引出装置，其特征在于，所述基于束流的能量和所述钛膜的厚度，确定所述第一孔洞的束流入口处的孔径，包括：

6.根据权利要求3所述的束流引出装置，其特征在于，基于束流的能量、所述钛膜的厚度以及所述盲板法兰的厚度，确定所述第一孔洞的束流出口处的孔径。

7.根据权利要求6所述的束流引出装置，其特征在于，所述基于束流的能量、所述钛膜的厚度以及所述盲板法兰的厚度，确定所述第一孔洞的束流出口处的孔径，包括：

8.根据权利要求1所述的束流引出装置，其特征在于，所述盲板法兰还具有降温区域，所述降温区域环绕所述束流引出区域；

9.根据权利要求1所述的束流引出装置，其特征在于，所述钛膜的厚度为10μm-100μm。

10.根据权利要求1所述的束流引出装置，其特征在于，所述盲板法兰的厚度为0.5cm-1cm。

技术总结
本发明涉及束流引出技术领域，公开了一种束流引出装置。该束流引出装置包括引出管道、钛膜以及盲板法兰；引出管道的一端与离子加速器的出口连接，引出管道的另一端依次设置钛膜和盲板法兰；盲板法兰具有束流引出区域，束流引出区域开设有多个孔洞，多个孔洞沿多个圆周线排布，多个圆周线分别与多个同心圆对应，多个孔洞中，至少部分孔洞的孔径沿束流方向逐渐增大。通过在盲板法兰上设置孔径沿束流方向逐渐增大的孔洞，以及设置多个孔洞，使得在引出束流时，可以减少能量损失；同时，还可以提高靶上能量沉积的均匀程度。

技术研发人员：胡智民,孙钊,何贞岑
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29