發(fā)布時間：2020-07-28 23:42

【摘要】：本論文調(diào)研國際上負(fù)氫離子源的發(fā)展現(xiàn)狀，針對近物所PET回旋加速器的具體要求，研制兩臺熱陰極弧光放電型負(fù)氫離子源。首次采用Halbach六極磁場配合虛擬磁場作為負(fù)氫離子源的主磁場。提出光致激發(fā)負(fù)氫離子源的產(chǎn)生機制，并進(jìn)行初步實驗室設(shè)計。 設(shè)計研制兩臺負(fù)氫離子源，Lanzhou Negative Hydrogen Ion Source1（LNHIS1）和Lanzhou Negative Hydrogen Ion Source2（LNHIS2），分別采用Halbach六極磁場和Cusp十極磁場約束等離子體。設(shè)計研制如下配套設(shè)備：一套位置可調(diào)節(jié)三電極引出系統(tǒng)，一套由法拉第筒和Allison Scanner組成的束流診斷系統(tǒng)，一個高壓浪涌保護電路，一個高壓平臺。 LNHIS1在小于900W放電功率以及25keV引出能量下，引出1mA，0.08π mm mrad直流負(fù)氫束，束流密度約5.5mA/cm2；而LNHIS2在2000W放電功率和25keV引出能量下，引出1.5mA直流束，束流密度約8.4mA/cm2�；谶@些結(jié)果，我們得出如下結(jié)論：Halbach六極磁場同樣適合用于熱陰極負(fù)氫離子源。 研究離子源工作狀態(tài)和束流狀態(tài)對如下參數(shù)的依賴關(guān)系：離子源工作氣壓、燈絲電流、弧電流、等離子體電極偏壓、等離子體電極位置、燈絲位置、燈絲結(jié)構(gòu)和弧光放電功率等參。得到一系列結(jié)論，有助于進(jìn)一步理解負(fù)氫離子源的工作原理。利用PBGUNS軟件模擬束流引出，得到與實驗非常一致的結(jié)果，有助于離子源引出系統(tǒng)的改進(jìn)和設(shè)計積累有益的參數(shù)和經(jīng)驗。 分析負(fù)氫離子源的現(xiàn)狀，指出目前負(fù)氫離子源的一個重大缺陷是負(fù)氫離子在等離子體中的消亡率太高，由此進(jìn)一步提出“光致激發(fā)負(fù)氫離子源”的概念和原理設(shè)計，給出研究該原理設(shè)計可行性的實驗設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TL503.3

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2773603