具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。

参见图1说明本实施方式，一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置，它包括电子枪1、加速管2、真空系统、磁铁系统、束测系统20和控制系统，所述电子枪1与加速管2相连，所述电子枪1与电子枪电源相连，所述电子枪1包括阳极4、阴极组件5、聚焦电极7、高压电晕环8和灯丝电源连接器9，所述聚焦电极7一端设置有阴极组件5，另一端与灯丝电源连接器9相连，所述阳极4设置在阴极组件5的前端，所述高压电晕环8设置在灯丝电源连接器9的外侧，所述加速管2包括陶瓷管6、均压环10和电极片11，所述均压环10设置在陶瓷管6的外侧，所述电极片11设置在陶瓷管6的内侧，所述均压环10与电极片11相连，所述真空系统包括真空管道、真空阀22和真空泵15，真空管道包括三个六通接头17、两个转接法兰16、两段不锈钢真空室14和一段陶瓷真空室13，所述三个六通接头17分别为第一六通接头、第二六通接头和第三六通接头，所述两个转接法兰16分别为第一转接法兰和第二转接法兰，所述两段不锈钢真空室14分别为第一不锈钢真空室和第二不锈钢真空室，所述第一六通接头一端与加速管2对接，另一端通过第一转接法兰与第一不锈钢真空室一端相连，第一不锈钢真空室的另一端与第二六通接头一端相连，第二六通接头另一端与第二不锈钢真空室一端相连，第二不锈钢真空室的另一端与第三六通接头一端相连，第三六通接头的另一端通过第二转接法兰与陶瓷真空室13相连，所述陶瓷真空室13与真空阀22相连，所述第一六通接头和第二六通接头的下端接口均与真空泵15相连，所述三个六通接头17的上端接口与束测系统20相连，所述磁铁系统包括磁透镜、校正磁铁19和扫描磁铁21，所述磁透镜与磁透镜电源相连，所述校正磁铁19与校正磁铁电源相连，所述扫描磁铁21与扫描磁铁电源相连，所述校正磁铁19设置在第一不锈钢真空室上，所述扫描磁铁21数量为两个，两个扫描磁铁21均设置在陶瓷真空室13上，所述控制系统分别与磁透镜电源、校正磁铁电源、扫描磁铁电源、电子枪电源、真空泵15和束测系统20控制相连。

本实施例用于对粉尘进行电子束辐照充电，将安装于月尘舱罐体筒壁，安装位置如图1所示。主要工作模式有偏转和直射两种，其中直射工作模式照射振动筛和洒落过程，偏转工作模式照射洒落过程和样品台表面。

本实施例电子枪1和加速管2是电子加速器的重要组成部分，电子枪1为电子加速器提供电子束源，高压电子加速管2用于加速电子束，提升电子束能量。主要包括1台热阴极高压直流电子枪，一只高压电子加速管2，一台电子枪高压电源。电子枪1和加速管2采用分离式结构设计，两部分通过CF150真空不锈钢法兰3连接，热阴极高压直流电子枪利用灯丝加热的方法使阴极内部电子的动能增加，以致有部分电子的动能大到足以克服固体阴极表面势垒而逸出体外，形成电子发射。高压电子加速管2用电极片11之间的压差对电子进行加速，所述均压环10通过均压环支柱12与电极片11相连。

为了满足电子枪的工作环境和束流传输，解决“月尘舱”接口处为低真空(约5×10-4Pa)环境，而电子枪阴极要求在超高真空(10-5～10-7Pa)环境下工作的问题，采用差分真空系统为电子束的产生和传输提供高真空环境，增加阴极使用寿命并提高束流传输效率。所述真空阀22为气动闸板阀，所述真空泵15包括两台分子泵、干泵及其控制器，所述真空系统内设置有真空测量部件，所述真空测量部件包括一个冷规及其控制器。气动闸板阀为CF200标准安装法兰，安装于陶瓷真空室13和月尘舱波纹管之间，用于电子加速器与月尘舱的真空隔离。电子加速器和月尘舱对接采用真空波纹管，用于吸收两者之间的相对形变和位移。

磁铁系统主要用于在电子束传输过程，对电子束进行聚焦、偏转、扫描等，所述第一不锈钢真空室上设置有磁透镜18，磁透镜18用于对电子束的横向包络进行控制，保证电子束的远距离传输，减少束流传输过程中的损失。校正磁铁19用于矫正由于安装误差和干扰磁场导致的束流位置偏差，确保束流轨迹位数真空室中心。扫描磁铁21用于实现束流在1m×1m范围的扫描。

控制系统是电子加速器的电控主体，按照需求项目的要求，月尘充电系统电子加速器的控制系统底层硬件控制分为电源设备控制、真空设备控制以及束流测量设备控制。如图7所示，其中电源设备控制模块主要负责磁透镜磁铁电源、校正磁铁电源、扫描磁铁电源以及电子枪高压电源的控制和状态监测；真空设备控制模块主要负责分子泵的控制以及真空计数据的实时采集；束流测量设备控制模块主要负责法拉第筒、荧光靶探测器运动控制、法拉第筒信号的实时采集、荧光靶视频信号的获取以及束流流强的实时在线监测。

束测系统20包括荧光靶和法拉第筒。束测系统作为装置调束、验收和运行时诊断的主要工具。束测系统分为在线设备和调试设备两类，在线设备包括荧光靶束斑检测器和法拉第筒流强检测器，其中束斑检测器用于束斑形状和束流位置测量，法拉第桶流强检测器用于束流流强测量，束流能量的在线实时数据由电子枪及加速管所施加的高压给出。如图8所示，可以灵活安装于3个不同位置测量束流参数；辐照区的能量测量、强度测量和扫描均匀度测量作为调试工具在加速器调试初期加入，正式运行时移除。

以上对本发明所提供的一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。