阅读说明：本技术 一种小型串列加速器剥离气体输入装置 (Stripping gas input device of small tandem accelerator ) 是由 何明 包轶文 李康宁 赵庆章 游曲波 苏胜勇 张文慧 胡畔 于 2021-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种小型串列加速器剥离气体输入装置,属于加速器技术领域,包括加速器腔体,加速器腔体内部沿加速器腔体长度方向依次设置有前加速管、气体剥离管和后加速管,加速器腔体外部设置有剥离气体罐和用于调节剥离气体气压的气压调制器,气压调制器一端与剥离气体罐连通,另一端与位于所述加速器腔体内部的石英微孔管连通,石英微孔管另一端连通所述气体剥离管。本发明结构简单、操作方便,通过将剥离气体罐放置在加速器外,避免了经常打开加速器进行剥离罐和剥离气体种类的更换；通过气压调制器将所需压力的剥离气体从地电位输入到高电位,实现剥离气体流量的精确控制。(The invention relates to a stripping gas input device of a small tandem accelerator, belonging to the technical field of accelerators and comprising an accelerator cavity, wherein a front accelerating tube, a gas stripping tube and a rear accelerating tube are sequentially arranged in the accelerator cavity along the length direction of the accelerator cavity, a stripping gas tank and a gas pressure modulator for adjusting the gas pressure of the stripping gas are arranged outside the accelerator cavity, one end of the gas pressure modulator is communicated with the stripping gas tank, the other end of the gas pressure modulator is communicated with a quartz microporous tube positioned in the accelerator cavity, and the other end of the quartz microporous tube is communicated with the gas stripping tube. The invention has simple structure and convenient operation, and avoids the frequent opening of the accelerator to replace the stripping tank and the stripping gas species by placing the stripping gas tank outside the accelerator; the stripping gas with required pressure is input to a high potential from the ground potential through the air pressure modulator, so that the precise control of the flow of the stripping gas is realized.)

一种小型串列加速器剥离气体输入装置

技术领域

本发明属于加速器

技术领域

，具体为一种小型串列加速器剥离气体输入装置。

背景技术

串列加速器是在加速器前半部分将负离子加速后进入位于加速器中部的气体剥离系统将负离子剥离成正离子,然后再利用加速器的后半部分对正离子进行再加速。因此，为了实现离子的气体剥离需要使用剥离气体。常规的剥离气体输入方法是将装有剥离气体的罐体放置在加速器的头部高压区域，同时为了实现剥离气体的流量控制，需要利用一个绝缘杆从地电位伸到位于高电位的气体流量控制阀去控制气体流量大小，如图1所示。该装置需要经常打开加速器壳体进行剥离罐和剥离气体种类的更换，操作不便；同时由于剥离罐放置在加速器头部高压区域的高压台架上，高压台架体积较大，不利于小型化。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种小型串列加速器剥离气体输入装置，该装置能够在地电位而非在高电位实现剥离气体流量的精确控制，同时更换气体过程简单，从而使得加速器体积小，结构紧凑。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种小型串列加速器剥离气体输入装置，包括加速器腔体，所述加速器腔体内部沿加速器腔体长度方向依次设置有第一加速管、气体剥离管和第二加速管，所述加速器腔体外部设置有剥离气体罐和用于控制剥离气体气压的气压调制器，所述气压调制器一端与所述剥离气体罐连通，另一端与位于所述加速器腔体内部的石英微孔管连通，所述石英微孔管另一端与所述气体剥离管连通，通过所述石英微孔管将剥离气体从地电位输送至高电位，实现剥离气体的输入。

进一步，如上所述的小型串列加速器剥离气体输入装置，所述串列加速器的端电压≤0.5MV。

进一步，如上所述的小型串列加速器剥离气体输入装置，所述剥离气体的种类为氦气、氩气或氮气。

进一步，如上所述的小型串列加速器剥离气体输入装置，当所述串列加速器的端电压为0.5MV时，所述气体剥离管的内径为150微米，长度为200毫米。

进一步，如上所述的小型串列加速器剥离气体输入装置，基于所述串列加速器的端电压、所述气体剥离管的长度和内径确定所述剥离气体的气压。

进一步，如上所述的小型串列加速器剥离气体输入装置，所述石英微孔管内剥离气体的气压控制在20个大气压～40个大气压范围内，以使剥离气体不被高压击穿,同时实现气体流量的控制。

采用本发明所述的小型串列加速器剥离气体输入装置，具有以下显著的技术效果：

1、通过将剥离气体罐放置在加速器外，避免了经常打开加速器进行剥离罐和剥离气体种类的更换过程中灰尘、油污等污染成分进入加速器，对加速器的高压稳定性会造成的影响，简化了更换气体的过程，提高了加速器的稳定性和运行时效；

2、通过气压调制器将所需压力的剥离气体从地电位输入到高电位，实现剥离气体流量的精确控制，克服了现有技术中用机械手段去调节绝缘棒难以实现气体流量精密控制的缺陷；

3、将剥离气体罐置于加速器外部，加速器结构更加紧凑，可节约实验室占地面积和设备成本。

附图说明

图1是现有技术中串列加速器剥离气体输入装置的结构示意图；

图2是本发明

具体实施方式

中提供的一种小型串列加速器剥离气体输入装置的结构示意图；

其中，1-加速器腔体；2-第一加速管；3-气体剥离管；4-第二加速管；5-剥离气体罐；6-气压调制器；7-石英微孔管。

具体实施方式

下面结合具体的实施例与说明书附图对本发明进行进一步的描述。

图2示出了本发明具体实施方式中提供的一种小型串列加速器剥离气体输入装置的结构示意图，由图中可以看出，该装置包括加速器腔体1，加速器腔体1内部沿加速器腔体长度方向依次设置有第一加速管2、气体剥离管3和第二加速管4，加速器腔体1外部设置有剥离气体罐5和气压调制器6，气压调制器6一端与剥离气体罐5连通，另一端与位于加速器腔体内部的石英微孔管7连通，石英微孔管7的另一端连通气体剥离管3。该装置通过气压调制器6将剥离气体罐内具有一定压力的剥离气体送到加速器腔体1内，然后通过石英微孔管7将剥离气体从地电位输送到位于加速器腔体中部的气体剥离管3中，实现剥离气体的输入。

为了避免剥离气体被高压击穿，需将剥离气体的气压控制在20个大气压以上才能满足绝缘要求。剥离气体一般采用氦气、氩气或氮气，其中氦气最容易被高压击穿。根据相关数据，对于氦气，当剥离气压为20个大气压条件时，每毫米气体剥离管能承受的电压为3.2KV。因此对于端电压为0.5MV的加速器，将气体剥离管的长度控制在200毫米即可满足要求。

为了实现剥离气体流量的控制，根据流体理论的相关计算，气体剥离管的内径在150微米，长度在200毫米条件下，将剥离气体的气压控制在20到40个大气压前提条件下，可通过气压调制器6调节剥离气体的气压从而实现加速器不同气体流量的需求。

本发明所提供的小型串列加速器剥离气体输入装置，通过将剥离气体罐放置在加速器外，避免了经常打开加速器进行剥离罐和剥离气体种类的更换；通过气压调制器将所需压力的剥离气体从地电位输入到高电位，实现剥离气体流量的精确控制；同时由于剥离罐不放置在高压台架上，也减小了高压台架的空间大小，有利于将加速器做的更加紧凑。

上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。