一种靶的屏蔽与抽气结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种靶的结构，尤其涉及一种靶的屏蔽与抽气结构。


背景技术：

2.离子束轰击靶广泛应用于加速器中子源系统中。以电感耦合射频加速器中子源为例，于头部发生装置中的离子束通过高压的牵引轰击到靶上产生中子，轰击到靶上的离子和二次电子会产生溅射，会降低中子产额以及产生打火现象。所以要在靶抑制二次电子的溅射。由于该过程要于真空环境中进行，需在引出电极筒身开放气窗，便于引出电极筒内气体的抽取。放气窗的开设虽然解决了引出电极筒内真空的问题，但是，二次电子仍可以通过放气窗溅射到腔体中，造成中子产额下降以及产生打火现象。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于解决上述引出电极筒既需要开放气窗又需要抑制因离子束轰击而产生的二次电子问题，设计出一种靶的屏蔽与抽气结构，即利用电子在磁场中发射偏转的方式抑制二次电子，同时采用内外屏蔽筒交错的方式进行真空抽气，具体技术方案如下：
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种靶的屏蔽与抽气结构，所述靶的屏蔽与抽气结构包括引出电极内层筒、引出电极头部、引出电极外层筒、磁铁、磁铁过渡件和靶。
6.所述引出电极外层筒筒身开设有放气窗，所述引出电极头部开设有一个离子束引出孔，所述引出电极头部与所述引出电极外层筒连接固定，所述引出电极内层筒位于所述引出电极外层筒内并设置于所述靶的上方，所述磁铁通过所述磁铁过渡件连接于引出电极外层筒的外侧筒身，所述引出电极外层筒设置于所述引出电极内层筒的底脚上，所述引出电极外层筒筒身与所述引出电极内层筒筒身之间设置有一定的间距。
7.上述技术方案中，所述引出电极内层筒设置于所述靶的上方，用于屏蔽二次电子的溅射。所述引出电极外层筒设置于所述内层筒的底脚上，所述引出电极外层筒身与所述引出电极内层筒身之间设置有一定的间距，当进行离子束轰击靶的过程中，会使附着在靶的一些气体产生电离，从而生成气体杂质会影响真空环境，间距的设置可让杂质气体能够被分子泵抽出，从而保持良好的真空。
8.进一步的，所述引出电极头部设置为平底圆锥形，所述引出电极头部平底部分开设有一个所述离子束引出孔，所述引出电极头部通过螺丝与所述引出电极外层筒连接固定。所述离子束引出孔用于使离子束轰击到靶的中心。引出电极头部平底圆锥形的设置保证了离子束轰击的轨道，确保了离子束能准确的轰击到靶的中心。所述引出电极头部与所述引出电极外层筒使用螺丝固定的设置，便于单独对引出电极头部进行维护和检修。
9.进一步的，所述引出电极外层筒筒身开有四个放气窗，该放气窗便于分子泵抽取引出电极筒内空气，使靶处于真空环境。
10.进一步的，所述引出电极内层筒的高度设置使得其能遮住所述放气窗，由此能确保二次电子不会从放气窗中溅射而出。
11.进一步的，所述磁铁过渡件由两部分构成，第一部分为与所述引出电极外层筒用螺丝固定连接的弧形导体金属，第二部分为安放所述磁铁的圆弧形peek材料，所述磁铁通过螺丝固定于所述圆弧形peek材料中。金属导体的设置能够使其保持与所述引出电极外层筒处在一个相同的电位之上，防止出现打火现象，所述磁铁为一对，能够产生一个磁场，可以对二次电子进行更加有效的抑制。
12.本实用新型具有以下有益效果：
13.(1)该种靶的屏蔽与抽气结构，靶上设置有带屏蔽和抽气功能的引出电极筒，引出电极筒由引出电极头部、引出电极外层筒、引出电极内层筒三部分构成。引出电极外层筒上开有四个放气窗，能够对引出电极筒内真空进行抽取。引出电极头部平底圆锥形和离子束引出孔的设置，有利于离子束轰击到靶的中心位置。引出电极内筒的设置，能够对溅射的二次电子进行屏蔽，以防止二次电子从放气窗溅射进入真空腔体内，造成产额下降以及打火现象发生。在引出电极外层筒的筒身外侧两端通过磁铁过渡件固定着一对磁铁。磁铁产生的磁场能够对二次电子进行更加有效的抑制。
14.(2)该一体化靶的屏蔽与抽气结构，在引出电极外层筒身与引出电极内层筒身之间设置有一定的间距。在离子束轰击靶的过程中，靶上的一些附着的气体会被电离，会产生一些杂质气体，而引出电极内层筒屏蔽二次电子的设置抵挡住了放气窗。在引出电极外层筒身与引出电极内层筒身之间设置有一定的间距，使在对二次电子的屏蔽的同时，又能抽取引出电极筒内产生的杂质气体，从而起到保持良好的真空和屏蔽二次电子的作用。
附图说明
15.图1是一体化靶的屏蔽与抽气结构示意图；
16.图2是一体化靶的屏蔽与抽气结构的剖视图。
17.图中：1-靶，2-引出电极头部，3-引出电极外层筒，4-引出电极内层筒，5-磁铁，6-间距，201-离子束引出孔，301-放气窗，302-第一螺丝，303-peek材料，304-金属导体，305-第二螺丝。
具体实施方式
18.下面将结合附图与具体实施方式对本实用新型进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.具体实施例1：如图1、图2所示的实施例中，一种一体化靶的屏蔽与抽气结构，包括靶1，在靶1上设置有引出电极外层筒3和引出电极内层筒4，为了抽取引出电极筒内的杂质气体，在引出电极外层筒3的筒身上开设有四个放气窗301。同时，引出电极内层筒4高度的设置高于放气窗301，能够屏蔽二次电子从放气窗溅射出引出电极筒外。引出电极头部2通过第一螺丝302与引出电极外层筒3连接固定，引出电极头部2上开有用于离子束精准轰击靶的离子束引出孔201。在引出电极外层筒3筒身上用磁铁过渡件将磁铁5固定，磁铁过渡件
由与引出电极外层筒直接接触的金属导体304和安放磁铁5的peek材料303两部分构成，磁铁过渡件两部分的组合能有效防止放电过程中磁铁5与引出电极筒产生电压打火的现象。
20.其中，所述靶1采用钛材质，直径φ100mm，厚10mm。
21.其中，所述引出电极头部2采用铜材质，平底面直径φ40mm，整体底面直径φ80～85mm，高37mm，所述离子束引出孔201直径φ15～20mm。孔直径的开设能使离子束轰击到靶的中心。
22.其中，所述引出电极外层筒3采用铜材质，直径φ105mm～110mm，高150mm，筒身开有四个边长50mm的正方形放气窗，放气窗的设置能让分子泵及时抽取放电过程中产生的杂质气体。
23.其中，所述引出电极内层筒4采用铜材质，直径φ90mm～95mm，高10mm～12mm，引出电极内层筒4的设置能有效屏蔽二次电子，防止其反向加速。
24.其中，所述磁铁过渡件的金属导体304采用铜材质，与所述引出电极外层筒接触面为圆弧形，并用第二螺丝305与外层筒连接固定。圆弧型的接触面设置能更好的贴近筒表面，使用铜制材料能保持与引出电极外层筒3保持相同电位，避免出现打火现象。在所述磁铁过渡件peek材料303上下两面安装两个第二螺丝305来固定磁铁5。所述磁铁过渡件为两套分别固定在所述引出电极外层筒的两侧，180度相对位置。
25.其中，所述磁铁5为一对磁场强度为1.2t的磁铁，两磁体的n极与s极相对放置。磁铁添加在引出电极外层筒3两侧会生成一个40gs～60gs的磁场到所述靶的中心，磁场的添加会更加有效的抑制二次电子的溅射。
26.其中，所述引出电极内层筒4与引出电极外层筒3之间的间距6设置为10～15mm。间距6的设置能将轰击靶产生的杂质气体通过分子泵抽出，保持良好的真空。
27.本实用新型工作原理如下：进行离子束轰击靶实验时，离子束被高压牵引，通过引出电极头部2的离子束引出孔201轰击到靶1中心，离子束轰击到靶1上会有二次电子和离子溅射，溅射的二次电子会被引出电极内层筒4屏蔽。同时，在磁场作用下，二次电子和离子会发生偏转，更加有效的抑制了二次电子，降低了发生电压打火的概率。离子束轰击到靶上时，会使附着在靶上的一些杂质电离产生杂质气体，杂质气体通过引出电极外层筒与引出电极内层筒之间的间距被分子泵抽出，以保持良好的真空状态。
28.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义
29.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种靶的屏蔽与抽气结构，其特征在于，所述靶的屏蔽与抽气结构包括引出电极内层筒、引出电极头部、引出电极外层筒、磁铁、磁铁过渡件和靶；所述引出电极外层筒筒身开设有放气窗，所述引出电极头部开设有一个离子束引出孔，所述引出电极头部与所述引出电极外层筒连接固定，所述引出电极内层筒位于所述引出电极外层筒内并设置于所述靶的上方，所述磁铁通过所述磁铁过渡件连接于引出电极外层筒的外侧筒身，所述引出电极外层筒设置于所述引出电极内层筒的底脚上，所述引出电极外层筒筒身与所述引出电极内层筒筒身之间设置有间距。2.根据权利要求1所述的一种靶的屏蔽与抽气结构，其特征在于，所述引出电极头部设置为平底圆锥形，所述引出电极头部平底部分开设有一个所述离子束引出孔，所述引出电极头部通过螺丝与所述引出电极外层筒连接固定。3.根据权利要求1所述的一种靶的屏蔽与抽气结构，其特征在于，所述引出电极外层筒筒身开有四个放气窗。4.根据权利要求3所述的一种靶的屏蔽与抽气结构，其特征在于，所述引出电极内层筒的高度设置使得其能遮住所述放气窗。5.根据权利要求1所述的一种靶的屏蔽与抽气结构，其特征在于，所述磁铁过渡件由两部分构成，第一部分为与所述引出电极外层筒用螺丝固定连接的弧形导体金属，第二部分为安放所述磁铁的圆弧形peek材料，所述磁铁通过螺丝固定于所述圆弧形peek材料中。

技术总结
本实用新型公开了一种靶的屏蔽与抽气结构，包括引出电极内层筒、引出电极头部、引出电极外层筒、磁铁、磁铁过渡件、靶。引出电极外层筒筒身开设有放气窗便于分子泵抽取引出电极筒内的空气。所述引出电极头部开设有离子束引出孔，使离子束能轰击到所述靶的中心。所述引出电极内层筒用于屏蔽二次电子的溅射。所述磁铁连接于引出电极外层筒的外侧筒身，用于添加磁场来对离子进行约束。引出电极外层筒设置于所述内层筒的底脚上，且与所述引出电极内层筒身之间设置有一定间距，使在对二次电子的屏蔽的同时能抽取引出因离子束轰击靶产生的杂质气体。本实用新型不仅能够实现对腔体内真空的稳定保持，而且还能对靶上的二次电子溅射的有效抑制，从而减少了真空腔体内的打火现象。从而减少了真空腔体内的打火现象。从而减少了真空腔体内的打火现象。


技术研发人员：钱玉忠 陶鑫 梁立振 吴亮亮 王宾 胡纯栋
受保护的技术使用者：合肥综合性国家科学中心能源研究院（安徽省能源实验室）
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/9/3