小型永磁强流质子ECR离子源实验台的改造及该离子源引出系统的研究和改进

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电子回旋共振(ECR)离子源是近年来发展起来的一种新型离子源,和其它种类的离子源相比,它在高电荷态离子束和强流离子束的产生方面有着巨大的优势。经过多年的研究,我校研制出了体积小、重量轻的强流永磁质子ECR离子源。但该离子源也存在一些问题需要进一步加以解决,如供气、水冷系统都在高电位,永磁离子源的磁场屏蔽困难,引出束斑横向增长较快等。 本论文简要介绍了强流质子ECR离子源的工作原理和国内外发展动态,并总结了工作: 1)参与了离子源及其低能传输段实验台的改造工作:安装并调试了低能传输段的聚焦及束流诊断单元,参与了电偏转扫描单缝单丝发射度仪的安装和调试工作,对强流永磁电子回旋共振离子源的供气和冷却系统进行了改进。 2)对低能传输段的电磁螺线管透镜进行了磁场测量和模拟计算。 3)通过实验验证了束流引出的一些重要参数的关系:空间电荷电流的3/2次方定律、引出流强与微波功率的关系、束发散的束流光学理论计算等。 4)采用POSSION程序对离子源的磁场进行了模拟计算,找出了由于磁场分布造成永磁离子源引出时束包络增长过快的原因,并对其进行了研究、改进。并对实验和模拟计算及理论结果进行了比较。最后在此基础上针对永磁强流质子ECR离子源引出系统提出了改进方案。实验测量表明该改进方案能够较大的提高该永磁离子源引出束流的品质。 5)参与了离子源经过低能传输段后的质子比测量,得到了质子比与微波功率的关系。
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