低能離子束加減速實(shí)驗(yàn)研究

　　其中：w為入口縫和出口縫的寬度，實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)縫取相同寬度；L為入口縫和出口縫之間的距離；a是束流在平行板靜電分析器入口處的橫向半張角；"是束流在平行板靜電分析器入口處的縱向半張角。

　　能散隨氣壓變化關(guān)系曲線實(shí)驗(yàn)中，能散度儀的分辨率為0.04%，在引出束流能量5keV、流強(qiáng)25mA時(shí)，分別測(cè)量了能散隨弧流、氣壓的變化關(guān)系，測(cè)量結(jié)果示于、3，測(cè)得ECR離子源的能散為510eV.低能離子束加減速實(shí)驗(yàn)研究姜沖，崔保群，馬瑞剛，李立強(qiáng)，馬鷹俊，唐兵，陳立華，鄧金亭，蔣渭生，王榮文為滿足核物理實(shí)驗(yàn)的要求，需要提供能量10100keV的離子束。欲獲得如此大范圍能量可調(diào)變的離子束，從離子源直接引出是難以實(shí)現(xiàn)的，并且，能量太低時(shí)，不利于離子束的傳輸。因此，現(xiàn)實(shí)可行的方案是選擇一個(gè)固定的引出能量，在靶前采用加減速結(jié)構(gòu)，將離子束減速到10keV或加速到100keV，實(shí)現(xiàn)離子束能量的調(diào)整。

　　離子源引出能量為40keV.在靶前安裝了加減速電極。為加減速結(jié)構(gòu)示意圖，靶位于地電位。使用同一套電極，通過不同的連接，可分別進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)和減速實(shí)驗(yàn)。當(dāng)用于加速時(shí)，電極1相對(duì)于地為正電位，正離子在電極1到靶之間獲得加速。電極4相對(duì)于靶為負(fù)電位，用以抑制離子轟擊靶時(shí)產(chǎn)生的二次電子。電極2和電極3上電壓均勻分配。當(dāng)用于減速時(shí)，電極1為負(fù)電位，正離子在電極1到靶之間被減速。電極2相對(duì)于電極1為負(fù)電位，用以抑制電極1前的自由電子被加速到靶上。電極3和電極4上電壓均勻分配。

　　實(shí)驗(yàn)了兩種加減速方案。一種方案是實(shí)驗(yàn)臺(tái)架位于地電位，靶位于高電位，這樣，束流的調(diào)試、傳輸操作方便，但物理實(shí)驗(yàn)的儀器布置、數(shù)據(jù)測(cè)量不便；另一種方案是靶位于地電位，實(shí)驗(yàn)臺(tái)架位于高電位，這樣實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的全部控制信號(hào)需要光纖傳輸，但物理實(shí)驗(yàn)測(cè)量比較方便。

　　對(duì)于第一種方案，用強(qiáng)流束進(jìn)行了減速實(shí)驗(yàn)，靶上流強(qiáng)隨能量變化示于。束流能量為40 20keV時(shí)，靶上流強(qiáng)為20mA，束流傳輸效率保持穩(wěn)定。隨著能量的下降，束流傳輸效率降低。

　　當(dāng)能量減速到0.5keV時(shí)，束流傳輸效率仍然在30%.加減速電極系統(tǒng)示意圖減速實(shí)驗(yàn)曲線對(duì)于第二種方案，在弱束流情況下，分別進(jìn)行減速實(shí)驗(yàn)和加速實(shí)驗(yàn)，4顯示了靶上束流強(qiáng)度隨能量變化。

　　從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，加速實(shí)驗(yàn)時(shí)，隨著能量的增加，束流的傳輸效率保持穩(wěn)定；減速實(shí)驗(yàn)時(shí)，隨著能量的下降，束流發(fā)射度增加，束流傳輸效率下降。當(dāng)能量減速到0.5keV時(shí)，束流的傳輸效率仍然為60%.下一步將進(jìn)行更高流強(qiáng)下的加減速實(shí)驗(yàn)研究。