用于同位素电磁分离系统的强流离子源设计

TL501.5; 随着我国核科学与核技术的发展,高丰度同位素的产量无法满足市场需求,极大地限制了相关领域的发展.因此,迫切需要发展高产额、高效率的电磁同位素分离装置.离子源作为电磁同位素分离器中的关键部分,其性能直接影响目标同位素的分离与产额.设计了一台2.45 GHz微波驱动的离子源用于稳定同位素电磁分离器的注入,目标是在引出能量40 keV下产生20 emA Xe+及5 emA Mo+.为了获得高密度等离子体,设计了双线包螺线管产生放电磁场,并通过仿真软件CST微波模块计算优化了高耦合效率的磁场位型和匹配波导.为了产生强流金属离子束,设计了内置放电室坩埚熔化金属氧化物.模拟结果表明:当加热...

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Published in核技术 Vol. 46; no. 3; pp. 19 - 26
Main Authors 武启, 刘玉国, 刘建立, 孙良亭, 赵红卫
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院大学 北京 100049%中国科学院近代物理研究所 兰州 730000 01.03.2023
中国科学院近代物理研究所 兰州 730000
Subjects
GHz微波离子源
电磁分离器,同位素,强流重离子束流,2.45
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ISSN0253-3219
DOI10.11889/j.0253-3219.2023.hjs.46.030202

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Summary:TL501.5; 随着我国核科学与核技术的发展,高丰度同位素的产量无法满足市场需求,极大地限制了相关领域的发展.因此,迫切需要发展高产额、高效率的电磁同位素分离装置.离子源作为电磁同位素分离器中的关键部分,其性能直接影响目标同位素的分离与产额.设计了一台2.45 GHz微波驱动的离子源用于稳定同位素电磁分离器的注入,目标是在引出能量40 keV下产生20 emA Xe+及5 emA Mo+.为了获得高密度等离子体,设计了双线包螺线管产生放电磁场,并通过仿真软件CST微波模块计算优化了高耦合效率的磁场位型和匹配波导.为了产生强流金属离子束,设计了内置放电室坩埚熔化金属氧化物.模拟结果表明:当加热丝电流为70 A时,坩埚温度最高为917℃,可以高效地产生金属钼蒸气,进入放电室进行离化.
ISSN:0253-3219
DOI:10.11889/j.0253-3219.2023.hjs.46.030202