真空弧离子源束流成分及剖面分布离线诊断研究

The beam compositions and profile are one of the key problems for the study of the vacuum-sealed-type neutron generator. They are tightly related with the design of the ion source and the beam optics, which affected the insulation ability, the lifetime of the tritium target and the neutron yield for neutron generator. But, up to now, The deeply diagnostic investigation for the beam compositions and profile are poor. The special ion beams own the characteristics of multi-particle, high intensity, short transmission distance and eccentricity. The traditional diagnosis methods are hard provide the satisfied results considering the characteristic of the high-intensity pulsed ion beam. The study will first establish a novel off-line diagnosis method, and then provide the diagnosis for the beam compositions and profile, which can reveal the physical mechanism and changing rules for the ion beam.The study is important for the design of long-lifetime, high-reliability, and compact neutron generator.

真空弧离子源束流成分和剖面分布是真空密封型中子发生器研究所关注的关键物理问题之一，它与离子源以及束流光学的设计紧密相关，对器件的耐压性能、氚靶寿命以及中子产额的影响很大。但是，一直以来，对这种特殊束流的成分和剖面分布都缺少深入的诊断研究。该束流具有多种离子成分混合，流强大，传输距离短，偏心等特点，传统的诊断方法在针对这些情况时，很难给出满意的结果。本项目将首先建立一种新颖的离线诊断方法，然后利用该方法开展束流成分和剖面分布的诊断研究，以揭示束流参数变化的物理机制和规律。本项目的研究对于长寿命、高可靠性、小型化真空密封型中子发生器的设计具有重要的指导意义。

真空密封型中子发生器是一种能在极短时间内提供强中子脉冲的特种电真空器件，在军事国防以及工农业生产等领域具有广泛的应用。真空弧离子源束流成分和剖面分布是该类型中子发生器研究所关注的关键物理问题之一，其直接关系到器件的寿命、可靠性及其性能。本项目重点开展了真空弧离子源束流品质诊断方法研究，建立了一套针对密封型中子发生器用真空弧离子源的束流参数离线诊断方法。测试分析给出了束流中氘离子和钛离子的成分信息，同时给出了各自的剖面分布情况。另外该方法最大的优势是可以给出密封型中子发生器束流的原位信息。该项目的实施，找到了一种评估特殊束流参数的方法，对密封型中子发生器离子源及束流光学设计的改进，束靶作用的研究，以及中子发生器整体耐压性能和可靠性的提高都具有重要的意义。