串列加速器的制作方法

1.本发明涉及加速器技术领域，特别是涉及一种串列加速器。


背景技术：

2.串列加速器是一种广泛应用的加速器，其通常先利用第一加速管将负离子加速，接着利用剥离器将负离子剥离成正离子，然后再利用第二加速管将正离子再加速，从而实现离子加速。然而这种配置有多个加速管的串列加速器结构较为复杂，使用成本较高。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，提出了本技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的串列加速器。
4.根据本技术的实施例提供一种串列加速器，包括：壳体,所述壳体的两端分别设置有开口；剥离部，用于对输入的负电子进行剥离形成正电子并输出，所述剥离部绝缘地设置在所述壳体内，所述剥离部的输入端与所述壳体的一端之间形成第一间隙，所述剥离部的输出端与所述壳体的另一端之间形成第二间隙；馈压部，用于为所述剥离部馈入正电压，以在所述第一间隙和第二间隙中形成加速电场，使经由所述壳体一端的开口进入所述壳体的负离子能够在所述第一间隙被加速并输入所述剥离部，所述剥离部输出的正离子能够在所述第二间隙被加速并经由所述壳体另一端的开口离开所述壳体。
5.根据本技术实施例的串列加速器结构紧凑，使用成本较低。
附图说明
6.图1为根据本技术实施例的串列加速器的示意图；
7.图2为根据本技术另一实施例的串列加速器示意图；
8.图3为根据本技术又一实施例的串列加速器的侧面示意图。
具体实施方式
9.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本技术的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
10.需要说明的是，除非另外定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。
11.串列加速器用于对负电子进行加速后剥离成正电子，并对正电子继续加速。参照图1，根据本技术实施例的串列加速器包括壳体10、剥离部20和馈压部30。壳体10的两端分别设置有开口11；剥离部20用于对输入的负电子进行剥离形成正电子并输出，剥离部20绝缘地设置在壳体10，剥离部20的输入端21与所述壳体10的一端之间形成第一间隙41，剥离部20的输出端22与壳体10的另一端之间形成第二间隙42；馈压部30为剥离部20馈入正电压，以在第一间隙41和第二间隙42中形成加速电场，使经由壳体10一端的开口11进入壳体10的负离子能够在第一间隙41被加速并输入剥离部20，剥离部20输出的正离子能够在第二间隙42被加速并经由壳体10另一端的开口11离开壳体10。
12.如上文所描述的，两个开口11分别用于负离子进入壳体10以及正离子离开壳体10，在一些实施例中，根据实际的应用场景，两个开口11可以分别与合适的装置连接，例如，当串列加速器被用于进行加速器质谱测量时，其中一个开口11可以与负离子源连接，而另一个开口11可以与质谱分析仪连接，本领域技术人员可以根据具体的使用场景来进行设置，在此不再赘述。
13.剥离部20可以是例如气体剥离器、固体剥离器等合适的剥离装置，剥离部20可以包括输入端21和输出端22，负电子从输入端21进入剥离部20后被剥离形成正电子，并从输出端22输出。如图1所示的，输入端21与壳体10的一端之间形成第一间隙41，输出端22与壳体10的另一端之间形成第二间隙42。馈压部30将正电压馈入后剥离部20处于相对高电压的状态，而壳体10没有被馈入电压，因此将会在第一间隙41和第二间隙42之间形成加速电场，加速电场的方向(电场中正离子的受力方向)如图1中箭头所示。
14.在实际工作过程中，负离子可以经由靠近输入端21一侧的开口11进入壳体10，由于输入端21为高电压的一端，负离子能够被第一间隙41中的电场加速并向着输入端21移动，最终经由输入端21进入剥离部20，同样地，从剥离部20的输出端22输出的正离子能够被第二间隙42中的电场加速并向着靠近输出端22一端的开口11移动，最终离开壳体10。
15.可以理解地，第一间隙41和第二间隙42中加速电场的强度与馈压部30馈入的电压相关，本领域技术人员可以根据实际的加速需求来选择合适的馈压强度，对此不作具体的限定。
16.根据本技术实施例的串列加速器利用剥离部20与壳体10之间的间隙中形成的电场进行加速，从而省略了加速管结构，使得整个串列加速器的结构更加紧凑并且使用成本较低。
17.在一些实施例中，壳体10的两端可以接地形成地电位，使剥离部20与壳体10的两端之间形成更高的电压差，以保证第一间隙41和第二间隙42中的加速电场具有足够的强度。参照图2，壳体10的两端可以分别设置有第一电极12，第一电极12可以接地，以使得壳体10的两端形成地电位。在一些实施例中，壳体10的每一端可以设置有多个第一电极12，并且第一电极12可以环绕开口11设置，以进一步保证开口11附近的电场强度。在一些其他的实施例中，本领域技术人员也可以选择其他合适的方式来使壳体10的两端形成地电位。
18.在一些实施例中，剥离部20的输入端21和输出端22分别设置有朝向第一电极12的第二电极23，馈压部30与第二电极23连接。第二电极23和第一电极12相对设置能够对加速电场的方向起到准直作用，以使得负电子和正电子能够按照期望的方向运动。在一些实施例中，剥离部20的输入端21和输出端22可以分别正对壳体10上的开口11，当第一电极12环
绕开口11设置时，第二电极23也可以分别环绕输入端21和输出端22设置，第一电极12和第二电极23的数量可以相同并且一一对应，第一电极12和第二电极23的数量也可以不同，对此不作具体的限定。
19.在一些实施例中，串列加速器可以包括真空部50，真空部50用于在壳体10内构建真空环境，从而使剥离部20绝缘。真空部50可以包括一个或多个真空泵，在一些实施例中，仍参照图2，真空部50可以包括三个真空泵，三个真空部可以分别设置在靠近剥离部20的位置、靠近第一间隙41的位置以及靠近第二间隙42的位置，从而使得整个串列加速器的结构更加紧凑，也尽可能的保证了这些重点区域处能够始终处于真空状态。并且，这样的三个真空泵实际上形成了差分泵结构，中间的一个真空泵靠近剥离部20设置能够使得剥离部20中能够拥有更高的气压，从而有利于离子的剥离。
20.在一些实施例中，串列加速器还可以包括绝缘固定部60，绝缘固定部60用于将剥离部20固定在壳体内并将其与壳体10绝缘。具体地，隔离固定部60可以由绝缘材料制成，隔离固定部60可以将剥离部20的底部与壳体10连接，以将剥离部20在壳体10中支撑起一定高度，使得剥离部20与壳体10间隔设置而不会彼此贴合。在一些实施例中，结缘固定部60可以分别在多个方向和/或多个位置处对剥离部20进行支撑，本领域人员可以根据实际需求进行设置，对此不作具体的限定。
21.在一些实施例中，参照图2和图3，剥离部20可以具体包括本体201、剥离管202和馈气管203，剥离管202设置在本体201中，馈气管203穿过壳体10和本体201并与剥离管202连通，从而能够通过馈气管203来向剥离管202中通入剥离时所需要的气体。在一些实施例中，馈气管203可以为石英微孔管，石英材料能够满足高压绝缘的要求，同时，微孔能够更加方便的对气体流量进行控制。在一些实施例中，如上文中所描述的，真空部50可以包括3个真空泵，分别设置在第一间隙41、第二间隙42以及剥离部20处，在这样的实施例中，馈气管203可以设置在剥离部20的中部并与剥离管202连通，并且，馈气管203可以设置在靠近剥离部20的真空泵的正上方，从而，借助于剥离管202中的高气压，使其既能够满足剥离管202中的气体压力需求，同时也能够保证壳体10中的真空度满足绝缘要求。
22.在一些实施例中，参照图3，馈气管203可以与馈压部30正交设置，例如，馈压部30可以从壳体10的顶部穿过壳体10并与剥离部20连接，而馈气管203可以从壳体10的侧方穿过壳体10以及本体201与剥离管202连通，并且，馈气管203与馈压部30之间形成90度夹角，通过这样的布局方式能够使得整个串列加速器的结构更加紧凑。
23.在一些实施例中，仍参照图2，馈压部30可以包括绝缘壳体31以及设置在绝缘壳体31中的馈压件32，绝缘壳体31可以穿过壳体10并与剥离部20连接，通过绝缘壳体31将馈压件32与壳体10内部的环境隔离，使得馈压件32能够处于绝缘状态，保证了馈压的稳定性。在一些实施例中，如上文中所描述的，当剥离部20上设置有第二电极23时，第二电极23可以通过导线与馈压件32进行连接，在这样的实施例中，剥离部20的本体201也可以由绝缘材料制成，进一步保证剥离部20的绝缘。
24.在一些实施例中，绝缘壳体31中形成有真空环境，以进一步的保证馈电件32的绝缘性。在一些实施例中，绝缘壳体31可以与剥离部20密封连接，以保证绝缘壳体31中始终保持真空环境。
25.对于本技术的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实
施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
26.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。