CN104835549B - 载能离子减能辐照装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种载能离子减能辐照装置，主要应用于高能离子束辐照环境中的载能离子辐照材料实验，特别适合于核材料、半导体器件等辐照实验。一种载能离子减能辐照装置，其主要特点在于包括有在支架底盘上设有电机，电机左侧输出轴上设有左侧转动输出盘通过左侧传动皮带驱动左侧转盘带动轴，以带动左侧旋转圆盘，左侧固定圆盘与转盘支架连接。本发明的优点在于材料的表面至一定入射深度形成均匀的辐照损伤，可更加快速准确的模拟核材料的中子辐照损伤实验。

Description

载能离子减能辐照装置

技术领域

本发明涉及到一种载能离子减能辐照装置，主要应用于高能离子束辐照环境中的载能离子辐照材料实验，特别适合于核材料、半导体器件等辐照实验。

背景技术

重离子具有辐照损伤大的优点，可以快速的在材料当中引入可控缺陷，目前许多核材料和航空器件的寿命评估也涉及到了缺陷的累积，相比于中子产生的缺陷，运用重离子辐照的方法，可以快速的引入缺陷，并且引入的缺陷数量可控。要想模拟中子辐照产生的缺陷，需要在材料中形成均匀的辐照损伤区域，由于重离子辐照能量损失存在一定的能量末端峰值，并不是随深度出现线性损伤区域，本试验装置可以在加速器束线的终端把普通的高能单一能量束流降低到所需的210种能量，使能量沉积缺陷散开在块体材料的表面到一定深度的体积内，从而在材料中形成了均匀的体缺陷。实现了真正的缺陷深度分布均匀性，更能真实的模拟了中子辐照损伤和空间辐射损伤。利用此减能装置，可以在同一时间实现了210种以内的能量辐照实验，这大大提高了离子束辐照实验的效率。运用此项技术，在一次实验中几乎可以覆盖非常广泛的能量范围。综上所述，本试验装置的诞生大大提高了辐照实验的效率，拓宽了离子辐照实验的应用范围，也有望用于未来航天器件等的寿命评估之中。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种载能离子减能辐照装置。针对目前缺乏适用于核材料块体材料的均匀辐照损伤装置，本发明的目的在于从材料表面都一定深度载能离子产生均匀辐照损伤，更好的模拟核辐射环境条件下的中子损伤；也可以用于半导体器件的均匀缺陷掺杂。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种载能离子减能辐照装置，其主要特点在于包括有在支架底盘上设有电机，电机左侧输出轴上设有左侧转动输出盘通过左侧传动皮带驱动左侧转盘带动轴，以带动左侧旋转圆盘，左侧固定圆盘与转盘支架连接。

所述的载能离子减能辐照装置，还包括有电机右侧输出轴上设有右侧转动输出盘通过右侧传动皮带驱动右侧转盘带动轴，以带动右侧旋转圆盘，右侧固定圆盘与转盘支架连接。

所述的载能离子减能辐照装置，还包括有在所述的左侧旋转圆盘与右侧旋转圆盘的周边上开有多个小窗口，在每一个小窗口上安装有不同厚度的减能金属薄膜。

所述的载能离子减能辐照装置，所述的减能金属薄膜为Al膜。

本发明的有益效果：

克服了高能重离子辐照实验束流能量单一、损伤区域不均匀、效率低下等缺点，可以在同一时间获得不同能量辐照的样品，从而使快重离子辐照实验能够更加逼近核反应条件下中子辐照缺陷的模拟实验，也更适用于航空器件的寿命评估。采用了双盘旋转盘，大大地提高了金属薄膜的厚度种类，减少了单转动盘体积过大浪费空间等现象。利用此项技术，可以在短时间内完成覆盖几乎更全面能量范围的样品，这在器件的寿命评估方面具有更大的应用价值。本发明的优点在于将单一能量的实验变为多种能量的实验，大大提高了辐照实验的效率。

本发明结构紧凑，体积减小，重量减轻，通过转盘半径很好的控制了两盘每转一圈的位相差，能够在束流窗口形成一个很好的金属薄膜的组合厚度。

附图说明：

图1装置立体示意图；

图2载能离子减能辐照装置左主视图；

图3载能离子减能辐照装置俯视图；

图4为图2的右视图；

图5理论计算损伤曲线。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下面对本发明的内容进行详细的说明。

实施例1：一种载能离子减能辐照装置，其包括有在支架底盘10上设有电机3，电机3左侧输出轴上设有左侧转动输出盘2通过左侧传动皮带5驱动左侧转盘带动轴6，以带动左侧旋转圆盘7，左侧固定圆盘与转盘支架8连接。

还包括有在所述的左侧旋转圆盘7与右侧旋转圆盘9的周边上开有多个小窗口，在每一个小窗口上安装有不同厚度的减能金属薄膜。

所述的减能金属薄膜为Al膜。

实施例2：一种载能离子减能辐照装置，还包括有电机3右侧输出轴上设有右侧转动输出盘1通过右侧传动皮带4驱动右侧转盘带动轴11，以带动右侧旋转圆盘9，右侧固定圆盘与转盘支架8连接。

其余结构与实施例1相同。

实验例：

在装置运行过程中，金属薄膜分布在旋转盘的周边上，见图1的扇面空位上,束流情况确定后，根据一系列计算，在两个转动盘均分的15个窗口上分别放置一系列不同厚度的金属薄膜，通过电机转动通过一系列传动装置，实现每转动一圈能够使前转动盘的A窗口与后转动盘的B窗口重合，也就是每转动一圈存在1/15的位相差，达到金属薄膜组合的目的。

运行时。将本发明置于离子束传输真空管道的末端前，在真空腔室样品前端。安装各种不同厚度的减能金属薄膜，薄膜采用重金属膜(Al膜)，减能装置两个旋转圆盘旋转不同方向，每个圆盘可安装15个不同厚度的金属薄膜，两个圆盘可组合210种不同厚度的金属薄膜。电机带动两个旋转圆盘同时按不同转速旋转，可在材料的表面至一定入射深度形成均匀的辐照损伤

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种载能离子减能辐照装置，其特征在于包括有在支架底盘上设有电机，电机左侧输出轴上设有左侧转动输出盘通过左侧传动皮带驱动左侧转盘带动轴，以带动左侧旋转圆盘，左侧固定圆盘与转盘支架连接；还包括有在所述的左侧旋转圆盘与右侧旋转圆盘的周边上开有多个小窗口，在每一个小窗口上安装有不同厚度的减能金属薄膜。

2.如权利要求1所述的载能离子减能辐照装置，其特征在于还包括有电机右侧输出轴上设有右侧转动输出盘通过右侧传动皮带驱动右侧转盘带动轴，以带动右侧旋转圆盘，右侧固定圆盘与转盘支架连接。

3.如权利要求1所述的载能离子减能辐照装置，其特征在于所述的减能金属薄膜为Al膜。