CN113808775A - 直线加速器重离子微孔膜辐照装置 - Google Patents

直线加速器重离子微孔膜辐照装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种直线加速器重离子微孔膜辐照装置，包括直线加速器装置、束流散射装置、真空差分装置和重离子微孔膜真空辐照终端；直线加速器装置，被配置为产生重离子束流；束流散射装置，被配置为使重离子束流在束流管道传输中扩散及空间分布均匀；真空差分装置，被配置为逐级降低束流管道的真空度；重离子微孔膜真空辐照终端，密封连接真空差分装置被配置为使得处于真空环境的辐照原膜在重离子束流轰击下形成重离子微孔膜。本发明可以实现重离子微孔膜的高密度辐照生产。

Description

直线加速器重离子微孔膜辐照装置
技术领域
本发明是关于一种直线加速器重离子微孔膜辐照装置，涉及重离子微孔膜生产技术领域。
背景技术
重离子微孔膜是世界上最精密的微孔过滤膜，它是一种多孔的塑料薄膜，膜上面有密密麻麻的小孔，每一个小孔形状和尺寸几乎相同。重离子微孔膜有很多规格，膜厚范围5微米到60微米，孔径范围0.2微米到15微米，孔密度范围每平方厘米1-10的9次方个。
重离子微孔膜通常采用高能加速器提供的重离子打孔，重离子打孔是重离子微孔膜生产工艺中最为关键的一环，所以在重离子微孔膜的生产中离子束辐照是非常重要的一个生产步骤。
在目前的辐照生产中，由于没有专用的用于生产的重离子微孔膜辐照装置，生产出的重离子微孔膜密度和质量均不高。主要原因是由于加速器不是专用的缘故，它所面对的是各种各样的重离子，所以每次辐照都要花费大量的精力去调成辐照重离子微孔膜所需要的离子束，这就会造成离子束的品质不高，也直接导致所辐照的膜的密度和质量不高。另外，大气中辐照由于束流能量损失比较大，所以不能辐照高密度的重离子微孔膜。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够有效提高重离子微孔膜密度和质量的直线加速器重离子微孔膜辐照装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种直线加速器重离子微孔膜辐照装置，包括直线加速器装置、束流散射装置、真空差分装置和重离子微孔膜真空辐照终端；
所述直线加速器装置，被配置为产生重离子束流；
所述束流散射装置，被配置为使重离子束流在束流管道传输中扩散及空间分布均匀；
所述真空差分装置，被配置为逐级降低束流管道的真空度；
所述重离子微孔膜真空辐照终端，密封连接所述真空差分装置被配置为使得处于真空环境的辐照原膜在重离子束流轰击下形成重离子微孔膜。
所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，进一步地，所述直线加速器装置包括ECR离子源、低能束流传输线、射频四极加速器、中能束流匹配段、漂移管直线加速器和高能注入线；
所述ECR离子源产生强流重离子束流，强流重离子束流经过所述低能束流传输线进行束流横向匹配，经过横向匹配的束流注入到所述射频四极加速器进行加速，经所述射频四极加速器出射的束流经过所述中能束流匹配段对束流横向和纵向相空间进行匹配，经过横向和纵向相空间匹配后的束流注入到所述漂移管直线加速器进一步加速，加速后的重离子束流通过所述高能注入线注入到所述束流散射装置，其中，所述高能注入线包括第一真空束流管道和四极磁铁，所述第一束流真空管道穿过所述四极磁铁，使得重离子束流在所述第一真空束流管道进行传输。
所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，进一步地，所述束流散射装置包括第二真空束流管道、预散焦四极磁铁、八极磁铁和末端散焦四极磁铁；
所述预散焦四极磁铁穿过所述第二真空束流管道入口，使得经所述高能注入线注入的重离子束流在水平方向上剖面开始增大，在垂直方向剖面开始汇聚；
所述八极磁铁设置在重离子束流到达垂直方向的束腰位置，使重离子束流在水平方向上为均匀分布；
所述末端散焦四极磁铁穿过所述第二真空束流管道出口，使重离子束流水平方向上的发散角增大。
所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，进一步地，所述真空差分装置包括依次连接的若干真空室和第三真空束流管道，所述若干真空室通过所述第三真空束流管道依次连接，最后一级真空室的出口通过束流喇叭形传输管道连接所述重离子微孔膜真空辐照终端，其中，真空度在所述真空差分装置内采用逐级降低的方式，完成真空度的逐级过渡。
所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，进一步地，所述重离子微孔膜真空辐照终端包括至少一台卷绕辐照设备、滑轨、驱动设备和控制设备；
所述滑轨设置在所述真空差分装置的外侧；
所述驱动设备设置在所述滑轨上，所述驱动设备通过所述控制设备控制牵引所述卷绕辐照设备沿着所述滑轨横向和/或纵向往复循环运动，并能够将所述卷绕辐照设备牵引至离子束流出口进行辐照加工。
所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，进一步地，所述卷绕辐照设备包括真空腔体；
所述真空腔体的进口处设置有密封装置，用于对所述真空腔体与束流出口的连接处进行密封；
所述真空腔体内设置有卷膜装置；
所述真空腔体一侧设置有开关门用于进行辐照原膜的安放和收取。
所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，进一步地，所述卷膜装置包括至少一个放料电机、放料轴、传动轴、收料轴和收料电机；
所述真空腔体内设置有至少一个所述放料轴，每一所述放料轴连接有用于对辐照原膜进行放料的所述放料电机；
所述真空腔体内的底部设置有至少一个所述收料轴，所述收料轴连接有用于对辐照原膜进行收料的所述收料电机；
所述传动轴设置在所述放料轴与所述收料轴之间，用于对辐照原膜进行传动。
所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，进一步地，所述放料轴与所述收料轴之间间隔设置有放料张力监测轴和收料张力监测轴，所述放料张力监测轴和收料张力监测轴上还设置有张力传感器，用于监测对应监测轴上膜材料的张力。
所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，进一步地，所述密封装置包括若干个限位开关、真空腔体密封圈和束流出口密封圈；
所述限位开关用于对所述真空腔体的运动位置进行限位，当所述真空腔体运动到预定的位置触发所述限位开关，所述控制设备收到触发信号使得所述真空腔体停止运动；
当所述真空腔体运动到工作位置，所述真空腔体密封圈和束流出口密封圈配合完成密封。
所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，进一步地，所述真空腔体密封圈周向间隔向外延伸设置有橡胶柱，相应地，所述束流出口密封圈上设置有与所述橡胶柱相匹配的橡胶孔，所述真空腔体密封圈的橡胶柱***到所述束流出口密封圈的橡胶孔完成密封；优选地，所述开关门上设置有卷膜观察窗或视觉观察***，用于对所述真空腔体内的工作进行查看。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明设置的重离子微孔膜真空辐照终端包括卷绕辐照设备、滑轨、驱动设备和控制设备，驱动设备通过控制设备控制牵引卷绕辐照设备沿着滑轨横向和/或纵向往复循环运动，并能够将卷绕辐照设备牵引至离子束流出口进行辐照加工，卷绕辐照设备包括真空腔体，真空腔体的进口处设置有密封装置，真空腔体内设置有卷膜装置，采用该重离子微孔膜真空辐照终端可以实现重离子微孔膜的高密度辐照生产；
2、本发明设置束流散射装置，束流散射装置包括真空束流管道、预散焦四极磁铁、八极磁铁和末端散焦四极磁铁，利用两台四极磁铁和一台八极磁铁替代扫描磁铁，使束流在较大空间范围内呈现均匀分布，实现束流的均匀散射提高重离子微孔膜的辐照均匀度；
3、本发明设置有真空差分装置，真空差分装置包括依次连接的若干真空室和真空束流管道，真空度在真空差分装置内采用逐级降低的方式，完成真空度的逐级过渡，能提高真空腔体内的辐照原膜的辐照效率；
综上所述，本发明可以广泛应用于重离子微孔膜的辐照生产中。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例的直线加速器重离子微孔膜辐照装置结构图；
图2为本发明实施例的束流散射装置结构图；
图3为本发明实施例的真空差分装置结构示意图；
图4为本发明实施例的重离子微孔膜真空辐照终端结构示意图；
图5为本发明实施例的卷膜装置结构示意图；
图6为本发明实施例的密封装置结构示意图，(a)为真空腔体密封圈结构示意图，(b)为束流出口密封圈结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。
如图1所示，本实施例提供的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，包括直线加速器装置1、束流散射装置2、真空差分装置3和重离子微孔膜真空辐照终端4。
直线加速器装置1，用于产生4MeV/u的多种重离子束流。
束流散射装置2，用于使重离子束流扩散及空间分布均匀化。
真空差分装置3，用于将束流管道的高真空逐步降低至低真空。
重离子微孔膜真空辐照终端4，用于使得处于真空环境的辐照原膜在束流轰击下形成重离子微孔膜。
本发明的一些优选实施例中，直线加速器装置1包括常规ECR离子源、低能束流传输线LEBT、射频四极加速器RFQ、中能束流匹配段MEBT、漂移管直线加速器IH-DTL和高能注入线HEBT。其中：ECR离子源产生强流重离子束流；强流重离子束流经过低能束运线LEBT进行束流横向匹配；经过横向匹配的束流注入到工作频率为162.5MHz的射频四极加速器RFQ被加速到600keV/u；经射频四极加速器RFQ出射的束流经过中能束流匹配段MEBT对束流的横向和纵向相空间进行匹配；经过横向和纵向相空间进行匹配的束流注入到相同工作频率的漂移管直线加速器IH-DTL，最终被加速至能量4MeV/u；高能注入线HEBT包括束流真空管道和四极磁铁，束流真空管道穿过四极磁铁，用于对经漂移管直线加速器IH-DTL出射的束流进行传输，并使其真空变化平衡。综上所述，由于本实施例工作频率设计为162.5MHz，因此本实施例的直线加速器装置1具有加速效率高，束流品质好，结构紧凑等诸多优点。
本发明的一些优选实施例中，为了提高重离子微孔膜的辐照均匀性，本实施例的直线加速器装置1的束流引出后通过束流散射装置2使束流扩散及空间分布均匀化。
如图2所示，本实施例的束流散射装置2，包括束流真空管道21、预散焦四极磁铁22、八极磁铁23和末端散焦四极磁铁24。
直线加速器装置1产生的束流横截面及发散角都很小，预散焦四极磁铁22放置束流真空管道21入口处，经直线加速器装置1出射的束流从束流真空管道21穿过预散焦四极磁铁22，束流在水平方向上剖面(水平方向上剖面为平行于束流的一个剖面)开始增大即发散传输，在垂直方向剖面(垂直方向剖面为垂直于束流的一个剖面)开始较小即汇聚传输；在束流到达垂直方向的束腰(束腰为束流的中间位置)附近时，此处放置一台八极磁铁23，对束流的空间分布进行调制通过给八极磁铁23加高压电流、增大磁场，进而影响束流真空管道21内的重离子束，即使水平方向上的边缘束流感受到较大的聚焦力，同时水平方向上内部束流基本不受聚焦作用，通过调整八极磁铁23的聚焦强度可使束流在水平方向上的分布成为均匀分布。束流继续向右侧传输，经过末端散焦四极磁铁24通过增强磁场影响离子束，使束流水平方向上的发散角进一步增大，则可快速让束流水平方向剖面达到0.5米量级，可满足重离子微孔膜生产终端的需求。
在上述束流传输过程中，束流垂直方向的剖面一直被两台四极磁铁约束在很小的范围，所以束流管道一般选取矩形截面或者椭圆形截面以便能最大限度的利用真空管道的空间，另一方面可降低重离子微孔膜生产终端对前端离子加速器真空方面的影响，有助于降低真空差分***的设计难度。优选地，束流真空管道21的出口采用喇叭形。
本发明的一些优选实施例中，批量生产核孔膜时，为了提高生产效率，在重离子微孔膜真空辐照终端4更换膜材料后需尽快与真空差分装置3连接进行辐照生产。重离子微孔膜真空辐照终端4由于腔体体积大、内置膜材料及卷绕装置气载大，抽到高真空状态需要较长时间，因此综合考虑重离子微孔膜真空辐照终端所能接受的抽气时间和真空差分能力，因此在束流真空管道与重离子微孔膜真空辐照终端之间设计建造10-6Pa到102Pa的真空差分结构，本实施例采用5级差分的方式，分步抽取真空，以此为例，不限于此，可以根据实际需要进行设置。
真空差分装置3的入口连接束流真空管道21的出口，真空差分装置1的出口连接重离子微孔膜真空辐照终端4。真空差分装置1用于将束流真空管道21的高真空逐步降低至重离子微孔膜真空辐照终端4的低真空，例如从5E-6Pa降低至1E+2Pa，逐步降低真空度。
具体地，如图3所示，本实施例的真空差分装置3采用5级差分完成10-6Pa到102Pa的过渡，真空差分装置3包括束流真空管道30以及第一～第五真空室31～35，第一～第五真空室31～35依次间隔设置，第一～第五真空室31～35之间通过束流真空管道30连接，第五真空室35的出口设置为喇叭形。其中，真空度在真空差分装置1内采用逐级降低的方式，完成真空度从10-6Pa到102Pa的过渡，真空室的具体结构与现有的真空室结构类似，包括有各种泵和调节阀门，在此不做赘述，可以采用现有技术进行实现。进一步地，每一真空室内均设置有真空计，用于进行真空度的监测。
本发明的一些优选实施例中，如图4所示，本实施例的重离子微孔膜真空辐照终端4包括两台卷绕辐照设备41、滑轨42、驱动设备43和控制设备44；每台卷绕辐照设备41通过控制设备44控制驱动设备43驱动，使其可以在滑轨42上进行横向或/和纵向移动，使得每台卷绕辐照设备41均可以通过滑轨42运动到束流出口处(即工作位置)进行辐照加工。
一些实现中，滑轨42可以包括横向滑轨421和纵向滑轨422，设置在重离子束流出口外侧，横向滑轨421对应真空差分装置3的出口位置，可以使得卷绕辐照设备41运动到工作位置进行辐照加工，纵向滑轨422可以使得卷绕辐照设备41上下往返运动；每一滑轨上均设置有用于牵引卷绕辐照设备41运动的驱动设备43，驱动设备43可以采用牵引电机，牵引电机使得卷绕辐照设备41可以沿着滑轨进行横向和/或纵向的往复循环运动，将卷绕辐照设备41牵引至离子束流出口(即工作位置)。
另一些实现中，每一卷绕辐照设备41均包括真空腔体411，本实施例的真空腔体411与现有技术不同点具体说明如下：
每一真空腔体411的进口处均设置有密封装置412，用于对真空腔体411与束流管道出口的连接处进行密封。
每一真空腔体411内均设置有卷膜装置5，每一真空腔体411的一侧均设置有开关门，便于更换卷膜，可以通过手动方式进行膜材料的安放和收取。进一步地，开关门上可以设置有卷膜观察窗，卷膜观察窗用于观察卷膜装置5的放料、收料情况以及观察膜材料的辐照情况，观察窗处还可以设置有遮挡板。开关门上还可以设置视觉观察***，也可以安装摄像头进行远程观察，用于对真空腔体411内的工作进行查看。优选地，每一真空腔体411可以采用圆形卧式全不锈钢结构。
进一步地，卷膜装置5包括第一放料轴51、第二放料轴52、第一放料电机53、第二放料电机54、第一放料张力监测轴55、第二放料张力监测轴56、第一传动轴57、第二传动轴58、第三传动轴59、第四传动轴510、第一收料张力监测轴511、第二收料张力监测轴512、第一收料轴513、第二收料轴514、第一收料电机515和第二收料电机516。
真空腔体4内的顶部均平行设置有第一放料轴51和第二放料轴52，第一放料轴51连接第一放料电机53，第二放料轴52连接第二放料电机54，第一放料电机53和第二放料电机54用于驱动第一放料轴51和第二放料轴52进行对膜材料进行放料。
对应于第一放料轴51的位置，真空腔体4内中部竖向间隔设置有第一放料张力监测轴55、第一传动轴57、第二传动轴58和第一收料张力监测轴511。对应于第二放料轴52的位置，真空腔体4内的中部还竖向间隔设置有第二放料张力监测轴56、第三传动轴59、第四传动轴510和第二收料张力监测轴512。第一放料张力监测轴55、第一收料张力监测轴511、第二放料张力监测轴56和第二收料张力监测轴512用于监测对应监测轴上膜材料的张力。
每一真空腔体4内的底部均平行设置有第一收料轴513和第二收料轴514，第一收料轴513连接有第一收料电机515，第二收料轴514连接第二收料电机516，第一收料电机515和第二收料电机516用于对经过对应放料张力监测轴、传动轴和收料张力监测轴的膜材料进行收料。
进一步地，第一放料张力监测轴55、第一传动轴57、第二传动轴58和第一收料张力监测轴511以及第二放料张力监测轴56、第三传动轴59、第四传动轴510和第二收料张力监测轴512上传动的膜材料与束流方向垂直，只有这样才能使束流辐照到膜，形成重离子微孔膜。
更进一步地，第一放料张力监测轴55、第二放料张力监测轴56、第一收料张力监测轴511和第二收料张力监测轴512上均设置有张力传感器，张力传感器用于采集所在传动轴上膜材料的张力值。
需要说明的是，本实施例中的卷膜装置5采用两放两收的结构，但可以根据实际需求设置放料和收料的卷轴数，增加同时辐照的膜材料数量，具体数量不做限定。
又一些实现中，如图4、图6所示，密封装置412包括若干个限位开关4121、真空腔体密封圈4122和束流出口密封圈4123。
卷绕辐照设备41由牵引电机牵引真空腔体411到预定的位置，触发限位开关4121，控制设备44收到限位开关4121的信号后，给纵向的驱动设备43发出停止指令，再启动横向的驱动设备43，达到预定位置触发限位开关4121后，控制设备44发送信号停止指令，此时密封位置已达到，真空腔体密封圈4122和束流出口密封圈4123对应，此时真空腔体密封圈4122和束流出口密封圈4123紧紧相扣，其中，真空腔体密封圈4122周向间隔向外延伸设置有橡胶柱4122-1，相应地，束流出口密封圈4123上设置有与橡胶柱相匹配的橡胶孔4123，真空腔体密封圈4122的橡胶柱4122-1***到束流出口密封圈4123-1的橡胶孔完成密封，此时，控制设备44发送指令通过气缸A将整个密封装置顶紧，完成整个密封过程。具体使用时，真空腔体密封圈4122和束流出口密封圈4123可以设置在真空腔体41和真空差分装置4的束流真空管道出口的接口法兰上，使真空腔体41接口法兰与束流真空管道出口法兰对接及密封。
本实施例的重离子微孔膜真空辐照终端4使用时，例如第一台卷绕辐照设备41完成准备，例如安装好辐照原膜后及对真空腔体411抽好真空，可以通过控制设备44控制卷绕辐照设备41运动到离子束流出口处，运动到工作位置完成对接及密封，对真空腔体411快速抽真空，当真空度到达预定工作真空时则进行辐照工艺；在第一台卷绕设备41做辐照工艺的同时，第二台卷绕设备41开始上卷及抽真空，待第一台卷绕设备41辐照结束时，破坏真空，撤离工作位置，第二台卷绕设备41通过控制设备44控制其沿着滑轨运动到工作位置，重复第一台卷绕设备41真空室的辐照工艺，往复循环，达到能够连续辐照工作的要求。
综上所述，本发明可以通过直线加速器装置1、束流散射装置2、真空差分装置3以及重离子微孔膜真空辐照终端4，组成基于直线加速器的重离子微孔膜生产装置，利用该生产装置可生产高密度、高质量的重离子微孔膜。
本实施例提供的直线加速器重离子微孔膜辐照装置的使用过程为：
S1、直线加速器装置1发出的重离子束流扩散及空间分布均匀化后通过真空束流管道发射到真空差分装置3。
S2、真空差分装置3将束流管道的高真空逐步降低至真空腔体411内的低真空。
S3、在真空腔体411内的卷膜装置5上设置辐照原膜材料。
S4、通过牵引电机经滑轨42将该真空腔体411滑动至束流出口处即工作位置，使得该真空腔体411的进口与束流出口对接，并通过密封装置412进行密封，密封后对该真空腔体411抽真空直至达到预设的真空值
S5、通过发散后的束流对该真空腔体411内的膜材料进行辐照，形成重离子微孔膜。
S6、在对该真空腔体411内的膜材料进行辐照的同时，对另一真空腔体411内的膜材料进行换样，并抽真空直至达到预设的真空值，等待辐照生产。
S7、当该真空腔体411内的膜材料完成辐照时，通过牵引电机经滑轨将该真空腔体411撤离工作位置，重复步骤S4和S6往复循环，直至达到连续辐照工作的要求。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，包括直线加速器装置、束流散射装置、真空差分装置和重离子微孔膜真空辐照终端；
所述直线加速器装置，被配置为产生重离子束流；
所述束流散射装置，被配置为使重离子束流在束流管道传输中扩散及空间分布均匀；
所述真空差分装置，被配置为逐级降低束流管道的真空度；
所述重离子微孔膜真空辐照终端，密封连接所述真空差分装置被配置为使得处于真空环境的辐照原膜在重离子束流轰击下形成重离子微孔膜。
2.根据权利要求1所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，所述直线加速器装置包括ECR离子源、低能束流传输线、射频四极加速器、中能束流匹配段、漂移管直线加速器和高能注入线；
所述ECR离子源产生强流重离子束流，强流重离子束流经过所述低能束流传输线进行束流横向匹配，经过横向匹配的束流注入到所述射频四极加速器进行加速，经所述射频四极加速器出射的束流经过所述中能束流匹配段对束流横向和纵向相空间进行匹配，经过横向和纵向相空间匹配后的束流注入到所述漂移管直线加速器进一步加速，加速后的重离子束流通过所述高能注入线注入到所述束流散射装置，其中，所述高能注入线包括第一真空束流管道和四极磁铁，所述第一束流真空管道穿过所述四极磁铁，使得重离子束流在所述第一真空束流管道进行传输。
3.根据权利要求2所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，所述束流散射装置包括第二真空束流管道、预散焦四极磁铁、八极磁铁和末端散焦四极磁铁；
所述预散焦四极磁铁穿过所述第二真空束流管道入口，使得经所述高能注入线注入的重离子束流在水平方向上剖面开始增大，在垂直方向剖面开始汇聚；
所述八极磁铁设置在重离子束流到达垂直方向的束腰位置，使重离子束流在水平方向上为均匀分布；
所述末端散焦四极磁铁穿过所述第二真空束流管道出口，使重离子束流水平方向上的发散角增大。
4.根据权利要求1～3任一项所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，所述真空差分装置包括依次连接的若干真空室和第三真空束流管道，所述若干真空室通过所述第三真空束流管道依次连接，最后一级真空室的出口通过束流喇叭形传输管道连接所述重离子微孔膜真空辐照终端，其中，真空度在所述真空差分装置内采用逐级降低的方式，完成真空度的逐级过渡。
5.根据权利要求1～3任一项所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，所述重离子微孔膜真空辐照终端包括至少一台卷绕辐照设备、滑轨、驱动设备和控制设备；
所述滑轨设置在所述真空差分装置的外侧；
所述驱动设备设置在所述滑轨上，所述驱动设备通过所述控制设备控制牵引所述卷绕辐照设备沿着所述滑轨横向和/或纵向往复循环运动，并能够将所述卷绕辐照设备牵引至离子束流出口进行辐照加工。
6.根据权利要求5所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，所述卷绕辐照设备包括真空腔体；
所述真空腔体的进口处设置有密封装置，用于对所述真空腔体与束流出口的连接处进行密封；
所述真空腔体内设置有卷膜装置；
所述真空腔体一侧设置有开关门用于进行辐照原膜的安放和收取。
7.根据权利要求6所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，所述卷膜装置包括至少一个放料电机、放料轴、传动轴、收料轴和收料电机；
所述真空腔体内设置有至少一个所述放料轴，每一所述放料轴连接有用于对辐照原膜进行放料的所述放料电机；
所述真空腔体内的底部设置有至少一个所述收料轴，所述收料轴连接有用于对辐照原膜进行收料的所述收料电机；
所述传动轴设置在所述放料轴与所述收料轴之间，用于对辐照原膜进行传动。
8.根据权利要求7所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，所述放料轴与所述收料轴之间间隔设置有放料张力监测轴和收料张力监测轴，所述放料张力监测轴和收料张力监测轴上还设置有张力传感器，用于监测对应监测轴上膜材料的张力。
9.根据权利要求6所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，所述密封装置包括若干个限位开关、真空腔体密封圈和束流出口密封圈；
所述限位开关用于对所述真空腔体的运动位置进行限位，当所述真空腔体运动到预定的位置触发所述限位开关，所述控制设备收到触发信号使得所述真空腔体停止运动；
当所述真空腔体运动到工作位置，所述真空腔体密封圈和束流出口密封圈配合完成密封。
10.根据权利要求9所述的直线加速器重离子微孔膜辐照装置，其特征在于，所述真空腔体密封圈周向间隔向外延伸设置有橡胶柱，相应地，所述束流出口密封圈上设置有与所述橡胶柱相匹配的橡胶孔，所述真空腔体密封圈的橡胶柱***到所述束流出口密封圈的橡胶孔完成密封；优选地，所述开关门上设置有卷膜观察窗或视觉观察***，用于对所述真空腔体内的工作进行查看。
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