HIRFL首次成功加速高熔点钽离子 填补国内单粒子效应实验工程关键考核点空白
时间 : 2018-02-18     

近期,中国科学院近代物理研究所在HIRFL加速器上首次成功加速能量为12.5MeV/u181Ta31+束流,为国内外30多家用户的单粒子效应及辐照实验提供了累计超过200小时的束流,填补了国内单粒子效应实验工程关键考核点空白。 

本次成功加速Ta离子,是对兰州重离子加速器数个工作状态极限的挑战。Ta的熔点是2996,是高熔点金属,难以获得其高离化态、高产额离子束流。另外,Ta离子在注入器SFC加速过程中的磁刚度很低、接近设计场强的最低正常工作极限,而在主加速器SSC加速的磁刚度却很高、接近最大设计磁场。超导离子源SECRAL采用双频24GHz微波技术与等离子体溅射方法,在低引出电压的情况下,克服强空间电荷效应产生并引出31+的高电荷态Ta离子束流。在低场强情况下,SFC谐波线圈产生的谐波分量严重影响等时场,造成加速轨道形变、引出束流能量偏低,为此重离子加速器运行人员独创性地采用了单组谐波线圈(共4组)束流引出技术,实现了标称能量的束流引出。SSC加速克服了弱流强注入及引出、高场强下等时性变差等难题,成功调出了束流。 

高电荷态重离子Ta束流的加速成功,表明兰州重离子加速器国家实验室紧密结合我国国防重大战略需求,不断拓广辐射源的LET范围,填补国内重离子LET73-87MeV·cm2/mg的空白,实现了75MeV·cm2/mg工程考核点,对于开展新材料、新工艺、新结构电子器件的单粒子效应研究,建立新型器件单粒子效应仿真模型和数据库,提升我国电子器件单粒子效应检测和评估的能力,有着极其重要的意义。 

离子源SECRAL分析产生的Ta31+离子束图谱

SFCSSC引出束流信号