低能強(qiáng)流離子注入機(jī)實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果

低能強(qiáng)流離子注入機(jī)實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果4.1調(diào)試儀器（實(shí)驗(yàn)步驟）離子源及靶室抽真空檢查各儀器之間是否連接正確，有無漏氣，細(xì)縫存在。確定密封后，開始用機(jī)械泵抽真空，待氣壓達(dá)到10-3Pa后，開始用分子泵抽真空，在本實(shí)驗(yàn)中氣壓可達(dá)到10-5數(shù)量級(jí)。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)和調(diào)試過程中要一直保持機(jī)械泵和分子泵運(yùn)行。在離子源與靶室之間裝有隔離裝置，可使兩個(gè)部分分開抽真空。通冷卻水待儀器真空度達(dá)到10-5數(shù)量級(jí)后，打開冷卻水系統(tǒng)。在整臺(tái)儀器中需要通冷卻水的部件有離子源，速度選擇器和靶室三個(gè)部分。當(dāng)離子源中的離子被引出極引出離子源時(shí)，有大部分的離子打在引出板上，在產(chǎn)生起弧電流的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，因此需要通有冷卻水。速度選擇器的作用是根據(jù)速度選擇器正負(fù)電極之間電壓差來選擇相應(yīng)質(zhì)量的離子。由于是正離子束，因此在進(jìn)入速度選擇器后會(huì)有大量離子打在負(fù)極板上，產(chǎn)生電流，產(chǎn)生熱量，因此需要通有冷卻水。當(dāng)離子進(jìn)入靶室后，并不是所有離子都打在靶上，會(huì)有一部分發(fā)散開打在靶室內(nèi)壁上，導(dǎo)致了熱量的產(chǎn)生，因此需要通有冷卻水。通入樣本氣體洗離子源當(dāng)燈絲開始通電流后，需要輕輕擰開樣品氣體通氣口閥門，使少量氫氣緩緩?fù)ㄈ腚x子源，達(dá)到清洗離子源內(nèi)壁及燈絲的作用。一方面是為了防止離子源中殘留的O2,N2等氣體被電離產(chǎn)生影響，另一方面則是為了防止鎢絲在高電流作用下與殘留離子源中的O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)燈絲造成損害。通入氫氣在通入一段時(shí)間的氫氣后，開始加大氫氣通入量，這是離子源壓強(qiáng)會(huì)有明顯升高，同時(shí)加大燈絲電流燈絲加電流當(dāng)燈絲通有電流后會(huì)使離子源中的氫氣發(fā)生電離，產(chǎn)生大量H+ H2+ H3+3種離子，同時(shí)會(huì)使離子源的真空度變差，因此必須緩慢加大電流，同時(shí)在加大電流后必須等候一段時(shí)間，使離子源的真空度回降到先前水品后再加大電流，直到電流增加到25A。加起弧電壓磁場(chǎng)電流當(dāng)燈絲電流加大到25A后，開始加大起弧電壓，在起弧電流產(chǎn)生后加大到150V。同時(shí)增加磁場(chǎng)電流到0.8A。穩(wěn)定后ARC電壓（即起弧電壓）會(huì)發(fā)生回降。在后續(xù)試驗(yàn)中這些參數(shù)必須保持不變。加引出電壓聚焦電壓增加引出電壓到17.5KV，增加聚焦電壓到15.5KV調(diào)節(jié)速度選擇器電壓做束斑檢測(cè)試驗(yàn)調(diào)節(jié)速度選擇器至電流表示數(shù)最大，將法拉第筒向下調(diào)節(jié)一小段距離后，使束流打在連接法拉第筒的鋁板上，打開靶室內(nèi)的攝像頭，每過3.4分鐘拍攝一次。結(jié)果如下：圖4.1 束斑檢測(cè)圖調(diào)節(jié)速度選擇器電壓觀察束流強(qiáng)弱根據(jù)理論計(jì)算，引出電壓與速度選擇器電壓的關(guān)系為E速度選擇器q=Bqv 所以v=E引出q=mv2則E引出q=E速度選擇器2所以引出電壓與速度選擇器電壓理論關(guān)系如下表引出電壓（KV）速度選擇器電壓（KV）H+H2+H3+146.904.883.98157.145.054.12167.375.214.26177.605.374.39187.825.534.51198.045.694.64從法拉第筒后引出電流線接入電流表，其電流大小則代表離子束流強(qiáng)弱。當(dāng)電流表接好后開始調(diào)節(jié)速度選擇器正負(fù)電壓和聚焦透鏡電壓，對(duì)應(yīng)理論值在其附近進(jìn)行微調(diào)，當(dāng)電流表數(shù)值顯示最大時(shí)即離子源束流強(qiáng)度最強(qiáng)。記錄速度選擇器正負(fù)極電壓和聚焦透鏡電壓和離子束流大小。將引出電壓調(diào)節(jié)至15KV，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。關(guān)閉加速器當(dāng)調(diào)試完成之后，開始關(guān)閉加速器。先將離子源燈絲電流調(diào)0，起弧電壓調(diào)0，關(guān)閉磁場(chǎng)電流。隨后將引出電壓調(diào)0，繼而關(guān)閉速度選擇器電壓，聚焦透鏡電壓。然后關(guān)閉氫氣入口，關(guān)閉冷卻水系統(tǒng)。最后關(guān)閉分子泵和機(jī)械泵。4.2真空測(cè)量從壓強(qiáng)為7.210-5Pa，時(shí)間為14:08開始燈絲電流（A）最大壓強(qiáng)（Pa）時(shí)間7.58.5210-514：1292.1510-514：15105.8510-414：18122.710-314：25131.0510-314：5318.5610-415：0320.51.410-316：1222.51.3510-319：2023110-319：4423.51.1510-320：00249.5210-420：1724.51.1410-320：234.3 17.5keV H+ H2+ H3+束流調(diào)試日期2015.04.21ARC電壓電壓（V）949494電流（mA）0.740.740.74磁鐵電流電流（mA）0.80.80.8引出電壓電壓（V）17.517.517.5電流（mA）1.51.51.5聚焦1電壓（V）15.515.515.5電流（mA）0.350.350.35速度選擇器正電壓（V）3.922.522.01電流（mA）0.210.070.07負(fù)電壓（V）-3.76-3.11-2.5電流（mA）-1.61-0.43-0.54聚焦2電壓（V）12.4312.7512.4電流（mA）0.0640.0440.05束流（uA）22.615.589.2備注H+H2+H3+4.4 15keV H+ H2+ H3+束流調(diào)試日期2015.04.22ARC電壓電壓（V）919191電流（mA）0.740.740.74磁鐵電流電流（mA）0.80.80.8引出電壓電壓（V）151515電流（mA）1.551.551.55聚焦1電壓（V）131313電流（mA）0.30.30.3速度選擇器正電壓（V）3.413.422.32電流（mA）0.210.130.02負(fù)電壓（V）-3.81-1.43-1.85電流（mA）-1.68-0.48-0.43聚焦2電壓（V）11.0310.9711.27電流（mA）0.0790.0580.063束流2010.562.8備注H+H2+H3+4.5穩(wěn)定性測(cè)量4.5.1引出電壓為17.5KeV時(shí)從2015.04.21 下午19.43.00開始 每10S測(cè)量一次時(shí)間（s）束流強(qiáng)度H+H2+H3+1020.215.788.42020.315.788.73020.215.7894020.215.888.55020.215.888.56020.215.888.67020.215.888.78020.215.888.89020.115.888.410020.115.988.611020.115.888.412020.115.888.513020.215.78814020.215.688.515020.215.788.616020.215.688.217020.215.78818020.315.888.419020.215.788.620020.215.788.421020.215.788.322020.215.488.723020.215.288.624020.215.188.425020.215.188.326020.31588.427020.414.988.428020.714.988.129020.714.988.130020.714.888.331020.814.988.43202115.188.13302115.388.23402115.587.43502115.586.736020.915.685.937020.915.785.138020.915.788.439021.115.78440021.115.783.541021.215.383.342021.215.383.243021.215.383.844021.215.383.545021.215.483.646021.215.482.547021.215.481.948021.215.480.949021.315.480.250021.515.48051021.315.579.552021.215.679.553021.415.579.754021.415.68055021.315.679.556021.315.680.157021.415.58258021.115.582.559021.115.783.360021.215.583.2將以上表格數(shù)據(jù)制圖得從圖中可以看出三種離子的穩(wěn)定性都非常不錯(cuò)，接下來每1分鐘測(cè)量一次從2015.04.21下午22.03.00開始 每1分鐘測(cè)量一次時(shí)間（min）束流強(qiáng)度H+H2+H3+12215.679.722215.579.832215.479.6422.115.279.5522.115.679.6622.115.779.6721.915.579.7821.915.679.8921.715.679.61021.715.579.41121.915.3801221.915.380.2132215.380.21422.214.980.21522.114.979.51621.91579.8172215.2801822.215.2801922.215.279.72022.315.379.52122.215.280.2222215.379.6232215.280.2242215.380.22522.115.179.82622.115.179.62722.11579.52821.915.479.82921.915.6793021.715.579.3將以上表格數(shù)據(jù)制圖得從兩個(gè)圖可以看出，當(dāng)引出電壓為17.5KeV時(shí)，三種離子的束流強(qiáng)度都非常穩(wěn)定，因此束流強(qiáng)度記錄沒有問題。4.5.2引出電壓為15KeV時(shí)從2015.04.22下午15.20.00開始 每10S測(cè)量一次時(shí)間（S）束流強(qiáng)度H+H2+H3+1019.910.260.92020.210.3613020.310.361.24020.11061.5502010.261.6602010.361.8702010.2628019.89.9629019.69.962.110019.59.962.211019.69.862.2120209.962.213020.31062.314020.21062.515019.810.262.616019.610.362.61702010.562.818020.310.662.719020.510.562.920020.110.5632102010.363.222019.910.363.223019.610.663.124019.610.86325019.6116326019.711.263.127019.91163.228020.110.86329020.310.86330020.310.862.931020.110.662.932020.210.662.833020.210.462.834020.110.662.535019.810.562.436019.910.662.33702010.762.33802010.562.339020.310.562.540020.210.262.641020.41062.642020.61062.843020.31062.944020.310.36345020.510.36346020.110.3634702010.663.34802010.663.249019.610.563.250019.810.46351019.510.36352019.510.562.853019.410.262.754019.610.262.755019.610.662.756019.910.662.95702010.362.85802010.262.759020.310.5636002010.562.9將以上表格數(shù)據(jù)制圖得從圖中可以看出三種離子的穩(wěn)定性都非常不錯(cuò)，接下來每1分鐘測(cè)量一次從2015.04.22下午17.30.00開始 每1分鐘測(cè)量一次時(shí)間（min）束流強(qiáng)度H+H2+H3+120.210.662.6220.310.662.3320.210.662.5420.310.562.6520.210.562.8620.310.562.972010.562.982010.36392010.363102010.5631119.910.562.81219.910.362.71319.910.362.5142010.262.415201