本發(fā)明屬于同位素電磁分離器
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種同位素電磁分離器。
背景技術(shù)：
：電磁分離方法在同位素分離領(lǐng)域具有不可或缺的地位，其最早是被用來分離生產(chǎn)235U的。以美國(guó)為例，在二戰(zhàn)后期為制造原子彈，在橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室建造上千臺(tái)大型分離器，分離出符合要求的核材料235U，爆炸了世界上第一顆原子彈。俄羅斯也是用電磁分離器生產(chǎn)235U，爆炸了第一顆原子彈。美國(guó)和俄羅斯在該領(lǐng)域一直占有領(lǐng)先地位，其它國(guó)家很少有大型分離器。美國(guó)與俄羅斯是電磁同位素分離大國(guó)，最早使用電磁分離法分離同位素，因此，他們所使用的電磁分離器代表了先進(jìn)的水平，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室用電磁法分離的穩(wěn)定同位素元素有52種。在這些元素中，有20種可通過離心法分離，而剩余的32種只能通過電磁法分離。根據(jù)2012年4月在北京國(guó)際會(huì)議中心舉辦的中國(guó)核工業(yè)展覽會(huì)(NIC-2012)上，俄羅斯同位素股份公司和俄羅斯電化學(xué)儀器公司提供的同位素產(chǎn)品目錄介紹，用電磁法生產(chǎn)的同位素有41個(gè)元素的同位素。電磁分離方法是獲得星載銣鐘所需的高豐度的銣同位素，微型鎳電池核心材料高豐度的62Ni，高精度堿金屬磁力儀核心材料高豐度K等同位素唯一可行的方法。本發(fā)明中的同位素電磁分離器就是用于多種同位素的電磁分離。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有的電磁同位素分離器改造完成后，使其成為技術(shù)先進(jìn)，性能優(yōu)良，自動(dòng)化程度高，安全穩(wěn)定的生產(chǎn)型分離器，可以節(jié)能、穩(wěn)定、可靠、安全地長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，保證同位素生產(chǎn)的連續(xù)性和長(zhǎng)期性，提高分離的同位素的豐度，保持我國(guó)分離器技術(shù)在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)能力。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種同位素電磁分離器，包括離子源、接收器系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，所述的離子源包括弧放電室以及與所述弧放電室后部直接密封連接的坩堝，弧放電室前部設(shè)有用于引出離子束的引出電極；所述的接收器系統(tǒng)設(shè)置在真空系統(tǒng)的真空室內(nèi)，包括通過絕緣子設(shè)置在框架上的面板，所述面板上設(shè)有能夠通過電磁分離后的同位素離子束的入射縫，在所述框架上還設(shè)有能夠接收從所述入射縫通過的離子束的接收口袋，所述框架設(shè)置在能夠前后移動(dòng)的接收器滑動(dòng)軸上，所述接收口袋、面板能夠隨所述接收器滑動(dòng)軸前后移動(dòng)；所述的檢測(cè)系統(tǒng)包括譜線掃描裝置、束流發(fā)射度儀和張角測(cè)量?jī)x。進(jìn)一步所述離子源設(shè)置在所述真空室內(nèi)的磁場(chǎng)中，所述磁場(chǎng)的磁力線方向與所述離子源中離子束引出方向垂直，還包括設(shè)置在所述坩堝外圍的坩堝加熱爐筒，設(shè)置在所述弧放電室頂部的陰極和燈絲；所述弧放電室包括設(shè)置在所述弧放電室后部、通過坩堝接口與所述坩堝連通的蒸汽分配室，設(shè)置在所述坩堝接口上的船形板，還包括通過蒸汽分配板與所述蒸汽分配室相隔離的放電室，所述放電室頂端設(shè)置有電子窗，還包括設(shè)置在所述弧放電室外圍的弧室加熱器，所述陰極靠近所述電子窗，所述電子窗距離所述放電室的邊緣為0.5mm，所述陰極包括直熱式陰極和間熱式陰極兩種，所述直熱式陰極壽命大于24小時(shí)；所述引出電極為三電極結(jié)構(gòu)，包含從所述放電室向外依次設(shè)置的引出縫電極、聚焦電極、接地電極；所述引出縫電極處于正高壓，設(shè)有第一引出縫；所述聚焦電極處于負(fù)高壓，設(shè)有第二引出縫；所述接地電極處于零電位，設(shè)有第三引出縫；所述蒸汽分配板通過設(shè)置在所述蒸汽分配室與所述放電室之間的分配板插槽安裝在所述弧放電室內(nèi)部；所述引出縫電極設(shè)置在引出縫面板上，所述引出縫面板通過設(shè)置在所述放電室上的引出縫面板插槽安裝在所述放電室上；所述電子窗通過所述放電室頂端的電子窗插槽設(shè)置在所述放電室上；所述引出縫電極上的所述第一引出縫為窄條狀，縱向?yàn)榍?，曲率半徑?600mm，所述電子窗的邊沿到所述第一引出縫的距離為0.5mm；所述引出縫電極、聚焦電極、接地電極的極間距離能夠調(diào)整，所述聚焦電極的聚焦電壓能夠調(diào)整；在離子源的靠近所述引出電極的頭部設(shè)有氣化放電裝置，在離子源中部設(shè)有防打火罩，所述防打火罩能夠防止所述氣化放電裝置產(chǎn)生的慢電子對(duì)所述離子源中的零部件的轟擊；在所述弧放電室兩側(cè)安裝PIG板，所述PIG板能夠改變所述弧放電室中的電場(chǎng)分布，減少所述弧放電室周圍的電子震蕩放電；所述PIG板為不銹鋼材質(zhì)；所述離子源設(shè)置在同位素電磁分離器的真空室內(nèi)；所述坩堝與所述坩堝加熱爐筒之間采用陶瓷套筒作為絕緣支撐；所述聚焦電極所處的負(fù)高壓部分采用引入絕緣和支撐絕緣，所述引入絕緣的引入絕緣子一半在所述弧放電室的真空中，另一半在所述弧放電室外的大氣中；所述支撐絕緣用于所述聚焦電極的絕緣支撐，采用多波紋支撐絕緣子；所述引入絕緣子、多波紋支撐絕緣子采用Al2O3材質(zhì)；所述弧放電室、坩堝、坩堝加熱爐筒、弧室加熱器采用高純石墨或不銹鋼制作；所述聚焦電極包括支撐板和設(shè)置在所述支撐板上的縫口面板，設(shè)置在所述縫口面板上的用于引出離子束的第二引出縫，所述縫口面板采用高純石墨制作；所述縫口面板上的所述第二引出縫向靠近所述引出縫電極一側(cè)凹陷；所述支撐板與所述縫口面板連接的部分為凹陷結(jié)構(gòu)，所述凹陷結(jié)構(gòu)向靠近所述引出縫電極一側(cè)凹陷；所述支撐板在所述縫口面板周圍的部分為鏤空結(jié)構(gòu)了；所述支撐板采用不銹鋼制作并設(shè)有若干透氣孔。進(jìn)一步所述接收器系統(tǒng)包括設(shè)置在所述同位素電磁分離器的真空室的真空環(huán)境中的接收器和接收口袋；所述接收器包括通過絕緣子設(shè)置在框架上的面板，所述面板上設(shè)有入射縫，所述入射縫能夠通過電磁分離后的同位素離子束，其特征是：還包括設(shè)置在所述框架上的接收口袋，所述接收口袋能夠接收從所述入射縫通過的所述離子束；所述框架設(shè)置在能夠前后移動(dòng)的接收器滑動(dòng)軸上，所述接收口袋、面板能夠隨所述接收器滑動(dòng)軸前后移動(dòng)；所述入射縫不止一個(gè)；根據(jù)分離后的所述同位素的離子束的色散和聚焦情況，每個(gè)所述入射縫的縫寬各不相同；每個(gè)所述入射縫對(duì)應(yīng)一個(gè)與所述入射縫的縫寬相匹配的特定厚度的所述接收口袋；相對(duì)應(yīng)的所述入射縫和所述接收口袋能夠使得從所述入射縫通過的所述離子束全部進(jìn)入所述接收口袋中，所述接收口袋能夠降低所述離子束的濺射作用，所述接收口袋具有彎曲弧度，所述彎曲弧度的曲率半徑為980mm；所述接收器滑動(dòng)軸的滑動(dòng)控制采用不破壞所述真空環(huán)境的遠(yuǎn)程控制方式，所述框架、接收器滑動(dòng)軸采用不銹鋼制作；所述接收口袋設(shè)有用于降溫的冷卻水管，通過水冷降溫降低所述離子束的濺射作用；所述面板采用高純石墨制作，所述接收口袋采用紫銅制作，所述接收口袋能夠耐受最大功率為2kW的離子束；還設(shè)置有水分配柱和與所述水分配柱相連的多個(gè)水冷接頭，所述水冷接頭之間并聯(lián)，所述水冷接頭用于同所述接收口袋上的所述冷卻水管相連，為所述接收口袋提供冷卻用水；所述水分配柱采用絕緣的聚四氟乙烯制作，所述冷卻水管采用恒溫水冷卻；所述水分配柱、水冷接頭、冷卻水管能夠耐0.6MPa水壓；還包括通過所述絕緣子設(shè)置在所述框架上的能夠開啟閉合的擋門，閉合時(shí)能夠?qū)⑺雒姘迳系乃鋈肷淇p擋住，開啟時(shí)能夠允許所述離子束通過所述入射縫；所述面板由高純石墨制成的，所述擋門采用不破壞所述真空環(huán)境的遠(yuǎn)程控制方式開啟閉合；所述接收器上設(shè)有水冷接頭，所述通過電磁分離后的同位素為銣同位素，所述銣同位素包括85Rb和87Rb，所述接收口袋的袋體采用3mm厚的紫銅材料制作，包括位于所述接收口袋一側(cè)的第一盒板，位于所述接收口袋另一側(cè)的第二盒板，所述接收口袋能在收集所述離子束的同時(shí)檢測(cè)所述離子束的束流流強(qiáng)；所述接收口袋的外圍設(shè)有能夠耐0.6MPa水壓的冷卻水管，所述冷卻水管通過水管接頭和螺母與所述水冷接頭相連；還包括設(shè)置在所述接收口袋外圍的上固定板、下固定板、接線柱，所述上固定板、下固定板用于將所述接收口袋固定在所述接收器上，所述接線柱用于將所述離子束的束流強(qiáng)度輸出為第一電流信號(hào)，所述第一電流信號(hào)用于檢測(cè)所述離子束的束流流強(qiáng)；還包括設(shè)置在所述下固定板上的用于所述接收口袋、下固定板之間絕緣的陶瓷環(huán)、陶瓷圈；所述接收口袋的高度為250mm，內(nèi)部深度為100mm，能夠接收最大離子流為≤50mA，能夠耐受最大功率為2kW的離子束的轟擊，真空度能夠達(dá)到1～3×10-3Pa；用于接收所述85Rb的接收口袋的厚度為25mm，用于接收所述87Rb的接收口袋的厚度為20mm。更進(jìn)一步所述譜線掃描裝置設(shè)置在同位素電磁分離器中的真空環(huán)境內(nèi)，包括直徑為1mm的法拉第筒制成的譜線掃描裝置探頭，所述譜線掃描裝置探頭能夠探測(cè)所述同位素電磁分離器分離后的離子束的第二電流信號(hào)，所述譜線掃描裝置探頭設(shè)置在譜線掃描裝置探頭板上，所述譜線掃描裝置探頭板設(shè)置在所述同位素電磁分離器中的接收器的框架上，還包括設(shè)置在所述接收器上的能夠使所述譜線掃描裝置探頭板做三維移動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，還包括與所述譜線掃描裝置探頭相連的電子線路，以及同所述電子線路相連的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠采集、顯示、記錄所述譜線掃描裝置探頭的空間位置信號(hào)和所述離子束的所述第二電流信號(hào)；所述譜線掃描裝置探頭不止一個(gè)，直線分布在所述譜線掃描裝置探頭板上，間距20mm，開口方向一致，所述電子線路與所述譜線掃描裝置探頭一一對(duì)應(yīng)；所述法拉第筒為不銹鋼材質(zhì)，所述譜線掃描裝置探頭板采用高純石墨制作，所述譜線掃描裝置探頭和所述譜線掃描裝置探頭板之間設(shè)有采用氮化硼制作的絕緣層；所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠提供所述譜線掃描裝置探頭板的三位移動(dòng)空間的范圍為240mm×240mm×240mm，三維移動(dòng)空間的三維坐標(biāo)包括X軸、Y軸、Z軸；所述譜線掃描裝置探頭板能夠在所述框架上做與所述X軸成43°角的直線移動(dòng)；所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括能夠帶動(dòng)所述框架及所述譜線掃描裝置探頭板前后運(yùn)動(dòng)的譜線掃描裝置滑動(dòng)軸，相互連接的前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲杠，所述前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲杠用于控制所述譜線掃描裝置滑動(dòng)軸的前后運(yùn)動(dòng)；還包括互相連接的皮帶輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和探頭掃描運(yùn)動(dòng)絲杠；還包括通過譜線掃描裝置傳動(dòng)軸與所述皮帶輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)相連的掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，所述掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)探頭掃描運(yùn)動(dòng)絲杠使所述譜線掃描裝置探頭板能夠在所述框架上做與所述X軸成43°角的直線移動(dòng)；所述譜線掃描裝置傳動(dòng)軸沿所述譜線掃描裝置滑動(dòng)軸的軸向貫穿所述譜線掃描裝置滑動(dòng)軸；所述譜線掃描裝置滑動(dòng)軸、譜線掃描裝置傳動(dòng)軸通過O型橡膠圈來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)密封。進(jìn)一步所述束流發(fā)射度儀包括設(shè)置有發(fā)射度儀探頭的運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)，所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)能夠使所述發(fā)射度儀探頭在所述真空室內(nèi)的所述引出電極附近做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，所述發(fā)射度儀探頭能夠測(cè)量所述引出電極中射出的所述離子束的第三電流信號(hào)；還包括設(shè)置在所述真空室之外、通過真空密封插頭連接所述發(fā)射度儀探頭的掃描電源；還包括設(shè)置在所述真空室之外、控制所述動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)、掃描電源、處理所述發(fā)射度儀探頭所獲得的所述第三電流信號(hào)的運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述真空室上，包括連接發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)和螺母的發(fā)射度儀絲杠，還包括與所述螺母相連、一端穿入所述真空室的發(fā)射度儀傳動(dòng)桿、設(shè)置在所述真空室內(nèi)的所述發(fā)射度儀傳動(dòng)桿的一端的發(fā)射度儀探頭支架，所述發(fā)射度儀探頭安裝在所述發(fā)射度儀探頭支架上，還包括把所述發(fā)射度儀傳動(dòng)桿設(shè)置在所述真空室上的發(fā)射度儀安裝法蘭，所述發(fā)射度儀傳動(dòng)桿能夠在所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述發(fā)射度儀探頭做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；所述發(fā)射度儀傳動(dòng)桿采用密封的波紋管實(shí)現(xiàn)所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)在真空環(huán)境與非真空環(huán)境之間的運(yùn)動(dòng)貫穿，所述發(fā)射度儀傳動(dòng)桿在所述真空室中的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程能夠達(dá)到±105mm；所述發(fā)射度儀傳動(dòng)桿在所述真空室中的部分以及所述發(fā)射度儀探頭支架、發(fā)射度儀探頭的耐受功率達(dá)到1.5kW，所述耐受功率是指能夠耐受的所述離子束的最大功率；還包括貫穿電極，所述貫穿電極一端與所述真空室內(nèi)的所述發(fā)射度儀探頭相連，另一端設(shè)置在所述真空室之外的非真空環(huán)境中，所述貫穿電極采用金屬電極與陶瓷材料相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)5kV高壓的電氣貫穿，用于傳輸所述第三電流信號(hào)，所述陶瓷材料用于所述金屬電極的絕緣；所述掃描電源的掃描電壓為±5kV，所述掃描電壓的掃描步長(zhǎng)為20V；所述發(fā)射度儀探頭上設(shè)有用于傳輸所述第三電流信號(hào)的信號(hào)連線，所述運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過所述貫穿電極與所述真空室中的所述信號(hào)連線連接；所述發(fā)射度儀探頭包括上下平行設(shè)置的、用于靜電偏轉(zhuǎn)的低電位極板、高電位極板，所述高電位極板設(shè)置在所述低電位極板上方；設(shè)置在所述低電位極板、高電位極板兩端的前縫口和后縫口，所述前縫口靠近所述離子源的所述引出電極；還包括設(shè)置在所述后縫口上的法拉第筒；所述離子束能夠從所述前縫口進(jìn)入所述低電位極板、高電位極板之間經(jīng)過靜電偏轉(zhuǎn)后，從所述后縫口進(jìn)入所述法拉第筒；所述低電位極板、高電位極板長(zhǎng)度為200mm；所述低電位極板、高電位極板之間的間距為30mm；所述前縫口、后縫口寬度為0.5mm；所述低電位極板、高電位極板上加載掃描電壓；在所述后縫口、法拉第筒之間設(shè)有用于抑制二次電子逃逸的抑制電極，所述抑制電極加載的抑制電壓為300V；所述法拉第筒采用不銹鋼材料制作,所述前縫口設(shè)置在前縫口板上，所述前縫口板采用高純石墨制作；所述低電位極板、高電位極板上設(shè)有偏壓電源線，所述偏壓電源線連接所述掃描電源，用于所述掃描電源向所述低電位極板、高電位極板加載所述掃描電壓。進(jìn)一步所述張角測(cè)量?jī)x設(shè)置在所述離子源的所述引出電極前端，所述引出電極設(shè)有引出縫，用于引出所述離子束，所述離子束在Y軸方向上收攏，在X軸方向上發(fā)散，所述Y軸方向?yàn)樗鲭x子束的發(fā)射方向，所述張角測(cè)量?jī)x包括設(shè)置在所述真空室內(nèi)的第一張角測(cè)量?jī)x探頭、第二張角測(cè)量?jī)x探頭，通過所述第一張角測(cè)量?jī)x探頭測(cè)量得到的第四電流信號(hào)能夠獲得所述離子束的束流流強(qiáng)，通過所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭測(cè)量得到的第五電流信號(hào)能夠獲得所述離子束的束流的空間密度分布，通過所述空間密度分布能夠得到所述離子束的束流張角；還包括能夠采集、記錄第一張角測(cè)量?jī)x探頭、第二張角測(cè)量?jī)x探頭的空間位置信號(hào)和所述第四、第五電流信號(hào)的第三PLC模塊；所述第一張角測(cè)量?jī)x探頭、第二張角測(cè)量?jī)x探頭通過探頭運(yùn)動(dòng)裝置設(shè)置在所述真空室內(nèi)，所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭靠近所述引出縫，所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置能夠帶動(dòng)所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭運(yùn)動(dòng)，所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭的二維運(yùn)動(dòng)范圍包括沿所述X軸方向運(yùn)動(dòng)±115mm，沿垂直于所述X軸、Y軸的Z軸方向運(yùn)動(dòng)±100mm；所述第一張角測(cè)量?jī)x探頭遠(yuǎn)離所述引出縫；所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置能夠使所述第一張角測(cè)量?jī)x探頭翻轉(zhuǎn)到偏離所述離子束的位置；所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置貫穿設(shè)置在所述真空室上，采用旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封實(shí)現(xiàn)所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置在真空環(huán)境與非真空環(huán)境之間的運(yùn)動(dòng)貫穿；所述第一張角測(cè)量?jī)x探頭由一個(gè)采用水冷冷卻的大法拉第筒構(gòu)成，所述大法拉第筒能夠測(cè)量的所述束流流強(qiáng)達(dá)到50mA；所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭包括探頭面板及設(shè)置在所述探頭面板上的若干個(gè)開口朝向一致的張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒；所述張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒的直徑小于1mm；所述張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒外圍設(shè)有第二張角測(cè)量?jī)x探頭屏蔽罩；所述張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒與所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭屏蔽罩之間設(shè)有探頭絕緣子。進(jìn)一步所述控制系統(tǒng)包括譜線掃描裝置控制系統(tǒng)，所述譜線掃描裝置控制系統(tǒng)包括連接有第一顯示控制設(shè)備的第一PLC模塊，所述第一PLC模塊與所述譜線掃描裝置相連；所述第一PLC模塊能夠采集、記錄所述譜線掃描裝置探頭的空間位置信號(hào)和所述第二電流信號(hào)；所述第一顯示控制設(shè)備用于顯示所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、所述第一PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)，還用于輸入控制所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制指令、通過所述第一PLC模塊控制所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行；通過所述第一顯示控制設(shè)備輸入的所述控制指令包括：設(shè)置所述掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和所述前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；讀取所述掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和所述前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；控制掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和所述前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)與停止；所述第一顯示控制設(shè)備顯示的所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的所述運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、所述第一PLC模塊獲得的所述信號(hào)數(shù)據(jù)包括：所述掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和所述前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；所述掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和所述前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；所述離子束的所述第二電流信號(hào)，所述第二電流信號(hào)為所述離子束的電流值；對(duì)所述電流值、電壓值進(jìn)行處理后形成的與所述譜線掃描裝置探頭的所述空間位置信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的束流密度分布圖像；還包括對(duì)所述掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)和所述前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行磁屏蔽；使用航空插頭實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的接入和測(cè)控，所述信號(hào)包括：所述離子束的所述第二電流信號(hào)、所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的所述運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、所述第一PLC模塊獲得的所述信號(hào)數(shù)據(jù)、向所述機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送的所述控制指令。進(jìn)一步所述控制系統(tǒng)包括束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)，所述束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)包括連接有第二顯示控制設(shè)備的第二PLC模塊，所述第二PLC模塊與所述束流發(fā)射度儀相連；所述第二PLC模塊用于控制所述動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)、掃描電源、處理所述發(fā)射度儀探頭所獲得的所述第三電流信號(hào)；所述第二顯示控制設(shè)備用于顯示所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、所述第二PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)，還用于輸入控制所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的控制指令、通過所述第二PLC模塊控制所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的運(yùn)行；通過所述第二顯示控制設(shè)備輸入的控制指令包括：所述離子束的當(dāng)前束流參數(shù)；所述發(fā)射度儀探頭的探頭參數(shù)；對(duì)所述掃描電源的開啟、關(guān)閉；對(duì)所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)的電源開啟、關(guān)閉；設(shè)置所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度；使所述傳動(dòng)桿復(fù)位至初始狀態(tài)；設(shè)定所述發(fā)射度儀探頭的當(dāng)前位置；設(shè)定所述發(fā)射度儀探頭的目標(biāo)位置；控制所述發(fā)射度儀探頭回到所述當(dāng)前位置；設(shè)置所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)的起始位置；設(shè)置所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)的終止位置；設(shè)置所述束流發(fā)射度儀的空間分辨率的單位；對(duì)所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)、關(guān)閉；控制所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)按照所述空間分辨率的單位前進(jìn)一步；所述第二顯示控制設(shè)備顯示的所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、所述第二PLC模塊獲得的所述信號(hào)數(shù)據(jù)包括：所述發(fā)射度儀探頭的探頭參數(shù)；所述掃描電源的開啟、關(guān)閉；所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)的電源開啟、關(guān)閉；所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行速度；所述傳動(dòng)桿復(fù)位至初始狀態(tài)；所述發(fā)射度儀探頭的當(dāng)前位置；所述發(fā)射度儀探頭的目標(biāo)位置；所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)的起始位置；所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)的終止位置；所述束流發(fā)射度儀的空間分辨率的單位；所述發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)、關(guān)閉；所述離子束的束流密度分布圖像；發(fā)射度相圖；發(fā)射度數(shù)值；所述束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)，還包括電源指示燈、待機(jī)指示燈、運(yùn)行指示燈，所述待機(jī)指示燈與所述運(yùn)行指示燈不同時(shí)點(diǎn)亮。進(jìn)一步所述控制系統(tǒng)包括張角測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)，所述張角測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)包括連接有第三顯示控制設(shè)備的所述第三PLC模塊；所述第三PLC模塊能夠采集、記錄所述第一張角測(cè)量?jī)x探頭、第二張角測(cè)量?jī)x探頭的空間位置信號(hào)和所述第一張角測(cè)量?jī)x探頭探測(cè)到的第四電流信號(hào)、第二張角測(cè)量?jī)x探頭探測(cè)到的第五電流信號(hào)；所述第三顯示控制設(shè)備用于顯示所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、所述第三PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)，還用于輸入控制所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置的控制指令、通過所述第三PLC模塊控制所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)行；通過所述第三顯示控制設(shè)備輸入的控制指令包括：設(shè)置所述第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；讀取第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；控制所述第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)與停止，實(shí)現(xiàn)所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭的二維運(yùn)動(dòng)；還包括：設(shè)置所述第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；讀取所述第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；控制所述第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)與停止，實(shí)現(xiàn)所述第一張角測(cè)量?jī)x探頭的翻轉(zhuǎn)；所述第三顯示控制設(shè)備顯示的所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、所述第三PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)包括：所述第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；所述第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭探測(cè)得到的所述離子束的所述第五電流信號(hào)，所述第五電流信號(hào)包括所述離子束的電流值、電壓值；對(duì)所述電流值、電壓值進(jìn)行處理后形成的與所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭的所述空間位置信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的束流密度分布圖像；還包括：所述第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；所述第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)的當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；所述第一張角測(cè)量?jī)x探頭探測(cè)得到的所述離子束的所述第四電流信號(hào)，所述第四電流信號(hào)包括所述離子束的電流值；還包括對(duì)所述第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)、第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行磁屏蔽；所述張角測(cè)量?jī)x還包括張角測(cè)量?jī)x安裝法蘭，所述張角測(cè)量?jī)x安裝法蘭上設(shè)有航空插頭，通過所述航空插頭實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的接入和測(cè)控，所述信號(hào)包括：所述第四、第五電流信號(hào)；所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置的所述運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、所述第三PLC模塊獲得的所述信號(hào)數(shù)據(jù)、用于控制所述探頭運(yùn)動(dòng)裝置的所述控制指令。本發(fā)明的有益效果在于：1.離子源①通過對(duì)弧放電室15與坩堝接口23及引出縫的氣密性設(shè)計(jì)，提高氣密性，使得暗電流減小(小于10mA左右，傳統(tǒng)的弧放電室與坩堝中為20mA左右)，離子源的打火頻次下降，引出的離子束流的流強(qiáng)增大，減少了離子源的受污染程度和離子源的清洗頻率，節(jié)約了寶貴的離子源原料，提高離子源原料的利用率(原料的使用時(shí)間提高2％-5％)。采用三電極結(jié)構(gòu)，有利于強(qiáng)流的引出，對(duì)于銣同位素，接收束流的流強(qiáng)達(dá)到21mA；②安裝PIG板35，改變電場(chǎng)分布，減少弧放電室15周圍電子震蕩放電。聚焦電極2的第二引出縫12改成窄條狀，從而減少氣阻，提高電極區(qū)域真空度，減少工作物質(zhì)在聚焦電極2上的沉積；保證離子源的穩(wěn)定運(yùn)行，減少聚焦電極2上的打火現(xiàn)象。離子源可連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過24小時(shí)；③坩堝8的絕緣支撐為陶瓷材料；在空氣潮濕的季節(jié)也能正常開機(jī)，增加了同位素電磁分離器的分離運(yùn)行時(shí)間；④縫口面板43采用高純石墨制作，在頻繁打火的情況下，縫口面板43不會(huì)變形，提高了引出縫電極3的壽命(壽命從1個(gè)月提升到超過1年)；⑤通過第二引出縫12的凹陷設(shè)計(jì)，以及支撐板42的凹陷結(jié)構(gòu)48和鏤空結(jié)構(gòu)44，降低了聚焦電極2周圍暗電流的大小(從20mA降低到10mA)，明顯改善了離子源的工作狀態(tài)，降低了打火頻率，保證了同位素分離的順利進(jìn)行；2.接收器系統(tǒng)①采用電動(dòng)方式使接收器頭部可沿前、后(y)方向移動(dòng)，在同位素的分離過程中可遠(yuǎn)程精確調(diào)節(jié)，更有效地接收分離后的同位素產(chǎn)品，且在移動(dòng)過程中不破壞真空環(huán)境；②可以安裝接收口袋50的橫(x)方向空間寬度能夠安裝多個(gè)接收口袋50，保證同時(shí)接收多種同位素，并且接收口袋均50采用水冷，每個(gè)接收口袋50可耐受最大功率為2kW；③滿足保持率高，提高接收器里收集的同位素的豐度，保證同位素相互沾污小，并能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行；④真空密封性能好，真空度可以達(dá)到1～3×10-3Pa，不破壞真空室94內(nèi)的真空環(huán)境，保證同位素分離的正常運(yùn)行；⑤接收口袋50解決了同位素電磁分離器內(nèi)離子束能量為25～35keV的轟擊和濺射問題。避免了溫度過高引起的同位素蒸發(fā)的問題，并能夠方便的更換；3.譜線掃描裝置①譜線掃描裝置探頭86所采用的法拉第筒直徑為1mm，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性；②設(shè)置多個(gè)譜線掃描裝置探頭86，可以一次測(cè)量多組數(shù)據(jù)，解決了因?yàn)殡x子束的束流不穩(wěn)定性導(dǎo)致的測(cè)量結(jié)果的不確定性；③掃描行程達(dá)到240mm，適用于聚焦面較寬的情況下的測(cè)量，即能夠測(cè)量10％高度的束流密度高斯分布達(dá)到150mm的情況；4.束流發(fā)射度儀①能夠精確測(cè)量低能強(qiáng)流弧放電離子源的發(fā)射度；②能夠測(cè)量束流功率達(dá)到1.5kW(30kV，50mA)的離子束；③能夠測(cè)量束流張角達(dá)到±14.5°的束流發(fā)射度；④能夠測(cè)量大張角非軸對(duì)稱直流束的發(fā)射度；5.張角測(cè)量?jī)x①采用法拉第筒測(cè)量法，通過張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒117運(yùn)動(dòng)行程為測(cè)量探針可精密在線測(cè)量束流密度分布，可測(cè)量的束流張角達(dá)到±14.5°；②探頭運(yùn)動(dòng)裝置采用旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封，實(shí)現(xiàn)了大氣與真空的運(yùn)動(dòng)貫穿；③在測(cè)量束流張角的同時(shí)，還可在線測(cè)量離子源總引出束流，可測(cè)量流強(qiáng)達(dá)到50mA；6.譜線掃描裝置控制系統(tǒng)①能夠通過控制步進(jìn)電機(jī)(包括掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77、前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81)實(shí)現(xiàn)對(duì)譜線掃描裝置探頭86位置的精確控制，解決了因?yàn)樘筋^位置不精確造成的測(cè)量結(jié)果不確定性的問題；②實(shí)現(xiàn)了對(duì)相寬較寬情況下的束流分布的處理與顯示；③通過磁屏蔽以及對(duì)步進(jìn)電機(jī)位置的控制(包括掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77、前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81)，解決了同位素電磁分離器中的磁場(chǎng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的影響而導(dǎo)致的測(cè)量不精確的問題；④能夠直觀的顯示離子束的束流密度的二維分布；7.束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)①通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)掃描電源的全電壓掃描，并形成反饋；②通過發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88實(shí)現(xiàn)了發(fā)射度儀探頭92位置的精確定位，可精密在線測(cè)量束流密度分布，可精確測(cè)量的束流張角達(dá)到±14.5°，測(cè)量束流功率達(dá)1.5kW，解決了在測(cè)量大張角大功率束流的情況下，探頭位置不精確導(dǎo)致的測(cè)量結(jié)果的不確定性的問題；③通過程序?qū)崿F(xiàn)了歸一化發(fā)射度的計(jì)算；8.張角測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)①能夠通過控制發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射度儀探頭92位置的精確控制，解決了在測(cè)量大張角的情況下因?yàn)樘筋^位置不精確造成的測(cè)量結(jié)果的不確定性的問題；②可精確在線測(cè)量離子束的束流密度分布，可精確測(cè)量的離子束的張角達(dá)到±14.5°；③通過磁屏蔽以及對(duì)發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88位置的控制，解決了同位素電磁分離器中的磁場(chǎng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的影響而導(dǎo)致的測(cè)量不精確的問題。附圖說明圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述離子源的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述離子源的結(jié)構(gòu)俯視圖；圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述弧放電室與所述坩堝的連接示意圖圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述弧放電室與所述坩堝的連接結(jié)構(gòu)剖視圖；圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述弧放電室的俯視剖視圖；圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述坩堝的示意圖；圖7是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述弧放電室的前視圖；圖8是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述弧放電室的B-B剖視圖；圖9是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述弧放電室的C向視圖；圖10是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述引出縫電極的前視圖；圖11是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述引出縫電極的B-B剖視圖；圖12是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述引出縫電極的C向剖視圖；圖13是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述聚焦電極的所述第二引出縫的前視圖；圖14是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述聚焦電極的所述第二引出縫的側(cè)視圖；圖15是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述陶瓷套筒的剖視圖；圖16是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述多波紋支撐絕緣子的剖視圖；圖17是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述離子源、聚焦電極在所述同位素電磁分離器的真空室中的安裝示意圖；圖18是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述聚焦電極的前視圖；圖19是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述聚焦電極的側(cè)視圖；圖20是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述引出縫面板的前視圖；圖21是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述引出縫面板的剖視圖；圖22是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述接收器的左視圖；圖23是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述接收器的右視圖；圖24是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述面板和所述擋門的連接示意圖；圖25是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述面板的前視圖；圖26是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述面板的側(cè)視圖；圖27是本發(fā)明具體實(shí)施方式中用于接收85Rb的所述接收口袋的示意圖；圖28是本發(fā)明具體實(shí)施方式中用于接收87Rb的所述接收口袋的示意圖；圖29是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述接收口袋的側(cè)視圖；圖30是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述接收口袋的俯視圖；圖31是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述接收口袋的前視圖；圖32是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述接收口袋的仰視圖；圖33是本發(fā)明具體實(shí)施方式中設(shè)置有所述掃描裝置的接收器的示意圖；圖34是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述譜線掃描裝置在接收器上的安裝示意圖；圖35是本發(fā)明具體實(shí)施方式中設(shè)置有所述譜線掃描裝置的接收器的剖視圖；圖36是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述譜線掃描裝置探頭板的前視圖；圖37是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述譜線掃描裝置探頭板的側(cè)視圖；圖38是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述銣元素同位素譜線掃描方法示意圖；圖39是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述銣元素同位素的離子束所產(chǎn)生的電流信號(hào)示意圖；圖40是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述束流發(fā)射度儀的示意圖；圖41是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的前視圖；圖42是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的俯視圖；圖43是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述發(fā)射度儀探頭及發(fā)射度儀探頭支架的前視圖；圖44是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述發(fā)射度儀探頭及發(fā)射度儀探頭支架的俯視圖；圖45是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述發(fā)射度儀探頭及發(fā)射度儀探頭支架的側(cè)視圖；圖46是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述發(fā)射度儀探頭的原理示意圖；圖47是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述發(fā)射度儀探頭的第一關(guān)鍵尺寸及數(shù)值示意圖；圖48是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述發(fā)射度儀探頭的第二關(guān)鍵尺寸及數(shù)值示意圖；圖49是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述發(fā)射度儀探頭的側(cè)視圖；圖50是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述發(fā)射度儀探頭的前視圖；圖51是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述發(fā)射度儀探頭的掃描電壓輸出與低電位電壓信號(hào)源輸出的控制關(guān)系示意圖；圖52是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述X’來代替p所獲得的發(fā)射度測(cè)量數(shù)據(jù)示意圖；圖53是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述張角測(cè)量?jī)x的原理圖；圖54是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述張角測(cè)量?jī)x的前視圖；圖55是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述張角測(cè)量?jī)x的俯視圖；圖56是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述張角測(cè)量?jī)x的側(cè)視圖；圖57是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖58是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭的前視圖；圖59是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述第二張角測(cè)量?jī)x探頭的俯視圖；圖60是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述張角測(cè)量?jī)x的測(cè)量數(shù)據(jù)示意圖；圖61是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述譜線掃描裝置控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖62是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖63是本發(fā)明具體實(shí)施方式中所述張角測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖中：1-接地電極，2-聚焦電極，3-引出縫電極，4-燈絲，5-陰極，6-電子窗，7-蒸汽分配室，8-坩堝，9-熱反射屏，10-坩堝加熱爐筒，11-第三引出縫，12-第二引出縫，13-第一引出縫，14-放電室，15-弧放電室，16-坩堝口密封細(xì)螺紋，17-前端絕緣環(huán)安裝螺紋，18-裝料室，19-尾端絕緣環(huán)安裝螺紋，20-電子窗插槽，21-引出縫面板插槽，22-分配板插槽，23-坩堝接口，24-船形板，25-固定座，26-螺釘，27-坩堝前端絕緣環(huán)，28-坩堝尾端絕緣環(huán)，29-供電接頭，30-蒸汽分配板，31-引出縫面板，32-弧室加熱器，33-防打火罩，34-離子源中部，35-PIG板，36-氣化放電裝置，37-離子源安裝法蘭，38-陶瓷套筒，39-真空室壁，40-離子源供電接線端，41-離子源，42-支撐板，43-縫口面板，44-鏤空結(jié)構(gòu)，45-透氣孔，46-縫口面板安裝孔，47-支撐板安裝孔，48-凹陷結(jié)構(gòu)，49-引出縫凹陷部分，50-接收口袋，51-冷卻水管，52-面板，53-滑動(dòng)螺母，54-接收器傳動(dòng)軸，55-接收器安裝法蘭，56-第一接收器步進(jìn)電機(jī)，57-接收器絲杠，58-水分配柱，59-接收器傳動(dòng)桿，60-第二接收器步進(jìn)電機(jī)，61-接收器滑動(dòng)軸，62-水冷接頭，63-擋門，64-框架，65-入射縫，66-傳動(dòng)臂，67-第一盒板，68-第二盒板，69-上固定板，70-接線柱，71-底板，72-下固定板，73-螺母，74-陶瓷環(huán)，75-陶瓷圈，76-水管接頭，77-掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，78-皮帶輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，79-探頭掃描運(yùn)動(dòng)絲杠，80-譜線掃描裝置滑動(dòng)軸，81-前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，82-前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲杠，83-譜線掃描裝置安裝法蘭，84-譜線掃描裝置傳動(dòng)桿，85-譜線掃描裝置探頭板，86-譜線掃描裝置探頭，87-譜線掃描裝置傳動(dòng)軸，88-發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)，89-發(fā)射度儀絲杠，90-發(fā)射度儀傳動(dòng)桿，91-發(fā)射度儀安裝法蘭，92-發(fā)射度儀探頭，93-發(fā)射度儀探頭支架，94-真空室，95-離子束，96-低電位極板，97-高電位極板，98-前縫口板，99-前縫口，100-后縫口，101-法拉第筒，102-抑制電極，103-水冷管，104-貫穿電極，105-張角測(cè)量?jī)x安裝法蘭，106-絲杠驅(qū)動(dòng)器，107-第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)軸，108-第一張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)軸，109-第二張角測(cè)量?jī)x探頭，110-第一張角測(cè)量?jī)x探頭，111-第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，112-引出縫，113-探頭面板，114-固定連片，115-第二張角測(cè)量?jī)x探頭屏蔽罩，116-探頭絕緣子，117-張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒，118-傳動(dòng)齒輪，119-張角測(cè)量?jī)x傳動(dòng)桿，120-探頭驅(qū)動(dòng)桿，121-變向傳動(dòng)齒輪，122-探頭螺紋導(dǎo)桿，123-探頭安裝桿，124-航空插頭，125-觀察窗，126-第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)，127-第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)，128-第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)，129-絕緣層，130-發(fā)射度儀探頭屏蔽罩，131-引入絕緣子，132-多波紋支撐絕緣子。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。一種同位素電磁分離器，包括離子源、接收器系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，其特征是：離子源包括弧放電室15以及與弧放電室15后部直接密封連接的坩堝8，弧放電室15前部設(shè)有用于引出離子束的引出電極；接收器系統(tǒng)設(shè)置在真空系統(tǒng)的真空室94內(nèi)，包括通過絕緣子設(shè)置在框架64上的面板52，面板52上設(shè)有能夠通過電磁分離后的同位素離子束的入射縫65，在框架52上還設(shè)有能夠接收從入射縫65通過的離子束的接收口袋50，框架64設(shè)置在能夠前后移動(dòng)的接收器滑動(dòng)軸61上，接收口袋50、面板52能夠隨接收器滑動(dòng)軸61前后移動(dòng)；檢測(cè)系統(tǒng)包括譜線掃描裝置、束流發(fā)射度儀和張角測(cè)量?jī)x；控制系統(tǒng)包括與譜線掃描裝置相連的譜線掃描裝置控制系統(tǒng)、與束流發(fā)射度儀相連的束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)、與張角測(cè)量?jī)x相連的張角測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)。1.離子源主要包括弧放電室與氣化系統(tǒng)、引出電極、高壓絕緣與支撐結(jié)構(gòu)，還包括防打火裝置、水冷與真空密封及對(duì)外接口等等。離子源為產(chǎn)生離子束流的裝置，如圖1、圖2所示，其工作原理為：RbC1裝在坩堝8中，經(jīng)坩堝加熱爐筒10加熱氣化后，通過蒸汽分配室7、船形板24、和蒸汽分配板30進(jìn)入放電室14的放電區(qū)；加熱的燈絲4發(fā)射電子轟擊陰極5，陰極5發(fā)射的電子被電場(chǎng)加速和磁場(chǎng)約束，穿過電子窗6進(jìn)入放電室14并與RbC1的氣體分子發(fā)生碰撞電離，形成弧放電等離子體；弧放電等離子體經(jīng)引出電極系統(tǒng)引出，形成具有一定能量和形狀的離子束。如圖3、圖4所示，弧放電室和氣化系統(tǒng)包括弧放電室15(弧放電室15是一個(gè)整體的凹槽)，以及與弧放電室15后部相連的坩堝8，設(shè)置在坩堝8外圍的坩堝加熱爐筒10，設(shè)置在弧放電室15頂部的陰極5和燈絲4，設(shè)置在弧放電室15前部的設(shè)有引出縫的引出電極，其中弧放電室15、坩堝8直接密封連接(采用端面密封)。坩堝8與弧放電室15直接連接，增強(qiáng)了坩堝8與弧放電室15之間的氣密性，能夠保持坩堝8中的工作物質(zhì)的蒸汽密度，保證了后續(xù)產(chǎn)生的等離子體的濃度。在本實(shí)施例中，弧放電室15的外形尺寸為36mm×41mm×220mm；坩堝8的安裝口(與弧放電室15的連接部分)內(nèi)徑Φ18mm，外徑M24mm，有長(zhǎng)8mm的外螺紋，安裝口的總長(zhǎng)為10mm；坩堝8內(nèi)部的裝料室18的容積能夠保證同位素電磁分離器一次工作100h左右。如圖4、圖5、圖7、圖8所示，弧放電室15包括設(shè)置在弧放電室15后部、通過坩堝接口23與坩堝8連通的蒸汽分配室7，設(shè)置在坩堝接口23上的船形板24，還包括通過蒸汽分配板30與蒸汽分配室7相隔離的放電室14，還包括設(shè)置在弧放電室15前部、與放電室14連通的引出電極，放電室14頂端設(shè)置有電子窗6，還包括設(shè)置在弧放電室15外圍的弧室加熱器32，陰極5靠近電子窗6，電子窗6距離放電室14的邊緣為0.5mm，陰極5包括直熱式陰極和間熱式陰極兩種，其中直熱式陰極壽命大于24小時(shí)。在本實(shí)施例中，弧放電室15與坩堝8的坩堝接口23為直徑24mm的細(xì)螺紋口，深13mm；放電室14尺寸為20mm×8mm×212mm。如圖4、圖5、圖8、圖9所示，蒸汽分配板30通過設(shè)置在蒸汽分配室7與放電室14之間的分配板插槽22安裝在弧放電室15內(nèi)部；并將蒸汽分配室7與放電室14隔開。蒸汽分配板30和船形板24的作用是使進(jìn)入放電室14的氣體分子在縱向上均勻分布，使弧放電等離子體在縱向上均勻分布。如圖4、圖5、圖7、圖8、圖9所示，引出縫電極3設(shè)置在引出縫面板31上，引出縫面板31通過設(shè)置在放電室14上的引出縫面板插槽21安裝在放電室14上。在本實(shí)施例中，引出縫面板31寬28mm，厚3mm，長(zhǎng)度為217mm。引出縫面板插槽21為3mm深的燕尾槽如圖4、圖7、圖8、圖9所示，電子窗6通過放電室14頂端的電子窗插槽20設(shè)置在放電室14上，電子窗插槽20為深3mm的60°燕尾槽。傳統(tǒng)的弧放電室采用扣押式密封形式，放電室和蒸汽分配室是兩個(gè)部分，本發(fā)明所提供的弧放電室15采用插板(配合插槽)的方式，將放電室14和蒸汽分配室7制成一個(gè)整體(如圖4、圖5、圖8所示)，提高了弧放電室15的氣密性，減少了暗電流的產(chǎn)生，如圖1、圖2所示，引出電極為三電極結(jié)構(gòu)，第一電極為引出縫電極3，第二電極為聚焦電極2，第三電極為接地電極1，這三個(gè)電極從放電室14向外按照“引出縫電極3、聚焦電極2、接地電極1”的順序依次設(shè)置；每個(gè)電極上都設(shè)有相應(yīng)的引出縫，以便離子束流的引出。其中，引出縫電極3處于35kV(VA)正高壓，設(shè)有第一引出縫13；聚焦電極2處于-25kV(VF)負(fù)高壓，設(shè)有第二引出縫12(如圖13、圖14所示)；接地電極1處于零電位，設(shè)有第三引出縫11。聚焦電極2(第二電極)選用負(fù)電位(負(fù)高壓)，作用有兩個(gè)，一是阻止引出的離子束流的等離子體中的電子被正高壓吸引達(dá)到聚焦電極2，造成放電室14過熱損壞；二是阻止引出的離子束流的等離子體中電子損失，有利于空間電荷補(bǔ)償和離子束流的聚焦。這種電極安排結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，但有利于離子的引出和離子束流的聚焦，提高引出的離子束流的流強(qiáng)。弧放電等離子體的離子束流從第一引出縫13引出后被電場(chǎng)加速到VA+VF約60kV，穿過聚焦電極2的第二引出縫12的縫口進(jìn)入減速場(chǎng)，當(dāng)離子束流穿過接地電極1的第三引出縫11的縫口后，離子的能量為VA，這樣的安排使得離子引出電壓為VA+VF，而離子最終能量為VA，為了能很好分離同位素，VA的穩(wěn)定度為0.04％，紋波也是0.04％。而對(duì)VF的要求不高，通常在1～0.1％。如圖10、圖11、圖12所示，引出縫電極3上的第一引出縫13為窄條狀，縱向?yàn)榍妫?縱向)曲率半徑為2600mm(在本實(shí)施例中，其公差應(yīng)控制在2600±50mm的范圍內(nèi))，電子窗6的邊沿到第一引出縫13的距離為0.5mm(這樣的距離能夠較大地提高引出束流的流強(qiáng))。第一引出縫13設(shè)計(jì)成窄條狀，能夠減少氣阻，有利于提高電極區(qū)域真空度，同時(shí)也減少了工作物質(zhì)在引出縫電極3上的沉積，從而減少高壓擊穿。引出縫電極3、聚焦電極2、接地電極1的極間(圖2中d1、d2)距離能夠調(diào)整，聚焦電極2的聚焦電壓能夠調(diào)整，能夠?qū)崿F(xiàn)離子源參數(shù)調(diào)整的人工在線控制(通過更換不同縫口寬度的聚焦電極2，實(shí)現(xiàn)第二引出縫12的縫口寬度的調(diào)整)，使引出的離子束流有較好的聚焦能力。通過程序進(jìn)行模擬計(jì)算及實(shí)驗(yàn)修正的方法，優(yōu)化引出電極中的三個(gè)電極的形狀及引出參數(shù)等，對(duì)離子源核心部件電極引出系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。從而有利于離子束流的引出，增大引出束流的流強(qiáng)，提高同位素豐度。如圖17所示，在離子源頭部(即靠近引出電極的弧放電室15部分)的電子將垂直于電磁場(chǎng)并沿著等位面向離子源后部做漂移運(yùn)動(dòng)，電子在漂移過程中，不斷產(chǎn)生碰撞電離而使電子繁增，加大“打火”的次數(shù)和嚴(yán)重程度。在離子源的頭部、靠近引出電極的位置設(shè)有氣化放電裝置36，在離子源中部34的位置設(shè)有防打火罩33，防打火罩33能夠防止氣化放電裝置36產(chǎn)生的慢電子在磁場(chǎng)作用下偏轉(zhuǎn)到離子源中部34的區(qū)域時(shí)對(duì)離子源中部34所在區(qū)域內(nèi)的零部件的轟擊，增加零部件的使用壽命。如圖17所示，本發(fā)明所提供的離子源上設(shè)有離子源安裝法蘭37，通過離子源安裝法蘭37將離子源安裝在同位素電磁分離器的真空室中。其中，真空室壁39內(nèi)部為真空環(huán)境，真空室壁39外部為大氣環(huán)境。在離子源的弧放電室15兩側(cè)安裝PIG板35，PIG板35能夠改變弧放電室15中的電場(chǎng)分布，減少弧放電室15周圍的電子震蕩放電。由于離子源頭部(弧放電室15)為正高壓，而真空室內(nèi)部為地電位，能產(chǎn)生電子震蕩放電，通過在離子源頭部(弧放電室15)兩側(cè)安裝PIG板35，改變電場(chǎng)分布，可以減少這種電子震蕩放電(即PIG放電)。PIG板35為不銹鋼材質(zhì)。本發(fā)明提供的離子源的高壓絕緣主要有兩部分，35kV的絕緣和-25kV絕緣。坩堝8與坩堝加熱爐筒10之間35kV高壓部分采用陶瓷套筒38(見圖15，圖17)作為絕緣支撐，同時(shí)也是弧放電室15(即離子源頭部)的支撐部分。聚焦電極2所處的-25kV負(fù)高壓部分采用的絕緣包括引入絕緣和支撐絕緣，其中，引入絕緣的引入絕緣子131一半在真空室的真空中，另一半在弧放電室15外(真空室外)的大氣中空氣絕緣；支撐絕緣用于聚焦電極2的絕緣支撐，采用多波紋支撐絕緣子132(見圖16)；引入絕緣子131、多波紋支撐絕緣子132均采用Al2O3材質(zhì)制作。引入絕緣子131安裝在離子源安裝法蘭37上，用于引入聚焦電極2的高壓導(dǎo)線并使之與離子源安裝法蘭37絕緣。多波紋支撐絕緣子132將聚焦電極2支撐在接地電極1上(支撐聚焦電極2的四角)，并使之與接地電極1絕緣。如圖6所示，在本實(shí)施例中，坩堝8為圓筒狀，前端和尾端均設(shè)有M30的外螺紋(分別為前端絕緣環(huán)安裝螺紋17、尾端絕緣環(huán)安裝螺紋19)，螺紋長(zhǎng)15mm-16mm，用于安裝作為絕緣支撐的陶瓷套筒38，起到坩堝8與坩堝加熱爐筒10之間的絕緣作用?；》烹娛?5、坩堝8、坩堝加熱爐筒10、弧室加熱器32采用高純石墨或不銹鋼制作。在本實(shí)施例中，均采用高純石墨制作，其中坩堝8、坩堝加熱爐筒10工作溫度不低于800℃(坩堝加熱爐筒10要求加熱的溫度可以達(dá)到800℃～1000℃)，加熱功率為200A×20V。聚焦電極如圖17所示，本發(fā)明提供的聚焦電極設(shè)置在離子源41的弧放電室15外側(cè)的引出電極中(離子源41為Calutron離子源)，引出電極為三電極結(jié)構(gòu)，包括引出縫電極3、聚焦電極2和接地電極1，引出縫電極3靠近弧放電室15，聚焦電極2設(shè)置在引出縫電極3、接地電極1之間，包括支撐板42和設(shè)置在支撐板42上的縫口面板43，縫口面板43上設(shè)有用于引出離子束的第二引出縫12，縫口面板43采用高純石墨制作。聚焦電極2的打火集中在第二引出縫12附近，容易造成第二引出縫12的縫口過熱變形。采用熔點(diǎn)高、耐轟擊的材料可以克服這個(gè)問題。本發(fā)明所提供的聚焦電極2的第二引出縫12采用耐轟擊的高純石墨材料制作。石墨的熔點(diǎn)為3600℃左右，耐熱性好，不容易變形。然而，高純石墨材料件成本相對(duì)較高，而且易碎。因此，聚焦電極2的其他部分(支撐板42)仍采用不銹鋼材料制作。如圖18所示的聚焦電極2，包括支撐板42和設(shè)有第二引出縫12的縫口面板43?？p口面板43通過兩端的縫口面板安裝孔46設(shè)置在支撐板42的中部，在本實(shí)施例中，縫口面板安裝孔46的直徑為Φ＝2.5mm(見圖20)。縫口面板43采用高純石墨材料制作，支撐板42采用不銹鋼材料制作。支撐板42上均勻設(shè)置若干通氣孔12，在本實(shí)施例中，聚焦電極2通過支撐板42四周設(shè)置的支撐板安裝孔47安裝在同位素電磁分離器中。在Calutron離子源中，聚焦電極被偏置到-20kV至-5kV左右，弧放電室的電位為30kV。二者之間的電場(chǎng)非常大，造成聚焦電極與引出縫電極之間的暗電流。降低暗電流的辦法是增加聚焦電極與弧放電室間的距離，降低二者之間的電場(chǎng)。為了增加聚焦電極與弧放電室間的距離，本發(fā)明所提供的聚焦電極2的第二引出縫12設(shè)計(jì)成向里凹陷的結(jié)構(gòu)，這樣的設(shè)計(jì)可在保證第二引出縫12與弧放電室15的電場(chǎng)不受影響的前提下，有效降低聚焦電極2的(除第二引出縫12以外的)其他部分與弧放電室15之間的電場(chǎng)。如圖17、圖21所示，為了延長(zhǎng)聚焦電極2中除第二引出縫12以外的部件到離子源41的弧放電室15的距離，聚焦電極2的縫口面板43上的第二引出縫12向靠近引出縫電極3一側(cè)(弧放電室15)凹陷。在本實(shí)施例中，第二引出縫12的凹陷角度α為45度，凹陷部分的深度d＝11mm(見圖21)。同時(shí)，支撐板42與縫口面板43連接的部分也設(shè)計(jì)為凹陷結(jié)構(gòu)48，凹陷結(jié)構(gòu)48向靠近引出縫電極3(弧放電室15)一側(cè)凹陷(見圖17、圖19)，進(jìn)一步增加了聚焦電極2中除第二引出縫12以外的部件到離子源41的弧放電室15的距離。在Calutron離子源工作時(shí)，由于弧放電室溫度高，有表面電離現(xiàn)象出現(xiàn)。在表面被電離的氣體形成離子直接轟擊在聚焦電極上，增加暗電流。為此，本發(fā)明所提供的聚焦電極2把容易被轟擊的區(qū)域(第二引出縫12周邊區(qū)域)去除，可大大降低暗電流。如圖18所示，支撐板42在縫口面板43周圍的部分為鏤空結(jié)構(gòu)44。在本實(shí)施例中，鏤空結(jié)構(gòu)44的面積為50mm×150mm。支撐板42上設(shè)有若干透氣孔45。2.接收器系統(tǒng)同位素電磁分離器的接收器系統(tǒng)，設(shè)置在同位素電磁分離器的真空室的真空環(huán)境中，如圖22所示，包括通過絕緣子設(shè)置在框架64上的面板52、接收口袋50、擋門63。面板52上設(shè)有入射縫65，入射縫65能夠通過電磁分離后的同位素離子束，接收口袋50能夠接收從入射縫65通過的離子束，擋門63能夠開啟閉合，閉合時(shí)能夠?qū)⒚姘?2上的入射縫65擋住，開啟時(shí)能夠允許離子束通過入射縫65。用于同位素電磁分離器的接收器通過接收器安裝法蘭55設(shè)置在同位素電磁分離器的真空室的真空環(huán)境中，其中，位于接收器安裝法蘭55的包含框架64的一側(cè)的部件都處于真空室的真空環(huán)境中，位于接收器安裝法蘭55的另一側(cè)的部件都處于非真空環(huán)境中?？蚣?4設(shè)置在能夠前后移動(dòng)的接收器滑動(dòng)軸61上，接收口袋50、面板52、擋門63能夠隨接收器滑動(dòng)軸61前后移動(dòng)。在本實(shí)施例中，前后移動(dòng)的距離為200mm，在移動(dòng)過程中頭部不振動(dòng)、傾斜、扭轉(zhuǎn)，同時(shí)保持同位素電磁分離器的真空室的真空密封。接收器用于同時(shí)接收已分離開的多種同位素。對(duì)每種同位素，接收的最佳位置是不同的，需要在加工條件許可的情況下盡可能的優(yōu)化。通過數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)修正結(jié)合的方式，獲得與同位素離子束的實(shí)際軌跡相符合的計(jì)算程序，用于接收器位置的確定。在運(yùn)行中，由于加速電壓、弧放電等參數(shù)的變化，同位素的離子束聚焦面的位置也在變化，為更好地接收同位素，需要對(duì)接收器的面板和接收口袋的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整(通過框架64的前后滑動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)接收口袋50和面板52的位置調(diào)整)，來保證接收的同位素的豐度。接收器滑動(dòng)軸61的滑動(dòng)控制采用不破壞真空環(huán)境的遠(yuǎn)程控制方式，框架64、接收器滑動(dòng)軸61采用不銹鋼制作。在本實(shí)施例中，采用電動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，在同位素的分離過程中可以框架64移動(dòng)的實(shí)現(xiàn)精確控制，如圖22所示，第一接收器步進(jìn)電機(jī)56控制接收器絲杠57旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)接收器滑動(dòng)軸61前后移動(dòng)。面板52(如圖24至圖26)采用高純石墨制作，接收口袋50采用紫銅制作，接收口袋50能夠耐受最大功率為2kW的離子束的轟擊。在本實(shí)施例中，面板52采用8mm厚高純石墨制作，其高×寬為272mm×350mm，可以是一個(gè)整片，也可以由2～3塊拼接起來，面板52上的入射縫65和接收口袋50的形狀要根據(jù)理論計(jì)算及熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合所裝配使用的同位素電磁分離器的色散和聚焦情況來確定。銣元素的色散和相應(yīng)入射縫縫口寬度見表1。根據(jù)分離的同位素種類，入射縫65不止一個(gè)；根據(jù)分離后的同位素的離子束的色散和聚焦情況，每個(gè)入射縫65的縫寬各不相同；每個(gè)入射縫65對(duì)應(yīng)一個(gè)與入射縫65的縫寬相匹配的特定厚度的接收口袋50；相對(duì)應(yīng)的入射縫65和接收口袋50(縫口寬度和接收口袋的形狀)能夠使得從入射縫65通過的離子束全部進(jìn)入接收口袋50中，接收口袋50具有一定的彎曲弧度(彎曲弧度的曲率半徑為980mm，該彎曲弧度是根據(jù)離子束束流截面形狀而確定，有利于均勻接收束流、降低同位素蒸發(fā))，并在口袋外側(cè)焊接水冷銅管，有利于束流接收。接收口袋50能夠降低離子束的濺射作用，降低同位素的損失(通過水冷降溫來抑制濺射作用)。每分離一種元素的同位素，均需重新設(shè)計(jì)相應(yīng)的接收口袋50(入射縫65的寬度不需改變，但對(duì)于不同的元素，縫與縫的間距需要重新設(shè)計(jì))。面板52和接收口袋50都是可以更換的部件。在本實(shí)施例中，面板52上可以安裝接收口袋50的橫(x)方向空間寬度為250mm；可以安裝最多4個(gè)接收口袋50(根據(jù)接收的同位素，每個(gè)接收口袋的具體尺寸有變化)，可以接收最大離子流為≤200mA，承受最大功率為8kW。濺射是接收器制作和運(yùn)行中遇到的重要問題。由于同位素電磁分離器內(nèi)離子束能量為25～35keV，正處于產(chǎn)生最大濺射產(chǎn)額的范圍(5～50keV)內(nèi)，濺射現(xiàn)象嚴(yán)重，由于離子束轟擊，使接收口袋50溫度升高引起蒸發(fā)，因此濺射和蒸發(fā)是造成同位素?fù)p失和沾污的重要原因。為了避免因接收口袋50的溫度過高造成接收口袋50內(nèi)已沉積的同位素蒸發(fā)損失，接收口袋50需要水冷卻，所以接收口袋50設(shè)有用于降溫的冷卻水管51(如圖22、圖27、圖28所示)，冷卻水溫控制在25℃，并通過水冷降溫降低離子束的濺射作用。接收器設(shè)置有水分配柱58(在本實(shí)施例中水分配柱58為兩個(gè))以及與水分配柱58相連的多個(gè)水冷接頭62，其中水冷接頭62之間相互并聯(lián)，水冷接頭62用于同接收口袋50上的冷卻水管51相連，為接收口袋50提供冷卻用水。水分配柱58采用絕緣的聚四氟乙烯制作，冷卻水管51采用恒溫水冷卻(在本實(shí)施例中，冷卻水溫控制在25℃)。水分配柱58、水冷接頭62、以及接收口袋50上的冷卻水管51能夠耐0.6MPa水壓。在本實(shí)施例中，水冷接頭62為5組(圖22中的6個(gè)接頭中，其中有一個(gè)是進(jìn)出水管路的封閉頭)，水分配柱58的密封可靠，且拆裝方便。擋門63由高純石墨制成的，擋門63采用不破壞真空環(huán)境的遠(yuǎn)程控制方式開啟閉合。在本實(shí)施例中，采用電動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，在不破壞真空情況下可以電動(dòng)打開、關(guān)閉擋門63。如圖23所示，在接收器滑動(dòng)軸61的內(nèi)部設(shè)有接收器傳動(dòng)軸54，接收器傳動(dòng)軸54一端連接在第二接收器步進(jìn)電機(jī)60上(第二接收器步進(jìn)電機(jī)60位于非真空環(huán)境中)，接收器傳動(dòng)軸54的另一端連接設(shè)置在接收機(jī)的框架64上的接收器傳動(dòng)桿59，在框架64上還設(shè)置有傳動(dòng)臂66，接收器傳動(dòng)桿59通過傳動(dòng)臂66連接擋門63，第二接收器步進(jìn)電機(jī)60通過接收器傳動(dòng)軸54、接收器傳動(dòng)桿59控制傳動(dòng)臂66運(yùn)動(dòng)，檔門14在傳動(dòng)臂66的帶動(dòng)下，可以轉(zhuǎn)動(dòng)50度，進(jìn)而完成擋門63的開啟閉合。舉例說明本發(fā)明所提供的用于同位素電磁分離器的接收器面板上的入射縫的寬度確定方式。不同的同位素色散關(guān)系不一樣，接收器的接收口袋的中心距及尺寸是保證同位素束流接收的重要參數(shù)。以銣(Rb)為例，根據(jù)理論計(jì)算，可以得出銣的同位素的色散關(guān)系，根據(jù)色散及磁場(chǎng)強(qiáng)度，確定接收器口袋寬度及口袋位置。由于銣元素有兩個(gè)同位素(85Rb、87Rb)，在分離過程中，共設(shè)計(jì)兩個(gè)接收口袋(分別用于收集同位素85Rb、87Rb，如圖27、圖28所示)。因此面板52上只需要設(shè)置兩條不同寬度的入射縫65，并對(duì)應(yīng)兩個(gè)接收口袋?，F(xiàn)有的同位素電磁分離器的色散近似計(jì)算公式如下，取中間質(zhì)量M0為標(biāo)準(zhǔn)。M＜M0時(shí)色散d＝ρ×△M/M0M＞M0時(shí)色散對(duì)于同位素電磁分離器ρ＝1700mm，D＝3345.5mm85Rb、87Rb之色散為d85-87＝39.2mm如圖24-圖26所示，面板52上的兩條入射縫65的縫口的寬度b1、b2分別取12mm、10mm。色散是由近似公式給出，上機(jī)進(jìn)行銣同位素分離時(shí)，可以判斷出d的值，下機(jī)后將入射縫65向一側(cè)修擴(kuò)，直到在分離同位素85Rb、87Rb時(shí)，兩個(gè)接收口袋同時(shí)獲得最大束流。銣元素的色散和縫口寬度見“表1”。表1銣元素的色散和縫口寬度元素同位素天然豐度(％)色散d(mm)縫口寬度b(mm)Rb85Rb72.151239.287Rb27.8510接收口袋安裝在同位素電磁分離器的接收器上(如圖22所示)，用于接收通過同位素電磁分離器分離后的同位素的離子束。在本實(shí)施例中被分離的是銣(Rb)元素，分離后的銣同位素包括85Rb和87Rb兩種。接收口袋50的袋體采用紫銅材料制作，包括位于頂部的第一盒板67，位于底部的第二盒板68，接收口袋50能收集全部分離的同位素的離子束，同時(shí)還能夠檢測(cè)離子束的束流流強(qiáng)(實(shí)現(xiàn)方法為通過接收器口袋15上的接線柱70，將離子束的束流強(qiáng)度輸出為第一電流信號(hào)，再由相應(yīng)的第四PLC模塊檢測(cè))。接收口袋50的袋體采用3mm厚的紫銅材料制作，在本實(shí)施例中，通過彎制焊接的方法將3mm厚的銅板加工成為接收口袋50的袋體，能夠有效應(yīng)對(duì)離子束的轟擊和濺射，同時(shí)還具有良好的導(dǎo)熱性，方便對(duì)接收口袋內(nèi)部進(jìn)行冷卻。因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的轟擊和濺射，接收口袋會(huì)受到損壞，因此接收口袋50還能夠方便的進(jìn)行更換，保證同位素分離工做的順利進(jìn)行。如圖30-圖32所示，接收口袋50上設(shè)有冷卻水管51。冷卻水管51設(shè)置在接收口袋50的外圍。冷卻水管51通過水管接頭76和螺母73與接收器的水冷接頭62相連，冷卻水管51能夠耐0.6MPa水壓。理論計(jì)算表明，降低接收器口袋的溫度可提高接收器口袋保持率。在接收器扣口袋溫度不超過25℃時(shí)，保持率滿足需求。在本實(shí)施例中，冷卻水管51為銅制，能夠通過強(qiáng)制水冷使接收器口袋溫度低于25℃，避免同位素因蒸發(fā)造成的損失。如圖30-圖32所示，還包括設(shè)置在接收口袋50外圍的上固定板69、下固定板72、接線柱70，上固定板69、下固定板72用于將接收口袋50固定在接收器上，接線柱70用于將進(jìn)入接收口袋50的離子束的束流強(qiáng)度輸出為第一電流信號(hào)，此電流信號(hào)再由相應(yīng)的第四PLC模塊檢測(cè)，得到進(jìn)入接收口袋50的離子束的束流流強(qiáng)。還包括設(shè)置在下固定板72上的螺母73、螺釘26、陶瓷環(huán)74、陶瓷圈75。接收口袋50的高度為250mm，內(nèi)部深度為100mm，能夠接收最大離子流為≤50mA，能夠耐受最大功率為2kW的離子束(解決了分離器內(nèi)離子束能量為25～35keV的濺射問題)，真空度能夠達(dá)到1～3×10-3Pa。“高度”見圖30中“d1”所示、“深度”見圖29中“d2”所示。銣同位素共有兩種，因此需要兩個(gè)接收口袋50(每分離一種元素的同位素，均需重新設(shè)計(jì)接收口袋)，其中用于接收85Rb的接收口袋的厚度為25mm，用于接收87Rb的接收口袋的厚度為20mm。除“厚度”外，其他細(xì)節(jié)和部件一致，“厚度”見圖31中“d3”所示。3.譜線掃描裝置素譜線掃描裝置設(shè)置在同位素電磁分離器中的真空環(huán)境內(nèi)(如圖33所示，通過譜線掃描裝置安裝法蘭83安裝在同位素電磁分離器上，真空室壁39之內(nèi)的框架64及其上面安裝的其他部件處于真空環(huán)境中)，包括法拉第筒制成的譜線掃描裝置探頭86，譜線掃描裝置探頭86能夠探測(cè)離子束的第二電流信號(hào)，譜線掃描裝置探頭86設(shè)置在譜線掃描裝置探頭板85上，譜線掃描裝置探頭板85設(shè)置在同位素電磁分離器中的接收器上(如圖34、圖36、圖37所示，譜線掃描裝置探頭板85通過螺釘26設(shè)置在接收器頭部的框架64上)。還包括與譜線掃描裝置探頭86相連的電子線路，以及同電子線路相連的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)能夠采集、顯示、記錄譜線掃描裝置探頭86的空間位置信號(hào)和譜線掃描裝置探頭86探測(cè)到的離子束的第二電流信號(hào)。在本發(fā)明中，譜線掃描裝置探頭86所采用的法拉第筒的直徑為1mm。如圖36、圖37所示，譜線掃描裝置探頭86不止一個(gè)(在本實(shí)施例中為7個(gè))，直線分布在譜線掃描裝置探頭板85上，探頭之間的間距為20mm，電子線路與譜線掃描裝置探頭86一一對(duì)應(yīng)。法拉第筒為不銹鋼材質(zhì)，譜線掃描裝置探頭板85采用高純石墨制作，譜線掃描裝置探頭86和譜線掃描裝置探頭板85之間設(shè)有采用氮化硼制作的絕緣層129，譜線掃描裝置探頭86是設(shè)置在絕緣層14內(nèi)，而不與譜線掃描裝置探頭板85接觸。譜線掃描裝置還包括設(shè)置在接收器上的能夠使譜線掃描裝置探頭板85做三維移動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠提供譜線掃描裝置探頭板85的三位移動(dòng)空間的范圍為240mm×240mm×240mm，三維移動(dòng)空間的三維坐標(biāo)包括X軸、Y軸、Z軸。如圖33所示，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括能夠帶動(dòng)框架64及譜線掃描裝置探頭板85前后運(yùn)動(dòng)的譜線掃描裝置滑動(dòng)軸80，相互連接的前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲杠82，前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲杠82用于控制譜線掃描裝置滑動(dòng)軸80的前后運(yùn)動(dòng)；還包括互相連接的皮帶輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)78和探頭掃描運(yùn)動(dòng)絲杠79；還包括通過譜線掃描裝置傳動(dòng)軸87與皮帶輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)78相連的掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77，掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77用于驅(qū)動(dòng)探頭掃描運(yùn)動(dòng)絲杠79使得譜線掃描裝置探頭板85能夠在框架64上做與X軸成43°角的直線移動(dòng)。其中，譜線掃描裝置傳動(dòng)軸87設(shè)置在譜線掃描裝置滑動(dòng)軸80的內(nèi)部，沿譜線掃描裝置滑動(dòng)軸80的軸向貫穿譜線掃描裝置滑動(dòng)軸80。譜線掃描裝置探頭板85能夠沿與X軸成43°角的直線移動(dòng)?；瑒?dòng)軸8、譜線掃描裝置傳動(dòng)軸87通過O型橡膠圈來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)密封。譜線掃描裝置的同位素譜線掃描方法，包括以下步驟：步驟S1，選取一個(gè)Z＝0的平面，在離子束附近選擇一個(gè)初始位置點(diǎn)A，A點(diǎn)坐標(biāo)為(XA，YA)；(離子束從同位素電磁分離器的離子源中通過三電極引出系統(tǒng)引出)步驟S2，使譜線掃描裝置探頭86沿與X軸成43°角的直線移動(dòng)到點(diǎn)B，B點(diǎn)坐標(biāo)為(XB，YB)，通過并掃描離子束，并同步輸出譜線掃描裝置探頭86的空間位置信號(hào)和離子束的第二電流信號(hào)；(譜線掃描裝置探頭86的運(yùn)動(dòng)實(shí)際是依靠譜線掃描裝置探頭板85的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，即譜線掃描裝置探頭板85沿與X軸成43°角的直線移動(dòng)到點(diǎn)B)步驟S3，調(diào)整始位置點(diǎn)為A1至An，A1點(diǎn)坐標(biāo)為(XA，YA1)，An點(diǎn)坐標(biāo)為(XA，YAn)，每個(gè)點(diǎn)均重復(fù)步驟1、步驟2，完成Z＝0的平面的測(cè)量；步驟S4，按照步驟S1～步驟S3，完成Z＝-100mm～+100mm不同平面的上述測(cè)量；步驟S5，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)譜線掃描裝置探頭86的空間位置信號(hào)和收集到的離子束的第二電流信號(hào)獲得離子束的空間分布圖像，取峰高的1/2處為離子束的寬度b，b最小處所對(duì)應(yīng)的空間位置就是離子束的聚焦處。舉例說明本發(fā)明所提供的譜線掃描裝置在同位素分離中的實(shí)際應(yīng)用。以銣(Rb)元素為例，由于銣元素有兩個(gè)同位素(85Rb、87Rb)，在分離過程中會(huì)產(chǎn)生兩條離子束，首先選取Z＝0的中間平面，在接收器附近有85Rb，87Rb兩條離子束，如圖38所示，P為測(cè)量的譜線掃描裝置探頭，初始位置A點(diǎn)的坐標(biāo)為(XA，YA)，它將沿與x軸成43°角的方向移動(dòng)到B(XB，YB)，并隨時(shí)輸出譜線掃描裝置探頭的空間位置信號(hào)，在移動(dòng)過程中譜線掃描裝置探頭依次掃過85Rb，87Rb離子束，并有電的信號(hào)輸出(第二電流信號(hào)示意見圖39所示)。探頭的空間位置信號(hào)與接收的第二電流信號(hào)可以繪成電流密度分布圖，并記錄儲(chǔ)存。完成了一次掃面后，將譜線掃描裝置探頭的位置調(diào)到A1，A2，.....An，完成一系列的掃面測(cè)量，在完成了Z＝0中間平面的測(cè)量后，再按同樣的方法完成Z＝-100mm～+100mm不同平面的上述測(cè)量。這樣就完成了85Rb和87Rb離子束的空間分布的測(cè)量，根據(jù)束的空間分布可以獲得像寬、高、形狀、兩像之間距離等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理采用通常的方法，取峰高的1/2處為束的寬度(見圖38，圖中J1、J2分別為85Rb和87Rb離子束的峰高)，b1為85Rb像寬，b2為87Rb像寬，d為銣同位素的色散，當(dāng)b1，b2的值為最小時(shí)此處就是聚焦點(diǎn)。4.束流發(fā)射度儀如圖40所示，束流發(fā)射度儀設(shè)置在同位素電磁分離器上，靠近同位素電磁分離器在真空室94內(nèi)、設(shè)有引出電極的離子源，引出電極上設(shè)有引出縫，離子源從引出電極的引出縫中射出離子束；束流發(fā)射度儀主要由四大部分構(gòu)成，包括：發(fā)射度儀探頭92、運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)、掃描電源、運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其中，運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)能夠使發(fā)射度儀探頭92在真空室94內(nèi)的引出縫附近做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，發(fā)射度儀探頭92能夠測(cè)量離子束的第三電流信號(hào)；連接發(fā)射度儀探頭92的掃描電源為發(fā)射度儀探頭92提供掃描電壓；運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于控制動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)、掃描電源，并處理發(fā)射度儀探頭92所獲得的第三電流信號(hào)。關(guān)于束流發(fā)射度儀的原理本發(fā)明提供的束流發(fā)射度儀主要用于測(cè)量同位素電磁分離器中的離子束束流在位置與動(dòng)量的相空間上的分布(離子束從同位素電磁分離器的Calutron離子源中經(jīng)引出電極的引出縫射出)，分布的面積為束流的發(fā)射度，用以表征束流的品質(zhì)。因此，需要測(cè)量相空間上各點(diǎn)(Xi,pj)上粒子數(shù)密度(用束流密度表征)。然而，X方向上的動(dòng)量分量不能直接測(cè)量，需要轉(zhuǎn)換成可直接測(cè)量的物理量：p＝mvx＝mv0sinθ公式(1)其中，p為X方向上的動(dòng)量，m是離子的質(zhì)量，V0是束流總速度，取決于加速電壓Va；1/2mv02＝eVa公式(2)其中，e為數(shù)學(xué)常數(shù)，一般保持不變。可以通過測(cè)量sinθ來獲得p。在θ較小的情況下，(dX是x軸方向的空間微分，dZ是z軸方向的空間微分)此時(shí)可用X’來代替p，所獲得的發(fā)射度測(cè)量數(shù)據(jù)類似于圖52所示。關(guān)于束流發(fā)射度儀的發(fā)射度儀探頭發(fā)射度的原理主要表現(xiàn)在發(fā)射度儀探頭上，即掃描電壓值與θ的對(duì)應(yīng)關(guān)系。發(fā)射度儀探頭由上下平行的低電位極板96和高電位極板97、前縫口99、后縫口100、抑制電極102、法拉第筒101等組成(見圖46至圖50)。如圖46、圖47所示在每個(gè)偏轉(zhuǎn)電壓(即掃描電壓)下，都唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)θ，只有入射角度為θ的離子才能通過前縫口99、后縫口100，被法拉第筒101接收。法拉第筒101的接收電流表征入射角為θ的離子數(shù)量。低電位極板96、高電位極板97之間的間距為D，低電位極板96、高電位極板97長(zhǎng)度為L(zhǎng)，低電位極板96、高電位極板97上加載的掃描電壓用V表示。根據(jù)通過前縫口99、后縫口100的離子軌跡及公式(2)，得到：因此，根據(jù)公式(4)，可以通過掃描電壓來獲得所有θ下離子的密度分布，得到的掃描結(jié)果如圖52所示(圖52中，Im為發(fā)射度儀探頭測(cè)量的電流信號(hào))。發(fā)射度儀探頭中還包括設(shè)置在后縫口100、法拉第筒101之間的抑制電極102(見圖46)，抑制電極102加載抑制電壓用于抑制二次電子的逃逸。抑制電壓為300V。在存在磁場(chǎng)的情況下，二次電子被磁力線約束，可不需要抑制電極。發(fā)射度儀探頭是根據(jù)同位素電磁分離器上的Calutron離子源的束流參數(shù)來設(shè)計(jì)。本發(fā)明實(shí)施例中，同位素電磁分離器用于對(duì)銣元素(Rb)進(jìn)行電磁分離，得到兩種同位素(85Rb、87Rb)，離子束的束流能量為30keV，最大張角達(dá)到±14.5度，流強(qiáng)≤100mA。如圖40所示，發(fā)射度儀探頭92設(shè)置在束流發(fā)射度儀上，束流發(fā)射度儀設(shè)置在同位素電磁分離器上。同位素電磁分離器包括設(shè)置在真空室94的真空環(huán)境中、設(shè)有引出電極的離子源，離子源從引出電極的引出縫中射出離子束95。發(fā)射度儀探頭92通過發(fā)射度儀探頭支架93安裝在發(fā)射度儀上，連接關(guān)系見圖43-圖45。如圖46所示，發(fā)射度儀探頭92包括上下平行設(shè)置的、用于靜電偏轉(zhuǎn)的低電位極板96、高電位極板97，高電位極板97設(shè)置在低電位極板96上方；設(shè)置在低電位極板96、高電位極板97兩端的前縫口99和后縫口100，前縫口99靠近離子源的引出縫；還包括設(shè)置在后縫口100上的法拉第筒101；離子束95能夠從前縫口99進(jìn)入低電位極板96、高電位極板97之間經(jīng)過靜電偏轉(zhuǎn)后，從后縫口100進(jìn)入法拉第筒101。發(fā)射度儀探頭是發(fā)射度儀中最為核心的部件，它的尺寸設(shè)計(jì)直接關(guān)系到發(fā)射度儀的測(cè)量精度。在發(fā)射度儀探頭的設(shè)計(jì)中，關(guān)鍵的尺寸有：低電位極板96、高電位極板97之間的間距D；低電位極板96、高電位極板97長(zhǎng)度L；前縫口99、后縫口100的縫口寬度d；低電位極板96、高電位極板97加載的最大掃描電壓Vmax。在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)以下幾個(gè)條件來確定以上幾個(gè)參數(shù)的值。S<D/2(S是離子束的拋物線高度)，即通過前縫口99、后縫口100的離子不能打到低電位極板96、高電位極板97上，如圖47所示。根據(jù)離子軌跡，有如下關(guān)系：(E是低電位極板96、高電位極板97間的電場(chǎng)強(qiáng)度，等于V/D)則有公式(5)必須恒成立。在本實(shí)施例中，Calutron離子源的離子束的張角都不超過14.5°。在對(duì)銣元素(Rb)進(jìn)行電磁分離的工藝中，加速電壓Va≈30kVolt。結(jié)合公式(1)，可得到掃描電壓的最大掃描值：V≥2Vasin2(14.5°)≈3.76kVolt公式(6)取Vmax＝4kVolt(R是離子束在電磁分離器中的偏轉(zhuǎn)半徑，B是電磁分離器中磁場(chǎng)強(qiáng)度)當(dāng)磁場(chǎng)大小為1000G時(shí)，R＝2310mm。取L<231mm公式(7)α≤0.1°，α為縫口寬度d引起的誤差，如圖48所示。結(jié)合公式(7)(8)可知：d<0.81mm公式(9)出于加工可行性考慮，取d＝0.5mm，代入公式(8)可知，L>143mm公式(10)由公式(4)可知，必須恒成立，而V<4kVolt，因此必須有則，D≥0.138L公式(11)根據(jù)公式(6)-(11)，可確定探頭的幾何尺寸為：參數(shù)單位(mm)參數(shù)單位(mm)參數(shù)單位(mm)L200D30d0.5即本發(fā)明所提供的發(fā)射度儀探頭中：低電位極板96、高電位極板97長(zhǎng)度為200mm；低電位極板96、高電位極板97之間的間距為30mm；前縫口99、后縫口100寬度為0.5mm。發(fā)射度儀探頭支架93采用石墨材料制作,并用去離子水進(jìn)行冷卻(發(fā)射度儀探頭92的法拉第筒101采用不銹鋼材料制作)，前縫口99設(shè)置在前縫口板98上(見圖46、47、48、50)，前縫口板98采用石墨材料制作。發(fā)射度儀探頭92上設(shè)有用于傳輸?shù)谌娏餍盘?hào)的信號(hào)連線，設(shè)置在法拉第筒101上(附圖中未標(biāo)出)，信號(hào)連線連接貫穿電極104，并通過貫穿電極104連接設(shè)置在探頭外部的運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)位于離子源和離子束95所處的真空環(huán)境之外)，用于向運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送法拉第筒101獲得的第三電流信號(hào)。貫穿電極104一端位于真空室94內(nèi)，通過信號(hào)連線與真空室94內(nèi)的發(fā)射度儀探頭92相連；另一端設(shè)置在真空室94之外的非真空環(huán)境中，連接運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于向運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)送發(fā)射度儀探頭92的法拉第筒101獲得的第三電流信號(hào)。貫穿電極104采用金屬電極與陶瓷材料相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)5kV高壓的電氣貫穿，陶瓷材料用于金屬電極的絕緣。發(fā)射度儀探頭92的耐受功率達(dá)到1.5kW(30kV，50mA)，耐受功率是指能夠耐受的離子束的最大功率。此外，還包括設(shè)置在法拉第筒101外圍的發(fā)射度儀探頭屏蔽罩130(見圖49)。發(fā)射度儀探頭92在不測(cè)量時(shí)，需要遠(yuǎn)離離子束避免轟擊和損耗。在本實(shí)施例中，離子源的引出電極的引出縫距離發(fā)射度儀的發(fā)射度儀安裝法蘭91的法蘭口660mm。關(guān)于掃描電源掃描電源設(shè)置在真空室94之外。掃描電源通過真空密封插頭與真空室94中的發(fā)射度儀探頭92連接。掃描電源的掃描電壓為±5kV，掃描電壓的掃描步長(zhǎng)為20V。掃描電源設(shè)置在真空室94外，離子束95無法照射到，避免了離子束95對(duì)掃描電源的影響。發(fā)射度儀探頭92的低電位極板96、高電位極板97上加載掃描電壓，因?yàn)樽畲髵呙桦妷簽?kVolt，由于θ有正負(fù)之分，故掃描電源的掃描范圍應(yīng)滿足-4kVolt至4kVolt。為確保電源長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定輸出，選擇掃描電源時(shí)，最大輸出為5kVolt。即本發(fā)明所提供的發(fā)射度儀探頭92的掃描電壓為5kV。對(duì)于掃描電壓，掃描步長(zhǎng)是比較關(guān)鍵的參數(shù)。從公式(4)可知，步長(zhǎng)越小，θ的分辨越好。然而，太小的掃描步長(zhǎng)會(huì)提高掃描電源的技術(shù)難度，甚至難以實(shí)現(xiàn)。并且掃描步長(zhǎng)越小，掃描時(shí)間越長(zhǎng)。因此，需要選擇適合的掃描步長(zhǎng)。對(duì)公式(4)進(jìn)行微分：可寫成：取根據(jù)公式(3)必須恒成立的條件，可知ΔV≤27.5Volt公式(13)實(shí)際選擇掃描步長(zhǎng)為20V，即發(fā)射度儀探頭92的掃描電壓的掃描步長(zhǎng)為20V。本發(fā)明所提供的發(fā)射度儀探頭92中，低電位極板96、高電位極板97上設(shè)有偏壓電源線(附圖中未標(biāo)出)，偏壓電源線連接設(shè)置在發(fā)射度儀探頭92外部的掃描電源(掃描電源位于離子源和離子束所處的真空環(huán)境之外)，用于掃描電源向低電位極板96、高電位極板97加載掃描電壓。掃描電源的輸出由低電位電壓信號(hào)源(0-10V)來控制，控制的對(duì)應(yīng)關(guān)系為線性關(guān)系(如圖51所示，圖中outputvoltage為輸出的掃描電壓，controlsignal為低電位電壓信號(hào)源的控制電壓)。在0-2.5V時(shí)，掃描電源輸出為零(即掃描電壓為零)；低電位電壓信號(hào)源的控制電壓大于2.5V時(shí)，掃描電源輸出有如下關(guān)系：(S是控制電壓信號(hào))其中，低電位電壓信號(hào)源輸出S＝2.5+0.015n，n＝0,1,……499.關(guān)于運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)如圖40至圖42所示，運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置在真空室94上，包括連接發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88和螺母73的發(fā)射度儀絲杠89，還包括與螺母73相連、一端穿入真空室94的發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90、設(shè)置在真空室94內(nèi)的發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90的一端的發(fā)射度儀探頭支架93，發(fā)射度儀探頭92安裝在發(fā)射度儀探頭支架93上，還包括把發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90設(shè)置在真空室94上的發(fā)射度儀安裝法蘭91，發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90能夠在發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)發(fā)射度儀探頭92做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其中，發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90采用密封的波紋管實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)在真空環(huán)境與非真空環(huán)境之間的運(yùn)動(dòng)貫穿，發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90在真空室94中的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程能夠達(dá)到±105mm。發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90在真空室94中的部分以及發(fā)射度儀探頭支架93的耐受功率達(dá)到1.5kW(30kV，50mA)，耐受功率是指能夠耐受的離子束的最大功率。發(fā)射度儀安裝法蘭91的尺寸依據(jù)現(xiàn)有的同位素電磁分離器的法蘭口尺寸而定，發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90的運(yùn)動(dòng)范圍根據(jù)離子源與法蘭口的距離和需要掃描的范圍而定。在分離器運(yùn)行時(shí)，離子束的張角最大為±14.5°，而離子源出口離束流發(fā)射度儀的發(fā)射度儀探頭92的位置有223mm。所以，發(fā)射度儀探頭92需要掃描的區(qū)域?yàn)殡x子源的引出縫223mm×tan(±14.5°)≈±57.5mm。由此可知，發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90的運(yùn)動(dòng)范圍需要大于115mm。關(guān)于運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)置在真空室94之外(在本實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用第二PLC模塊)，連接運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)、掃描電源和發(fā)射度儀探頭92，其中，運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過貫穿電極104與發(fā)射度儀探頭92上的信號(hào)連線連接。運(yùn)動(dòng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于控制運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)、控制掃描電源的開啟關(guān)閉和掃描電壓的輸出，以及處理發(fā)射度儀探頭92所獲得的第三電流信號(hào)，記錄運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的位置信號(hào)，顯示探測(cè)結(jié)果。關(guān)于發(fā)射度的探測(cè)方法本發(fā)明還提供了一種用于上述束流發(fā)射度儀的發(fā)射度探測(cè)方法，包括如下步驟：步驟S1，關(guān)閉掃描電源；開啟運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的電源；設(shè)置發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的運(yùn)行速度為5mm/s；使發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90復(fù)位至初始狀態(tài)；設(shè)定發(fā)射度儀探頭92的當(dāng)前位置為“0mm”；設(shè)定發(fā)射度儀探頭92的目標(biāo)位置為“200mm”；步驟S2，啟動(dòng)發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88，使發(fā)射度儀探頭92從“0mm”位置至“200mm”位置做勻速直線運(yùn)動(dòng)掃過離子束，得到離子束的束流密度分布圖像；控制發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88，使發(fā)射度儀探頭92回到“0mm”位置；根據(jù)束流密度分布圖像得到束流密度分布圖像中全高寬對(duì)應(yīng)的兩個(gè)坐標(biāo)X1、X2，作為發(fā)射度儀探頭92掃描的起始位置X1和終止位置X2；(以上步驟的目的是為了避免在不必要的空間位置浪費(fèi)時(shí)間和寶貴的同位素資源)步驟S3，設(shè)置發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的起始位置為X1，設(shè)置束流發(fā)射度儀的空間分辨率的單位(例如5mm)；步驟S4，啟動(dòng)發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88，使發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88從“0mm”位置運(yùn)行到X1位置；步驟S5，開啟掃描電源，發(fā)射度儀探頭92開始掃描；掃描完畢，關(guān)閉掃描電源；步驟S6，控制發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88按照步驟S3中空間分辨率的單位前進(jìn)一步(例如5mm)；步驟S7，開啟掃描電源，發(fā)射度儀探頭92開始掃描；掃描完畢，關(guān)閉掃描電源；步驟S8，重復(fù)步驟S6、步驟S7，直到發(fā)射度儀探頭92移動(dòng)超過X2位置為止。5.張角測(cè)量?jī)x張角測(cè)量?jī)x設(shè)置在同位素電磁分離器上，同位素電磁分離器包括設(shè)置在真空室94內(nèi)、設(shè)有引出電極的離子源，離子束95從引出電極的引出縫112中射出，離子束95在Y軸方向上收攏，在X軸方向上發(fā)散，Y軸方向?yàn)殡x子束95的發(fā)射方向。離子束95的張角是用裝在離子源的引出縫112前的張角測(cè)量?jī)x測(cè)量得到的。如圖53所示，本發(fā)明所提供的張角測(cè)量?jī)x包括設(shè)置在真空室94內(nèi)的第一張角測(cè)量?jī)x探頭110、第二張角測(cè)量?jī)x探頭109，通過第一張角測(cè)量?jī)x探頭110測(cè)量得到的第四電流信號(hào)能夠獲得所述離子束95的束流流強(qiáng)，通過第二張角測(cè)量?jī)x探頭109測(cè)量得到的第五電流信號(hào)能夠獲得離子束95的束流的空間密度分布，通過空間密度分布能夠得到離子束95的束流張角；還包括第三PLC模塊，第三PLC模塊能夠采集、記錄第一張角測(cè)量?jī)x探頭110、第二張角測(cè)量?jī)x探頭109的空間位置信號(hào)和所述第四、第五電流信號(hào)的空間位置信號(hào)和第四、第五電流信號(hào)(在本實(shí)施例中使用航空插頭124實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的接入和測(cè)控，如圖56所示，航空插頭124設(shè)置在張角測(cè)量?jī)x安裝法蘭105上)如圖53所示，第二張角測(cè)量?jī)x探頭109靠近引出縫112，第一張角測(cè)量?jī)x探頭110遠(yuǎn)離引出縫112(第二張角測(cè)量?jī)x探頭109在引出縫112和第一張角測(cè)量?jī)x探頭110之間)。在y＝110mm，或y＝150mm處，在z＝0的中心平面安裝第二張角測(cè)量?jī)x探頭109(也就是以引出縫112為坐標(biāo)系的原點(diǎn)，將第二張角測(cè)量?jī)x探頭109設(shè)置在引出縫112之前110mm或者150mm處)，沿X軸方向(即近似的垂直于離子束95的行進(jìn)方向)掃描，測(cè)出離子束95沿X軸方向的電流密度分布j(x),并由j(x)確定離子束95的張角。如圖53-圖55所示，第二張角測(cè)量?jī)x探頭109通過探頭運(yùn)動(dòng)裝置設(shè)置在真空室94內(nèi)，探頭運(yùn)動(dòng)裝置能夠帶動(dòng)第二張角測(cè)量?jī)x探頭109運(yùn)動(dòng)，第二張角測(cè)量?jī)x探頭109的二維運(yùn)動(dòng)范圍包括沿X軸方向運(yùn)動(dòng)±115mm，沿垂直于X軸、Y軸的Z軸方向運(yùn)動(dòng)±100mm。第一張角測(cè)量?jī)x探頭110通過探頭運(yùn)動(dòng)裝置設(shè)置在真空室94內(nèi)；探頭運(yùn)動(dòng)裝置能夠使第一張角測(cè)量?jī)x探頭110翻轉(zhuǎn)到偏離離子束95的位置，不影響離子源的正常出束，不遮擋離子束95的束流。第一張角測(cè)量?jī)x探頭110由一個(gè)大法拉第筒構(gòu)成，大法拉第筒能夠測(cè)量的束流流強(qiáng)達(dá)到50mA。大法拉第筒采用水冷冷卻。在本實(shí)施例中，第一張角測(cè)量?jī)x探頭110的大法拉第筒的翻轉(zhuǎn)角度為90°。探頭運(yùn)動(dòng)裝置通過張角測(cè)量?jī)x安裝法蘭105設(shè)置在同位素電磁分離器上。如圖53-圖55所示，探頭運(yùn)動(dòng)裝置貫穿設(shè)置在同位素電磁分離器的真空室94上，采用旋轉(zhuǎn)動(dòng)密封實(shí)現(xiàn)探頭運(yùn)動(dòng)裝置在真空環(huán)境與非真空環(huán)境之間的運(yùn)動(dòng)貫穿。探頭運(yùn)動(dòng)裝置包括：控制第一張角測(cè)量?jī)x探頭110進(jìn)行翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)126、控制第二張角測(cè)量?jī)x探頭109進(jìn)行二維運(yùn)動(dòng)的第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)127、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)128。連接并帶動(dòng)第一張角測(cè)量?jī)x探頭110運(yùn)動(dòng)的第一張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)軸108，第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)126設(shè)置在第一張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)軸108一端(非真空環(huán)境中)，在第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)126的驅(qū)動(dòng)下第一張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)軸108能夠使第一張角測(cè)量?jī)x探頭110翻轉(zhuǎn)到偏離離子束95的位置；連接并帶動(dòng)第二張角測(cè)量?jī)x探頭109運(yùn)動(dòng)的絲杠驅(qū)動(dòng)器106、第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)軸107、第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)111等，能夠帶動(dòng)第二張角測(cè)量?jī)x探頭109沿X軸方向運(yùn)動(dòng)±115mm；其中，第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)127設(shè)置在第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)軸107一端(非真空環(huán)境中)，第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)128設(shè)置在絲杠驅(qū)動(dòng)器106一端(非真空環(huán)境中)。其中第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)111(如圖57所示)又包括：傳動(dòng)齒輪118、張角測(cè)量?jī)x傳動(dòng)桿119、探頭驅(qū)動(dòng)桿120、變向傳動(dòng)齒輪121、探頭螺紋導(dǎo)桿122和探頭安裝桿123；第二張角測(cè)量?jī)x探頭109通過第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)111與絲杠驅(qū)動(dòng)器106、第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)軸107相連，并能夠在第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)111的帶動(dòng)下完成沿垂直于X軸、Y軸的Z軸方向運(yùn)動(dòng)±100mm的運(yùn)動(dòng)控制。如圖58、圖59所示，第二張角測(cè)量?jī)x探頭109包括探頭面板113及設(shè)置在探頭面板113上的若干個(gè)開口朝向一致的張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒117(在本實(shí)施例中，張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒117為2個(gè))。張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒117的直徑小于1mm。探頭面板113通過固定連片114，螺釘26固定在第二張角測(cè)量?jī)x探頭驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)111上。張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒117同樣采用螺釘26固定在探頭面板113上，張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒117外圍設(shè)有第二張角測(cè)量?jī)x探頭屏蔽罩115，張角測(cè)量?jī)x小法拉第筒117與第二張角測(cè)量?jī)x探頭屏蔽罩115之間設(shè)有探頭絕緣子116。關(guān)于張角測(cè)量?jī)x的性能測(cè)試，測(cè)量離子束95的張角時(shí)，張角測(cè)量?jī)x在離子源的引出縫112附近橫截面上測(cè)量。獲得的數(shù)據(jù)大致如圖60所示。I為第二張角測(cè)量?jī)x探頭109的第五電流信號(hào)，Z為圖60中的X軸方向距離，d為信號(hào)的半高寬。由半高寬d可獲得離子束95的張角α/2大小。根據(jù)公式：其中，L為張角測(cè)量?jī)x的第二張角測(cè)量?jī)x探頭109與離子源的引出縫112的垂直距離。L的大小可以從張角測(cè)量?jī)x的物理設(shè)計(jì)得到，在本實(shí)施例所采用的同位素電磁分離器上，L＝173mm。按照張角測(cè)量?jī)x的指標(biāo)：α/2＝14.5°，則需要掃描的距離為：d＝2×173×tan14.5°≈89.5mm因此，測(cè)試過程中，張角測(cè)量?jī)x的第二張角測(cè)量?jī)x探頭109在X軸方向運(yùn)動(dòng)達(dá)到89.5mm時(shí)，測(cè)量張角可達(dá)14.5°。6.譜線掃描裝置控制系統(tǒng)譜線掃描裝置控制系統(tǒng)(如圖61所示)，包括連接有第一顯示控制設(shè)備的第一PLC模塊，其中，第一PLC模塊與譜線掃描裝置相連；能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)譜線掃描裝置的運(yùn)動(dòng)與位置跟蹤、信號(hào)獲取和信號(hào)處理。第一PLC模塊能夠采集、記錄譜線掃描裝置探頭86的空間位置信號(hào)(包括位置坐標(biāo))和第二電流信號(hào)；第一顯示控制設(shè)備用于顯示機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)(包括位置坐標(biāo))、第一PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)，還用于輸入控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制指令、并通過第一PLC模塊向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送控制指令，控制機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。在本實(shí)施例中，第一顯示控制設(shè)備采用觸摸屏，通過觸摸屏精確調(diào)節(jié)譜線掃描裝置的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置參數(shù)(包括位置坐標(biāo))，并精確測(cè)量離子束的束流參數(shù)。第一顯示控制設(shè)備輸入的、并通過第一PLC模塊向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送的控制指令包括：設(shè)置掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；讀取掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；控制掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81運(yùn)動(dòng)與停止。第一顯示控制設(shè)備顯示的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、第一PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)包括：掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；離子束的第二電流信號(hào)，第二電流信號(hào)為離子束的電流值；對(duì)電流值、電壓值進(jìn)行處理后形成的與譜線掃描裝置探頭86的空間位置信號(hào)(包括位置坐標(biāo))一一對(duì)應(yīng)的束流密度分布圖像(如圖39所示)。因?yàn)橥凰仉姶欧蛛x器中存在強(qiáng)磁場(chǎng)，會(huì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響譜線掃描裝置的測(cè)量效果，因此本發(fā)明還包括對(duì)掃描探頭驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)77和前后運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)81采用磁屏蔽，通過磁屏蔽以及對(duì)步進(jìn)電機(jī)的位置進(jìn)行控制，解決強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的影響，保證譜線掃描裝置的測(cè)量效果不受干擾。譜線掃描裝置控制系統(tǒng)使用航空插頭實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的接入和測(cè)控，所述信號(hào)包括：離子束的第二電流信號(hào)、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、第一PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)、向機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)送的控制指令等等。7.束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)包括連接有第二顯示控制設(shè)備的第二PLC模塊(見圖62)，其中，第二PLC模塊與設(shè)置在同位素電磁分離器的接收器上的束流發(fā)射度儀相連；束流發(fā)射度儀(見圖40)包括設(shè)置有發(fā)射度儀探頭92的運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)，運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)能夠使發(fā)射度儀探頭92在位于同位素電磁分離器的真空室94內(nèi)的引出電極的引出縫附近做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)(引出電極位于離子源的頭部，離子源中的離子束從引出電極上的引出縫中射出)，發(fā)射度儀探頭92能夠測(cè)量離子束的第三電流信號(hào)；還包括連接發(fā)射度儀探頭92的掃描電源；第二PLC模塊用于控制動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)、掃描電源、處理發(fā)射度儀探頭92所獲得的第三電流信號(hào)。第二顯示控制設(shè)備用于顯示運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、第二PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)，還用于輸入控制運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的控制指令、通過第二PLC模塊控制運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的運(yùn)行。在本實(shí)施例中，第二顯示控制設(shè)備為觸控屏。如圖40所示，運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置在真空室94上，包括連接發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88和螺母73的發(fā)射度儀絲杠89，還包括與螺母73相連、一端穿入真空室94的發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90、設(shè)置在真空室94內(nèi)的發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90的一端的發(fā)射度儀探頭支架93，發(fā)射度儀探頭92安裝在發(fā)射度儀探頭支架93上，還包括把發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90設(shè)置在真空室94上的發(fā)射度儀安裝法蘭91，發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90能夠在發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)發(fā)射度儀探頭92做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其中，發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90采用密封的波紋管實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)在真空環(huán)境與非真空環(huán)境之間的運(yùn)動(dòng)貫穿，發(fā)射度儀傳動(dòng)桿90在真空室94中的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的行程能夠達(dá)到±105mm。通過第二顯示控制設(shè)備輸入的控制指令包括：離子束的當(dāng)前束流參數(shù)；發(fā)射度儀探頭92的探頭參數(shù)；對(duì)掃描電源的開啟、關(guān)閉；對(duì)運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的電源開啟、關(guān)閉；設(shè)置發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的運(yùn)行速度；使傳動(dòng)桿復(fù)位至初始狀態(tài)；設(shè)定發(fā)射度儀探頭92的當(dāng)前位置；設(shè)定發(fā)射度儀探頭92的目標(biāo)位置；控制發(fā)射度儀探頭92回到當(dāng)前位置；設(shè)置發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的起始位置；設(shè)置發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的終止位置；設(shè)置束流發(fā)射度儀的空間分辨率的單位；對(duì)發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88啟動(dòng)、關(guān)閉；控制發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88按照空間分辨率的單位前進(jìn)一步。第二顯示控制設(shè)備顯示的運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、第二PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)包括：發(fā)射度儀探頭92的探頭參數(shù)；掃描電源的開啟、關(guān)閉；運(yùn)動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的電源開啟、關(guān)閉；發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的運(yùn)行速度；傳動(dòng)桿復(fù)位至初始狀態(tài)；發(fā)射度儀探頭92的當(dāng)前位置；發(fā)射度儀探頭92的目標(biāo)位置；發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的起始位置；發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88的終止位置；束流發(fā)射度儀的空間分辨率的單位；發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88啟動(dòng)、關(guān)閉；離子束的束流密度分布圖像；發(fā)射度相圖；發(fā)射度數(shù)值。此外，束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)還包括三個(gè)指示燈，分別為電源指示燈、待機(jī)指示燈、運(yùn)行指示燈(在本實(shí)施例中，電源指示燈為紅色、待機(jī)指示燈為黃色、運(yùn)行指示燈為綠色)，電源指示燈恒亮表示束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)通電良好，待機(jī)指示燈恒亮表示發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88未動(dòng)作或停止了動(dòng)作，運(yùn)行指示燈恒亮表示發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88正在運(yùn)行。其中，待機(jī)指示燈與運(yùn)行指示燈不同時(shí)點(diǎn)亮。本發(fā)明提供的束流發(fā)射度儀控制系統(tǒng)具備限位功能，即限制發(fā)射度儀步進(jìn)電機(jī)88越過規(guī)定行程的兩端。8.張角測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)張角測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)，包括連接有第三顯示控制設(shè)備的第三PLC模塊(見圖63)，其中，第三PLC模塊與設(shè)置在同位素電磁分離器上的張角測(cè)量?jī)x相連。在本實(shí)施例中，第三顯示控制設(shè)備采用觸摸屏。第三顯示控制設(shè)備輸入的、并通過第三PLC模塊向探頭運(yùn)動(dòng)裝置發(fā)送的控制指令包括：設(shè)置與第二張角測(cè)量?jī)x探頭109相連的第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)127、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)128的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；讀取與第二張角測(cè)量?jī)x探頭109相連的第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)127、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)128的當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；控制與第二張角測(cè)量?jī)x探頭109相連的第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)127、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)128的運(yùn)動(dòng)與停止，實(shí)現(xiàn)第二張角測(cè)量?jī)x探頭109的二維運(yùn)動(dòng)；還包括：設(shè)置與第一張角測(cè)量?jī)x探頭110相連的第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)126的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；讀取與第一張角測(cè)量?jī)x探頭110相連的第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)126的當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；控制與第一張角測(cè)量?jī)x探頭110相連的第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)126的運(yùn)動(dòng)與停止，實(shí)現(xiàn)第一張角測(cè)量?jī)x探頭110的翻轉(zhuǎn)。第三顯示控制設(shè)備顯示的探頭運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、第三PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)包括：與第二張角測(cè)量?jī)x探頭109相連的第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)127、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)128的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；與第二張角測(cè)量?jī)x探頭109相連的第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)127、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)128的當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；第二張角測(cè)量?jī)x探頭109探測(cè)得到的離子束的第五電流信號(hào)，第五電流信號(hào)包括離子束的電流值、電壓值；對(duì)電流值、電壓值進(jìn)行處理后形成的與第二張角測(cè)量?jī)x探頭109的空間位置信號(hào)一一對(duì)應(yīng)的束流密度分布圖像(如圖60所示)；還包括：與第一張角測(cè)量?jī)x探頭110相連的第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)126的目標(biāo)位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度、步數(shù)；與第一張角測(cè)量?jī)x探頭110相連的第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)126的當(dāng)前的位置坐標(biāo)、運(yùn)行速度；第一張角測(cè)量?jī)x探頭110探測(cè)得到的離子束的第四電流信號(hào)，第四電流信號(hào)包括離子束的電流值。還包括對(duì)與第二張角測(cè)量?jī)x探頭109相連的第二張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)127、第三張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)128以及與第一張角測(cè)量?jī)x探頭110相連的第一張角測(cè)量?jī)x步進(jìn)電機(jī)126進(jìn)行屏蔽。屏蔽的方式為磁屏蔽。由于步進(jìn)電機(jī)根據(jù)帶電導(dǎo)線切割磁力線而運(yùn)動(dòng)，強(qiáng)磁場(chǎng)會(huì)改變步進(jìn)電機(jī)內(nèi)原有的磁場(chǎng)大小和方向，使步進(jìn)電機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。磁屏蔽可以避免外界磁力線進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)而保證步進(jìn)電機(jī)正常工作；控制步進(jìn)電機(jī)與電磁鐵的位置，可使步進(jìn)電機(jī)在磁場(chǎng)微弱到不足以產(chǎn)生干擾的位置工作。張角測(cè)量?jī)x上還包括張角測(cè)量?jī)x安裝法蘭105(通過張角測(cè)量?jī)x安裝法蘭105將張角測(cè)量?jī)x安裝在同位素電磁分離器的真空室94上)，如圖56所示，張角測(cè)量?jī)x安裝法蘭105上設(shè)有航空插頭124，通過航空插頭124實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的接入和測(cè)控，信號(hào)包括：第一張角測(cè)量?jī)x探頭110、第二張角測(cè)量?jī)x探頭109探測(cè)到的第四、第五電流信號(hào)；探頭運(yùn)動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和位置數(shù)據(jù)、第三PLC模塊獲得的信號(hào)數(shù)據(jù)、用于控制探頭運(yùn)動(dòng)裝置的控制指令。當(dāng)前第1頁1 2 3