离子源系统

离子源系统产生被加速的粒子束流，它是通过电离高纯度的H2（或者D2）产生等离子体，再利用射频系统将等离子体中的H-（或者D-）离子提取出来进入真空腔加速。对于储存在钢瓶中的高纯度H2（或者D2）气体需要保持一定的压力，操作人员应每周检查1次钢瓶中气体的压力是否保持在0.3MPa（45psi）以上，如果气体压力低于该值，则需要更换气瓶，同时更新Master系统数据库资料。

Master系统数据库可以记录离子源阴极操作时间，阴极操作时间反映阴极的损耗情况，操作人员每隔1个月应从Master系统数据库读取阴极操作时间，了解阴极使用情况；在回旋加速器生产过程中观察离子源电流和电压情况，当离子源效率下降时，应及时更换离子源阳极和阴极，同时清洗离子源体。

对离子源的基本要求有以下几点：①能产生多种离子，电荷态高。为了使加速器能够提供多种元素的高能粒子，要求离子源能产生多种离子，重粒子回旋加速器要求离子源提供多电荷态的重粒子束。②有最大的粒子束流。各种不同要求的加速器对粒子束的能量和流强的要求不同，但均要求保证离子源能提供足够大的流强。③粒子束的发散度小，亮度高。早期主要要求离子源能够产生足够的流强，但发现从离子源进入加速器的束流未全部被加速，而且引出的束流也没有达到理想的值，后来人们提出粒子束的品质参数，如发散度和亮度。粒子束的发散度除与等离子体温度、等离子体的发射面有关外，还与离子源在引出区的空间电荷、气体原子的散射有关。④粒子束的能量分散小。从离子源引出的粒子束能量并不相同，粒子束能量分散的大小，一般由离子源的游离方式和电流的波动等因素有关。离子源的能量分散必然会带来引出束流的能量分散，在回旋加速器中也会造成加速过程中的轨道分散，共振加速时被捕获到的离子数大大减少，因而要求能量分散尽可能小。⑤离子源的寿命长。离子源工作一定时间后，某些部件会被损坏或出现故障，需更换或维修，阴极对的寿命一般在几十到几万小时。⑥电离效率高，即产生的有效离子含量高。⑦气体利用率和电源功率利用率高。提高气体利用率，可节省被电离气体的消耗量；若气体利用率低，会影响加速器的真空度。