不同電磁場(chǎng)位形下離子射流質(zhì)量分離的特性研究.pdf

1、離子束流的電磁場(chǎng)控制技術(shù)在航天、醫(yī)學(xué)、原子能及科學(xué)研究等各個(gè)領(lǐng)域俱有體現(xiàn)，是目前的研究熱點(diǎn)。本課題在傳統(tǒng)電磁分離法的基礎(chǔ)上深入研究了不同位形電磁場(chǎng)情況下質(zhì)量分離的可行性，通過(guò)模擬不同質(zhì)量離子在不同位形電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，計(jì)算出質(zhì)量色散的大小，最終給出了不同位形電磁場(chǎng)的分離特點(diǎn)。
　　本課題首先深入研究了傳統(tǒng)的電磁質(zhì)量分離法中質(zhì)量分離的物理過(guò)程，給出了傳統(tǒng)電磁分離法的原理和典型裝置的結(jié)構(gòu)，并總結(jié)了傳統(tǒng)分離方法的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)針對(duì)其具體

2、缺陷提出改進(jìn)措施。
　　然后，本文研究了在線型電流形成的磁場(chǎng)中，離子質(zhì)量分離的可行性。通過(guò)應(yīng)用MATLAB軟件模擬鈾、鋰及氙氪混合氣體束流分別在相同速度和相同能量入射時(shí)的粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，本文給出了束流在線型電流磁場(chǎng)中的質(zhì)量分離色散特性，并在此基礎(chǔ)上分析了線型電流磁場(chǎng)分離法的優(yōu)點(diǎn)和局限性。
　　再次，本課題研究了具有周向磁場(chǎng)和徑向電場(chǎng)的正交電磁場(chǎng)中質(zhì)量分離的可行性。基于粒子在正交電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方程推導(dǎo)出粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)振蕩的各級(jí)極點(diǎn)，

3、應(yīng)用MATLAB軟件以鈾、鋰為例模擬計(jì)算，結(jié)果顯示出其質(zhì)量色散特性高于傳統(tǒng)電磁法，亦有避免“3/2定律”限制且減小裝置尺寸的特點(diǎn)。
　　最后，本文研究了具有軸向磁場(chǎng)和徑向電場(chǎng)的正交電磁場(chǎng)位形下電磁質(zhì)量分離的可行性及優(yōu)缺點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上展開(kāi)對(duì)于純磁場(chǎng)位形下質(zhì)量聚焦位置不重疊的討論。利用MATLAB軟件模擬了帶電粒子軌跡，進(jìn)一步驗(yàn)證了聚焦位置不重疊的兩種情形。
　　本課題的理論分析和仿真結(jié)果表明，非均勻場(chǎng)具有更加理想的質(zhì)量色散特