空間環境輻射模擬裝置的製作方法

2023-04-28 10:29:51

專利名稱：空間環境輻射模擬裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及了一種空間環境輻射模擬裝置，屬於輻射模擬技術領域。
背景技術：
人造衛星和太空飛行器本身以及它們所攜帶的各種儀器和工具，需要長時間在太空中工作。因此它們所使用的材料和元器件都需要經過挑選或專門試製，並通過空間環境試驗加以確認，以保證其可靠性。空間環境輻射模擬試驗，過去是在小型通用的工業電子加速器上實現的。這種設備只能提供一束單向掃描的電子注，輻照直接在大氣環境中進行。除了束流強度可調之外， 其餘試驗條件皆不可控，是一種最簡單的方法。試驗在大氣當中進行，試驗及測試結果要受到空氣、特別是氧和臭氧的幹擾，無法獲得準確的試驗結論，單向掃描電子束的橫截面成一近似高斯分布，很不均勻，無法實現樣品的均勻輻照，電子束受到空氣散射後，能譜分散，因此無法實現單能量輻照，而且輻照過程無法添加其他參量，如溫度、光照以及其他離子存在的影響等，加速器的束流可調範圍窄，不能適應更廣泛的試驗需要。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種空間環境輻射模擬裝置，使輻照平臺置於接近真空的輻照室內的進行試驗，電子加速器的束流輸出能大範圍變化，能實現全面的狀態模擬和精確的參數測定，解決了電子束能譜分散問題。為了解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是
一種空間環境輻射模擬裝置，包括依次相連接的電子加速器主體、電子槍、第一加速管、截束光闌、掃面磁鐵和輻照室，所述輻照室內安裝有輻照平臺，其特徵在於所述輻照室上還安裝有第一分子泵。前述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於還包括一個輻射屏蔽箱，所述的截束光闌、掃面磁鐵、輻照室、第一分子泵均安裝在所述輻射屏蔽箱中。前述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述截束光闌與掃面磁鐵之間連接有真空波紋管。前述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述真空波紋管與所述掃面磁鐵之間還安裝有插板閥。前述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述掃面磁鐵與輻照室之間安裝有第二加速管，且所述第二加速管上安裝有第二分子泵。前述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述輻照平臺的下面安裝有加熱、冷
卻裝置。前述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述輻照室上安裝有紫外攝像機、等離子源噴口和電纜插座法蘭。
前述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述輻射室上還設有觀察窗。本發明所採用的技術方案所取得的有益效果如下
1、電子加速器的束流輸出能大範圍變化，相應樣品上的束流密度可從IOOpA IOnA進行調節；
2、輻照室真空度可達10-5Pa，接近空間環境的實際狀況；
3、裝備有等離子體噴口，紫外照相機、微電流測量等附屬裝置與儀器，以實現全面的狀態模擬和精確的參數測定；
4、輻照平臺置於真空室內，尺寸達200X300mm2，解決了電子束能譜分散問題；
5、束流掃描控制系統可以確保樣品在200X300mm2範圍內達到80%的劑量均勻度；
6、輻照平臺溫度可以從一160 200°C進行調控；
7、加速器和輻照室採用自屏蔽，設備佔地面積小，緊湊、安全。


圖1是本發明空間環境輻射模擬裝置的正視圖； 圖2是本發明空間環境輻射模擬裝置的側視圖。
具體實施例方式下面將結合說明書附圖，對本發明作進一步的說明。如圖1和圖2所示，一種空間環境輻射模擬裝置，包括依次相連接的電子加速器主體1、電子槍2、第一加速管3、截束光闌4、掃面磁鐵6和輻照室11，所述輻照室11內安裝有輻照平臺17，所述輻照室11上還安裝有第一分子泵12。所述的電子加速器主體的能量在0. 2-0. 55MeV之間連續可調，束流在5-200 μ A之間連續可調，通過電子槍2和第一加速管3產生並加速成電子束，適應更廣泛的試驗需要。 通過截束光闌4截取部分電子束，被截取的電子束向前進入掃面磁鐵6，掃面磁鐵6以適當的頻率將電子束在相互垂直的兩個方向掃開，並在輻照室11內的輻照平臺17上形成均勻的輻射場，輻照室11通過第一分子泵12進行抽氣，使輻照室內的真空度達到10_5Pa，使輻照試驗在接近真空的環境中進行。本發明的空間環境輻射模擬裝置還包括一個輻射屏蔽箱5，所述的截束光闌4、掃面磁鐵6、輻照室11、第一分子泵12均安裝在所述輻射屏蔽箱5中，該屏蔽箱5能確保輻射試驗進行時，設備周圍是安全的，而且這種輻照室自屏蔽的方式，使設備佔地面積小、緊湊、安全。在截束光闌4與掃面磁鐵6之間連接有真空波紋管7，所述真空波紋管7與所述掃面磁鐵6之間還安裝有插板閥8，由於輻照室11經常需要開啟，因而利用真空波紋管7和插板閥8進行真空隔離。掃面磁鐵6與輻照室11之間安裝有第二加速管9，且所述第二加速管9上安裝有第二分子泵10，進過掃面磁鐵6的電子束進入輻照室11之前還通過第二加速管9加速，並利用第二分子泵10對第二加速管9抽真空，避免第二加速管9中空氣進入輻照室11。在輻照平臺17的下面安裝有加熱、冷卻裝置14，使輻照平臺17的溫度可以在-160°C -20(TC之間實現快速線性溫控。輻照室11上安裝有紫外攝像機13、等離子源噴口 15和電纜插座法蘭18，實現全面的狀態模擬和精確的參數測定。輻射室11上還設有觀察窗16，可以實時通過觀察窗16觀察試驗的進程。綜上所述，本發明提供的一種空間環境輻射模擬裝置，使輻照平臺置於接近真空的輻照室內的進行試驗，電子加速器的束流輸出能大範圍變化，能實現全面的狀態模擬和精確的參數測定，解決了電子束能譜分散問題。以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵及優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界。
權利要求
1.一種空間環境輻射模擬裝置，包括依次相連接的電子加速器主體(1)、電子槍(2)、 第一加速管(3)、截束光闌(4)、掃面磁鐵(6)和輻照室(11)，所述輻照室(11)內安裝有輻照平臺(17)，其特徵在於所述輻照室(11)上還安裝有第一分子泵(12)。
2.根據權利要求1所述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於還包括一個輻射屏蔽箱(5)，所述的截束光闌(4)、掃面磁鐵(6)、輻照室(11)、第一分子泵(12)均安裝在所述輻射屏蔽箱(5)中。
3.根據權利要求1或2所述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述截束光闌(4) 與掃面磁鐵(6)之間連接有真空波紋管(7)。
4.根據權利要求3所述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述真空波紋管(7)與所述掃面磁鐵(6 )之間還安裝有插板閥(8 )。
5.根據權利要求4所述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述掃面磁鐵(6)與輻照室(11)之間安裝有第二加速管(9)，且所述第二加速管(9)上安裝有第二分子泵(10)。
6.根據權利要求5所述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述輻照平臺(17)的下面安裝有加熱、冷卻裝置(14)。
7.根據權利要求6所述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述輻照室(11)上安裝有紫外攝像機(13)、等離子源噴口(15)和電纜插座法蘭(18)。
8.根據權利要求7所述的空間環境輻射模擬裝置，其特徵在於所述輻射室(11)上還設有觀察窗(16)。
全文摘要
本發明公開了一種空間環境輻射模擬裝置，包括依次相連接的電子加速器主體、電子槍、第一加速管、截束光闌、掃面磁鐵和輻照室，所述輻照室內安裝有輻照平臺，所述輻照室上還安裝有第一分子泵。本發明解決了現有技術中只能提供一束單向掃描的電子注，輻照直接在大氣環境中進行的問題，本發明使輻照平臺置於接近真空的輻照室內的進行試驗，電子加速器的束流輸出能大範圍變化，能實現全面的狀態模擬和精確的參數測定，解決了電子束能譜分散問題。
文檔編號G01N23/00GK102494917SQ20111041274
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者俞章華, 斯厚智 申請人:江蘇達勝加速器製造有限公司