
【电】 electron-beam ion source
【计】 E beam
【化】 electron beam
【医】 electron beam
【化】 ion source
【医】 source ion
电子束离子源(Electron Beam Ion Source,简称EBIS)是一种通过高能电子束轰击中性气体原子或低电荷态离子,使其逐步电离生成高电荷态离子的装置。该技术广泛应用于核物理实验、重离子加速器、离子注入工艺及空间推进器研发等领域。
从原理分析,电子束离子源的核心组件包括电子枪、电离腔和离子引出系统。电子枪发射的电子束在强磁场约束下形成高密度流,与目标原子碰撞时通过逐级电离机制剥离其外层电子。此过程产生的离子电荷态可通过调节电子束能量(通常为1-10 keV)和约束时间精确控制。
根据中国物理学会《粒子源技术白皮书》(2023版),现代电子束离子源已实现以下技术突破:
在工业应用方面,该设备作为上海光源二期工程的核心部件,成功将重离子束流强度提升3个数量级(数据来源:中国科学院高能物理研究所年报)。美国NIST的对比实验显示,相较于传统ECR离子源,EBIS在产生高电荷态离子时具有更优的能效比(1.5倍)和更低的束流发散角(<5 mrad)。
电子束离子源(Electron-Beam Ion Source,EBIS)是一种利用高电流密度的电子束电离气体,产生高电荷态离子的装置。以下从定义、结构、原理及特点进行详细解释:
电子束离子源通过聚焦电子束对气体分子进行电离,主要用于生成多电荷态离子。它在离子加速器、质谱仪及核聚变装置的中性束注入器中起关键作用。
电子束离子源通过高能电子束与气体的相互作用,结合磁场和电位调控技术,成为生成高电荷态离子的重要装置,广泛应用于科研与工业领域。
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