电场磁场平行型中性粒子分析器剥离单元和分析单元的设计与模拟

介绍了电场磁场平行型中性粒子分析器(E//B NPA)的剥离单元和分析单元的结构设计。剥离单元由剥离室(包括两个差分管和供气波纹管)、真空室(包括一个中性粒子进入孔和一个离子排出孔)和真空抽气系统组成。计算了分析器的剥离效率，用综合效率的形式R×f₊₁表示，R是透射率，f₊₁是电荷态为+1的粒子的比例。E//B NPA的分析磁场由永磁铁、磁极和磁轭构成的磁体来实现，永磁铁的材料是NdFeB，磁极和磁轭的材料是低碳钢。磁极采用收口式设计，以聚焦离子的飞行轨迹，并提高磁场的利用率。通过对电磁场中带电粒子飞行轨迹的模拟，观察到H⁺和D⁺在探测面上的离子轰击点分为上下两行，并分别按照能量由低至高从左到右排布。所模拟H⁺和D⁺的能量范围分别为20～200keV和10～200keV，可以满足HL-2A和HL-2M装置上中性束注入加热等离子体时快离子质谱和能谱的诊断需求。