一种聚合物膜单离子辐照装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及离子辐照技术领域，具体地涉及一种聚合物膜单离子辐照装置及其使用方法。

背景技术：

2.现代社会人类的发展，科学的进步以及工业化进程的推进都需要充足的资源作为支撑，自工业革命以来，随着人口日益增长，工业化程度越来越高，人类对资源的需求将有增无减。然而，已经探明的不可再生能源诸如煤、石油、天然气等的储量十分有限，工业发展所需的锂矿、铀矿等矿物资源也被不断消耗殆尽，它们的储量至多只够人类几百年节省地使用，因此需要发展新的能源来取代传统的不可再生能源，同时需要发展盐湖提锂、海水提铀等关键技术解决矿物资源匮乏的问题。
3.由于地球表面70％都被海洋所覆盖，其中蕴藏的能量也一定巨大，因此人们近年来致力于研究和开发海洋中所蕴藏的资源。科学家和工程师们在探索海洋资源的工作中涉及到最重要的技术是膜科学技术。核孔膜中所具有的纳米通道则是研究反电渗析基础原理以及进行海水发电的重要材料。同时核孔膜在海水淡化、海水提锂提铀、污水净化、气体分离和药物分离提纯等资源提取领域有着广泛的应用。因此，简便快速地制作出核孔膜为上述研究提供材料成为当下的首要任务。

技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明的目的是提供一种辐照效率高以及安全可靠的聚合物膜单离子辐照装置及其使用方法，本发明尤其在重离子加速器实验终端具有辐射的环境下，对有机聚合物膜进行自动化辐照，避免实验员受到辐射危险，提高有机聚合物膜离子辐照的效率以及安全性。
5.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
6.根据本发明实施例的第一方面，本发明提供了一种聚合物膜单离子辐照装置，其包括：
7.旋转辐照模块，能够旋转运动并且适于放置待辐照的聚合物膜材料；
8.阻挡模块，用于阻挡束流辐照到放置在所述旋转辐照模块上的聚合物膜材料上；
9.束流探测模块，用于探测束流，所述束流探测模块与所述旋转辐照模块和所述阻挡模块联动。
10.根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述旋转辐照模块包括夹膜转盘、设于夹膜转盘外边缘上的多个夹膜组件和驱动夹膜转盘旋转的驱动电机，所述多个夹膜组件夹持待辐照的聚合物膜材料。
11.3、根据权利要求2所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述多个夹膜组件包括夹膜孔和压环，待辐照的聚合物膜材料置于夹膜孔内，并通过压环夹持固定。
12.4、根据权利要求2所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述多个夹膜组
件等间距设于夹膜转盘外边缘上。
13.5、根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述阻挡模块包括挡片和束流孔，所述束流孔设于阻挡模块的外边缘；所述挡片可遮挡束流孔，并避免束流通过束流孔；所述阻挡模块通过第一支撑架实现固定与支撑。
14.6、根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，还包括水平滑台模块，所述旋转辐照模块能够在所述水平滑台模块上水平移动；所述水平滑台模块包括控制电机、滑轨和滑台，所述滑台上设置所述旋转辐照模块，所述控制电机可控制所述滑台在所述滑轨上移动。
15.7、根据权利要求6所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述旋转辐照模块通过第二支撑架与所述滑台连接。
16.8、根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述束流探测模块包括探测器、传感器和控制器。
17.9、根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，还包括控制箱，用于控制整个辐照装置；所述控制箱包括控制整个辐照装置的电源开关、控制夹膜转盘旋转的驱动电机的开关、控制水平滑台模块的控制电机的开关以及控制束流探测模块的控制器的开关；所述控制箱的各开关分别与辐照装置外部电源、控制夹膜转盘旋转的驱动电机、水平滑台模块的控制电机以及控制束流探测模块的控制器电连接。
18.本发明还提供了一种上述第一方面所述的聚合物膜单离子辐照装置的使用方法，其包括如下步骤：
19.在开始离子辐照之前，阻挡模块处于阻挡状态，夹膜转盘的零位点和夹膜零位孔与提供束流的窗口对齐；
20.打开离子束开关开始提供束流，随后阻挡模块的挡片打开，此时处于未阻挡状态，开始辐照聚合物膜材料；
21.当夹膜零位孔后的探测器检测到离子后，阻挡模块的挡片关闭，此时处于阻挡状态，夹膜转盘的驱动电机开始转动至与夹膜零位孔相邻的夹膜转盘的夹膜一号位孔，此时阻挡模块的挡片打开，此时处于未阻挡状态，继续进行辐照，当设置在夹膜转盘的夹膜一号位孔的探测器检测到离子后，阻挡模块的挡片再次关闭，此时处于阻挡状态，夹膜转盘的驱动电机开始转动至与夹膜一号位孔相邻的夹膜转盘的夹膜二号位孔，以此类推；
22.驱动电机设置为每旋转一周回归至零位点和夹膜零位孔。
23.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
24.1、辐照效率高；
25.2、安全可靠；
26.3、可实现自动控制，提高了工作效率；
27.4、本发明尤其在重离子加速器实验终端具有辐射的环境下，对有机聚合物膜进行自动化辐照，避免实验员受到辐射危险，提高有机聚合物膜离子辐照的效率以及安全性。
附图说明
28.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明
的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
29.图1是本发明聚合物膜单离子辐照装置一种实施例的结构示意图；
30.图2是本发明控制箱的一种实施例的结构示意图。
31.附图中各标记表示如下：
32.1、旋转辐照模块；2、夹膜组件；3、束流孔；4、阻挡模块；5、第一支撑架；6、控制电机；7、控制箱；71-74、开关；8、束流探测模块；9、滑轨；10、滑台；11、夹膜转盘；12、第二支撑架；13、底座。
具体实施方式
33.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
34.根据本发明实施例的第一方面，本发明提供了一种聚合物膜单离子辐照装置，如图1所示，本发明的聚合物膜单离子辐照装置包括旋转辐照模块1、阻挡模块4、水平滑台模块、束流探测模块8和控制箱7。
35.如图1所示，旋转辐照模块1，可做旋转运动，且可置放待辐照的聚合物膜材料。所述旋转辐照模块1包括夹膜转盘11、设于夹膜转盘11外边缘上的多个夹膜组件2和驱动夹膜转盘11旋转的驱动电机，所述多个夹膜组件2夹持待辐照的聚合物膜材料。
36.优选的，所述多个夹膜组件2包括夹膜孔和压环，待辐照的聚合物膜材料置于夹膜孔内，并通过压环夹持固定。进一步优选的，所述多个夹膜组件2等间距设于夹膜转盘11外边缘上。本发明的一个实施例是夹膜组件2为20个，20个夹膜组件等间距均布在夹膜转盘11的外边缘，在夹膜转盘11旋转一周360度的情况下，即每次旋转18度就可实现一次辐照。
37.如图1所示，阻挡模块4，用于阻挡束流，可使束流无法辐照到置放于所述旋转辐照模块1上的聚合物膜材料上。所述阻挡模块4包括挡片和束流孔3，所述束流孔3设于阻挡模块的外边缘。所述挡片可遮挡束流孔3，并避免束流通过束流孔3。所述阻挡模块4通过第一支撑架5实现固定与支撑。
38.如图1所示，水平滑台模块，所述旋转辐照模块1可在所述水平滑台模块上水平移动，即如果使用辐照时，可通过水平滑台模块将旋转辐照模块1移动到工作位置；如果不工作时，可通过水平滑台模块将旋转辐照模块1移动到非工作位置。
39.如图1所示，所述水平滑台模块包括控制电机6、滑轨9和滑台10，所述滑台10上设置所述旋转辐照模块1，所述控制电机6可控制所述滑台10在所述滑轨9上移动。优选的，所述旋转辐照模块1通过第二支撑架12与所述滑台10连接。
40.如图1所示，束流探测模块8，用于探测束流，所述束流探测模块8包括探测器、传感器和控制器。所述束流探测模块8与所述旋转辐照模块1和所述阻挡模块4联动，即束流探测模块8通过探测器和传感器探测有关信息后，传输到控制器，并通过控制器控制旋转辐照模块1和阻挡模块4进行有效工作。
41.如图2所示，根据本发明的实施例，还包括控制箱7，用于控制整个辐照装置。控制箱7包括控制整个辐照装置的电源开关71、控制夹膜转盘11旋转的驱动电机的开关72、控制
水平滑台模块的控制电机6的开关73以及控制束流探测模块8的控制器的开关74。控制箱7的各种开关分别与辐照装置外部电源、控制夹膜转盘11旋转的驱动电机、水平滑台模块的控制电机6以及控制束流探测模块8的控制器电连接。即控制整个辐照装置的电源开关71与辐照装置外部电源电连接，控制夹膜转盘11旋转的驱动电机的开关72与控制夹膜转盘11旋转的驱动电机，控制水平滑台模块的控制电机6的开关73与水平滑台模块的控制电机6电连接，控制束流探测模块8的控制器的开关74与控制束流探测模块8的控制器电连接。开关可以控制电源、电机、控制器的工作和非工作状态。
42.如图1所示，本发明还包括底座13，支撑阻挡模块的第一支撑架5与水平滑台模块可设于底座13上，使整个辐照装置结构紧凑，便于安装与运输。
43.根据本发明实施例的第二方面，本发明还提供了一种上述聚合物膜单离子辐照装置的使用方法，其包括如下步骤：
44.通过水平滑台模块将旋转辐照模块移动到可工作的位置，即可实现遮挡辐照的阻挡模块附近；
45.开始离子辐照前，阻挡模块处于阻挡状态，夹膜转盘的零位点和夹膜零位孔的正中间与供束窗口对齐；
46.打开离子束开关开始供束，随后阻挡模块的挡片打开，此时处于未阻挡状态，开始辐照聚合物膜材料；
47.当夹膜零位孔后的探测器检测到离子后，阻挡模块的挡片关闭，此时处于阻挡状态，夹膜转盘的驱动电机开始转动至相邻的下一个夹膜转盘的夹膜一号位孔，此时阻挡模块的挡片打开，此时处于未阻挡状态，继续进行辐照，当夹膜转盘的夹膜一号位孔后的探测器检测到离子后，阻挡模块的挡片再次关闭，此时处于阻挡状态，夹膜转盘的驱动电机开始转动至相邻的下一个夹膜转盘的夹膜二号位孔，以此类推进行辐照；
48.驱动电机设置每旋转一周回归至零位点和夹膜零位孔的正中间。
49.为解决现有聚合物膜辐照技术中效率低下的不足，本发明在重离子加速器实验终端具有辐射的环境下，对有机聚合物膜进行自动化辐照，避免实验员受到辐射危险，提高有机聚合物膜离子辐照的效率以及安全性。
50.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，包括：旋转辐照模块，能够旋转并且适于放置待辐照的聚合物膜材料；阻挡模块，用于阻挡束流辐照到放置在所述旋转辐照模块上的聚合物膜材料上；束流探测模块，用于探测束流，所述束流探测模块与所述旋转辐照模块和所述阻挡模块联动。2.根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述旋转辐照模块包括夹膜转盘、设于夹膜转盘外边缘上的多个夹膜组件和驱动夹膜转盘旋转的驱动电机，所述多个夹膜组件夹持待辐照的聚合物膜材料。3.根据权利要求2所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述多个夹膜组件包括夹膜孔和压环，待辐照的聚合物膜材料置于夹膜孔内，并通过压环夹持固定。4.根据权利要求2所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述多个夹膜组件等间距设于夹膜转盘外边缘上。5.根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述阻挡模块包括挡片和束流孔，所述束流孔设于阻挡模块的外边缘；所述挡片可遮挡束流孔，并避免束流通过束流孔；所述阻挡模块通过第一支撑架实现固定与支撑。6.根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，还包括水平滑台模块，所述旋转辐照模块能够在所述水平滑台模块上水平移动；所述水平滑台模块包括控制电机、滑轨和滑台，所述滑台上设置所述旋转辐照模块，所述控制电机可控制所述滑台在所述滑轨上移动。7.根据权利要求6所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述旋转辐照模块通过第二支撑架与所述滑台连接。8.根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，所述束流探测模块包括探测器、传感器和控制器。9.根据权利要求1所述的聚合物膜单离子辐照装置，其特征在于，还包括控制箱，用于控制整个辐照装置；所述控制箱包括控制整个辐照装置的电源开关、控制夹膜转盘旋转的驱动电机的开关、控制水平滑台模块的控制电机的开关以及控制束流探测模块的控制器的开关；所述控制箱的各开关分别与辐照装置外部电源、控制夹膜转盘旋转的驱动电机、水平滑台模块的控制电机以及控制束流探测模块的控制器电连接。10.一种根据权利要求1至9所述的聚合物膜单离子辐照装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：在开始离子辐照之前，阻挡模块处于阻挡状态，夹膜转盘的零位点和夹膜零位孔与提供束流的窗口对齐；打开离子束开关开始提供束流，随后阻挡模块的挡片打开，此时处于未阻挡状态，开始辐照聚合物膜材料；当夹膜零位孔后的探测器检测到离子后，阻挡模块的挡片关闭，此时处于阻挡状态，夹膜转盘的驱动电机开始转动至与夹膜零位孔相邻的夹膜转盘的夹膜一号位孔，此时阻挡模块的挡片打开，此时处于未阻挡状态，继续进行辐照，当设置在夹膜转盘的夹膜一号位孔的探测器检测到离子后，阻挡模块的挡片再次关闭，此时处于阻挡状态，夹膜转盘的驱动电机开始转动至与夹膜一号位孔相邻的夹膜转盘的夹膜二号位孔，以此类推；
驱动电机设置为每旋转一周回归至零位点和夹膜零位孔。

技术总结

本发明涉及一种聚合物膜单离子辐照装置及其使用方法。该装置包括：旋转辐照模块，可做旋转运动，且可置放待辐照的聚合物膜材料；阻挡模块，用于阻挡束流，可使束流无法辐照到置放于旋转辐照模块上的聚合物膜材料上；水平滑台模块，旋转辐照模块可在水平滑台模块上水平移动；束流探测模块，用于探测束流，束流探测模块与旋转辐照模块和阻挡模块联动。本发明具有辐照效率高和安全可靠的优点，尤其在重离子加速器实验终端具有辐射的环境下，对聚合物膜进行自动化辐照，避免实验员受到辐射危险，提升辐照效率和安全。辐照效率和安全。辐照效率和安全。