稳定同位素电磁分离器的磁铁结构及其装配方法与流程

1.本发明属于同位素电磁分离器技术领域，特别涉及稳定同位素电磁分离器的磁铁结构及其装配方法。


背景技术：

2.稳定同位素是一种物质，而它的分离制备与应用已经发展形成为一种技术，即稳定同位素分离与应用技术，是我国的一个关键学科领域。稳定同位素的应用已经覆盖到人类活动的各个方面，包括国防军工、核电工程、基础科学、医学、生物学、地球科学、农业、生态学和新材料生产等众多领域，和我国的空间导航、量子传感、核电池、核医学诊断治疗等高科技领域的战略需求发展息息相关。在这些领域，高丰度稳定同位素直接作为核心材料或作为核心材料必须的前体材料发挥着重要作用。为了获得高丰度稳定同位素，需要同位素分离设备及方法的支持。
3.在稳定同位素的多种分离方法中，电磁分离法基本可以分离几乎所有同位素。同位素电磁分离法的主要优点为：通用性好，可用于分离几乎所有多核素元素的同位素；灵活性大，几天内就可改变分离对象；分离系数大，单级分离可达几百或更大；原料滞留量小，可操作mg量级物质；平衡时间短，开机数小时就可开始收集浓缩同位素产品。同位素电磁分离法能适应对稳定同位素的高丰度、多品种、少用量的需要，是获得rb、k、gd、ca、cu、sb、er、yb等多种同位素唯一可行的方法。
4.现有技术中，《研制成功emis-170同位素电磁分离器》(中国原子能科学研究院年报，2017-08-31，辑刊)中可以看出现有同位素电磁分离器为一器一室结构，其磁铁结构和磁场场形如图1所示，磁轭为整体的包围结构，真空室、磁极和线圈都设置在磁轭内部，该磁铁结构安装难度大，吊装重量大，需要专用的吊装工具，安装成本高。
5.在图1结构拓展的一器四室结构如图2所示，图2的磁铁结构包括八个磁极、八个线圈，磁铁用料多，整体结构重量大，重心不稳，对现场安装地基要求高，通过图2中四个分离室的四个环形第二磁力线可以看出，存在磁场干扰问题。并且因为每个分离室都单独设置线圈、磁极，整体磁铁结构能耗高，磁场利用率低。
6.现有技术中，《cn109772167a-用于同位素电磁分离器的冷却系统》中的磁铁结构采用风冷线圈，导线为实心导线，从外部采用送风进行冷却，用线量大，冷却效果差，噪音大。


技术实现要素：

7.针对上述问题，本发明提供一种稳定同位素电磁分离器的磁铁结构及其装配方法。
8.一种稳定同位素电磁分离器的磁铁结构，包括：上磁轭和下磁轭，所述上磁轭和所述下磁轭之间设置有第一柱体、第二柱体，所述第二柱体平行于所述第一柱体；其中，所述第一柱体、所述第二柱体均包括多个从上往下设置的磁极，多个所述磁极外侧均设置有线
圈，多个相邻所述磁极形成多个磁铁空气区，多个所述磁铁空气区用于放置多个分离室；所述磁铁结构产生的磁场使得所述第一柱体、所述第二柱体内各个所述分离室的磁场方向相反，各个所述分离室内的磁感应强度相同。
9.进一步的，所述第一柱体包括左上磁极、左中磁极和左下磁极；所述第二柱体包括右上磁极、右中磁极和右下磁极；所述左上磁极外侧设置有第一线圈，所述右上磁极外侧设置有第二线圈，所述左中磁极外侧设置有第三线圈，所述右中磁极外侧设置有第四线圈，所述左下磁极外侧设置有第五线圈，所述右下磁极外侧设置有第六线圈。
10.进一步的，磁铁结构还包括：左磁轭支撑、右磁轭支撑；
11.其中，所述右磁轭支撑、所述左磁轭支撑均平行于所述第一柱体、所述第二柱体，所述右磁轭支撑和所述左磁轭支撑两端分别固定连接于所述上磁轭和所述下磁轭。
12.进一步的，所述上磁轭、所述下磁轭均包括多个拼接的磁轭叠片；多个所述磁极均包括多个拼接的磁极叠片。
13.进一步的，多个所述线圈为水冷线圈，水冷线圈的导线为铜导线。
14.进一步的，所述上磁轭、所述下磁轭和多个所述磁极均为长方体结构。
15.本发明还提供一种稳定同位素电磁分离器的磁铁结构装配方法，包括：
16.采用第二磁轭叠片装配下磁轭；
17.在下磁轭左侧上方装配第一柱体；
18.在下磁轭右侧上方装配第二柱体；
19.在第一柱体和第二柱体上方，采用第一磁轭叠片装配上磁轭。
20.进一步的，在下磁轭左侧上方装配第一柱体具体如下：
21.在下磁轭左侧上方安装左下磁极和第五线圈具体为：在下磁轭左侧上方安装左下磁极的第一片左下磁极叠片，第一片左下磁极叠片安装方向与第二磁轭叠片安装方向垂直，由左至右依次安装左下磁极的第二到n片左下磁极叠片；将所有左下磁极叠片焊接成一体，在左下磁极外侧安装第五线圈；
22.在左下磁极上方安装左下分离室；
23.在左下分离室上方安装左中磁极和第三线圈具体为：在左下分离室上方安装左中磁极的第一片左中磁极叠片，第一片左中磁极叠片与第一片左下磁极叠片安装方向平行；由左至右依次安装左中磁极的第二到n片左中磁极叠片，将所有左中磁极叠片焊接成一体，在左中磁极外侧安装第三线圈；
24.在左中磁极上方安装左上分离室；
25.在左上分离室上方安装左上磁极和第一线圈具体为：在左上分离室上方安装左上磁极的第一片左上磁极叠片，第一片左上磁极叠片与第一片左中磁极叠片安装方向平行，由左至右依次安装左中磁极的第二到n片左上磁极叠片，将所有左上磁极叠片焊接成一体，在左上磁极外侧安装第一线圈。
26.进一步的，在下磁轭右侧上方装配第二柱体具体如下：
27.在下磁轭右侧上方安装右下磁极和第六线圈具体为：在下磁轭右侧上方安装右下磁极的第一片右下磁极叠片，第一片右下磁极叠片安装方向与第二磁轭叠片安装方向垂直，由右至左依次安装右下磁极的第二到n片右下磁极叠片，将所有右下磁极叠片焊接成一体，在右下磁极外侧安装第六线圈；
28.在右下磁极上方安装右下分离室；
29.在右下分离室上方安装右中磁极和第四线圈具体为：在右下分离室上方安装右中磁极的第一片右中磁极叠片，第一片右中磁极叠片与第一片右下磁极叠片安装方向平行，由右至左依次安装右中磁极的第二到n片右中磁极叠片，将所有右中磁极叠片焊接成一体，在右中磁极外侧安装第四线圈；
30.在右中磁极上方安装右上分离室；
31.在右上分离室上方安装右上磁极和第二线圈具体为：在右上分离室上方安装右上磁极的第一片右上磁极叠片，第一片右上磁极叠片与第一片右中磁极叠片安装方向平行，由右至左依次安装右上磁极的第二到n片右上磁极叠片，将所有右上磁极叠片焊接成一体，在右上磁极外侧安装第三线圈。
32.进一步的，磁铁结构装配方法还包括步骤：
33.将右磁轭支撑、左磁轭支撑分别与上磁轭、下磁轭固定连接，其中，右磁轭支撑、左磁轭支撑均平行于第一柱体、第二柱体。
34.本发明还提供一种稳定同位素电磁分离器，包括：
35.所述磁铁结构，磁铁结构中的每个分离室均设置有离子源、接收器、束流诊断元件；
36.所述稳定同位素电磁分离器还包括真空系统、水冷系统、气动系统、电源电气系统和控制系统。
37.本发明的有益效果：本发明的磁铁结构产生的磁场呈环形分布，使得第一柱体、第二柱体两侧各个分离室的磁场方向相反内的磁场，各个分离室内的磁感应强度相同；本发明的磁铁结构充分考虑一器多室结构的磁场对称性，充分利用磁场，并使得电磁分离器的能耗低、重量轻、占地面积小。
38.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1示出了根据现有技术的稳定同位素电磁分离器的一器一室结构示意图；
41.图2示出了根据现有技术的稳定同位素电磁分离器的一器四室结构示意图；
42.图3示出了根据本发明实施例的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构的结构示意图；
43.图4示出了根据本发明实施例的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构的内部支撑结构示意图；
44.图5示出了根据本发明实施例的第一线圈的结构示意图；
45.图6示出了根据本发明实施例的上磁轭叠片结构示意图；
46.图7示出了根据本发明实施例的左上磁极叠片结构示意图；
47.图8示出了根据本发明实施例的稳定同位素电磁分离器的结构示意图。
48.图中：101、整体磁轭；102、上风冷线圈；103、上端磁极；104、真空室；105、下端磁极；106、下风冷线圈；107、第一磁力线；108、第二磁力线；1、磁铁结构；2、上磁轭；3、下磁轭；4、左上磁极；5、左上分离室；6、左中磁极；7、左下分离室；8、左下磁极；9、右上磁极；10、右上分离室；11、右中磁极；12、右下分离室；13、右下磁极；14、第一线圈；15、第二线圈；16、第三线圈；17、第四线圈；18、第五线圈；19、第六线圈；20、左磁轭支撑；21、右磁轭支撑；22、左上磁极支撑；23、左中磁极支撑；24、右上磁极支撑；25、右中磁极支撑；26、离子源；27、真空抽气口；28、接收器；29、束流诊断元件；99、第三磁力线。
具体实施方式
49.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.本发明基于现有的一器一室的同位素电磁分离器生产效率低，不能完全利用磁场的问题，提出一种一器多室的稳定同位素电磁分离器。本发明的一器多室稳定同位素电磁分离器的磁铁结构1充分考虑一器多室结构的磁场对称性，充分利用磁场，并使得电磁分离器的重量轻、占地面积小。
51.需要说明的是，本发明的一器多室同位素电磁分离器并不是简单的在一器一室的同位素电磁分离器的基础上设置多个分离室，而是需要考虑磁场的形状、分布的对称性，使电磁分离器的各个部件布局简单、合理，安装维修方便。另外本发明去掉了一器一室电磁分离器的两侧磁轭，最大限度减轻重量，减小占地面积。
52.请参阅图3，图3示出了根据本发明实施例的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构的结构示意图。
53.本发明提供一种稳定同位素电磁分离器的磁铁结构，包括：上磁轭2和下磁轭3，上磁轭2和下磁轭3之间设置有第一柱体、第二柱体，第二柱体平行于第一柱体；其中，第一柱体、第二柱体均包括多个从上往下设置的磁极，多个磁极外侧均设置有线圈，多个相邻磁极形成多个磁铁空气区，多个磁铁空气区用于放置多个分离室。
54.通过图3中的第三磁力线99，能够确定本发明实施例的磁铁结构1产生的磁场呈环形分布，使得第一柱体、第二柱体两侧各个分离室的磁场方向相反，各个分离室内的磁感应强度相同。
55.具体的，左上磁极4、左上分离室5、左中磁极6、左下分离室7、左下磁极8依次紧贴相邻，构成第一柱体；右上磁极9、右上分离室10、右中磁极11、右下分离室12、右下磁极13依次紧贴相邻，构成第二柱体。第二柱体平行于第一柱体，第一柱体和第二柱体的两端均分别与上磁轭2和下磁轭3紧密贴合。
56.进一步的，相邻磁极之间形成磁铁空气区，具体为：左上磁极4和左中磁极6之间为第一磁铁空气区，右上磁极9和右中磁极11之间为第二磁铁空气区，左中磁极6和左下磁极8之间为第三磁铁空气区，右中磁极11和右下磁极13之间为第四磁铁空气区。第一磁铁空气
区设置有左上分离室5，第二磁铁空气区设置有右上分离室10，第三磁铁空气区设置有左下分离室7，第四磁铁空气区内设置有右下分离室12，从而构成一器四室的稳定同位素电磁分离器。
57.具体的，左上磁极4外侧设置有第一线圈14，右上磁极9外侧设置有第二线圈17，左中磁极6外侧设置有第三线圈15，右中磁极11外侧设置有第四线圈18，左下磁极8外侧设置有第五线圈16，右下磁极13外侧设置有第六线圈19。
58.本发明实施例的磁铁结构1，磁极数量六个、线圈数量六个，大幅度减少了磁铁用料，并减小磁铁结构1重量，仅为图2重量的60％。
59.本发明实施例的磁铁结构1，中磁极上下共用，分别与上磁极形成上分离室内所需磁场，与下磁极形成下分离室内所需磁场，大幅度减少磁铁结构1的能耗，耗电量为图2的磁铁结构的75％，极大的降低了成本。
60.本发明实施例的磁铁结构1，水平方向减小了上磁轭2和下磁轭3的尺寸，竖直方向减小了上磁轭2、下磁轭3和多个磁极的尺寸，使得本发明实施例的外形尺寸在满足使用要求的背景下，需要的场地面积小。
61.左上分离室5、左下分离室7、右上分离室10、右下分离室12作为第一柱体和第二柱体中支撑的一部分，即下磁轭3固定支撑左下磁极8，左下磁极8固定支撑左下分离室7，左下分离室7固定支撑左中磁极6，左中磁极6固定支撑左上分离室5，左上分离室5固定支撑左上磁极4，左上磁极4固定支撑上磁轭2；下磁轭3固定支撑右下磁极13，右下磁极13固定支撑右下分离室12，右下分离室12固定支撑右中磁极11，右中磁极11固定支撑右上分离室10，右上分离室10固定支撑右上磁极9，右上磁极9固定支撑上磁轭2。
62.请参阅图3和图4，图4示出了根据本发明实施例的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构的内部支撑结构示意图。
63.进一步的磁铁结构1还包括：左磁轭支撑20、左上磁极支撑22、左中磁极支撑23、右磁轭支撑21、右上磁极支撑24、右中磁极支撑25。其中，右磁轭支撑21和左磁轭支撑20均平行于所述第一柱体和第二柱体，且两端分别固定连接于上磁轭2和下磁轭3，用于支撑上磁轭2和下磁轭3，右磁轭支撑21、左磁轭支撑20为长方体。
64.右上磁极支撑24设于右上分离室10中，且右上磁极支撑24的上下两端分别固定连接右上磁极9和右中磁极11；右中磁极支撑25设于右下分离室12中，且右中磁极支撑25的上下两端分别固定连接右中磁极11和右下磁极13；左上磁极支撑22设于左上分离室5中，且左上磁极支撑22的上下两端分别固定连接左上磁极4和左中磁极6；左中磁极支撑23设于左下分离室7中，且左中磁极支撑23的上下两端分别固定连接左中磁极6和左下磁极8。
65.示例的，上磁轭2和下磁轭3均为长方体，长度取值5000～7000毫米，宽度取值3000～5000毫米，高度取值600～1000毫米，且其材料采用电磁纯铁dt4或低碳钢q235、20#；多个磁极(包括左上磁极4、左中磁极6、左下磁极8、右上磁极9、右中磁极11、右下磁极13)均为长方体，长度取值3000～5000毫米，宽度取值1500～3000毫米，高度取值250～500毫米，且其材料采用电磁纯铁dt4或低碳钢q235、20#。
66.请参阅图5，图5示出了根据本发明实施例的第一线圈的结构示意图。
67.示例的，多个线圈(包括第一线圈14、第二线圈15、第三线圈16、第四线圈17、第五线圈18、第六线圈19)为长方形中空环形体，长方形中空环形体的中间为长方体空间，长方
形中空环形体外部长度x1取值3000～5000毫米，外部宽度y1取值1500～3000毫米，高度取值150～400毫米，长方体空间长度x2取值2500～4500毫米，宽度y2取值1000～2500毫米，长方体空间与长方形中空环形体等高。
68.进一步的，多个线圈(包括第一线圈14、第二线圈15、第三线圈16、第四线圈17、第五线圈18、第六线圈19)采用水冷线圈，导线为外方内圆铜导线，材料tu1，从内部通去离子水进行冷却，用线量小，冷却效果好，无噪音。
69.示例的，分离室的形状呈长方体，长度取值3000～6000毫米，宽度取值1500～3000毫米，高度取值500～800毫米，且采用铝合金或不锈钢或紫铜制成。分离室内部形成真空环境，真空度好于1
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10-3pa。
70.请参阅图6和图7，图6示出了根据本发明实施例的上磁轭叠片结构示意图；图7示出了根据本发明实施例的左上磁极叠片结构示意图。
71.进一步的，上磁轭2、下磁轭3均包括多个拼接的磁轭叠片；多个磁极均包括多个拼接的磁极叠片。
72.本发明中的磁轭(包括上磁轭2和下磁轭3)和多个磁极(包括左上磁极4、左中磁极6、左下磁极8、右上磁极9、右中磁极11、右下磁极13)都采用叠片结构。本发明中磁轭、磁极、分离室均为长方体。叠片为沿磁轭或磁极的长度方向或宽度方向，对磁轭或磁极进行切割得到长方体形薄片，本发明中磁轭、磁极可通过把相应的叠片逐片紧密贴合而构成。磁轭和多个磁极采用叠片结构，吊装重量小(小于7吨)，不需要专用的吊装工具，经济性好，通过控制每片叠片的尺寸与重量，可以在场地空间与吊车重量受限的条件下完成稳定同位素电磁分离器磁铁的装配。
73.本发明还提供了稳定同位素电磁分离器磁铁结构的装配方法，包括步骤：
74.s1、采用第二磁轭叠片装配下磁轭3，具体包括：
75.s11、在第一片第二磁轭叠片一侧，由前至后依次安装第二片到第n片第二磁轭叠片。
76.s12、将n片第二磁轭叠片焊接成一体，获得下磁轭3。
77.s2、在下磁轭3左侧上方装配第一柱体，具体包括：
78.s21、在下磁轭3左侧上方安装左下磁极8和第五线圈16。
79.s211、在下磁轭3左侧上方安装左下磁极8的第一片左下磁极叠片，第一片左下磁极叠片安装方向与第二磁轭叠片安装方向垂直。
80.s212、由左至右依次安装左下磁极8的第二到第n片左下磁极叠片。
81.s213、将所有左下磁极叠片焊接成一体。
82.s214、在左下磁极8外侧安装第五线圈16。
83.s22、在左下磁极8上方安装左下分离室7。
84.s23、在左下分离室7上方安装左中磁极6和第三线圈15。
85.s231、在左下分离室7上方安装左中磁极6的第一片左中磁极叠片，第一片左中磁极叠片与第一片左下磁极叠片安装方向平行。
86.s232、由左至右依次安装左中磁极6的第二到第n片左中磁极叠片。
87.s233、将所有左中磁极叠片焊接成一体。
88.s234、在左中磁极6外侧安装第三线圈15。
89.s24、在左中磁极6上方安装左上分离室5。
90.s25、在左上分离室5上方安装左上磁极4和第一线圈14。
91.s251、在左上分离室5上方安装左上磁极4的第一片左上磁极叠片，第一片左上磁极叠片与第一片左中磁极叠片安装方向平行。
92.s252、由左至右依次安装左上磁极4的第二到第n片左上磁极叠片。
93.s253、将所有左上磁极叠片焊接成一体。
94.s254、在左上磁极4外侧安装第一线圈14。
95.s3、在下磁轭3右侧上方装配第二柱体具体包括：
96.s31、在下磁轭3右侧上方安装右下磁极13和第六线圈19。
97.s311、在下磁轭3右侧上方安装右下磁极13的第一片右下磁极叠片，第一片右下磁极叠片安装方向与第二磁轭叠片安装方向垂直。
98.s312、由右至左依次安装右下磁极13的第二到第n片右下磁极叠片。
99.s313、将所有右下磁极叠片焊接成一体。
100.s314、在右下磁极13外侧安装第六线圈19。
101.s32、在右下磁极13上方安装右下分离室12。
102.s33、在右下分离室12上方安装右中磁极11和第四线圈18。
103.s331、在右下分离室12上方安装右中磁极11的第一片右中磁极叠片，第一片右中磁极叠片与第一片右下磁极叠片安装方向平行。
104.s332、由右至左依次安装右中磁极11的第二到第n片右中磁极叠片。
105.s333、将所有右中磁极叠片焊接成一体。
106.s334、在右中磁极11外侧安装第四线圈18。
107.s34、在右中磁极11上方安装右上分离室10。
108.s45、在右上分离室10上方安装右上磁极9和第二线圈17。
109.s451、在右上分离室10上方安装右上磁极9的第一片右上磁极叠片，第一片右上磁极叠片与第一片右中磁极叠片安装方向平行。
110.s452、由右至左依次安装右上磁极9的第二到第n片右上磁极叠片。
111.s453、将所有右上磁极叠片焊接成一体。
112.s454、在右上磁极9外侧安装第二线圈17。
113.s4、在第一柱体和第二柱体上方，采用第一磁轭叠片装配上磁轭2具体包括：
114.s41、在左上磁极4和右上磁极9上方安装上磁轭2的第一片第一磁轭叠片，第一片第一磁轭叠片安装方向与第一片第二磁轭叠片安装方向平行。
115.s42、由前至后依次安装第二片到第n片第一磁轭叠片。
116.s43、将所有上磁轭2的第一磁轭叠片焊接成一体。
117.本发明的磁铁结构1的结构简单，能够充分利用磁场；重量较轻，对安装地基要求不高。本发明的磁铁结构1的装配方法可以在场地空间与吊车重量受限的条件下完成稳定同位素电磁分离器磁铁的装配，即使用方可使用现有厂房进行安装，而不必新建厂房。
118.具体实施时，相同结构的6个线圈(第一线圈14、第二线圈15、第三线圈16、第四线圈17、第五线圈18、第六线圈19)同时通电，各线圈中的电流大小相同，方向相同，以保证稳定同位素电磁分离器所有分离室内的磁场大小相同，则可在四个分离室内分离相同种类的
稳定同位素，使得稳定同位素产额为一器一室的四倍，即可以将稳定同位电磁分离的生产效率提高四倍。
119.电磁同位素分离器主要由主磁铁磁轭、主磁铁磁极、主磁铁线圈、分离室、离子源26和接收器28、束流诊断元件29组成，其辅助系统包括真空系统、水冷系统、电源电气系统、控制系统等。
120.请参阅图8，图8示出了根据本发明实施例的稳定同位素电磁分离器的结构示意图。
121.本发明提供一种稳定同位素电磁分离器，包括上述的磁铁结构1，磁铁结构1中的每个分离室均设置有离子源26，接收器28，每个分离室还设置有真空抽气口27和束流诊断元件29。
122.本实施例中，采用一器四室可以将稳定同位电磁分离的生产效率大幅提高。
123.采用一器四室可以将稳定同位电磁分离的生产效率提高4倍。
124.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：
1.一种稳定同位素电磁分离器的磁铁结构，其特征在于，包括：上磁轭和下磁轭，所述上磁轭和所述下磁轭之间设置有第一柱体、第二柱体，所述第二柱体平行于所述第一柱体；其中，所述第一柱体、所述第二柱体均包括多个从上往下设置的磁极，多个所述磁极外侧均设置有线圈，多个相邻所述磁极形成多个磁铁空气区，多个所述磁铁空气区用于放置多个分离室；所述磁铁结构产生的磁场使得所述第一柱体、所述第二柱体内各个所述分离室的磁场方向相反，各个所述分离室内的磁感应强度相同。2.根据权利要求1所述的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构，其特征在于，所述第一柱体包括左上磁极、左中磁极和左下磁极；所述第二柱体包括右上磁极、右中磁极和右下磁极；所述左上磁极外侧设置有第一线圈，所述右上磁极外侧设置有第二线圈，所述左中磁极外侧设置有第三线圈，所述右中磁极外侧设置有第四线圈，所述左下磁极外侧设置有第五线圈，所述右下磁极外侧设置有第六线圈。3.根据权利要求2所述的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构，其特征在于，磁铁结构还包括：左磁轭支撑、右磁轭支撑；其中，所述右磁轭支撑、所述左磁轭支撑均平行于所述第一柱体、所述第二柱体，所述右磁轭支撑和所述左磁轭支撑两端分别固定连接于所述上磁轭和所述下磁轭。4.根据权利要求1-3任一所述的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构，其特征在于，所述上磁轭、所述下磁轭均包括多个拼接的磁轭叠片；多个所述磁极均包括多个拼接的磁极叠片。5.根据权利要求1-3任一所述的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构，其特征在于，多个所述线圈为水冷线圈，水冷线圈的导线为铜导线。6.根据权利要求1-3任一所述的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构，其特征在于，所述上磁轭、所述下磁轭和多个所述磁极均为长方体结构。7.一种稳定同位素电磁分离器的磁铁结构装配方法，其特征在于，包括：采用第二磁轭叠片装配下磁轭；在下磁轭左侧上方装配第一柱体；在下磁轭右侧上方装配第二柱体；在第一柱体和第二柱体上方，采用第一磁轭叠片装配上磁轭。8.根据权利要求7所述的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构装配方法，其特征在于，在下磁轭左侧上方装配第一柱体具体如下：在下磁轭左侧上方安装左下磁极和第五线圈，具体为：在下磁轭左侧上方安装左下磁极的第一片左下磁极叠片，第一片左下磁极叠片安装方向与第二磁轭叠片安装方向垂直，由左至右依次安装左下磁极的第二到第n片左下磁极叠片；将所有左下磁极叠片焊接成一体，在左下磁极外侧安装第五线圈；在左下磁极上方安装左下分离室；在左下分离室上方安装左中磁极和第三线圈，具体为：在左下分离室上方安装左中磁极的第一片左中磁极叠片，第一片左中磁极叠片与第一片左下磁极叠片安装方向平行；由左至右依次安装左中磁极的第二到第n片左中磁极叠片，将所有左中磁极叠片焊接成一体，在左中磁极外侧安装第三线圈；
在左中磁极上方安装左上分离室；在左上分离室上方安装左上磁极和第一线圈，具体为：在左上分离室上方安装左上磁极的第一片左上磁极叠片，第一片左上磁极叠片与第一片左中磁极叠片安装方向平行，由左至右依次安装左中磁极的第二到第n片左上磁极叠片，将所有左上磁极叠片焊接成一体，在左上磁极外侧安装第一线圈。9.根据权利要求7所述的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构装配方法，其特征在于，在下磁轭右侧上方装配第二柱体具体如下：在下磁轭右侧上方安装右下磁极和第六线圈，具体为：在下磁轭右侧上方安装右下磁极的第一片右下磁极叠片，第一片右下磁极叠片安装方向与第二磁轭叠片安装方向垂直，由右至左依次安装右下磁极的第二到第n片右下磁极叠片，将所有右下磁极叠片焊接成一体，在右下磁极外侧安装第六线圈；在右下磁极上方安装右下分离室；在右下分离室上方安装右中磁极和第四线圈，具体为：在右下分离室上方安装右中磁极的第一片右中磁极叠片，第一片右中磁极叠片与第一片右下磁极叠片安装方向平行，由右至左依次安装右中磁极的第二到第n片右中磁极叠片，将所有右中磁极叠片焊接成一体，在右中磁极外侧安装第四线圈；在右中磁极上方安装右上分离室；在右上分离室上方安装右上磁极和第二线圈，具体为：在右上分离室上方安装右上磁极的第一片右上磁极叠片，第一片右上磁极叠片与第一片右中磁极叠片安装方向平行，由右至左依次安装右上磁极的第二到第n片右上磁极叠片，将所有右上磁极叠片焊接成一体，在右上磁极外侧安装第三线圈。10.根据权利要求7-9任一所述的稳定同位素电磁分离器的磁铁结构装配方法，其特征在于，磁铁结构装配方法还包括步骤：将右磁轭支撑、左磁轭支撑分别与上磁轭、下磁轭固定连接，其中，右磁轭支撑、左磁轭支撑均平行于第一柱体、第二柱体。11.一种稳定同位素电磁分离器，其特征在于，包括：权利要求1-6任一所述的磁铁结构，磁铁结构中的每个分离室均设置有离子源、接收器、束流诊断元件；所述稳定同位素电磁分离器还包括真空系统、水冷系统、气动系统、电源电气系统和控制系统。

技术总结
本发明公开一种稳定同位素电磁分离器的磁铁结构及其装配方法，其中磁铁结构包括：上磁轭和下磁轭，上磁轭和下磁轭之间设置有第一柱体、第二柱体，第二柱体平行于所述第一柱体；其中，第一柱体、第二柱体均包括多个从上往下设置的磁极，多个磁极外侧均设置有线圈，多个相邻磁极形成多个磁铁空气区，多个磁铁空气区用于放置多个分离室；磁铁结构产生的磁场使得第一柱体、第二柱体内各个分离室的磁场方向相反，各个分离室内的磁感应强度相同。本发明的磁铁结构产生的磁场呈环形分布，充分考虑一器多室结构的磁场对称性，充分利用磁场，并使得电磁分离器的能耗低、重量轻、占地面积小。占地面积小。占地面积小。


技术研发人员：彭疆南 冯雨 刘学锋 孙玺 夏海鸿 吕银龙 付婧 秦伟涛 尹蒙 王婉琳
受保护的技术使用者：北京核力同创科技有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2023/7/11