离子束生物工程装置是中国科学院合肥物质院老一代科学家的创新成果，在微生物菌种、植物种子诱变育种方面发挥了重要的作用。但由于其使用年限较长，致使部分组件老化，并且电源系统和控制系统已不适应现今的技术要求，急待更新优化。基于此，智能所离子束生物工程中心詹福如研究员课题组在原有装置基础上，对离子束装置系统进行了全新的研发，多项技术取得了显著的拓展和提升。
优化安全设计消除高压风险。离子束设备包含高压电源，因此新装置系统特别考虑高压安全问题。科研人员将实验室隔离了多个功能区域，使主机和操作室在空间上具有硬性的分离；采用光纤传输信号、无线WIFI隔空控制，又增加了联锁、警灯、高压标识等多种功能，从根本上彻底消除了高压风险，确保了装置运行安全。
研制全新自动控制系统。课题组研制了全新的控制系统，对真空系统、高压电源和辐照过程实行三位一体的控制，嵌入约束条件50多条，实现三者之间在逻辑性、容错性、排它性和安全性等方面的协调统一；具备一键开机、一键关机、自动完成辐照、自动停机报警等多项智能化功能。
灯丝系统设计科学高效。灯丝系统是离子束的源头，在离子束装置中发挥关键作用。新装置设计中，充分考虑有限空间放电间隙的均衡化和最大化，及安装、拆卸双重工效和便利性，最终制作了新的灯丝系统，使得灯丝拆卸、安装时间由2小时以上压缩到10分钟之内，工效性和拆装容易度具有突破性的提升。
自制灯丝大幅度降低成本。针对灯丝制作本地专业厂家少、成本高、等待时间长的情况，詹福如研究员开展自主研制灯丝工作，经过多次实验发现，灯丝的阻性发热起主导作用，灯丝位型完全可以简化。最终，经自制电路进行检测，只需简单的常规工具，便可以快速完成灯丝的制作，每根不超过0.5元，是以前灯丝费用的千分之一。
采用无损束流检测方法。辐照装置需要在线持续地进行束流检测，以获得实时辐照剂量。而通常所采用的类似法拉第筒检测束流的方法，是通过测量被阻挡的束流值来摊算总束流大小，适合短时间检测或采样。针对这种情况，新装置则采用了一种无损束流且十分简便的检测方法，将末端电源的加速电流作为束流大小，从能量守恒原理即知是科学的。
提供多个物理量规范化参数。离子束辐照的剂量，是用户普遍关心的问题。提供规范化物理量是基本技术要求。新装置提供的数据包括离子能量、离子数目、辐照剂量、辐照时长等多个规范化参数。
实现低温运行模式。经过多次模拟和实验，结合热力学、电磁学基本理论，降低电路无用功，使系统实现了低温起弧运行模式，起弧出束时的灯丝功耗仅60瓦左右，运行温度显著降低。装置低温运行模式在水冷、能耗、寿命等方面具有重要意义，为装置小型化和商用化提供了坚实条件。
灯丝系统伏-安曲线
灯丝功耗-电流曲线
装置图片
