Способ получения отрицательных ионов и устройство для его осуществления
1. Способ получения отрицательных ионов, преимущественно изотоrioB водорода и их соединений, включаю1зц1й воздействие на ионизуемый газ отличающийся электронами, тем, что, с целью повышения выхода двукратно заряженных ионов, осуществляют поляризацию ионизуемого газа электрическим полем в области воздействия на него электронами. 2. Устройство для получения отрицательных ионов, содержащее ионизационную камеру, систему получения электронов , систему извлечения пучка ионов и эмиссионным электродом и систему электропитания, отличающееся тем, что, с целью повьппения выхода двукратно заряженных ионов, в ионизационной камере установлен дополнительный электрод соосно эмисси-i: онному электроду, а в систему электропитания введен дополнительный источник электропитания, положительный полюс которого соединен с эмиссионным электродом, а отрицательньй полюс с дополнительгам электродом. г
„„5U „„1 1l07707.А1
СООЭ ССЩТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК Щ1)У,H 01 J 27/02
ОПЙСАНЙЕ ЙЗОБРЕТЕНЙЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
llO ИЗОВРИЗНИЯМ И QIHPbITHHM
ПРИ ЮНТ СССР (21) 3516010/25 (22) 25. 11. 82 (46) 07.05.92. Бюл. Р I7 (72) Н.Е.Лазарев (53) 621.385 (088.8) (56) Гуревич Г.И., Данилюк Ю.Л., Коварский А.П. Плазменный источник для бомбардировки твердых тел положительЪ ньяи и отрицательньяи ионами. Приборы и техника эксперимента, К> 4, 1978, с. 181.
Baumann Н., Heinike Е., Kaiser Н.D.
Ицс1еоп с Instruments and, Nethods, 1971, т. 95, с. 389. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ
ИОНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (5 7) 1 . Снос об получения о трицательных ионов, преимущественно изотог
boa водорода и их соединений, включающий воздействие на ионизуемый газ
Изобретение относится к технике получения заряженных частиц и может быть использовано при конструировании источников отрицательных ионов, а также в экспериментальной физике и химина
Известны способы получения отрицательных ионов водорода и его изотопов, включающие воздействие íà газ электронами в контрагированном разря де и извлечение чз него отрицательных ионов.
Известные способы реализуются в, газоразрядных источниках отрицатель2 электронами, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода двукратно заряженных ионов, осуществляют поляризацию ионизуемого газа электрическим полем в области воздей" ствия на него электронами.
2. Устройство для получения отрицательных ионов, содержащее иониеационную камеру, систему получения электронов, систему извлечения пучка ионов и эмиссионнья электродом и систему электропитания, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повьппения выхода двукратно заряженных ионов, в ионизационной камере установлен дополнительный электрод соосно эмисси- . онному электроду, а в систему электропитания введен дополнительный ис- точник электропитания, положительный полюс которого соединен с эмиссионным электродом, а отрицательный полюс— с дополнительным электродом.
С) ных ионов различного типа, например с в дугоплазмотронах, содержащих раз - С
Рядную камеру, образованную катодом, О) анодом и промежуточным электродом, а также магнитную и ионно-оптическую системы.
Известные способы и устройства йредназначены для получения однократно заряженных отрицательных ионов.
Ближайшим техническим решением является способ получения отрица. тельных ионов, включающий воздействие на ионизуемый газ электронами.
11О7707
В извсст((ом с((особе удается полуit!i с 1,, 3)t((p
:(т т(.тоны;-(ног i.х -тлеме iT013: О, Г, С1, ВГ,,J, Те, Bi. Способ заключается в .".О(н(ЗЛЦИИ t "Лc-.;Л Н ГаЗО5301! РаЗРЯДЕ !ТЕНН (т(гoi ХО.(ОД:Лт(М КатОДОМ. (!Э1(с(г.tLJj(ст;особ р.тл:(изуется в ис;- () т((:, К Е;. : (- (Ц З Т СЛ! т; < Ы Х 110110 i3 СОДЕРжа(fо (н (з лtÿ(": J.ó() камеру, с((стему из:3. (Е:,:.Н((51 ПУ.!1 Л lio! J()Н С ЭМ((ССИОН ЫМ
-Н(КТ; Оно,т П -;т(ТОМУ ()ЛЕКТРОП:ттЛНИЯ.
Обрл. ",;нлпн . дпукрлтт:o заря tetJJJLJx т ГР ((т Г(: iEтii: (Х i!0! !013 13 VKQ 3 Qt JJtoi(СПО— т(-,тС.т Гой Гit!3 П!)ОИС:КОЕ((((13 !IJt;33
Е!0 ГЛ:30 3010 l)QQPJIJ;,Л !3 МЛГШ(ТПОМ ПОЛЕ
3 Р(:3 . i !J<ТЛТЕ |iPlf(О(.Ill!(tot!i!5(,ЦБУ Х С130 бо(п((-и; 0 (3.(Tp )I!013 атома ш элемснто»
JiC .-03(нОГО н:= ÐСТ(3л (О т т (1, БГ, .1, Т(3, .jj-,, 1 .О:(! С <ЕН!!(3. С!30 Год((J (Х Э t(.J(TpoJ!013 К ((-т"О тЛ-i;((....О., IOJ 0 t)e;i(PCTJ Q (— (;т Зз (т((тт т» 3(()т(3 (()т .т;((т((l)i)((OD 06т т т тттт тi: C
1 (О 1,! т; .3; (! -, (П т
Он (Qi.о тлт(oй способ и устройст330 (: 0 т () ii<0 . i D т!е и! Ч ( TiО босl пт ". э.TP..:е нтл!) н(т е пР 01(сссы (ное(ив :тат-!35< (т с)-, тттт5- i;to i!it ñò С c tO(-)тт !)тct)g>t<1! f т ЛУ Je Jt! ICJ((ЗОТОЕ(Л И „.т!) . ), КОТОРЫЕ ПРЕi! 5l с тт3 тют О бр=с 3 0(3 <3!!It!G с трпц<зтельных и о((он нли cl! 0 co áñ тв у() T раз руше:п(ю ",i p О бр с; 3 О 13 Л I i! i L I 5(„!3 тз "тт 1(сl 3 Л Н Н Ы Е C 0 11 y T стг(ующ:.(е эле "":нтл<) ные Гроцессы злтраи(лается большое ко шче тво энергии и исходного вещества, При таком способе и т стройст!зе нельзя непосре,тственн0 у": pавнять ITðоцессом образÎвлния ЦВУКР<тт НО 3 Лпп)КЕ <тНЧХ О ТР ИЦЛТС:1ЕтНЫХ ионов. !!еобходимым усло!зием д (я получения,т,вукрлг:(о заряженных отрицатЕЛ(т((ЫХ т(0(-013 В ухаЗЛН. О.(СПОСОбЕ И ус гoottcT!3Р ст 3535те сci тто!Il лц(тя рабос(е ГО Гсlэ Л В . ". т ГН!IТ I!Ol f (тО-тв Целью и.)о братания является повышеllIfc выхода .-пзукрлтно заряженных ионов Этл цель постигается тем, Ето в известном способе получения отрицательных ноно!з, преимуществее(е!о изотопов водорот а и их соединений, вклю-. т(аЮ(3ЕМ ВОЭЦЕЙСтВПЕ На ИОНИЗУЕМЬГй Гаэ электронами, осуг(ествляют поляризацию ионизуемогo газа электрическим полем в облас и воз;(ействия на него электроплми. Способ реализуют с помощью устройства для получения отрицатель»ых ионов, содержащего ионизационную камеру, систему получения электронов, систему извлечения г(у (ка ионов с эмиссионным электродом и систему электропитания, в ионизлпионной камере установлен допол(ительный электрод соосно 10 эмиссионному электроду, а в систему электропптлш(5 введен дополнительный Itc Tot!I(I(1(электро((итания, положительный полюс которого соединен с эмисспош(ым электродог(, л отринательнь(й полюс — с допол(тительным электродом. На (3)иг. 1 изображено устройство с ()ор ..øpolçàílfåJ(электронного пучка под углом к «QT!paJ)JECJ!I(1) (,звлечения ионов, на (лт. 2 — 13лрилнт тз t(IO,TI!fel»IJI устройст)за, электро!(ы полу;лются непосрс-,ственно в той Об)(асти газового ! )<аЗР5(ДЛ т ГДЕ ОСУ!(Е С Г(3:!5IC TСЯ TIOJIJIPИЗИ :;I c5I CtTcO1(О13 It i ()1iT, 3 (3(1г I, QJIТ )Зт:— llÎ IНЕIIИЯ;, CTттО."I(- 3.:l. С CОО 1(Ы(:,и I3(ЗОДОМ 25 электронов ((((! 130::О.I ионов," па (3) (г. 4— Е,Pili)(3 30:IÎ!);)Пс1 (О I!!Е!): It!1 . :!!)с;(ногае(0 у(тройс J T)o со iej)m т по.(яри.та-.. ор, Образ Ов 1(., Tp.li () с .,(i!Qc il(ровлнными ЗО т р) т тj)) 1 Л )т .i!(С, i)ii !.."т! 1 II О: ° 031 1!IIТе I5HLLi(2 т.:()КTpoJJ 1 г(оляризаторл имеется отверстие 3. дня ОтбОра OTðlí!QTС !Ь(ит " 0! OÇ. О",НОВРЕ((ЕП((О ЭЛЕКтРО;т 1 ГЫПOJIfi5!Е Г РОЛЬ стеш:и, разделяю:.,ей л Jc.)y - - с исход»(.,.!(ВЕЩЕСтГОМ ОТ:-(Л(; ЕР(тi:3 КОтОРОй I:0 ЕГ(CJ(ЭКCT;)CEÃJ t)) c)liil!! IC.КТРОД 5,, Оз!ектрод 2 IJOJ(5(pTJQEETopQ по. .ещен в камере c . ис.co)t:è ..(не:,oci T:o f тлк, что, его поверхность ()лспо;(ожен; JIQI(poTI!a Оте)ерсти((3 i 1<ерекрывл".ò его про(.пет, В . (амет)е «т(помещен источник -.;10.;TpoI:oâ, состоящий нз кл:oда 6, л:тоца 7 и проке;тт,"утот(ного электрода 8 ° Отверстия „-тл)т выхо tQ электронов в а((о; е 7 и промежуточном электроде 8 соосны, л их ос(. с осью отверстия 3 обрQçt)OT угол 90 . "515 извлечения отр((цлтельных ионов через отверстие 3 gg ИСТ Отт НИК Со и Е<Р )<ЗЗТ ЭК Ст Р Я ГИРтт()((ти!» электрод 5 с Отверстием 9 для (зормировлш=я пучка отрицательных ионов. Отверстия 3 и 9 расположены соосно. В камере 4 предусмотрен патрубок 10 для вгедеш(я исходного вещества, откачки Глзл и измерения давления газа I3 ICQcfLPP . Кроме о бак(;io используемых источников электропитания 11 и 12 введен до.— 11 полнительный источник 13, положительньпЪ полюс которого соединен с эмиссионным 1, а отрицательный — с дополнительным 2 электродами. Устройство в качестве источника отрицательных ионов работает следующим образом. Через патрубок 10 .в камеру 4 напускают исходное вещество в газообразной фазе, прикладывают электрический потенциал между электродами 1 и 2, причем на электрод 1 подают (+), а на электрод -2 (- ), включают источник электронов зажиганием газового разряда между предварительно накаленным катодом 6 и анодом 7. За счет ускорения электронов в двойном электрическом слое, возникающем у отверстия электрода-диафрагмы 8, а так же у отверстия анода 7, электроны пролетают в поляризатор частиц исходного вещества, т.е. в пространство между электродами 1 и 2, где они присоединяются к электрическим поляризационным атомам и молекулам исходного вещества. Образованные отрицательные ионы в поляризаторе перемещаются по направлению к отверстию 3, через которое они вытягиваются электрическим полем, заключенным между электродом 1 и экстрагирующим электродом 5, и через отверстие 9 от. рицательные ионы выходят в виде пучка для их использования. Для проверки способа получения отрицательных ионов с кратностью электрического заряда больше единицы были опробованы и другие варианты ис точников отрицательных ионов, отличаюцихся друг от друга способом подведения свободных электронов к поляризованным частицам исходного веще ства. Например, на фиг. 2 изображен вариант источника отрицательных ионов, где свободные электроны получают с помощью газового разряда, зажигаемого между катодом 6 и анодом 7 (остальные элементы выполнены также, как и на фиг. 1). На фиг. 3 представлен вариант источника отрицательных ионов, отличаюцийся от предыдущих ва,риантов направлением вводимых в поляризатор электронов. Если в первых ,,двух вариантах направление движения электронов пересекает ось отверстий 3 и 9, то в варианте фиг. 3 это направление совпадает или параллельно указанной оси. При этом пучок электронов инжектируется в поляризатор частиц через отверстие в электроде 2. 07707 В устроистве по фиг, 1 в связи с отклонением вводимых электронов между электродами поляризатора в сторону электрода 1 целесообразно вводить их с направлением под углом к оси отверстия 3. Причем, если выбрать направление оси от электрода 1 к электроду 2, величина угла между этими направлениями должна находиться в пределах от 0 до 90 . В качестве источника электронов можно использовать электронные пушки с регулировкой величины энергии инжектируемых элект5 ронов» Источник электропитания 11 представляет собой источник постоянного тока с регулируемым напряжением от 0 до 1000 В и предназначен для заяжгания и поддержания разряда в источниках электронов (фиг. 1 и фиг. 3), а в варианте (фиг. 2) — в области поляризатора между катодом 6 и анодом ?. Мбщность источника 11 составляет 1 кВт. Источник электропитания 13 представляет собой источник постоян-. ного тока с регулируемым напряжением от 0 до 500 В и предназначен дпя поддержания электрического поля в поля30 ризаторе частиц между электродами 1 и 2. Мощность источника I3 составляет 0,5 кВт. Источник 12 представляет собой источник йостоянного тока с регулируемы напряжением от 0 до 30 кВ и предназначен для вытягивания отри35 цательных ионов через отверстие 3 и их ускорения в промежутке между элек; тродами 1 и 5 во всех 3-х вариантах. Обцим существенным признаком всех указанных вариантов источников отри4Q дательных ионов. является налИчие электрического поляризатора частиц Э которьп состоит из двух электроизолиpoBBHHEIx друг от ppyra электродов, в одном из которых (эмиссионньп ) имеет45-ся отверстие для выхода отрицательных ионов и который подсоединен к выводу источника электропитания, имеюцему положительную полярность. Электрический поляризатор частиц как элемент 50 устройства содержит пространство, образованное зазором между электродами и 2, причем объем и форма указанного пространства, определяемого формой электродов 1 и 2, а так же расстояни 5 ем между ними, обусловлены электрической прочностью исходного вещества и его состоянием. Во всех вариантах выполнения устройства электрод 1 поляризатора слу 1107707 )xE1T одновреме«но и стенкой камеры, разделяю(пей клмеру с исход«ым веществом от кл>>еры ускорения Отр»цательных »0«он, og«3>-о «оляризатор может быть LtIt1roJr>teII клк отдельный узел конструк«! iEI И УСTH>io>J>le i! 1 ВЫХОДЛ отР>П|атЕЛ>>НЬ!Х Ira!!OE) П ЭЛЕКТРОполя1лтзаторл было coocE!1: с в с>p с т»е | с"! б О!)<1 0Tprril |н««О Il(OEI|«|т.. н (. ген (e камеры, содер>;n;t(.(:: »с):Од>|с)е t)e>L(ecтr>o. I .ереч»слен>|ые нлр»л! тL! «CTO . «>кон отр>>дательных >|с нor! рлбоглют 1|л оци«ако>1»> принци>1 . т (Л >< -) Г(7 O! !! С.С<11 ) !|, IЛ в(11 ИаНТа т ;!! Об>>Г>Мт Р> ЧОГ(7 >|а фИГ. I . ИЗ Г!р»ВЕдЕНн| >х i!;:.Н«„::. г(> вы«олнеш(я»сточнш;ов (> р. цлгс.-.|шн!b. »о:(ов наиболее эконо-!!i |||(!:! Л|> |Е! (7 Т (.!I >3<3PH -(с«ы 17 (((7!«|е:пот!rocTEI отрицательных 1!т):!() !), (),11! <>!;0 I> СВ>(|1! С ОП"т ТСТВ)т!О! >>1 i i» !><1) Оl„е (. са !> >! 1|. (лме э()фРктив ность :!О>>УЧЕ>!>!Я OTI)rr«à r (rlr |ЫХ»ОНОЕ> В ЭТОМ ВЛР»-riiTe ИЕНЫ".", ЧЕМ В ВаРИа«тЕ, ПРНне;(ен|>0>(:. ;- (7:iг. 1. Б варианте 1(сточtt1!E;л, 1130()р:1)кснниг0 .а ф>>г. 3, дв»жеl!Ile электрон.ов»з источ>шка электронов r!P0rtc t0Å(èT!3 напРан-(е>пlи, IIPQTIIB0110JloK >!Ом нлпрлвлеш>>о с>(г>ов> !х л!>ний электрического поля в . Оляризаторе частиц, в р е зульт:- те чего э !» э(>ектроны вместе с обр,(зоианными отрицате;(иными ионами по«ада>от в отверстие отбора 3 и образуют больг>о! поток со«утствующ»х электронов, чтo я.-зляется сущестнеш!ым недостлтко» такого ь(сточн»ка. Кроме того, этот вариант дает меньпе отрицат ельшзх но |!ов (крл >roc T bâ заряда больше ед»нг(ц.»! . На ()иг. 4 .-ре.(crавлена кривая, показывл.о((ля э«сргст»ческий разброс OTрицательн!ых ионов I! «олученных из т »сточш(ка с)тр>>е(а Te>IE ttbtõ ио«ов по ваpHaEITy (ф«г. 2) . Аналогичные кривые были получены для ионов атомарного кислорода 0 и молекулы ОН при использован»>е ьсех грех приведенных вариантов (n»r . 1, фиг. 2 и (>)иг. 3). ° Кривая .а фиг. 4 получена фотометр»рован»ем масс-энергетического .спектра oip»цлте:!ьных ионов водорода Н ". помс)г(ыо !!лсс-спектрографа с одипарной фокусировкой. IIO оси абсцисс отло)(ена энергия E (н эВ), . одно деление на оси соответстнует 23 эВ, а по 5 оси ординат отложена оптическая плотность почернения, пропорциона>(ьная < пло Trtoc Tlr отр»цателъных ионов Н . Указанный масc ýíåðãåò»÷åñêèé спектр Н. t)L!Jl получен «р» следующих парамет" рах работы »сточшека отрицательных ионов: сила тока разряда между катодом 6 и анодом 7 — 0,3 А, напряжение на разряде .- 87 Б, силл тока в цепи поляризатора — 25 (пЛ, напряжение, пр»ложенное ме> ду электродами 1 и 2 поляр«затора частиц, — 88 Б, начря>(eitEt0cPü Гь электрическогo поля в рабочей части поляризатора — 293 B/c;r, «лот«ость разрядногo тока между като;гп>r 6 » анодом 7 — 2,4 Л/см, давле-! «ге водорода в камере — 6,7 10 мм рт. ст, Нл>еряжеш(е, >>р|п>оженное к уско1)я!<л с(!у «ромсжутку,ежду электродаьш 1 и 5, составляет 12 кВ. Нл фОToi »011013 СООТНСТСТЕГ)>ЮЦI!Е ГP „r Irr;lb> OTP» цателы!ых zroltor Н, обр,зое>а>шых в ! поляр>!заторе. I.pz зтo>! между э:IeKTpo да..!» по:!>!р»зл"! орл пр»к>!л>)ыват!Ся потеш(11().>1, рлв (ь(>I 88 Г. 1 нк 14 нл кр>«>с»| соответствует г|>у>!I!c Отр»дат "льных»01|00 с мини ! i
) 01>ст»я 3 (ф»г . 1, фиг . 2, фиг . 3), г «к 1) coo òâåòñò»yeT групг>е отрнца4О тeJir ньгх ионов 1!,, которая образуется у lor>epx>roc TIr электрода 2 (ф!<и . 1, фиг. 2, &HE . 3), энергетический разGp0c отрицательных ионов Н нключсио-! щ»й пики >» 15, соответствует на «ря)(еш«о, г!р>>ложе>t>IOMv между электрода>!» rioJ!stp»3лтора 1 и 2 (фиг. 1, ф»г. 2, фш.. 3)» составляет 88 B. Тл>си> Образом, однократ«о заряженные отр»цлтельные 1!0>rbr Н,, соответствуюЯ щие п>псам 14» 15 приобретают энергию в поляризлторе, »е превы(((ающу!о по нел»чине приложенное напряжение к электродам поляризатора. Группы отрицательных ионов, соот ветству>о(>в(е «икам 16 H 17> имеют энергию, прены(>та>ое((ую напряжение, приложенное к электродам поляризатора. Например, энергия группы отрйцательньпс ионов II!, соответствующая пику 1 17, превышает приложенное напряжение к электродам поляризатора в 2 раза, а энергия группы отрицательных ионо Н1, соответствующая пику 16, занимает промежуточное значение между энергиями, соответствующими полному напряжению, прикладываемому к электродам поляризатора и увеличенному в 2 раза. При изменении напряжения, приложенного к электродам поляризатора, указанные соотношения между энергиями перечисленных групп отрицательных ионов Н соответственно со1 храняются. На основании вышеизложенного оче" видно, что группа отрицательных ионов Е, соответствующая пику 17, образуется в результате распада атомарного двукратнозаряженного отрицательного иона Н на электрон и одно4 кратно заряженный отрицательный ион H . Причем ион Н образуется у по1 верхности стенки электрода 2 поляризатора путем присоединения вторичных электронов, полученных в результате бомбардировки положительными ионами электрода 2, к нейтральным атомам водорода или к однократно заряженным отрицательным ионам водорода. Поток положительных ионов по направлению к электроду 2 образуется в результате несамостоятельного разряда между электродами 1 и 2 при больших значе. ниях напряженности электрического поля в поляризаторе. Группа отрицательных ионов Н,, соответствующая пику 16, образуется в объеме между электродами поляризатора 1 и 2, а значение ее энергии определяется расстоянием до границы, к которой могут долетать свободные электроны по направлению к отрицательно заряженному электроду 2. Кривая на фиг. 4 позволяет сделать сравнение интенсивностей процессов образования отрицательных ионов в объеме поляризатора на различных расстояниях от электродов вдоль силовых линий электрического поля. Например, пику 14 соответствует группа отрицательных ионов Н, процесс образования . которой наиболее интенсивно происходит у поверхности электрода 1 (фиг.1, фиг. 2, фиг. 3), а пику 15 соответствует группа отрицательных ионов Н,, процесс образования которой наиболее интенсивно происходит у поверхности электрода 2 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3). Процесс образования двухзарядных от107707 10 рицательных ионов И2, характеризуемый на кривой пикамй 16 и 17, наибов лее интенсивно происходит в объеме поляризатора (пик 16) и менее интенсивно — у поверхности электрода 2 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) — пик 17. Дпя сравнения интенсивностей различных процессов образования отрицательных ионов .в энергетическом спектре отрицательных ионов наиболее подходящим является группа отрицательных ионов Н,.соответствующая на кривой пику 14, поскольку эта группа образуется у поверхности электрода с эмиссионным .отверстием и меньше всех подвергается изменениям, вызываемым изменениями. состояния плазмы газового разряда. Сравнение пика 14 с величи20 ной пиков 16 и 17 показывает, что уже при Е = 293 В/см в плазме, помещенной в поляризатор, количество двухзаряднык отрицательных ионов Н2 составля1 ет более. половины количества одноза » Рядных отрицательных ионов Н, характеризуемых пиком 14. При E ) 500 В/см . количество ионов Н, превышает коли1 чество ионов Н,, соответствующих пику 14. В известных устройствах таких как У в источнике дугоплазмотронного типа и пеннинговского типа, спектр отрицательных ионов содержит однократно и двукратно заряженные отрицательные ионы, однако двукратно заряженных отЗ» рицательных ионов в них образуется значительно меньше, чем однократно заряженных отрицательных ионов, что указывает на очень малую эффективность их образования, обусловленную gQ отсутствием достаточной электрической поляризации частиц исходного вещества. Поскольку время жизни двукратно заряженных отрицательных ионов водо » рода не превышает 3 ° 10 7 с, а время пролета ионов водорода в масс-спектporpahe составляет от 0,5 ° 10 с до нескольких микросекунд, то зафиксировать двухзарядные отрицательные ионы »р водорода на фотопластине масс-спектрографа не представляется возможным в связи с его ограниченными возможностями. Однако для ряда технических задач требуется получение двукратно заряженных отрицательных ионов в небольном объеме газа с последующим ус-. корением их на небольшом участке ускоряющего промежутка, что практичес, ки легко реализуется. 1107707 В связи с тем, что образующиеся отрицательные ионы в поляризаторе ускоряются в электрическом поле поляризатора в направлении к отверстию от" бора, то дпя ряда технических задач энергия отрицательных ионов, приобретенная в поляризаторе, достаточна пля их практического применения и поэтому вытягивающего электрода в этом случае не требуется. ! В результате экспериментального опробования способа и устройства было обнаружено, что количество двукратно заряженных отрицательных ионов водорода Н,, а также кислорода 0 и ОК - увеличивается с ростом напряженности электрического поля в поляризаторе, начиная с 200 В/см, при которой они появляются в заметных количествах. Не исключено, что некоторые электрически поляризованные частицы могут присоединять более двух электронов, т.е. образовывать отрицательные ионы с кратностью заряда более двух. Явление зависимости образования отрицательных ионов различных веществ с кратностью заряда больше единицы от электрической поляризации атомов, молекул и ионов исходного вещества, от их дипольннх моментов может найти применение так же в химии для управления различными реакциями, в которых участвуют отрицательные ионы с кратностью заряда больше единицы. Использование данных способа и устройства для получения отрицательных ионов обеспечивает по сравнению с существующими способами и устройствами следующие преимущества: возможность получения отрицательных ионов различного рода веществ с кратностью заряда больше единицы с минимальным количеством примесей продуктов сопутствующих элементарных процессов; возможность управления процессом образования отрицательных ионов путем изменения дипольного момента частиц исходного вещества, например изменением напряженности электрического поля поляризации; возможность использования диссоциации молекулярных отрицательных ионов с кратностью заряда больше единицы на два или более однократно заряженяых отрицательных ионов для увеличения эффективности получения однократно заряженных отрицательных ионов; возможность управления химической реакцией, протекающей с образованием или участием отрицательных ионов, путем изменения дипольного момента частиц при электрической поляризации; возможность получения отрицательных ионов с кратностью заряда более единицы без использования магнитного поля; возможность получения отрицательных ионов в отсутствии процесса ионизации частиц исходного вещества. 110770? 1107707 Г Составитель Е. Гирииская Редактор Е.Гиринская Техред д,олиднык Ьорректор М.Самборская е Заказ 2434 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при mBT CCCP 113035, Иоскза, %-35, Раувскан наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 103
