Способ получения селектированного по зарядам пучка ионов

Авторы патента:

H01J49/10 - источники ионов; ионные пушки

Изобретение относится к ускорительной технике. Цель изобретения - повышение в извлеченном пучке доли ионов с выбранным отношением массы иона к заряду. На плазму заряда накладьшается переменное электрическое поле (Эп)Е(+), сосредоточенное в тонком слое 3, вблизи дополнительного анода 4. Дрейф ионов (И) происходит в сторону эмиссионного отверстия 5 перпендикулярно плоскости электрического и магнитного полей с последующим ускорением и фокусировкой. Если направление Эп совпадает с направлением движения И, то последний приобретает дополнительную энергию и движется по окружности большого радиуса . Если направление Эп противоположно направлению движения И, то последний тормозится в слое 3 и вновь совершает виток циклоиды. Таким образом , дрейф И ,с выбранные отношением A/Z; осуществляется в том случае, если И попадает в слой 3 при встречном направлений Эп. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (И) СЮ 4 Н 01 J 49 10

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4115595/24-21 (22) 10.09.86, (46) 15.12.88. Бюл. Иу 46 (7l) Объединенный институт ядерных исследований (72) С.Л.Богомолов и Ю.П.Третьяков (53) 539.)86:537.534.1(088.8) (56) D.Bohm. In. The characteristics

of Electrical Discharges in Magnetic Fields NË. 1949, р.8.

Авторское свидетельство СССР

Н 805861, кл. Н 01 J 25/22, 1978. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕЛЕКТИРОВАННОГО ПО ЗАРЯДАМ ПУЧКА ИОНОВ (57) Изобретение относится к ускорительной технике. Цель иэобретениявЂ” повышение в извлеченном пучке доли ионов с выбранным отношением массы иона к заряду. На плазму заряда накладывается переменное электрическое1 поле (Эп)Е(+), сосредоточенное в тонком слое 3, вблизи дополнительного анода 4. Дрейф ионов (И) происходит в сторону эмиссионного отверстия 5 перпендикулярно плоскости элек" трического и магнитного полей с последующим ускорением и фокусировкой.

Если направление Эп совпадает с направлением движения И, то последний приобретает дополнительную энергию и движется по окружности большого ради- уса. Если направление Эп противоположно направлению движения И, то последний тормозится в слое 3 и вновь совершает виток циклоиды. Таким обраф зом, дрейф И,с выбранные отношением

А/Е, осуществляется в том случае, ес- Q) ли И попадает в слой 3 при встречном направлении Эп. 1 ил.!

444904 формула и з о б р е т е н н я иона в магнитном поле, Составитель В.Зайков

Техред А.Кравчук Корректор В,! и; .:;..«к;

Редактор Е.Копча

Заказ 6513/55 Тираж 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S ю

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к ускорительной технике и может найти применение при разработке плазменных источников многоразрядных нОнОВ °

Целью изобретения является повышение в извлеченном пучке доли ионов с выбранным отношением массы иона заряду.

На чертеже предстал.зепа схема уст- 10 ройства для реализаппи предлог..емого способа.

В газоразрядной камер : . а плазму разряда от источника . .,еременного напряжения накладывается перемен- 15 ное электрическое поле Е(+). Электрическое поле сосредоточено в тонком слое 3 вблизи дополнительного анода 4.

Дрейф иойов происходит в сторону эмиссионного отверстия 5 лерпендику- 20 лярно плоскости электрического и магнитного полей с последующим ускорением и фокусировкой в ионно-оптической системе 6.

Если направление электрического . 25 поля совпадает с направлением движения иона при пересечении слоя, то ион приобретает дополнительную энер гию и продолжает двигаться по окружности большего радиуса. Если направ- 30 ление поля противоположно направлению движения иона, то ион тормозится

s слоев и затем совершает следующий виток циклонды, смещаясь в направлении эмнс сиО J! ol a Отв ерстия ° TBKHM Об- 35 разом, дрейф ионов с выбранным отно" шением Л/l: в сторону эмиссионного отверстия осуществляется в том случае, если ионы попадают в слой при встречном направлении электрического 40 поля, т.е, за время совершения ионом

1/2 оборота в магнитном поле электрическое поле должно измениться на период, Это условие выполняется в том случае, если ион совершает половину 45 оборота за время, равное периоду изменения электрического поля, т.е.

Т = вЂ” вЂ”.Т2 где Т. вЂ” период обращения иона в маг1 нитном поле 1 с1

Т " период изменения электричес. кого поля, с, Селективное извлечение ионов позволяет разгрузить ускоряющую систему ускорителя от балластных ионов, которые выбывают из процесса ускорения. Кроме этого, возможно повыше- ние абсолютного значения тока ионов с выбранным значением А/Z; .

Так как ионы с другими значениями

А/Z более длительное время находят1 ся. в плазме разряда то следовательно, .возрастает вероятность их перехода в нужное зарядное состояние, При ускорении дорогостоящих обогащенных изотопов (48 п,58ре и других) повышение тока ионов снижает расход рабочего вещества.

Способ получения селектированного по зарядам пучка ионов из газовог: разряда, включающий наложение на разряд .скрещенных магнитных и электрических полей так, wn î плоскость, образованная векторами магнитного и электрического полей, перпендикулярна направлению извлечения ионов, изВЛЕЧЕНИЕ ИОНОВ С ПОСЛЕДУЮШИМ фОРМИРОванием и ускорением ионного пучка электрической ионно-оптической системой, отличающийся тем, что, с целью повышения в извлеченном пучке доли ионов с выбранным Отношением массы иона к его зарнду„ электрическое поле изменяют во нремени по периодическому закону е периодом

Т (с), удовлетворявшим усповио

Т = -",-Т где Т вЂ” нерп п1 Обращения

Способ получения селектированного по зарядам пучка ионов

Похожие патенты:

Источник ионов // 1396854

Изобретение относится к области масс-спектрометрии и может быть использовано в анализаторах атомных частиц, масс-спектрометрах, в частности в магнитных резонансных масс-спектрометрах

Лазерно-плазменный источник ионов // 1045778

Полевой источник ионов для масс-спектрометра // 711935

Устройство создания ионных потоков // 2389105

Изобретение относится к области создания полупроводниковых приборов методом легирования и предназначено для получения направленных потоков (пучков) ионов

Источник ионизации на основе барьерного разряда // 2405226

Изобретение относится к области газового анализа и предназначено для применения в качестве ионизатора в спектрометрах ионной подвижности, масс-спектрометрах и других аналитических приборах

Способ детектирования и идентификации химических соединений и устройство для его осуществления // 2414697

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано при решении задач органической и биоорганической химии, биотехнологии и экологии, в частности в системах для определения состава и количества химических соединений в виде газовой фазы, растворов и биологических жидкостей

Устройство создания мощных ионных потоков // 2496179

Изобретение относится к области плазменной техники. Технический результат - повышение мощности автоэмиссионного источника ионов за счет одновременного повышения силы тока и энергии ионов в пучке. Устройство создания мощных ионных потоков состоит из вакуумной камеры с источником ионов и двух электродов - анода и катода, между которыми создается разность потенциалов. Источник ионов выполнен в виде резервуара с жидкостью, соединенного с нагревательным элементом или с криогенной установкой, внутри которого установлен анод, причем анод и стенки резервуара расположены с зазором, создающим капиллярное движение потока жидкости из резервуара, катод выполнен в форме пластины со щелью, расположенной над анодом, который выполнен в виде системы соосных цилиндров, расположенных относительно друг друга с зазором, а катод выполнен в форме пластины с системой щелей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Источник ионов для масс-спектрометра (варианты) // 2499323

Изобретение относится к области аналитического приборостроения. Источник ионов для масс-спектрометра первому варианту включает камеру (1), в первом торце (2) камеры (1) выполнено отверстие (3), в котором размещено устройство (4) электрораспыления пробы. В боковой стенке (5) камеры (1) у первого торца (2) установлена по касательной к боковой стенке (5) по меньшей мере одна трубка (7) для подачи в камеру (1) нагретого сжатого газа. Во втором торце (9) камеры (1) установлен первый электрод (11) с центральным отверстием (12) для выхода ионов, окруженный вторым электродом (13) с отверстием (14) в центральной области, образующим с первым электродом (9) электростатическую фокусирующую линзу для ионов (15). В боковой стенке (5) камеры (1) выполнено по меньшей мере одно отверстие (13) для выхода газа и неиспарившихся капель пробы, отстоящее от второго торца (8) на расстояние d, удовлетворяющее определенному соотношению. По второму варианту отверстие (44), в котором размещено устройство (4) электрораспыления пробы, выполнено в боковой стенке (43) камеры (40), а в первом торце (41) камеры (40) выполнено отверстие (42) для выхода газа. Технический результат - повышение доли заряженных частиц, в первую очередь ионов, поступающих из источника ионов на вход в масс-спектрометр. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

Ионный источник тлеющего разряда с повышенной светосилой // 2504859

Изобретение относится к области приборостроения. Технический результат - увеличение светосилы ионного источника тлеющего разряда за счет уменьшения диффузионных потерь ионов в разрядной камере. Источник тлеющего разряда содержит размещенные с зазором и соосно цилиндрические полый анод, имеющий профилированную донную часть, и полый катод, размещенный в полости анода со стороны его открытого торца, совместно образующие разрядную камеру. Выходом камеры является осевое отверстие для вытягивания ионов и откачки, образованное в донной части полого анода. Профиль донной части анода выполнен с возможностью одновременной самофокусировки электронного потока из полого катода в зону осевого отверстия разрядной камеры и формирования параболического электрического поля на выходе из камеры, при этом донная часть анода, обращенная внутрь камеры, имеет форму выпуклого конуса, а обращенная наружу - поверхность вогнутой сферической формы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ транспорта ионов из полярной жидкости в вакуум и устройство для его осуществления // 2537961

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано для высокочувствительного анализа состава растворов, находящихся при атмосферном давлении. Исследуемый раствор помещается в каналы диэлектрической мембраны, откуда ионы экстрагируются в вакуум импульсами сильного электрического поля. При этом распыление самого раствора не происходит. Для реализации этого способа предлагается устройство, в котором за счет конструкции электродов обеспечивается возможность быстрого формирования электрических полей, стимулирующих эффективную экстракцию ионов, из раствора, находящегося в каналах мембраны. Существенными признаками, отличающими изобретение являются: 1) возможность прямого управления электрическим полем, экстрагирующим ионы; 2) отсутствие переходных процессов при запуске устройства, изменении напряжений, приложенных к его электродам, или замене пробы; 3) возможность повышения интенсивности выхода ионов из раствора за счет использования импульсных электрических полей с существенно большей напряженностью; 4) более низкий расход анализируемых ионов, содержащихся в растворе, за счет согласования потока экстрагируемых ионов с периодичностью их разделения и регистрации во времяпролетных приборах; 5) существенное повышение чувствительности при регистрации ионного состава растворов за счет более эффективного использования всех каналов мембраны и снижения фоновых шумов; 6) возможность прямого ввода ионов из раствора во времяпролетную камеру анализатора без дополнительной модуляции ионного потока. Технический результат - обеспечение стабильного и управляемого транспорта ионов из полярного раствора в вакуум в контролируемых условиях в течение длительного времени. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ получения и детектирования ионов изотопов торий-229 и торий-232 с различной кратностью заряда // 2548158

Изобретение относится к области метрологии и может быть использовано для определения частоты и времени, в частности при создании атомных стандартов частоты и атомных часов. В заявленном способе получения и детектирования ионов изотопов торий-229 и торий-232 с различной кратностью заряда предусмотрено испарение и ионизация тория, фильтрация ионов по энергии и фильтрация ионов по отношению массы к заряду, улавливание ионов тория выбранной степени заряда в квадрупольной ионной ловушке линейной конфигурации. Далее осуществляют охлаждение ионов тория выбранной степени заряда в квадрупольной ионной ловушке линейной конфигурации до тепловых температур при напуске гелия, воздействие на охлажденные ионы тория лазерным излучением для охлаждения и спектроскопического исследования, испарение и ионизация до необходимого зарядового состояния тория, предварительно осажденного на вольфрамовом стержне и содержащего изотопы 229Th и 232Th, пучком электронов энергией 0.6-1 кэВ, эмитируемых с нагретого катода. Затем производится фильтрация ионов по энергии в энергетическом диапазоне шириной не более 4 эВ, соответствующем максимальному числу ионов необходимой степени заряда, замедление ионов до энергии не более 5 эВ и фильтрация ионов по отношению массы к заряду методом квадрупольной масс-спектрометрии. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности использования пробы, уменьшение ее необходимого количества и снижение опасности накопления используемых радиоактивных материалов, уменьшение вариации числа загружаемых в ловушку ионов. 7 ил.

Источник ионов с фотоионизацией при атмосферном давлении // 2572358

Изобретение относится к области ион-дрейфовой и масс-спектрометрии и найдет широкое применение при решении аналитических задач органической химии, криминалистики, метаболомики и медицины. Источник ионов с фотоионизацией при атмосферном давлении выполнен в виде полого газового потока азота, обдувающего прогреваемый выход капиллярной хроматографической колонки и одновременно выполняющего роль ионизационной камеры, отделяя внешний фоновый газ (лабораторный воздух) от потока газа-носителя, поступающего из хроматографической колонки вместе с ионизируемым веществом внутрь полого газового потока азота. Ортогонально потоку газов располагается источник ионизирующего ультрафиолетового излучения. Ионы, образовавшиеся вдоль оси потока газов, вместе с потоком поступают на вход в интерфейс анализатора. Для исключения побочных ион-молекулярных реакций в интерфейсе поток газов выбирается чуть больше, чем максимально может пропустить интерфейс (входная диафрагма), что позволяет исключить затягивание лабораторного воздуха с примесями и искажение аналитической информации. Технический результат - исключение эффекта «помутнения» оптического окна и загрязнения ионизационной камеры и повышение чувствительности прибора. 1 ил.