Циклотронный источник многозарядных ионов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (и) 502422

Сова Севетвкец

Социалиетичеекнх

Ресвублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.74 (21) 2029746/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.02.76. Бюллетень ¹ 5

Дата опубликования описания 21.04,7б (51) М. Кл.- "Н 013 37/34

Н 05Н 13/00

|ссударственный комитет

Совета Министров СССР ло делам и обретений и открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

|О. П, Третьяков и Г. М. Соловьева

Объединенный институт ядерных исследований (71) Заявитель (54) ЦИКЛОТРОННЪ|Й ИСТОЧНИК МНОГОЗАРЯДНЪ|Х ИОНОВ

Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к ионным источникам для циклотронов, ускоряющих многозарядные ионы.

Известен дуговой источник многозарядных ионов для циклотрона, в котором используется катодное распыление рабочего вещества. Источники ионов с подогреваемым катодом и осцилляцией электронов являются в настоящее время самыми эффективными из используемых на ускорителях, Одним из недостатков конструкции известных источников многозарядных ионов с катодным распылением рабочего вещества является неподвижное закрепление держателя распыляемого электрода. Наибольший выход ионов достигается в случае, когда передняя распыляемая грань электрода касается первичного пучка электронов с катода. При сборке источника электрод устанавливают в оптимальное положение, но через некоторое время из-за расхода рабочего вещества и разрушения катода распыляемая грань электрода и первичный пучок отодвигаются друг от друга.

Другой недостаток состоит в том, что лишь небольшая часть распыленного рабочего вещества (5 — 15% — в зависимости от размеров эмиссионной щели) выходит из разрядной камеры ионного источника с катодным распылителем рабочего вещества, остальная часть вещества остается в разрядной камере. Эта часть распыленного вещества может быть собрана путем соответствующей химической обработки разрядной камеры источника после работы и восстановлена в виде, пригодном

5 для повторного применения.

В ряде экспериментов в качестве рабочего вещества используют дорогостоящие разделенные изотопы, количество которых ограничено, При ускорении различных элементов

10 требуется использование в источнике соответствующих конструкционных материалов. Например, невозможно отделить обогащенные изотопы меди от медной разрядной камеры.

Иметь несколько источников, работающих на

15 одном веществе, как правило, не представляется возможным, так как, во-первых, ионный источник является достаточно сложным и дорогостоящим прибором, а во-вторых, при работе с разделенными изотопами было бы за20 труднительно проводить сбор малых количеств вещества с деталей нескольких приборов.

Целью изобретения является повышение эффективности использования рабочего ве25 щества и увеличение времени работы источника.

Поставленная цель достигается тем, что распыляемый электрод закреплен на держателе, который установлен на каретке, приводиЗО мой в движение дистанционно механизмом, 502422 например клиновым, по мере расхода рабочего вещества. Установка в оптимальное положение производится по интенсивности пучка ускоренных ионов. Сбор израсходованного рабочего вещества обеспечивается объемными сборниками, располагаемыми вблизи электрода, На чертеже показан предложенный ионный источник. Источник ионов содержит нить накала 1, катод 2, разрядную камеру 3, держатель 4 антикатода, распыляемый электрод 5, держатель 6 распыляемого электрода, съемную кассету 7, вкладыш 8 с эмиссионной щелью, подвижную каретку 9, изоляторы 10.

Источник работает в продольном магнитном поле циклотрона. Электроны, эмиттированные накаленной нитью 1, ускоряются и бомбардируют катод 2, нагревая его (источники питания не показаны). Разогретый катод эмиттирует электроны, которые ускоряются и движутся вдоль разрядной камеры 3, которая является анодом. В разрядную камеру подается газ, ионизируемый электронным потоком, в результате чего возникает дуговой разряд.

Антикатод, укрепленный на держателе 4, имеет тот же потенциал, что и катод, поэтому электроны осциллируют вдоль разрядной камеры.

В области эмиссионной щели в разрядную камеру введендополнительный электрод 5, содержащий рабочее вещество и закрепленный на изолированном охлаждаемом держателе 6.

В источнике держатель распыляемого электрода может плавно перемещаться в разряд и обратно в ходе работы, т. е. под напряжением.

Регулируемый отрицательный потенциал подается на держатель через гибкие трубки охлаждения. Держатель закреплен с помощью изоляторов 10 на каретке 9, перемещаемой специальным механизмом (например, клиновым). Управление перемещением и контроль осуществляются дистанционно с пульта циклотр она.

Для сбора распыляемого рабочего вещества в источнике устанавливаются охлаждае10 мые съемная кассета 7 и вкладыш 8 с эмиссионной щелью в передней стенке. Материал вкладыша и кассеты выбирается в соответствии с требованиями, обусловленными методикой выделения конкретного рабочего вещест15 ва. После работы источника эти детали снимаются и отправляются на переработку, Формула изобретения

1. Циклотронный источник многозарядных

20 ионов, содержащий разрядную камеру, катод, антикатод и изолированный распыляемый электрод, закрепленный на держателе, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности использования рабочего ве25 щества и увеличения времени работы источника, держатель закреплен на каретке, приводимой в движение дистанционно, например, клиновым механизмом по мере расхода рабочего вещества.

30 2. Источник многозарядных ионов по п. 1, отличающийся тем, что, с целью облегчения сбора израсходованного рабочего вещества, в разрядной камере источника, в районе расположения распыляемого электрода, 35 установлены охлаждаемые съемные сборники распыляемого вещества.

502422

Составитель H. Воронин

Техред М. Семенов Корректор В. Брыкснна

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 758j3 Изд. № 232 а Тираж 977 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5