Источник отрицательных ионов

 

О П И C-- A---И --И-Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соуп С©ветскик

Сециалистичесиик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 01.08.75 (21) 2164656/25 с присое)1ииением заявки ¹

{23) Приоритет

{43) Опубликовано 150878.Бюллетень,% 30 (5l) М. Кл.

Н Ol У 3/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК621. 387. .424(088.8) (45) Дата опубликования описания 040778 (72) Авторы изобретения

В.Ф.Козлов, С.Я.Чеканов, В.И.Пистряк и А.В.Зац (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ОТРИЦЛТЕЛЬНЬ1Х ИОНОВ

Изобретение относится к технике получения ионных пучков и может использоваться в тандемных, ускорителях.

Известны источники отрицательных ионов,.основанные на явлении вторичной ионно-ионной эмиссии 11) .

Обычно эти источники содержат катод (эмиттер), изготовленный из материала, распыление которого сопровождается эмиссией соответствующих отрицательных ионов, источник пер-. вичных ионов, производящих распыление катода (обычно для этой цели используются ионы щелочных металлов) и систему формирования пучка вторичных отрицательных ионов.

Наиболее близким к предлагаемому является источник отрицательных ионов, содержащий катод из материала, распыление которого положительными ионами сопровождается эмиссией отрицательных ионов, систему вытягивания отрицательных ионов из прикатодной 25 области, ионизатор для получения первичных положительных ионов и систему формирования пучка первичных ионов121, В ионизаторе создается избыточное давление паров щелочных металлов, под действием которого их атомы диф фундируют через объем предварительно нагретой пробки из пористого вольфрама и десорбируются с ее поверхности в виде положительных ионов в зазор между электродами системы формирования,где они ускоряются, формируются в пучок и затем попадают на распыляемую поверхность катода. Вторичные отрицательные ионы, образующиеся в процессе распыления катода, ускоряются и формируются в пучок с помощью соответствующей системы формирования.

Однако в известном источнике фазовая плотность тока пучков, получа» емых при помощи него, не велика,поэтому ток ускоренных частиц на выходе ускорителя оказывается недостаточным для многих задач ядерной физики и особенно физики радиацигнных нарушений.

Цель изобретения — повышение тока. .отрицательных ионов на выходе из источника.

Это достигается тем, что в предлагаемом источнике ионизатор выполнен в виде кольцевой камеры, внутренняя цилиндрическая поверхность которой является эмиттером первичных ионов, катод размещен на оси указанной каме- ры, а система формирования пучка пер543306 вичных ионов выполнена в виде кольцевых электродов, ра.сположенных меж ду йонизатором и катодом.

Анализ показывает, что повышение фазовой плотности тока 8 в йредложенном случае происходит за счет повышения плотности тока пучка ) пер- 6 вичных ионов при одинаковых площадках распыления. + яРеА . ядеА .ь пдОт1 30

П)РО Т.параметры для прототипа, параметры для

1.редложенного устройства. 15

В свою очередь, ) и будет

-больше j,,© при прочих равных ус . ловиях эа счет увеличения площади ионизаторар тогца

2МИ 29 в зед и2 +BpQY1 где Ц: и 4=соответственно радиус и высота ионизатора в предложенном источника .д 20 и-радиус ионизатора в прототипе.

На ертеже показан предлагаемый источник, общий вид.

Катод 1 предлагаемого источника выполнен в виде цилиндра с конусом,- 89 изготовленного из материала, ионы которого необходимо получить.Концентрично катоду расположен источник пер=винных положительных ионов, содержа.= щий ионн:".âòop 2, представляющий собой 35 кольцей;,. 3 пав ьеру< в данном варианте прямоугольного сечения с кольцевой щелью во внутренней стенке, в которую за:p=-=совало кольцо 3 из пористого вольфрама, нагреватель 4 ионизато- 4g ра, и систему 5 формирования пучка первичн 1 ионоР выполненную в виде кольцевых электродов. Соосно катоду, cG сторОны вершины его конуса распо ложена сиcòåèà 6 формирования пучка

-й вторичных отрицательных ионов.

Источник работает следующим обра-SQM

Создается избыточное давление паров щелочных металлов, например цезия, в кольцевой камере ионизатора 2. Пройдя через предварительно нагретое вольфрамовое кольцо 3, атомы цезия десорбируются с его поверхности в виде ионов®+и поступают в зазор между кольцевыми электродами системы 5 формирования пучка первичных ионов .Здесь ионы Ga+ ускоряются, формируются в прямолинейно-распространяющийся пучок и, двигаясь в радиальных направлениях к оси ионизатора, поступают на распыляемую поверхность. катода 1. Выбиваемые вторичные отрицательные ио- ны формируются s пучок с помощью системы ф формирования.

Предложенный источник обладает очевидным преимуществом, более, чем на порядок увеличивая фазовую плот - ность тока.

Формула изобретения

Источник отрицательных ионов, со держащий катод из материала, распыление которого положительными ионами сопровождается эмиссией отрицательных ионов, систему вытягивания. отрицательных ионов из прикатодной области,ионизатор для получения первичных положительных ионов и систему формирования пучка первичных ионов,о т л и ч а ю шийся тем,что,с целью повышения тока отрицательных ионов на выходе из источника,ионизатор выполйен в виде кольцевой камеры, внутренняя цилиндрическая поверхность которой является эмиттером первичных ионов, катод размещен на оси указанной камеры, а система формирования пучка первичных ионов выполнена в виде кольцевых электродов, расположенных между ионизатором и катодом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Ю.И.Белоченко, Г.И. Димов, В.Г.Дубников. Препринт ИЯФ ЗУ-73, СО AH СССР.

j,М ДИв1аи Ч,СИа PeeV,Adams A:P sEimieavy «кероi ои UN 36 Замераi Ьиеиt о РЬ Йса Оиие ай Реииб Рмаюа 1973.

ЦЧОЮВЯ1Щ)идолу . ЯЩшмльиььг ижду

Составитель В.Еим Редактор Л.Письман Техред H.Áàáóðèà Корректор C.Ãàðàñèíÿê

Заказ 4535/52 Тираж 831 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4