Способ получения высокозарядных ионов

(54) (57) СПОСОБ ЗАРЯДНЫХИОНОВь ванне электронн ко:,арядных иона ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС 1 ф . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Объединенный институт ядерных исследований(56) Авторское свидетельство СССР У 248860, кл. Н 01 3 3/04, 1967.Авторское свидетельство СССР 9 741760, кл. Н 01 7 2704 ь 1979ПСЛУЧЕЫМ ВЫСОКОвключающий формироого потока и ввод нив рабочего вещества,в потенциальную ловушку, образованную электронным потокам, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения зарядности ионов путем повышения времени их пребывания в потенциальной ловушке, в потенциальную ловушку непрерывно или периодически дополнительно вводят ионы меньшей эарядности того хе или меньшего атомного веса с энергией, меньшей сред- . ней энергии многозарядных ионов в потенциальной ловушке в таком количеСтве, чтобы объемный заряд низкозарядных ионов составлял не меньше 1 Х от объемного заряда получаемых ионов.Врректор Л.Обручар Редактор Н. Каменская Тираж 691,Заказ 8252 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям иоткрытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва Е, Раушская наб., д. 4/5дписное Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Изобретение относится к технике 1получения пучков многозарядных ионови может быть использовано для получения пучков ядер всех элементов,включая уран, полностью лишенныхэлектронной оболочки,Целью изобретения является повышение зарядности ионов путем повышениявремени их пребывания в потенциальнойловушке.Способ осуществляется следующимобразом.Пусть, например, протяженный электронный пучок цилиндрической Формы используется для получения ядер ксенона, полностью лишенных электроннойоболочки.Известным способом в такой пучоквводят определенное количество низкозарядных ионов ксенона и удерживаютих в потенциальной ловушке, образуемой в радиальном направлении простран.ственным зарядом электронного пучка,создающего радиальный потенциальныйбарьер ЬЧ, а в аксиальном прикладывают потенциальныЕ барьеры аЧ наоконечных участках пучка. В процессеудержания за счет ионизации электро.ным ударом ИОны ксеноца становятсямногозарядцыми. Для того, чтобы полнос ьюлинцих электронной оболочкч т,е пол 7гить ядра Хе , необходимо удержание в пучке оптимальной энергии1,"80 кэВ) и плотности, например,10 з А/смг в течение 10 с,В процессе удержания за счет кулоновских столкновений с электронами,а также возможных других причин,происходит нагрев мцогозарядцйх ионов т.е, увеличение их среднейэнергии Е, Как только Е становитсяФБсравнимой с и еьЧ, где Ч - среднийВ Бзаряд ионов в пучке начинаются потери ионов в радиальцом цаправлеции. Чтобы этого не происходило, в пучокпостоянно или периодически, например, от какого-либо ионного источника вводят низкозарядные ионы са 5 средним зарядом и меньшим с ии ьсредней энергией Е, меньшей Е. Тогда, за счет кулоновских столкновениймежду низкозарядцыми и высакозаряд"ными ионами происходит. быстрое вы О равнивание средних энергий этих двухвидов ионов. Но так как для низкозарядцых ионов условие ухода из пучка через радиальный потенциальныйбарьер наступает при меньшей средней 15 энергииЕ ., )чем для высокозарядцых, то из пучкабудут уходить цизкоз,"рядцые ионыунося энергию. перецаваемую элект О ронами высокозапядным ионам. Расчет показывает, гго реальных условияхвыравнивание энергий двух видов ионов происходит за времена . 011 мс; так что нагревом цизкозарядных ионов электронами за это времяможно пренебречь.Таким образом можно удерживатьвысокозарядные ионы в пучке электро:.ов неопределенно долго, отбирая уик энергию, полученную от электро:.:н что увеличивает предельно достиж 1 лую эарядность ионов и сокращаетих потери из пучка.,Расчет гоказыва.:т, что для эффективно 1 о охлаждения ионов ксецонаЗи длительного их удержания в электронном пучке достаточно вводить в пуф , +чак ионы например С. или Нтак,чтобы их суммарный заряд в пучкебыл0,01 от пространственного заряда высокозарядных ионов рабочеговещества (например ксенона). Этоозначает что ввод низкозарядных ионов практически не снижает емкостьэлектростатической ионной ловушкив области электронного пучка.