Масс-сепаратор

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 334129 Союз Советских Социалистических Республик(Ме 13809 ки-Цт 1 К, Ст 01 п (/В 01 с 1 59/4 рисоединением за Комитет пс делаю изобретений и открытийиоритет -Совете тлинист СССР Опубликовано 07.1 Х.1971, Бюллетень27Дата опубликования описания В.Х 11.1971 УДК 621,384.8(088 Авторыизобретени. А. Сысоев и В, В, Галкин Московский инженерно-физический инсти Заявител БСЕСОЮЗН СС-СЕПАРАТОР Изобретение относится к технике электромагнигного разделвния изотопов и может быть также использовано в масс-,спвкгрометрии.Изввстные элвктромапнитные масс-свпараторы имеют относителыно высокую кратность обогащения, Однако эффективность и производительность таких сепараторов очень низкая, затраты энергии на разделение исходного продукта значительны. Это объясняется тем, что используются ионные, пучки сравнительно высоких энергий (несколько десятков килоэлектронвольт), а для фокусировки таких ионных пучков требуются громоздкие элвктромапниты, потребляющие значительную мощность.Цель изобретения - усгранение влияния объемного заряда.Это достигается твм, что устройство содержит установленный у входной щели источника ионов источник электронов, электростатический аксиально-симметричный анализатор и систему элвкгродов, установленную на входе и выходе анализатора и обеспечивающую такую же форму спада электрического поля, как и магнигного, причем векторы электрического и магнитного полей взаимно перпендикулярны.Основной техничвской трудностью в получении принудительной компвнсации в,масс-сепараторах является сложенность обеспечения присутствия электронов во всех точках пространсгва, занимаемого ионным пучком. В предлагаемом устройстве эта грудность устраняется за счет осуществлен,ия сквозного дрейфаэлектронов от источника до приемника вместес разделяемыми ионами, Это позволяет повы 5 сить плотность ионного пучка и умвньшитьэнергию ионов,Сущность изобретения поясняется чвртежом.Около источника 1 ионов установлен источник 2 электронов тепловых энергий. Электро 1 О магнитный анализатор 3 состоит из магнигного и электростатического аксиалыно-симметричных анализаторов. В области рассеянногомагнитного, поля на выходе и входе анализатора уста(навливаются системы 4 из несколь 15 ких электродов. Приемники Б ионов предназначвны для накопления разделенных изотопов.Ионы, выходящие из источника 1, проходятчерез полый катод источника 2 электронов.Электроны, получаемые в источнике 2, дрей 20 фуют в занимаемую ионным пучком область,под,действием его положительного потенциала, осуществляя компвнсацию объемного заряда в пространстве дрейфа.В области, где магнитное поле начинает вли 25 ять на электроны, последние подвергаютсявоздействию также и элекгрического поля системы 4 электродов, которая обеспечивает такую же форму спада электрического поля, каки магнитного. Векторы электрического и магЗО нитного поля остаются взаимно перпендику314129 Предмет изобретения Сосгааитель Н. Ллимова Р даитар 10. Полякова Т.кр.д Л. В. Куклина Корректор В, П. Фед Тираж 4 Заказ б 488 Изд, Мд 1225 одписи; епий и открытий при Совете Министров СС, Раушская паб., д, 4/5 1 ИИПИ Когяптста по делам изобрс Москва, Кастная типографи 1 г Костромского управления по печати лярнымн н напраьлены так, что электронны дрейфуют перпендикулярно к векторам обоих полей вдоль пучка ионов в направлении их движения. В анализаторе дрейф электронов происходит по гукружнгустям. Аналогично осущесгвляегся компенсация в области выходного края и в пространстве дрейфа за ним. В случае необходимости может быть у 1 становлен дополнительный источник электронов. После разделения в анализаторе по гмассам ионные пучки фокусируются на приемники 5 ионов, где происходит их накопление. Посколвку электроны не могут свободно двигаться вдоль силовых линий электрического поля, при определенных соотношениях напряженностей электрического и магнитного полей электрическое поле не будет искажаться зарядом пучка. При этом электрическое поле задается таким образом, чтобы обеопечивалась фокусировка ионов по энергии,Осуществление компенсации объемного заряда ионного пучка позволяет существенно повысить плотность тока и тем самым увеличить производительность масс-сепаратора. Использование электростатического аксиальносимметричного анализатора, позволяет осуществить фокусировку нонов по энергиями и дает возможность снизить энергию ионов более чем в десять раз, Снижение энергии ионов 5 позволяет существенно уменьшить габаритыустановки и потребляемую мощность. Повышение разрешающей способности анализатора за очет устранения влияния объемного заряда и осуществления фокусировки ионов по энер гии увеличивает кратность обогащения. Масслсепаратор, содержащий источник ио нов, электромагнитный анализатор и приемник ионов, отличающийся тем, что, с целью усатранения влияния объемного заряда, он содержит установленный у выходной щели источника ионов источник электронов, электроста тический аксиально-симметричный анализатори систему электродов, установленную на входе и выходе анализатора и обеспечивающую такую же форму онада электрического поля, как и магнитного, причем векторы электриче ского и матнитного полей взаимно перпендикулярны.