Источник заряженных частиц

) 382169 Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСА НИ Е ИЗО 6 РЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное 22) Заявлено 09.08.7 вт, свид-ву -21) 1691981/26-25(72) Автор изобретен арев 71 тель К ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ(54) ИСТ Изобретение относится к области технической физики и может быть использованодля получения различных положительныхи отрицательных ионов, например, в массспектроскопии, а также для полученияэлектронов.В настоящее время наряду с другимитипами нонных источников в масс-сдектроскопни используется газоразрядный источник типа Уноплазмотрон. Уноплазмотрон состоит из катода, анода с отверстием эмиссии и промежуточного электрода,служащего для сужения разряда. Высокаянлотность ионов в анодной области разряда обусловлена потоком электронов, ускоренных в двойном электрическом слое, возникающем на границе плазменного пузыря,который образуется перед отверстием промежуточного электрода с,катодной староны. Однако двойной электрический слойрасположен далеко от отверстия эмиссиинонов и поэтому часть электронов, ускоренных в двойном электрическом слое теряетэнеряию в канале, промежуточного электрода, Вследствие этого плотность ионного тока на выходе Уноплазмотрона недостаточно высока,Целью изобретения является увеличе:ние плотности пучка заряженных частиц.Цель достигается блатодаря созданию на поверхности анода анодного пятна. Наличие двойного электрического слоя на границе поверхности анодного пятна приводит к ускорению электронов плазмы и фокусировке пх в центр анодного пятна. В связи с этим концентрация заряженных частиц внутри анодного пятна в несколько раз больше, чем в плазме разряда. При возникновении анодного пятна .разрядный ток со всей поверхности анода стягивается и концентрируется в небольшой части поверхности анода, которую занимает анодное пятно (порядка нескольких квадратичных миллиметров). Анодное пятно самопроизвольно перемещается по поверхности аиода. Для фиксации анодного пятна у огверсткя эмиссии анод выполнен в виде конуса, вершина которого введена в отверстие центри,рующего электрода. Это позволяет строго фиксировать анодное пятно на вершине анода. Для создания лучшего условия отбора заряженных частиц из внутренней части анодного пятна в вершине анода выполнена лунка, в дне которой имеется отверстие эмиссии заряженных частиц. Поскольку основным физическим фактором в получении высоких концентраций заряженных частиц является двойной электрический слой, то, кроме положительных ионов, из источника можно отбирать отрицательные ионы.382169 3 Формула изобретения едактор Т. Кузнецова Техред И. Заболотнова Корректор С. Файн аказ 23/26 Изд.651 Тираж 784 Подписное ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти 113035, Москва, )К, Раушскан наб., д. 4/5. Харьк. фил. пред. аПате На чертеже, изображен один из возмюжнь 1 х вариантов схемы источника.Схема включает Б себя катод 1, представляющий собой, например, никелевую проволоку диагметром 0,5 мм, покрытую оксидным составом (катод может быть любым из применяемых в газоразрядных приборах); аиод 2, представляющий собой медный конус с углом 90 и толщиной стенки 0,5 мм, на,вершине которого имеется лунка диаметром 0,5 мм и глубиной 0,3 мм и отверстие для отбора заряженных частиц диаметром 0,15 мм; центрируощий электрод 3, представляощий собой медный диск высотой 2 мм с отверстием в центре диа метром 2 мм, соосным эмиссионному отверстию в аноде; вытягивающий электрод 4, првдставляющий собой полированный стакан из нержавеющей стали, в центре дна которого имеется отверстие дна)метром 1 мм, служащее для прохождения пучка,заряженных частиц (вытягивающий электрюд в зависимости от азначения,источника может иметь другую фоРму)Работает источник следующим образом. 25 Включением накального трансформатора подогревается катод. В объем, где расположены катод 1, анод 2 и центрирующий электрод 3, напускается рабочий газ до давления порядка 10 -- 10 мм рт. ст, зоПри вклоченли источника питания раз,ряда между катодом 1 и аиодом 2 загорается разряд, при этом на вершине конуса анода возникает анодное пятню в виде ярко- светящегося плазменного шарика. Электроны плазмы ускоряются в двойном электрическом слое анодного пятна и фокусируются в лунке, расположенной на вершине апода. Образованные в лунке положительные ионы отсасываются, а затем ускоряются электрическим полем в промежутке между аиодом 2,и отсасывающим электродом 4. При изменении полярности вытягивающего напряжения (на электроде 4 плос) из источника отбираются отрицательные частицы - отрицательные ионы и электроны.1 азоразряднъй Сточник завяз,еных частиц при сравнительно невысоких параметрах питания позволяет получать плотность тока частиц,на выходе; положительных ионов водорода / =1,55 А/см, отрицательных ионов / =4,16 10 -А/см, электвонов /,=9,3 А/см. 1. Источник заряженных частиц, содержаций ионизационную камеру, включающую катод, анод с эмиссионным отверстием, центрирующий электрод с отверстием, расположенный между катодом и анодом соосно с анодом, и вытягиваощий электрод, отл и ч а ющийся тем, что, с целью повышения плотности пучка заряженных частиц, анод выполнен в виде ко,нуса и введен в отверстие центрирующего. электрода,Источник по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что торцовые поверхности анода и центрпрующего электрода, обращенные,к ка-. тоду, находятся в одной плоскости.