Коллективный ускоритель ионов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл. с присоединением заявки Йо Н 05 Н 5/00 Государственный комитет СССР по дмам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В.М.Быстрицкий, Я.Е.Красик, В.С.Лопатин и В,И.Подкатов Научно-исследовательский институт ядерной физикипри Томском политехническом институТе йм. С;М.Кирова(71) Заявитель вяц,(54) КОЛЛЕКТИВНЫЯ УСКОРИТЕЛЬ ИОНОВ относитсяк и может най ии сильно кори- приме- чных лучени нжекци трнн нный токяются неЭтое ионовя лишьшениемускоряв выход иончто соотврам в импионов мосреднююдостаткамихие воспр н Изобретение устельной технике типение для генерац тоионных пучков.5Известно ус ойство для по ясгустков ускоре ых ионов при и исильноточного ионного пучка в нейтральный газМалая средняя энергия и иов импульсе не более 100 А явлдостатком такого устройства,обусловлено тем, что ускоренив таком устройстве наблюдаетсна малой длине в связи с наруси нхрониэ ма д виже ни я и онов ищнх полей,Известен также ускоритель ионов1, содержащий источник высоковольтных импульсов, острийный катод,изолированный от заземленного корпуса дисковый диэлектрический анод с центральным отверстием.В этом устройстве максимальныйов составляет 101 ф ионоветствует нескольким килоампе 25ульсе, а средняя эренгияжет до 8 раз превышатьэнергию электронов, Неустройства являются плооиэводимость параметров ио ного сгустка и управляемость процессом ускорения ионов, что существенно снижает эффективность генерацииустройства. Это обусловлено тем,что момент электрического пробоя диэлектрического анода по поверхностии соответственно момент формированияв заданиой области потенциальной ускоряющей ямы подверженбольшим флуктуациям за счет того, что свойстваповерхности диэлектрического анода,находящегося под электронной бомбардировкой, меняются от выстрела к выстрелу.Целью изобретения является увеличение эффективности генерацииионного пучка за счет активного управления моментом пробоя по поверхностидиэлектрика,Цель достигается тем, что в предложенном устройстве анод ускорителя заключен между двумя компланарными провОдящими пластинами с центральйым отверстием и в устройство дополнительно введен (один или несколько)газовый трехэлектродный разрядник так,что проводящая пластина со стороны,противоположной катоду электрическисоединена с одним высоковольтнымэлектродом разрядника, второй элект38 Формула изобретения Заказ 4555/1689 ;Подписное ВНИИ и атент", л.проектная,4 филиал ПП г.ужгород 3 " . 7029род разрядника соединен с к"орпусомускорителя, а поджигаеций электродс источником высоковольтных импульсов.На чертеже изображен коллективныйускоритель ионов,Он содержит источник 1 высоковольтных импульсов, катод 2, анод, состоя 5щий из двух комплаиарных металлических дисков 3,4 и-ЮэЯектрйческого диска 5, расположенного между нйми, разрядников 6 (например, двух)высоковольтные электроды 7 которых Осоединены с диском 3 анода, а вторыеэлектроды 8 - скорпусом 9 ускорителяПоджигающий электрод 10 соединен с -источником -высоковойьтных " ймйульсов (на чертеже не"показан). 15Ускоритель работает следунцим образомПри поступлении на катод 2 вйсо- ковольтного импульса от источника 1электронный пучок, змиттируевый като Одом, начинает заряжать диск 4. За. счет емкостной связи между дисками4 и 3 на диске 3 также устанавливаетсяплавакщий потенциал, близкий к потенциалу диска 4. В результате пробояпо поверхности диэлектрика в центральном отверстии не происходит (тслщинадиэлектрического диска выбрана такойчтобы, удерживать полную разность потенциалов, возникающую в результате емкостного деления при разрядедиска 4 электронами пучка) . В момент достижениямаксимгльной величины высоковольного импульса на катоде2 на .поджигающий электрод 10 разрядника 6 (или разрядников) посту- З 5 " " пает поджигающий импульс, и происходит коммутация разрядников 6. Приэтом главающий потенциал электрода 7падает до нуля (коммутация накорпусе9 уСкорителя),и диск 5 оказйвается 40под полной раэностью в бтверстйи поповерхности диэлектрики. При этом генерируется плотная плазма, служащаяисточником ионов. При"пробое на землюдиэлектрического диска 5 высокий потенциал диска 4 также падает до нупя и электронный "пучок проникает в заанодную область, где формирует крутую потенциальную яму, в которой ускоряются ионы, вытягиваете из плазВЙеБлагодаря воэможности активного управления пробоем по поверхности диэлектрика устройство обладает высокой повторяемостью параметров и повторяемостью генерации ионного пучка. Разброс в срабатывании трехэлектродного разрядника составляет+1 нсек, а срок службы диэлектрическогодиска может превыдать 100 выстрелов. Коллективный ускоритель ионов, содержащий источник высоковольных импульсов; острийный катод, изолированный от заземленного корпуса дисковйй диэлектрический анод с центральным отверстием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения эффективности генерации ионного пучка за счет активного управления моментом пробоя по поверхности диэлектрика, анод ускорителя заключен между двумя компланарными проводящими пластинами с центральным отверстием и в устройство дополнительно введен (один или несколько) газовый трехэлектродный разрядник так, что проводящая пластина со стороны, противоположной катоду электрически соединена с одним высоковольтным электродом разрядника, второй электрод разрядника соединен с корпусом ускорителя, а поджигающий электрод - с источником высоковольтных импульсов. ИстОчники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Быстрицкий В.4. и др."Письма в ЖТФ", 1976, т. 2, вып. 2, с. 1006. 2. С.Т.2 ои, Н.Кщ, С.Мбогей,ЕЕЕ Тгапь оп Мцс 5 с 9 - 22, 1975,р. 1006,