Ионная пушка

Союз Советских Социалистичасних Республик(23) Приоритет. Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Автор изобретения В.М, Быстрицкий 44-фф .с;4Научно-исследовательский институт ядерной фи:икипри Томском политехническом институте им, С,Я Кирова( 5 4 ) ИОННАЯ ПУШКА Настоящее изобретение относится кобласти ускорительной техники и может быть использовайо для получениясильноточных ионных пучков. Известнаионная пушка, состоящая из двух токовых катушек для создания импульсовмагнитного поля, двух проводящихкатодов, расположенных осесимметричнои эквидистантно относительно дискового анода выполненного из водородосодержащего тонкой фольги или сетки,укрепленной на металлическом кольце 11,В таком устройстве при поступленииположительного импульса на анод электроны, эмитируемые из катодов, совершают колебания через тонкий анод, выделяя в нем энергию, идущую на образо.вание плазмы, служащей источником.ионов,Известна также ионная пушка, содержащая проводящие цилиндрическиекатоды, расположенные симметрично иэквидестантно с анодом выполненнымиз проводящего и водородосодержащегоматериала, катушки для создания25магнитного импульсного поля 121.В этом устройстве при поступлениивысоковольтного импульса анод повнутренней поверхности отверстий происходит электрический пробой эа 30 счет переходных процессов, в результате чего образуется плазма, служащая источником ионов,К недостатку как первого, так ивторого устройства относительно малаяплотность генерируемого ионного пучка, обусловленная их расходимостью,Вследствие этого, для увеличения плотности ионного пучка необходимо использовать дополнительные Фокусирующие устройства.По совокупности конструктивныхпризнаков из двух рассмотренных аналогов в качестве прототипа выбраноустройство.Целью предлагаемого изобретенияявляется увеличение плотности ионногопучка путем Фокусировки.Цель достигается тем, что анодионной пушки выполнен в виде пологотела вращения, внутренняя поверхностькоторого имеет форму симметричногосферического пояса и состоит из замкнутых (кольцевых или спиральных) проводящих и изолированных водородосодержащих участков, а на боковых поверхностях катодов сделаны продольныепрорези.На чертеже схематически показанапредлагаемая ионная пушка.794784 формула изобретения Пушка состоит.из анода 1, во внутреннюю поверхность которого, выпол- ненного в видесферического пояса, вставлены металлические кольца 2 из металла с высокой проводимостью(например из латуни), двух цилиндрических проводящих катодов 3 с продольными прорезями 4 по боковой поверхности катушек 5 для создания магнитного иоля, анододержателя б, соединенного электрически с центральным металлическим кольцом 2. Цилиндрические проводящие катоды расположены осесимметрично и эквидистантно относительно анода.Ионная пушка работает следующим образом, ИПри подаче высоковольтного импульса анод 1 но анододержателю б на внутренней поверхности анода 1 за счет распределения напряжения между катодами 3 и анодом 1 происходит Щ электрический пробой,в результате которого образуется слой плазмы, служащей в дальнейшем источником ионов. Одновременно с подачей высоковольтного импульса, на катушки 5 подается токовый импульс для создания импульсного магнитного поля 7, препятствующего рассыпанию электронов на анод. Ноле 7, диффундирует:. сквозь прорези 4 в боковой поверхности катодов и выстилаат внутреннюю поверхность анода, не оникая внутрь нее благодаря наличию металлических колец, обеспечивая таким образом магнитную изоляцию, т.е. отсутствие потерь электронов на анод 1. Эммитируемые с катодов 3 под действием электрического поля анода 1 электроны ускоряются в анод-катодном зазоре и, будучи замагниченными, совершают колебания между катодами, создавая в пространстве внутри анода 4 О 1 область пространственного заряда 8, являющуюся виртуальным катодом.Вытягиваемые из плазмы электрическим полем этого заряда 8 ионы 9 образуют сходящийся к центру сфокусированный ионный пучок, нейтрализованный по заряду, т.к. ионы, двигаясь к центру 10 сквозь пространственный заряд 8, вытягивают за собой нейтрализующую электронную компоненту. Тот Факт, что ионы 9 при движении к центру 10 пересекают суммарный нулевой магнитный поток, способствует уменьшению размеров фокального пятна 10 и обеспечивает в нем очень высокую плотность ионного потока.В предлагаемой конструкции ионной пушки в связи с большим резервом работы анодам катодов можно обеспечить надежную генерацию сфокусированных ионных пучков в многократном режиме без необходимости переборки всего устройства и замены анода. Ионная пушка, содержащая проводящие цилиндрические катоды расположенные симметрично и эквидистантно с анодом, выполненным из проводящего и водородосодержащего материала, катушки для создания магнитного импульсного поля, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения плотности ионного пучка путем фокусировки, анод ионной пушки выполнен в виде. полого тела вращения, внутренняя поверхность которого выполнена как симметричный сферический пояс и состоит иэ замкну,тых (напр, кольцевых или спиральных) проводящих и водородосодержащих участков, а на боковых поверхностях катодов сделаны продольные прорези,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Нцврпг(ее . Э. ее. 3. , Бцпбап В. й. "Зонг оГ Арре рпуь" ,1975,46, Р 1, р. 187-192.2. Авторское свидетельство СССРР 605480, кл. Н 05 Н 5/00, 1978(прототип),ВНИИПИ Заказ 947 б/4Тираж 898 Подписное Филиал ППП Патент,г, Ужгород, ул, Проектная, 4