Плазменный источник ионов

80, 01817 СОЮЗ СОВЕТСКИХСО,ИЮаамкэииРЕСПУБЛИК А за 0 д 3 4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ идет ельстВу н двтоежов Р 2 В) 1. Крейндель Ю,Е. Пл очники электронов. И.,7, с. 25. 2. Там же, с. 64 (прот тем, и ан и им менныетомиздат,на, анод влек внутие площадиячеики ки и устаноэтом отношеде к площадтырех. выполнен из сри катода, протверстия в асетки больше ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ 21). 3271758/18-2522) 03.04.8146) 30.05.84. Бюл72) Н.А. Успенский53) 533.9(088.8)56ст(54) (содержем, укамерпитан 7) ПЛАЗМЕННЫЙ ИСТОЧ ащий катод и анод с тановленные в газон и подключенные к и я, отличающ то, с целью повышен выполнены в виде т т соосные выводные НИК ИОНОВ, отверстиаполненной сточнику и й с яия КПД,катод ел вращения11001Изобретение относится к технике получения пучков заряженных частиц и может найти преимущественное использование в ускорителях ионов.Известны плазменные источники ио нов, содержащие газонаполненную камеру с установленными в нейчетырьмя электродами и системой магнитов 1.13. К электродам подключены два источника питания. В этих источниках ионы 10 получают из плазмы пенинговского разряда в скрещенных электрическом и магнитных полях.Недостатками известных плазменных источников ионов являются сложность 15 конструкции и высокая стоимость.Наиболее близким к изобретению является плазменный источник ионов, содержащий катод и анод с отверстием, установленные в газонаполненной ка мере и подключенные к источнику питания 2 3 . Катод и анод выполнены в виде соосно расположенных пластин. В этом источнике ионы получают из плазмы тлеющего разряда.25Недостатком прототипа является сравнительно низкий КПД из-за сравнительно больших затрат энергии на получение тлеющего разряда.Целью изобретения является повыше 30 ние КПД плазменного источника ионов.Поставленная цель достигается тем, что в известном плазменном источнике ионов, содержащем катод и анод с отверстием, установленные в газонапол ненной камере и подключенные к источнику питания, катод и анод выполнены в виде тел вращения и имеют сооснные выводные окна, анод выполнен из сетки и установлен внутри катода, при 40 этом отношение площади отверстия в аноде к площади ячейки сетки больше четырех. На фиг. 1 изображен плазменный 45 источник ионов, катод и анод выполнены в виде цилиндров; на фиг. 2 - то же катод и анод выполнены в виде сфер.Предлагаемый источник ионов со держит катод 1, который одновременно , является газонаполненной камерой.Анод 2 выполнен из сетки и установлен внутри катода 1 на изоляторе 3. Анод имеет отверстие 4, при этом отношение площади отверстия 4 к площа 817 2ди ячейки сетки больше четырех. Катод 1 и анод 2 имет соосные выводные окна 5 для вывода пучка ионов,Между катодами 1 и анодом 2 подключенисточник питания 6,Предлагаемый плазменный источникионов работает следующим образом.При определенном давлении газа вгазонанплненной камере 1. (10 -10 1 тор)и при подаче от источника питания 6напряжения между катодом 1 и анодом2 загорается тлеющий разряд известныйв литературе как разряд с полым анодом. У отверстия 4 в аноде 2 образуется положительные ионы, которые электрическим полем, возникающим междукатодом и анодом, втягиваются в отверстие 4 и, ускоряясь в электрическомполе, образуют пучок, выходящий черезотверстие 4 в аноде 2. Разряд с полыманодом горит при напряжениях междуанодом и катодом в несколько киловольт (изолятор 3 должен быть рассчитан на эти напряжения). Пучок электронов с такой энергией не израсходуетвсю свою энергию на ионизацию газапри однократном пересечении объема,ограниченного анодом 2. Электроны,пройдя сквозь сетку анода 2 на противоположной от анодного отверстия 4стороне газонаполненной камеры 1, попадают в замедляющее электрическоеполе, которое изменяет направление ихдвижения на противоположное, заставляя электроны многократно пересекатьобъем, ограниченный анодом 2, ионизуягаз. Часть образовавшихся в этомобъеме ионов втягивается в выводноеокно 5, ускоряется до энергии, равнойразности потенциалов между катодом1 и анодом 2, и выводится из источника. Необходимо, чтобы отношениеплощади отверстия к площади ячейкисетки анода 2 было больше 4 для того,чтобы уменьшить количество ионов, теряемое на катоде 1, и увеличить количество ионов, выводимое из источника через соосные выводные окна 5.Опьггная проверка плазменного источника ионов при напряжении источникапитания, подключенного между катодоми анодом, равным 10 кВ, и давлениив газонаполненной камере 10 2 торпозволила получить ионы с энергией10 кэВ, при этом,КПД источника увеличился в 2,4 раза по сравнению с прототипом.100181 7 ор С. Тито Тираж 683 ПодписноГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д. М 5 аказ 392 по13035