Перезарядная мишень

О П И С А Н И Р ( )45969ИЗОбРЕТЕН Ия Союз Советских Социалистических РеспублиК(45) Дата опубликования опи овета Министров СССРо делам изобретений 3) УДК 621,384, Комаров и Г, Л, Саксагански 1) Заявитель 54) ПЕРЕЗАРЯДНАЯ МИШ Изобретение относится к устройствам для перезарядки ионов в ускорителях заряженных частиц, источников ионов и быстрых нейтральных атомов.Известны перезарядные мишени, в которых инверсия знака заряда ионов осуществляется при взаимодействии ионного пучка со струями вещества - водорода, паров воды, цезия и других. В тандемных ускорителях перезарядка отрицательных ионов происходит при их пролете через канал, в который напускается газ. Для откачки этого газа используется насос, расположенный под высоким потенциалом непосредственно в высоковольтном кондукторе либо соединенный с последним трубкой из диэлектрика. Перезарядка более мощных пучков происходит при их взаимодействии со сверхзвуковыми струями газов или металлических паров, формируемых с помощью специальных устройств,По мере увеличения мощности пучков перезаряженных ионов становятся существенными недостатки,известных,перезарядных мишеней, к числу которых относятся необходимость удаления газа,из области мишени, находящейся под высоким потенциалом, что требует сложной электрически изолированной системы откачки; значительные потери интенсивности ионного пучка при его перезарядке на сверхзвуковых струях паров металлов; необходимость отвода из области мишени электрической мощности, носителями которой являются рассеивавмая на мишени часть первичного ионного пучка и возникаю щие при перезарядке электронны и другиезаряженные компоненты вторичной плазмы.Цель изобретения - повькшение эффективности перезарядкиЭто достигается установкой в корпусе 10 мишени, одна из стенок которой выполненаохлаждавмой, устройств для формирования под углом к ионному пучку как минимум двух струй, вещества которых подобраны так, чтобы осуществлялось физико-химическое связывание, более легких ком,понент (водород, дейтерий) конденсируемой на охлаждаемой стенке тяжелой компонентой, например титаном. Для утилизации электрической энергии рассеянных в зоне перезарядки частиц мишень снабжена источником напряжения, положительный полюс которого подключен к устройству, для формирования струи более тяжелого вещества, а отрицательный - к корпусу мишени.На чертеже схематически показан одичиз возможных вариантов предлагаемоймишени.В высоковольтном кондукторе 1 закреплен корпус 2 мишени, одна из стенок кото рого охлаждается с помощью змеевика 3,В корпусе установлены устройства 4, формирующие потоки б газа, например водорода, ориентированные так, чтобы струи газа падали на охлаждаемую стенку корпуса. Кроме того, в корпусе установлен испаритель б металла, активно поглощающего газ, например титана, с насадкой 7, формирующей сверхзвуковую струю 8 металлического пара, также падающую на охлаждаемую стенку корпуса. Испаритель б электрически соединен с положительным электродом источника 9 постоянного напряжения, отрицательный электрод которого электрически соединен с корпусом 2. По оси корпуса слева направо проходит пучок 10 отрицательных ионов. После обдирки в потоках б эти ионы формируют пучок 11 положительных ионов. Высоковольтный кондуктор соединен с ускорительныии трубками 12, Внутри корпуса установлены магниты 13,В предлагаемой мишени осуществляются следующие процессы.При включении ускорителя с помощью устройств 4 создаются сформированные потоки 5 газа, направленные почти перепендикулярно к пучку 10 отрицательных ионов, вследствие чего происходит их перезарядка и превращение в пучок 11 положительных ионов. Возникающие при этом свободные электроны, фокусируемые магнитами 13, получают дополнительную энергию от источника 9 и бомбардируют предварительно подогретый иопаритель б металлавызывая егразогрев, что приводит к резкому возрастанию скорости испарения металла и формированию сверхзвуковой струи, которая увели. чивает вероятность перезарядки отрицательных ионов, Пары металла конденсируются на охлаждаемой стенке корпуса, образуя постоянно возобновляемую металлическую пленку, которая активно сорбирует,падающий на нее газ. В частности, при использовании в испарителе титана и охлаждении стенки до температуры жидкого азота сорбция водорода на титановой пленке происходит со скоростью (1 - 2) Х 10 л сек/м, что обеспечивает эффективное удаление газа и нормальную работу мишени в целом.Таким образом, в предлагаемой мишениобеспечивается наиболее выгодный режим работы, т. е. перезарядка осуществляется на газе и частично на паре и характеризуется малым углом рассеяния ионов при одновременном эффективном поглощении этого газа с помощью струи паров металла, испаряемото 15 за счет энергии заряженных компонент вторичной плазмы. Мишень имеет значительно меньшие размеры по сравнению с каналом и резко очерченную область перезарядки.20 Формула изобретенияПерезарядная мишень, выполненная в виде корпуса с каналом для прохождения пучка ионов и средства для формирования струл рабочего вещества, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности перезарядки, одна из стенок корпуса выполнена охлаждаемой, например, с помощью жидкого азота, напротив охлаждаемой стенки под углом к направлению ионного пучка установлены устройства для формирования по крайней мере двух струй, вещества которых подобраны так, чтобы осуществлялось физико- химическое связывание более легкой компо нентынапример водорода, конденсируемойна охлаждаемой стенке тяжелой компонентой, например титаном, причем мишень снабжена источником напряжения, положительный полюс которого подключен к устройству фор мирования струи более тяжелого вещества, аотрицательный - к корпусу мишени.