Источник ионов

0 П И С А Н И Е пц 466575ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ союз Советских Социалистических Реслублик(32) Г 1 риоритетОпубликовано 05.04.75. Бюллетень13Дата опубликования описания 04.07.75 11 30 Государственныи клмите Совета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий) Заявитель единенный институт ядерных исследований(54) ИСТОЧНИК ИОНО Изобретение относится к технике быстрои электромагнитной масс-сепарации продуктов ядерных реакций, образующихся под действием тяжелых ускоренных заряженных частиц. Оно можег быть использовано в экспериментах по исследованию радиоактивных ядер и ядерных реакций.Известны масс-сепараторы, в которых для отделения продуктов ядерных реакций от мишени и введения их в ионный источник масс- сепаратора используют эффект выбивания продуктов ядерных реакций под действием импульса, передаваемого бомбардирующей частицей, или импульса, полученного при делении ядра. Известны ионныс источники, в которых тонкая мишень располагается внутри корпуса этого источника. Это ограничивает возможность использования различных химических элементов в качестве мишени или затрудняет работу источника,Цель изобретения - увеличение числа химических элементов, используемых для облучения.Поставленная цель достигается благодаря тому, что мишень снабжена средствами охлаждения и располагается вне разрядной камеры, отверстие для ввода продуктов ядерных реакций в разрядную камеру закрыто туго- плавкой фольгой, толщина которой меньше длины пробега этих продуктов в материале фольги, а стопор выполнен в виде экрана и установлен вблизи указанной фольги и имеет площадь, большую площади фольги.Предложенный ионный источник схематиче ски изображен на чертеже.Источник ионов содержит накалив а емыйкатод 1 - эмиттер электронов, выполненный из вольфрамовой проволоки. Катод расположен внутри цилиндрического анода 2, изго- О товленпого из тантала или вольфрама, торцыкоторого открыты. Внутреннюю поверхность разрядной камеры образует цилиндрический антикатод 3, находящийся под потенциалом катода и нагреваемый пропускаемым через 5 него электрическим током. Антикатод изготовлен также из тантала или вольфрама. Антикатод имеет эмиссионную щель 4 для выхода образующихся в источнике ионов, Патрубок 5 служит для подачи рабочего газа в разряд ную камеру. Для интенсификации разрядаионный источник расположен в магнитном поле, силовые линии которого направлены вдоль источника. Это поле создается электромагнитом, на чертеже не показанным, 25 В антикатоде имеется также отверстие, закрытое тонкой тугоплавкой, например танталовой, фольгой 6, совпадающее с окном в корпусе источника, Непосредственно перед окном располагается тонкая охлаждаемая мишень 7, 30 а за отверстием в антикатоде - танталовыЙстопор 8 выбитых продуктов ядерных реакций, приваренный к антикатоду. Этот стопор служит одновременно экраном, защищающим тонкую фольгу входного окна от разрушающего действия плазмы разряда. Мишень закреплена между двумя медными прижимами 9 и 10 с отверстиями для прохода бомбардирующих частиц и выбитых продуктов реакций, Охлаждение медных прижимов и мишени обеспечивается водой, протекающей по каналу 11. Направление бомбардирующих частиц показано стрелками.Работает ионный источник следующим образом. Продукты ядерных реакций выбиваются из мишени, проходят через тонкую фольгу входного окна и задерживаются стопором. В реакциях под действием тяжелых ионов энергией 5 - 10 Мэв на нуклон пробег отдачи продуктов легких и средних масс составляет, например, в тантале несколько микрон. Это определяет возможную толщину фольги окна. В частности, нуклиды магния, натрия, неона, фтора, образующиеся при облучении тонкой бериллиевой мишени ионами кислорода - 18 энергией 120 мэв имеют пробег в тантале около 20 мкм. В источнике предложенной конструкции в окне использовалась танталовая фольга толщиной 5 мкм.Внедренные в нагретый до высокой температуры стопор продукты ядерных реакций быстро диффундируют на поверхность стопора и десорбируются. Отравление стопора в результате образования соединений, затрудняющих диффузию и десорбцию атомов, предотвращается бомбардировкой стопора энергичными ионами из плазмы разряда. Этим же предотвращается сорбция атомов на антика- тоде. Стопор снижает интенсивность ионной бомбардировки тонкой фольги входного окна, защищая тем самым фольгу от быстрого разрушения и в то же время обеспечивая нсобходимую очистку ее поверхности.Работа ионного источника проверялась нареакции 9 Ве+180 при энергии ионов кислорода 120 Мэв. В качестве мишени использовалась фольга из металлического бериллия толщиной 100 мкм, температура плавления которого 1288 С. Температура антикатода, стопора, фольги, входного окна, анода и ка тода была более 2000 С. На регистрирующемустройстве масс-сепаратора наблюдались радиоактивные изотопы магния, натрия, неона и фтора, образующиеся в реакциях через составное ядро с последующей эмиссией нейтро.нов и протонов. Выход радиоактивных ядер на коллекторе масс-сепаратора обеспечивается высокой проницаемостью фольги входного окна для выбитых нуклидов и высокой эффективностью действия стопора. Время службы 20 ионного источника определяется в основномизносом катода и составляет 10 час,Предмет изобретенияИсточник ионов для электромагнитного 25 масс-сепаратора на пучке тяжелых ускоренных ионов, содержащий разрядную камеру с отверстием для ввода в нее продуктов ядерных реакций, тонкую мишень и стопор продуктов ядерных реакций, расположенный внут- ЗО ри камеры, отличающийся тем, что, сцелью расширения круга химических элементов, используемых для облучения, мишень снабжена средствами охлаждения и расположена вне разрядной камеры, отверстие для 35 ввода продуктов ядерных реакций закрытотугоплавкой фольгой, толщина которой меньше длины пробега вводимых продуктов в материале фольги, а стопор выполнен в виде экрана, установлен вблизи фольги и имеет 40 площадь, большую площади фольги,466575 Составитель В. Ким Техред Е. Подурушина Корректор В. Йрыксииа Редактор Т, Орловская Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1554/15 Изд.627 Тираж 833 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5