Резонаторный ускоритель положительных ионов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 80493180 НН 05 Н 90 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) РЕЗОНАТОРНЫЙ УСКОРИТЕЛЬПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ИОНОВ, содержащийкоаксиальный четвертьволновый резонатор, на электродах которого расположены соответственно ионный источник и мишень, о т л и ч а ю щ и й стем, что, с целью уменьшения радиальных габаритов ускорителя и ускорения положительных ионов с разнымотношением заряда к .их массе, внутренний и внешний центральный электрокоаксиально расположенные относительно друг друга, скреплены между собойдиэлектрической вставкой, внешнийиэ электродов прикреплен к свободно"му концу центрального электрода резонатора,а внутренний,являкзаийсямишенью,выполнен выступающим над поверхностьвнешнего электрода со стороны, обращенной к ионному источнику так, чтоперекрывает попадание ионов на внешний электрод.Изобретение относится к технической физике и может быть использованопри конструировании ускорителей ионовна энергии порядка 0,1-1 МэВ, например генераторов нейтронов на ДТ-реакции.5Известны двухзазорные четнертьнолновые резонаторные ускорители ионов,в которых ионы могут ускоряться доэнергий, близких к удвоенной амплитуде напряжения между корпусом резонатора и свободным концом его центрального электрода.Однако в известных ускорителяхимеется дрейфовая трубка, длина которой больше ускоряющего зазора, чтоувеличивает поперечные размеры ускорителя, Известные ускорители не обеспечивают ускорение ионов, имеющихразное отношение заряда к массе,так как дпя них время пролета черездрейфоную трубку также будет различным. Все это, во-первых, мешает применению известных ускорителей в малогабаритных по диаметру устройствах,например н геофизической аппаратуредля 25исследования скважин и, во-вторых,уменьшает универсальность ускорителей в случае их использования дляисследовательских целей,Целью изобретения являетсяуменьшение радиальных габаритовускорителя и ускорение положительныхионов с разным отношением заряда ких массе.Для этого в зазоре между свободнымконцом центрального электрода резонатора и торцом корпуса резонатора с расположенным на нем ионным источникомразмещены коаксиально вдоль оси резонатора два замкнутых со стороны противоположной ионному источнику электрода, внутренний и внушний, скрепленные между собой диэлектрическойвставкой, внешний иэ электродовприкреплен к свободному концуцентрального электрода резонатора, 45а внутренний, являющийся мишенью,выполнен выступающим над поверхностьювнешнего электрода в сторону ионногоисточника так, что перекрывает попадание ионов на ннешнии электрод,причем длина внутреннего и внешнегоэлектродов выбрана таким образом,чтобы емкость между ними была многобольше емкости между ннутреннимэлектродом и корпусом резонатора дляполучения эффекта удвоения напряже 55ния в ускоряющем промежутке мишеньионный источник.Ионный источник может эммитироватькак положительные ионы, так и электро.ны в зависимости от полярности элект рического поля в промежутке мишеньионный источник.Размеры диэлектрической вставки,расстояние между внешним и внутсенним электродами, а также между ними 65 и корпусом резонатора выбирают изсоображений обеспечения электрической прочности.Максимальное напряжение междувнешним и внутренним электродом, атакже между внешним электродом икорпусом резонатора составляет околополовины максимального напряжениямежду внутренним электродом и ионным источником.На чертеже приведена схема конструкции ускорителяРезонаторный ускоритель положительных ионов содержит корпус 1четвертьнолнового резонатора, ннутри которого на свободном конце центрального электрода 2 коаксиальновдоль оси резонатора закрепленвнешний электрод 3. Внутри электрода 3 помещен внутренний электрод 4,являющийся мишенью, он прикрепленк электроду 3 при помощи диэлектрической нставки 5.На торце корпуса 1 резонатораразмещен ионный источник б. Электрод4 выступает над поверхностью электрода 3 таким образом, что перекрываетпопадание на него ионов из ионногоисточника 6.На чертеже границы телесногоугла, перекрываемого электродом 4,обозначены двумя пунктирными линиями.Ускоритель работает следующим образом.При возбуждении резонаторамежду электродом 3 и корпусом 1 резонатора возникает переменное напряжение с амплитудой 1)о. В положительные полупериоды напряжения на электроде 3 ионныи источник действует,как катод, при этом конструктивныйконденсатор, образованный электродом 3 и внутренним электродом (мишенью) 4, заряжается до значения,близкого к Оо .В отрицательный полупериод напряжение на конденсаторе складываетсяс напряжением между электродом 3и корпусом 1 резонатора.Таким образом, между мишенью 4и ионным источником б возникаетразность потенциалов, по амплитудеблизкая к 2 0 . Этой разностьюпотенциалов ускоряются положительныеионы ионного источника б и бомбардируют мишень 4.Ионныи и электронный токи немогут замкнуться на электрод 3,так как этот электрод находится втени выступающей части электрода 4,не мешают описанной выше работе ускорителя и не создают дополнительнойнагрузки дпя резонатора,В установившемся режиме, когдасредние заряды, переносимые на мишень 4 электронами и положительнымиионами, будут ранны, амплитуда отри493180 Редактор П. Горькова Танкред М.Кузьма Ко,ректор М. Шароши Тираж 845 Заказ 10776/5 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 цательного потенциала мишени 4 по отношению к источнику б будет близка к 200, а амплитуда положительного потенциала по мишени 4 по отношению к ионному источнику будет много меньше, чем ОЕ, так как эквивалентные сопротивления ки Р промеежутка: ионный источник - мишень для электронного и ионного тока относятся каккеРгде Фе - масса электрона,Ф - масса иона.Таким образом будет осуцествляться обычное удвоение напряжений,