Циклотронный источник многозарядных ионов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ рц 502422 Сова Саватеев Социалиетеевкнх РесвубликГосударственный комитет Совета Министров СССР ло делам изобретенийи открытий(72) Авторы изобретения Ю. П, Третьяков и Г, М. Соловьева Объединенный институт ядерных исследований(54) ЦИКЛОТРОННЪЙ ИСТОЧНИК МНОГОЗАРЯДНЪХ ИОНОВ Изобретение относится к ускорительной технике, а именно к ионным источникам для циклотронов, ускоряющих многозарядные ионы,Известен дуговой источник многозарядных ионов для циклотрона, в котором используется катодное распыление рабочего вещества. Источники ионов с подогреваемым катодом и осцилляцией электронов являются в настоящее время самыми эффективными из используемых на ускорителях,Одним из недостатков конструкции известных источников многозарядных ионов с катодным распылением рабочего вещества является неподвижное закрепление держателя распыляемого электрода. Наибольший выход ионов достигается в случае, когда передняя распыляемая грань электрода касается первичного пучка электронов с катода. При сборке источника электрод устанавливают в оптимальное положение, но через некоторое время из-за расхода рабочего вещества и разрушения катода распыляемая грань электрода и первичный пучок отодвигаются друг от друга.Другой недостаток состоит в том, что лишь небольшая часть распыленного рабочего вещества (5 - 15% - в зависимости от размеров эмиссионной щели) выходит из разрядной камеры ионного источника с катодным распылителем рабочего вещества, остальная часть вещества остается в разрядной камере. Эта часть распыленного вещества может быть собрана путем соответствующей химической обработки разрядной камеры источника послеработы и восстановлена в виде, пригодном5 для повторного применения.В ряде экспериментов в качестве рабочеговещества используют дорогостоящие разделенные изотопы, количество которых ограничено, При ускорении различных элементов10 требуется использование в источнике соответствующих конструкционных материалов. Например, невозможно отделить обогащенныеизотопы меди от медной разрядной камеры.Иметь несколько источников, работающих на15 одном веществе, как правило, не представляется возможным, так как, во-первых, ионныйисточник является достаточно сложным и дорогостоящим прибором, а во-вторых, при работе с разделенными изотопами было бы за 20 труднительно проводить сбор малых количеств вещества с деталей нескольких приборов.Целью изобретения является повышениеэффективности использования рабочего ве 25 щества и увеличение времени работы источника,Поставленная цель достигается тем, чтораспыляемый электрод закреплен на держателе, который установлен на каретке, приводи 30 мой в движение дистанционно механизмом,например клиновым, по мере расхода рабочего вещества. Установка в оптимальное положение производится по интенсивности пучка ускоренных ионов. Сбор израсходованного рабочего вещества обеспечивается объемными сборниками, располагаемыми вблизи электрода,На чертеже показан предложенный ионный источник. Источник ионов содержит нить накала 1, катод 2, разрядную камеру 3, держатель 4 антикатода, распыляемый электрод 5, держатель 6 распыляемого электрода, съемную кассету 7, вкладыш 8 с эмиссионной щелью, подвижную каретку 9, изоляторы 10.Источник работает в продольном магнитном поле циклотрона. Электроны, эмиттированные накаленной нитью 1, ускоряются и бомбардируют катод 2, нагревая его (источники питания не показаны). Разогретый катод эмиттирует электроны, которые ускоряются и движутся вдоль разрядной камеры 3, которая является анодом. В разрядную камеру подается газ, ионизируемый электронным потоком, в результате чего возникает дуговой разряд. Антикатод, укрепленный на держателе 4, имеет тот же потенциал, что и катод, поэтому электроны осциллируют вдоль разрядной камеры.В области эмиссионной щели в разрядную камеру введендополнительный электрод 5, содержащий рабочее вещество и закрепленный на изолированном охлаждаемом держателе 6. В источнике держатель распыляемого электрода может плавно перемещаться в разряд и обратно в ходе работы, т. е. под напряжением. Регулируемый отрицательный потенциал подается на держатель через гибкие трубки охлаждения, Держатель закреплен с помощью изоляторов 10 на каретке 9, перемещаемой специальным механизмом (например, клино вым). Управление перемещением и контрольосуществляются дистанционно с пульта циклотрона.Для сбора распыляемого рабочего вещества в источнике устанавливаются охлаждае мые съемная кассета 7 и вкладыш 8 с эмиссионной щелью в передней стенке. Материал вкладыша и кассеты выбирается в соответствии с требованиями, обусловленными методикой выделения конкретного рабочего вещест ва. После работы источника эти детали снимаются и отправляются на переработку,Формула изобретения1. Циклотронный источник многозарядных 20 ионов, содержащий разрядную камеру, катод,антикатод и изолированный распыляемый электрод, закрепленный на держателе, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности использования рабочего ве щества и увеличения времени работы источника, держатель закреплен на каретке, приводимой в движение дистанционно, например, клиновым механизмом по мере расхода рабочего вещества.30 2. Источник многозарядных ионов по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью облегчения сбора израсходованного рабочего вещества, в разрядной камере источника, в районе расположения распыляемого электрода, 35 установлены охлаждаемые съемные сборникираспыляемого вещества.502422 Составитель Н. Ворониндактор Т. Орловская Техред М, Семенов Корректор В, Брыкснна Заказ 75813ЦНИИ ПодписССР Типография, пр. Сапунова, 2 Изд. Юю 232 а ТГосударственного комитета Совпо делам изобретений и от13035, Москва, Ж.35, Раушская раж 977 та Минисрытийнаб., д, 4/