Источник ионов

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Соцналнстнческиа РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Дополнительное к авт, свид-ву(21) 2136663/25 присоединением заявки -23) Приоритет -43) Опубликовано 25,11.76, бюллетень445) Дата опубликования описания 30.03.77 Хосударственнн 1 н квинте Сонета Министров СССР 621.387.424(5 оо ледам изобретений н открытий(54) ИСТОЧНИК ИОНОВ 2 сгной5 более существ о источника ио невысокая эф инах понизат нс стью созда де большего п енпьновфекторанняврепа м недостатком из э является его сравни 1 вность при небольобусловленная иена формирующем да напряжения, при 30 Наи и рстног тельно ших дл возмож элекгро Изобретение может иопользоваться в массслект 1 рометрии, а также в технологии электромагнитного разделения изотопов.Извесгны источники лонов с поверхноио:1 изацией.Наиболее близкий к изобретению источниксодержит испаритель пробы, ионизатор, выполненный в виде полого цилиндра, соединенного с положительным выводом источникапитания и снабженного электрически связанным с цилиндром формирующим электродом,присоединенным к отрицательному выводу источника питания,В этом источнике фс 1 рмирующий элекгродсоздает в объеме ионизатора наклонный потенциальный желоб, так что образующиесяна эквилотеяциальной,поверхности ионизатора ионы выводятся из него, не претерпеваябольше столкновений со стенками ионизатора,что позволяет при большой дляне ионизатора 20дооиться большого коэффициента ис 1 пользовання пробы и свести разброс ионов по энергия м до теплОвого. одновременном обеопечении его высокой герметической прозрачноспи.Низкая механическая прочность осевого электрада вызывает определе 111 ные трудности в работе и прэводит к усложнению конструкц 1 и ио:1 из атор а.Цель изобретения - ,повышение эффектизно"ги и упрощение кодструкц 1 ии источника ионов.Это достигается тем, что он снабжен диэлектрической шайбой, закрывающей без зазоров по внугреннему диаметру упомянутого цилиндра выходное его отверстие и снабженной центральным отверстием, формирующий электрод выполнен в виде слоя тугоплавкого металла, например вольфрама, нанесенного на торцовую поверхность указанной шайбы, присоедине 11 ного к источнику питания у края отверстия,в шайбе, а к цилиндру - у наружного края шайбы, причем диаметр отверстия в шайбе и длина полости в цилиндре составляют, соответственно, 0,1 - 0,15 и 0,8 - 1,2 от радиуса полости в цилиндре.На фпп. 1 прнведена схема предлагаемого источника ио;1 ов; на фиг. 2 показаны рассчитанные на ЭВ,Ч траектории ионов, образу 1 о 1 цихся ня стенках ионизяторя, в координатах, отнесенных к радиусу ионизатора; на фиг, 3 представлена рассчитанная на ЭВМ зяВиоимость ряднуся Области, на которую пре 1 536541мущественпо фиксируются образующиеся на стенках ионизатора ионы, от длины ионизатора, отнесенной к его радиуоу.Предлагаемый источник (см, фиг, 1) состоит из иопарителя 1 пробы, ионизатара 2, со одинителыной трубки 3, диэлектрической шайбы 4 с формирующим электродом, вытягивающе.-о электрода б и формирователя б пучка попав. Вытягивающий электрод б введен для увеличения эффективности вывода сфокусиро. 10 ванных у входного отверстия ионов, Он помещен на небольшом расстоянии от электрода и имеет относительно ионизатора 2 такой потечциалкоторый обеспечит поле, достаточное для вытягивания,ионов в области выходного отверстия, Формирующий электрод иолизатора выполнен неэквипотенциальным из материала с высоким электричеоким сопротивлением в иьде слоя тугоплаакаго металла, например вольфрама, папыленного на диэлектрическую 20 шайбу, или из тонкой фольпи, Для обеспечения достаточного перепада напряжения на формирующем электроде его подключают к отрицательному полюсу источника питания как можно ближе к центру, т. е. у края цент рального отверстия для вывода ионов. Для достижения большего перел ада н апря женгия фо рмирующий электрод может быть выполнен в ниде сетки такой же формы, как и шайба 4, причем внешняя;праница этого электрада-сет- ЗО ки имеет контакт с ианизаторам 2.Предлагаемый источник работает следующим образом.После про,пр,едва ионизатора 2 любым известным методом падают напряжение на формирующий электрод, При нагревании испарителя 1 с,пробой пары вещества, пробы попадают на внутреннюю, поверхность ионизатора 2, Здесь атомы претерпевают мнотократное столкноведгие с иониздрующей поверхностью и при40 малой величине площади:выходного отверстия имеют большую вероятность ионизации до вылета из ионизатора 2. Фармирующий электрод создает в объеме ионизагора 2 такое поле, которое факуснрует образующиеся ионы в область выходного отверстия. Поле вытягивающето электрода б,проникает в объем ионизатора 2 через выходное отверстие формирующего электрода и увеличивает эффективность вывода офокусированных в область выходного отверстия ионов, что позваляет уменьшить площадь выходного атверстия и ущеличить коэффициент использования пробы ионизатора,Расчет показьпвает, что эффективность ионизатора спределяется соотношением:31а+ргде а - ,коэффициент поверхностной ионизации вещества пробы,Р= - -Ргде з - площадь ионизирующей поверхности иоиизатора.Таким образом, для элементов с а = 10 вполне реально достичь, коэффициента использования пробы т0,5.Ф о р м у л а и з о б р е т е н,и яИсточник ионов с паверхностной ионнзацией, содержащий испаритель пробы, ионизатор, выполненный в виде полого цилиндра, соединенлого с положительным выводом источника питания и снабженного электрически связан. иым с цилиндром формирующвм электродом, присоединенным к отрицательному выводу указанного источника питания, о т л и ч а ющ и й ся тем, что, с целью повышения эффективиости и упрощения конструкции, он снабжен диэлектричеокой шайбой, закрывающей без зазоров по внутреннему диаметру упомянутого цилиндра выходное его отверстие и снабженной центральным отверстием, формирующий электрод выполнен в эиде слоя тугопла:вкого металла, например вольфрама, нанесенного на торцовую поверхность указанной шайбы, присоединенного к,источнику питания у края отверстия в шайбе, а к цилиндруу наружного края шайбы, причем диаметр отверстия в шайбе и длына полости в цилиндре составляют, соопветственно 0,1 - 0,15 и 0,8 - 1,2 от радиуса полости в цилиндре.