Источник отрицательных ионов

О П ИСФ-ИИ-Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Сеюз Сфаетскиа Сфциалистичесиик Республик51) М. Кл.Н 01 У 3/О 64656 Г осударст Совета М по дедами ениыи комит нистров СС(.изобретений открытий(43) Опубликовано 15.08 Изобретение относится к технике получения ионных пучков и может использоваться в тандемных, ускорителях.Известны источники отрицательных ионов,.основанные на явлении вторичной ионно-ионной эмиссии 11).Обычно эти источники содержат катод (эмиттер), изготовленный из материала, распыление которого сопровождается эмиссией соответствующих отрицательных ионов, источник пер-. вичных ионов, производящих распыление катода (обычно для этой цели используются ионы щелочных металлов) и систему Формирования пучка вторичных отрицательных ионов.Наиболее близким к предлагаемому является источник отрицательных ионов, содержащий катод из материала, распыление которого положительными ионами сопровождается эмиссией отрицательных ионов, систему вытягивания отрицательных ионов иэ прикатодной 25 области, ионизатор для получения первичных положительных ионов и систему Формирования пучка первичных ионов 121,В ионизаторе создается избыточное давление паров щелочных металлов, под действием которого их атомы дифФундируют через объем предварительно нагретой пробки из пористого вольфрама и десорбируются с ее поверхности в виде положительных ионов в зазор между электродами системы Формирования,где они ускоряются, Формируются в пучок и затем попадают на распыляемую поверхность катода. Вторичные отрицательные ионы, образующиеся в процессе распыления катода, ускоряются и Формируются в пучок с помощью соответствующей систеьнт формирования.Однако в известном источнике фазовая плотность тока пучков, получаемых при помощи него, не велнка,поэтому ток ускоренных частиц на выхо" де ускорителя оказывается недостаточным для многих задач ядерной физики и особенно Физики радиацигнных нарушений.Цель изобрет повышение тока. отрицательных и на выходе из источника.Это достигается тем, что в предлагаемом источнике ионизатор выполнен в виде кольцевой камеры, внутренняя цилиндрическая поверхность которой является эмиттером первичных ионов, катод размещен на оси указанной камеры, а система Формирования пучка первичных ионов выполнена В виде кольцевых электродов, ра.сположенных меж-,ду йонизатором и катодом.Ьнализ показывает, что повышениефазовой плотности тока В в йредложенном случае происходит за счет повышения плотности тока пучкапервичных ионов при одинаковых площадках распыления.+яре.цщ 38 А.ь пдОТ 1 30ястпараметры дляпрототипа,параметры дляпредложенного устройства. 15В свою очеРедь,п е, бУдтбольшепри прочих равных условиях эа счет увеличения площадиионизаторар тогца2 ЯИ МпзВД 2 яротУгде й: и 1=соответственно радиус ивысота ионизатора в предложенном источник ЪИ-радиус иониэатора В прототипе.На еертеже показан предлагаемыйисточник, общий нид,Катод 1 предлагаемого источникавыполнен н виде цилиндра с конусом; БОизготовленного из материала, ионыкоторого необходимо получить.Концентрично катоду расположен источник первиеннх положительных ионов, содержащий иониэатор 2, представляющий собой 35кольцен;,.3 камеру В данном вариантепрямоугольного сечения с кольцевойщелью ВО внутренней стенке, н которую запрессовано кольцо 3 из пористого Вольфрама, нагренатель 4 ионизато-,щра, и систему 5 формирования пучкаПЕРНИЧНы 1 Х ИОНОР ВЫПОЛНЕННУЮ В ВИДЕкольцевых электродов. Соосно катоду,сО сторОны Вершины его кОнуса распОложена система 6 Формирования пучка-йвторичных отрицательных ионов.Источник работает следующим обра.эом,Создается избыточное давление паров щелочных металлов, например цезия, в кольцевой камере ионизатора 2. Пройдя через предварительно нагретое вольфрамовое кольцо 3, атомы цезиядесорбируются с его поверхности в ви- де иононЯз+и поступают в зазор между кольцевыми электродами системы 5 Формирования пучка первичных ионов.Здесь ионы йв+ ускоряются, формируются в прямолинейно-распространяющийся пучок и, двигаясь н радиальных направлениях к оси ионизатора, поступают на распыляемую поверхность. катода 1. Выбиваемые вторичные отрицательные ио- ны формируются в пучок с помощью системы 5 формирования.Предложенный источник обладает очевидным преимуществом, более, чем на порядок увеличивая Фазовую .плот- ность тока.Формула изобретенияИсточник отрицательных ионов, со держащий катод из материала, распыление которого положительными ионами сопровождается эмиссией отрицательных ионов, систему вытягивания отрицательных ионов из прикатодной области,ионизатор для получения первичных положительных ионов и систему формирования пучка первичных ионов,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью повышения тока отрицательных ионов на выходе из источника,ионизатор выпол" йен в виде кольцевой камеры, внутренняя цилиндрическая поверхность которой является эмиттером первичных ионов, катод размещен на оси указанной камеры, а система формирования пучка первичных ионов выполнена в виде кольцевых электродов, расположенных между ионизатором и катодом.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Ю.И.Белоченко, Г,И. Димов, В.Г.Дубников. Препринт ИЯФ ЗУ СО АН СССРх. МцИ 2 вйи Ч,СИоц 2 ен Т, Мате 1:Ребаща у йероопЮМ 58 2 ера Ьиеи 1 о РЬ 61 св"Оное ей РенибЬаюа Б 7 Э.543306 УмЧРюфюющдРЩвдельиььг ижау Редактор Л ктор С,Гарасиняк изо ретений и о -35, Раушская н Заказ 4535/52 Тираж 831 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Со Министров С6 осква,ктная, 4 Патентф ужгород, у лиал Составитель В.Еимсынаи Техред Н.Бабурка ветарытийу д