Инжектор ионов для электростатического ускоителя

.6 (088.8) Государствеииый комитет СССР по делам изаоретеиий и открытийПриоритет 25 1дцця 6 Ччб публиков атд птоликов 1 цц 51 оци 72) Авторы изобретения Ч. Т. 1)оников ц Л. Л. 11 ыгц кало аявитель НЖ.1 ТОР )10)1 ОВ 1. 5,., 1 Т 1 ОСТКОРРГ 1 1 Ч технике успредчазнд. лектростатцтся инжектся то, что В предускоребует :Одких элеменИзооретение относится ккореция заряженных частицчецо для инжекции ионов в эческие ускорители.Аналогом изобретения являтор к тандемному ускорителюНедостатком аналога являвсякое изменение энергии пучкарителе или ионном источникестройки всех ионнов - оптичетов после предускорителя. Грототипом предполагаемого изобретения является инжектор к перезарядному ускорителю ЭГП - 1 О, содержащий ионный источник с фокусирующей системой, отклоняющий магнит и линзу для формирования кроссовера пучка на фиксированном расстоянии перед входом в ускоритель 2.Основным недостатком прототипа является неполное согласование работы ионного источника с ускорителем:а) зависимость угла наклона и размера пучка ца входе ускоряющей трубки (входная линза ускорителя) от потенциала высоковольтного электрода (кондуктор), это ООЧСГ 1 ОВЛЕНО ТЕМ чТО В СИСТЕЧС ДВГОфокмсировкц ионного пучка входной линзе ускорителя с НОст 051 ннон ионно Оцтцческ 01 й 1 силой предшествует имчерсионцд 51 линза, ионно - оптическая сцлд котороц завсцт от потенциала кондуктора ускорителя;2) отсутствие возможности варьировать ионна Оптическую силу входной линзы ускорителя в процессе его эксплуатации, так как для этого следует перестраивать потенццометр вдоль ускорякащсй трубки цлц менять констркцию ВВода пмчка В ускорц. тель. Целью предполагаемого цзооретенця является: улучшение согласования работы ионного источника с ускорцтелем.15Указанные цели достигакзтся тем, чтомежду отклоняю 1 цим магитом и линзой установлен предускоритель с автофокусировкой ионного пучка, ускоряк 1 щая труокд код торОГО цодклюс 1 а к цсто 1 Н 11 к 11 егх,прчемого высокого напряжения.Положение линзы чежду кроссоверамцчосле предускорцтеля ц перед Входоч в ускоряюгцую грбку ускорителя определяетсясистемой )авнении: где б эмиттанс пучка после нредускорителя, г;,- р - максимальный угловои разброс частиц в крсссоверах пучка после предускорителя и перел входом в ускоряющую трубку ускорителя соответственно, 1, 6 - ьо расстояния от центра линзы до соответствующих кроссоверов пучка, 1. - расстояние между кроссоверами пучка.Второе уравнение в этой системс представляет собой равенство радиусов оги 15бающих пучка со стороны нредускорителя и ускорителя.Такой нредускоритель обеспечивает практически постоянное положение кроссовера пучка на выходе своей ускоряющей трубки; исключает влияние энергии пучка, полученной в ионном источнике, на работу всех последующих ионно - оптических элементов. За счет регулируемого источника высокого напряжения предускорителя обеспечивается постоянство и независимость ионно -- оптической силы входной линзы ускорителя от потенциала его кондуктора, а нри необходимости возможно варьирование оптической силы этой линзы в определенных пределах независимо от ускорителя.Таким образом, достигается автономность и универсальность предлагаемого ин жектора ионов.На чертеже показана схема инжектора для электростатического ускорителя.Инжектор состоит из последовательно35 расположенных:ионного источника 1, обычно применяемого в ускорительной технике, с системой фокусировки ионного пучка, состоящей из одиночной и иммерсионной электростатических линз; электрод ионного источника 2 о (катод в случае источника отрицательных ионов) используется в схеме автофокусировки ионного пучка;отклоняющего магнита 3 с двойной фокусировкой для выделения заряженных частиц45 нужной массьц входная - 4 и выходная - 5 щели устанавливаются вблизи его фокусов в местах нахождения кроссоверов пучка К 1 и К 2.предускорителя 6, состоящего из системы ввода пучка 7, ускоряющей трубки 8 и регулируемого источника высокого напряжения 9,системы ввода пучка 10, которая служит для автофокусировки ионного пучка на выходе из предускорителя, она является частью ускоряющей трубки и представляет собой две иммерсионные линзы с общим электродом 1, который электрически связан с электродом ионного источника 2; регулируемого источника высокого напряжения 9, который подсоединяется к нитенциометру ускорякцей трубки 8;квадрупольной линзы 2, которая пред. назначена для согласования характеристик кроссовера пучка после предускорителя КЗ с требуемыми параметрами кроссовера К 4 перед входом в ускоритель; положение линзы 12 между кроссоверами пучка КЗ и К 4 определяется из решения системы уравнений . Линза 12 обеспечивает постоянный размер и наклон пучка во входной линзе ускорителя 13,Ионный источник с фокусируюшей системой создает пучок ионов и формирует его кроссовер К на входную щель 4 магнита 3, который выделяет пучок нужной массы и формирует его кроссовер К 2 на выходную щель 5. Изменение энергии пучка в ионном источнике требует соответствующей подстройки магнитного поля магнита 3.Ускоряющая трубка 8 с помощью регулируемого источника высокого напряжения 9 меняет энергию пучка пропорционально потенциалу высоковольтного электрода ускорителя и формирует кроссовер пучка КЗ после предускорителя 6. При этом расстояние от конца трубки 8 до кроссовера КЗ меняется в небольших пределах в зависимости от потенциала предускорителя. Так, например, при изменении энергии пучка после предускорителя от 37,5 кэв до 150 кэв расстояние от конца трубки до кроссовера увеличивается не более чем на 2 см. Линза 2 преобразует кроссовер пучка КЗ в К 4, ха. рактеристики которого отвечают заданным параметрам пучка после ускорителя. Потенциал возбуждения линзы 12 подбирается в соответствии с энергией пучка, вышедшего из предускорителя.Изменение потенциала высоковольтного электрода ускорителя, при фиксированном режиме работы ионного источника, требует соответствующей регулировки источника высокого напряжения предускорителя 9 и потенциала возбуждения линзы 12. Эти регулировки могут быть автоматизированы.Техническая и экономическая эффективность инжектора заключается в следующем:а) инжектор обладает свойствами автономного прибора, работа которого может быть автоматизирована и синхронизирована с потенциалом высоковольтного электрода ускорителя;б) инжектор обеспечивает лучшие условия согласования работы ионных источников различных типов с ускорителем и позволяет отлаживать его работу без ускорителя;в) для каждого сорта ускоряемых ионов инжектор позволяет в определенных пределах подбирать оптические силы входных линз ускорителя и предускорителя.1+1 / Составитель Е. МедведевТехред О. Лутовая КТираж 943 П Редактор А. АбрамЗаказ 20855ЦН ректор В. СининьдписноеСР ИИПИ Госупо делам5, Москва, ППП с Пате тарственно изобретени Ж - 35 Р т, г. Уж комитета С и открытий 1130Филиал 4,5ктная,унокая наб., ород ул. Пр И нжектор ионов для электростатического ускорителя, содержащий ионный источ ник с фокусиру 1 ошей системой, отклоняю. щий магнит и линзу для формирования кроссовера пучка на фиксированном расстоянии перед входом в ускоритель, отличавщийся тем, что, с целью улучшения согласования работы ионного источника с ускорителем, между отклоняющим магнитом и линзой установлен предускоритель с автофокусировкой ионного пучка, ускоряющая трубка которого подключена к источнику регулируемого высокого напряжения, причем положение лин зы между кроссоверами пучка после предускорителя и перед входом в ускоритель определяется системой уравнений:- +т : - + где С - эмиттанс пучка после прелскон-теля, г, г. - максимальный угловой разброс частиц в кроссоверах пучка пос,ц иредускорителя и на входе в ускоритель соответственно, й, 1.расстояние от центра линзы до соответствующих кроссоверов нучка, 1 - расстояние между кроссовера ми пучка.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. й. б. Него Хпсеаг 1 п 81 гц 1 пеп 15 псгпейос 5, 122, Лг 1, 2, 97-1, с. 267 - 2 6.2. Голубев В. П. и др. Приборы и техника эксперимента, 2, 1973, с. 32.