Способ измерения эффективных сечений перезарядки многозарядных ионов

СОЮЗ СОВЕТСНИХосевлюиасникРЕСПУБЛИК А 0 Ьа Н ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯКА СВИДЕ ТЕЛЬСТВУ ВТОРСИОМУ ер ать, Т.М,Эе 1 Гоав й. "Лапласа, 1967,Воробьев Е.Д. лучевой источник нов. Труды второг ания по ускори- частиц. М., фНаус. 119-121 (проБ И РЕЗ нов ио ио вух ени ле ЗАВЕРЕНИЯ ЭФФЕКАРЯДКИ МНОГО-анный на полунов в электронннов с последуюгрупп исследуеи их зарядовыхсмешивания, о т(54)(57) 1СПОСО ТИВНЫХ СЕЧЕНИЙ ПЕ ЗАРЯДНЫХ ИОНОВ ос чении исследуемых лучевом.источнике щим смешиванием д мых ионов и сравн спектров до и пос ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ. р 159.2, Альперт В.Аи др. Электронномногоразрядных иоВсесоюзного совештелям заряженныхка", 1972, т. 1,тоип). Ф л и ч а ю ш и й с я тем, что, с цельюсокаления" временй измерения" , в средней части продольной потенци" альной ловушки одного электронно- ныхлучевого источника создают дополнительный потенциальный барьер, по обе стороны от которого получаюти на- капливают две групйы"подлежаших исследованию ионов,после чего"эти группы ионов"смешивают в этом же электронно-лучевом источнике путей1повышения потенциала с одной из стоорон допоЛнитеЛьного потенциального барьера.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, измерения проводят при различных величинах дополнительного потенциального барьера.е3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- фЪ ш и й с я тем, что после завершения накопленияионов по обе стороны С о- дополнительного йотевциапьного барьера энергию электронйо 1 О луча в ис-" - Д точнике снижайт" ййже пброга ионизации исследуеьМх ионбв электронным ударом.Изобретение относится к автономной физике и может быть использовано при получений физической ийформации о вероятностях взаимной перезарядки многозарядных ионов.Известен способ, основанный на 5 ,вытягивании ионов различной заряд- ности из .ионного источникас их последующим совместным ускорением 1 3.Согласно такому способу формйруется пуок из ионов различной заряд ности, в котором ионы более высоких зарядностей непрерывно догоняют ибомбардируют ионы более низких зарядностей. Указанный пучок" йаправляют в камеру взаимной перезарядкии после еепрохождения разделяютэлектромагнитнымспособом ионы "различных зарядностей. По результатамперезарядки вычисляют эффективныепоперечные сечения взаимной перезарядки ионов,Недостатком известного способаявляется низкая чувствительность,что значительно увеличивает времяиэмерейия при исследовании многозарядных ионов, получаемых, например, в электронно-лучевых источниках.Наиболее близким к .предлагаемому/способу является способ измеренияэффективных сечения перезарядкймногозарядных ионов, основанный наполучении исследуемых ионов вэлект 30 ронно-лучевом источнике с последующимсмешиванием двух групп исследуемыхионов и сравнении их зарадовых спект ров до и после смешивания 2).Согласно известному способу послеполучения ионов в электроннснучевом Поставленная цель достигается тем, что при осуцествлении способа измерения эффективных сечений перезарядки многозарядных ионов, основанного наполученйи исследуемых ионов в электронно-лучевом источни ке ионов с последуюцим смешиванием двух групп исследуемых ионов и сравнении их зарядовых спектров до и послесмешивания, в средней части продольной потенциальной ловушки 65 источнике н извлечения их из негоможет быть осуцествлено смешивание 40двух групп ионов в ускоренном пучке,что обеспечивает их взаимный обгон,соударение и перезарядку. После совместного дрейфа сменный пучок разделяют электромагнитным способом иопределяют зарядовый спектр, на осноовании чего вычисляют эФфективныесечения перезарядки.Недостатком такого способа является большая длительность процеесаизмерения, что обусловлено импульсным режимом работы электронно-лучевых источников,Целью изобретения является сокра - "цение времени измерения,одного электронно-лучевого источника создают дополнительный потенциальный барьер, по обе стороны от которого получают и накапливают две группы подлежащих исследованию ионов, после чего эти группы ионов смешивают в этом же электронно-лучевом источнике путем повышения потенциала с одной из сторондополнительного потенциального барьера.Кроме того, измерения проводят при различных величинах дополнительного потенциального барьера.После завершения накопления ионов по обе стороны дополнительного потенциального барьера энергию электронного луча в источнике предпочтительно снижают ниже порога ионизации исследуемых ионов электронным ударом.На чертеже приведены кривые распределения продольного потенциала в электронно-лучевом источнике многозарядных ионов, где кривая 1- от момента начала накопления до момента его завершения 1 ф кривая 2 от момента 1 р до момейта завершения процесса перезарядки 1 ф кри- , вая 3 - от момента 1 до момента завершения прЬцесса выводачастиц из источника в анализатор зарядового спектра. Ловушки по обе стороны дополнительного потенциального барьера обозначены позициями 4 и 5.Согласно предлагаемому способу операция получения ионов осуществляется импульсной инжекцией атомов рабочего вещества в соответствующие области электронного пучка и их иониэацией в пучке. Существенно, чтобы к моменту времениионы были лишь в приаксиальных областях электронного пучка, а не во всем его объеме. Это достигается тем, что процесс ионизации ведут при значениях аксиальных. барьеров, существенно меньших радиального провисания потенциала электронного пучка, свободного от ионов.Операция смешивания ионов различных сортов в ловушке 4 выполняется подъемом потенциала соответствующих секций трубки дрейфа, расположенных на длине ловушки 5. После смешива- ния ионы, полученные в ловушке 5, с энергией, равной их зарядностям, умноженным на высоту, раэделяюцую ловушки. барьера, бомбардируют ионы, которые получены в. ловушке 4 и происФходит взаимная перезарядка ионов.Поскольку ионы были сосредотрчены лишьв приаксиальных областях электронного пучка, то всегда найдется такая высота разделяющего барьера, при которой ионы из ловушки 5, перейдя в ловушку 4, не покинут ее в радиальном направлении, ИзмерениеФ776361 Составитель В,КраснопольскийРедактор бородкина Техред И,Метелева Корректор А.ТяскоЗаказ 8166/4 Тираж 703 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5е Фе е е Йе ю ее ее мае ахеиюеш ее еее е г ее е еефилиал ППП "Патент", г. ужгород, ул, Проектная, 4 зарядового состава ионов обоих сортов в зависимости от времени ионионного взаимодействия ведут, например, с помощью анализа зарядностей по времени пролета вывода ионовиз электронного пучка для чего создается распределение потенциалов.Измерение зарядового состава, ионовв зависимости от времени ион-электронного взаимодействия, эффект которого должен быть учтен, так как пред рставляет собой своего рода фон, ведутаналогично, но с той разницей, чтов течение всего времени указанноговзаимодействия ионы различных сортовнаходятся в отдельных ловушках, апроцесс смешивания производится непосредственно перед выводом ионов изэлектронного пучка,Далее следует операция сравненияполученных зависимостей и получает.ся чистый эффект ион-ионного взаимодействия, из которого могут бытьнайдены величины эффективных поперечных сечений различных процессоввзаимной перезарядки многозарядныхионов, 25Как отмечалось выше, энергия ионионной бомбардировки определяетсявысотой разделяющего ловушки потенциального барьера. Поэтомуэнергетические зависимости указан Оных сечений могут быть полученыпосле выполнения измерений при различных высотах указанного барьера,Обработка экспериментальных данных, а также и процесс измерений значительно упрощаются, если ионы в процессе ионных взаимодействий не изменяют своих зарядностей из-за столкновений с электронами пучка, т,е, укаэанный фон близок к нулю. Это может быть достигнуто, если после получения исследуемых ионов энергию пучка уменьшить ниже порогов их дальнейшей ионизации :лектронным ударом.Применение предлагаемого способа в сравнении с известным 2позволяет значительно повысить чувствительность при исследовании взаимной перезарядки высокозарядных ионов. Действительно, если исследуемые ионы получают импульсным электроннолучевым методом, то в известном способе 2время взаимодействия ионов догоняющего пучка с ибнами пучка-мишени равно линейному размеру,зоны взаимодействия, деленному на скорость конов, т,"е. 1(Г с В предлагаемом способе это время принципиально не ограничено и может достигать 0,1-1 с. В обоих случаях плотность ионных мишеней и пучков может быть одинаковой.Таким образом, существенно расширяется диапазон исследуемых, сортов ионов