Ионная пушка

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ о 1928678 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 040881 (21) 2969766/18-25 Н 05 Н 5/02 Н 01 Т 27/О исоединеиием заявки 89 оинт твенный кСССРам изобреоткрытий суд 23) Приоритет 53 УДК 621. 385Опубликовано 15,0582,Бюллетень Мо 18 Дата опубликОвания описания 15.05.82 8В. М. Быстрицкий, В. М. Матвиенко и А.)Ч. Толопа(72 Автор обретени 71) Заявите Научно-исследовательский и при томском политехническо ИОННАЯ ПУШКА женные. внешний соленоид для создания ведущего магнитного поля, приводящий корпус и внутренний полый анод, на торцовой стороне которого укреплена тонкая водородсодержащая пленка, плоский сетчатый катод, установленный параллельно пленке внутри корпуса и электрически ненный с ним. При подаче на а пульса напряжения положительн лярности электроны, эмитирукатода, ускоряются в сторону и, проходя тонкую водородсодержащупленку, попадают внутрь полого анода Ведущее аксиальное магнитное поле не позволяет электронам попасть на стенки анода и внутри него формируется виртуальный катод. Электроны, отражаясь от виртуального и реально го катодов, совершают многократные колебания.через водородсодержащуюпленку, при этом разогревают ее ирмируют на ее поверхности плазму, лужащую источником ионов, которые скоряются в сторону виртуального к реального катодов. Ионы, ускоряемые в сторону виртуального катода, не нагружают ионную пушку (ИП), так как опять попадают на анод с нулевыми скоростями. Ионы, ускоряемые 5 соединод имой поемые санода 2 фос25 у 0 Изобретение относится к ускорительной технике и может найти применение для генерации сильноточных ионных пучков высокой плотности( Ф 10 х А/смИзвестно устройство для получения сильноточных ионных пучков, в котором электроны, эмитируемые плоским катодом, осциллируют в электрическом поле анод - катодного (А"К) зазора, многократно прохо" дят через тонкий анод и разогревают его. Образующаяся на его поверхности плазма служит источником ионов, вытягиваемых в сторону реального катода и виртуального катода, формй" руемого пространственнык электронньм зарядом со стороны, противоположной катоду. Ионы, вытягиваемые в сторону виртуального катода, формируют ионный пучок (1.Недостатком этого устройства яэляется, низкая плотность генерируемого ионного пучка, обусловленная боль. шой площадью пучка, и его расходи" мость вследствие конечной температуры с:генерирующей его плазмы.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее цилиндрические, коаксиально располоитут 1 ядерной физикинсти 1 уд.;им. Ч.М. Кировав сторону реального катода, образуют пучок 2 .Недостатком известного устройст" ва является низкая плотность гене" рируемого ионного пучка, обусловленная его большой площадью и расходимсстьюЦель изобретения - увеличение плотности тока ионного пучка.Цель достигается тем, что в пушку введен проводящий цилиндр, укреплен- О ный на противоположной аноду сторо" не катода, соединенный по окружнос-. ти одного торца с катодом, и внешний источник тока, с отрицательным полюсом которогр соединен другой 15 торец цилиндра, а положительный полюс соединен с корпусом пушки, при этом водородсдержащая пленка выполнена в виде кольца, расположенного напротив кольцевого зазора меж ду проводящим цилиндром и корпусом,При таком выполнении ионной пушки кольцевой ионный пучок после прохождения катода попадает в азимуталь. ное магнитное поле, создаваемое током протекающим по цилиндру, и при движении вдоль цилиндра пучок испытывает отклонение к оси, т,е, происходит фокусировка кольцевого ионного пучка. 30На чертеже приведена принципиальная схема устройства.Схема. состоит из цилиндрических, коаксиально расположенных внешнего соленоида 1, приводящего корпуса 2, внутреннего полого анода 3. На торце анода 3 укреплена тонкая водородсодержащая пленка 4, выполненная в виде кольца Параллельно пленке 4 установлен плоский сетчатый катод 5, на котором укреплен прово" дящий цилиндр 6, подсоединенный к отрицательному полюсу внешнего источника тока 7, положительный полюс которого соединен с корпусом 2,Устройство работает следующим 4образом.Соленоид 1 создает медленное аксиальное магнитное поле, проникающее сквозь материалы ионной пушки. Спустя определенное время к цилинд ру б подключается источник тока 7 и создается импульсное азимутальное магнитное поле, ограниченое цилиндром 6, корпусом 2 и катодом 5, При достижении требуемого значения 55 магнитного поля на анод 3 подается напряжение положительной полярнос" ти, Электроны, эмитируемые с катода 5, многократно проходя через пленку 4, образуют на ее поверхности пленку, служащую источником ионов. Ионы, ускоряясь в анод - катодном зазоре, проходят через сетчатый катод 5 и попадают в сильное аэимутальное магнитное поле, создаваемое током, протекающим по цилиндру б. Дрейфуя в этом поле, ионы испытывают отклонение от оси, те, происходит фокусировка ионного пучка. Достижимая степень фокусировки зависит от энергии ионного пучка и его геометрических размеров, углового разброса ионов, величины магнитного фокусирующего поля, природы ионов и геометрии пушки. Зависимости поведения ионов хорошо известны, как и методы вычисления требуемых характеристик. Меняя величину длины внутреннего цилиндра и тока, протекающего по нему, можно на заданном расстоянии от катода получить фокальное пятно ионов, минимальные размеры которого определяются тепловыми скоростями ионов на аноде.формула изобретенияИонная пушка, содержащая цилиндрические, коаксиально расположенныевнешний соленоид, приводящий корпуси внутренний полый анод, на торцовой стороне которого укреплена водородсодержащая пленка, плоскийсетчатый катод, установленный параллельно пленке внутри корпуса иэлектрически соединенный с ним,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью увеличения плотности ионного тока, в пушку введен проводящийцилиндр, укрепленный на противоположной аноду стороне катода и соединенный по окружности одного торцас катодом, и внешний источник тока,с отрицательным полюсом которогосоединен другой торец цилиндра, аположительный полюс соединен с корпусом пушки, при этом водородсодержащая пленка выполнена в виде кольца, расположенного напротив кольцевого зазора между проводящим цилиндром и корпусом пушки,Источники информации,принтые во внимание при экспертизе1. Я.Нцщрпг 1 ез 3 г, Л , Ьег,Н.И .Ваап. Арр 1 Роуз. Ее 11, ч. 25,р 20 19742. 3 .А.Разоцг, Н,А,МаЬаййеу,С.А.Каре 1 апахоз, БНЬ МевогапдшпКерогаз, В 4103, ОС 63 Ьег 18,1979 (прототип),928678 Т.Веселова Техред Т. 2 Латочка орректор А.Гр еда Тираж 856Государственногелам иэобретеннсква, Ж"35, Рауш 3288/78ВНИИ 113 Ужгород, ул. Проектная,4 илиал ППП фПатент Подписнокомитета СССРи открытийкая наб д. 4/5