Способ получения отрицательных ионов и устройство для его осуществления

СОКИ ССЩТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Щ 1)У,Н 01 д 27/02 ОПИСАНЙЕ ЙЗОБРЕТЕНЙЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТДО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПИфЬПИЯМПРИ %НТ СССР(56) Гуревич Г.И., Данилюк Ю.Л., Коварский А.П. Плазменный источник для бомбардировки твердых тел положительЪ ными и отрицательными ионами. Приборы и техника эксперимента, Р 4, 1978, с. 181.Вацшапп Н., Нехпйсе Е., Кахзег Н.Э. Ицс 1 еопс 1 пзСгцшепз апй,МеЬодз, 1971, т.95, с. 389.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ получения отрицательных ионов, преимущественно изотойов водорода и их соединений, включающий воздействие на ионизуемый газ Изобретение относится к технике получения заряженных частиц и может быть использовано при конструировании источников отрицательных ионов, а также в экспериментальной Физике и химинаИзвестны способы получения отрицательных ионов водорода и его изотопов, включающие воздействие на газ электронами в контрагированном разря; де и извлечение чз него отрицательных ионов.Известные способы реализуются в , газоразрядных источниках отрицательБ 2 1107707.А 1 2электронами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода двукратно заряженных ионов, осуществляют поляризацию ионизуемого газа электрическим полем в области воздей" ствия на него электронами.2, Устройство для получения отрицательных ионов, содержащее иониеационную камеру, систему получения электронов, систему извлечения пучка ионов и эмиссионным электродом и систему электропитания, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения выхода двукратно заряженных ионов, в ионизационной камере установлен дополнительный электрод соосно эмисси-. онному электроду, а в систему электропитания введен дополнительный ис- точник электропитания, положительный полюс которого соединен с эмиссионным электродом, а отрицательный полюс - с дополнительным электродом.1 С) ных ионов различного типа, например в дугоплазмотронах, содержащих разрядную камеру, образованную катодом, О анодом и промежуточным электродом, а Стакже магнитную и ионно-оптическую системы.Известные способы и устройства ф йредназначены для получения оцйократно заряженных отрицательных ионов.ЪБлижайшим техническим решениемявляется способ получения отрица. тельных ионов, включающий воздействие на ионизуемый газ электронами.В ИЗБССттОМ СтОСОбЕ улаЕтея ПОЛУ)1 Г 1;,ттБУРЛТО,33 тнжттц:1 Е ОТРИЦЯТЕГЬ :т е тоны;ногттх -:лемецтогз: О, Г, С 1, Втг 3, Те, В 1, Способ заключается в 10 иЗаццц тЛЗЛ Б ГЯЗОБОГ раэрядЕ 3 ецНптгЛ т ХО.ОДи КатОДОМ.зсог;тый ст;особ р,:л;изуется в иссЕ ОТ.11.ЛТС 11)НХ ИОНОВ, СОДЕРжа 1101 ттт.1 снтГ:1 тт)Ю 1 Сс 1 иг)13 С 11.ТЕМУ ЦЗ ;т,тстт)т;т ПУПД с 3113 СЗ ЭМ 1 СГЦОНЫМ3 НС -г; 0;тОГ Ц т,гСТСИУ .тзЕКТРОПЦТЛНЦ 5. ,т 6 т л ст сз гт л н ". д 3 у к р л т 10 3 сгр 5 )ее 11 1 хтт Бр 1 тст ГСНЬНтХ С)т 1013 13 тттттт,Л.Затц 10 М СПО- С ОСтСЗ т тстпойтт Гт 3 т 1 РОИГ ХОПГГ Б тЦЛЗ -ГСЕ ГЛ:ЗО 010 РЛЗГ 351 т;,Л 3 МЛГтТПОМ ПОЛЕБ 3 СзУС 1)ТЯТЕ) НРЦСО С)дттсццттт, БУХ С 13 О 6 СтПП; Э.СттрОНО ЛтОМЛтц ЭЛЕИСНтО ,С,ОПстОГ 3 ;)С Ст 13 т. (О(1 ВГ,1 Тсз, .В зт..1 С.;СЗНПСЗ СОС ОП;ПтХ Э:СтРОНОЗ КСтто сЛ т ИСХОПНОт О БЕщЕСтГЛ ОСущЕСтВЛяГ".; я;л с)03 тт 11:тсс) нц 5 ЗПГ. т,ОПОВ, 06- ;т "; тттт)тттт.;)СС 51 тз 1 т 13 ОГЗОГ т)Л Зт 3511 т) НРЦоттиЯ;ЦцпОннл.о татой способ и устройтстзо 1;т 5 т Г 0 ГСУттЕГТгт 0 т 51 )т)1 ЛОтффсСТГЕЗС)С ОттгНО ПОЦ )ГС 5 Лтттлтттт 1 тоцо 1)30 топо зо;ородл, посол,ку Б плазмеЛ )01 т 010 Рт.т.эвЛ НЛГ)С 1 т,т С; ПРОттЕСС.ОГ ООттза 3013 стц 1 Я ДБ"СРЛТ:.0 ЗЛРЯ 1 ЕНН)1 Х Отргцят ел ьных но но Б происходят и другие0 6)очнт:с) э 1 етР нтлР 1 гые пР Опсссы (пони тст 15 т Бтз г)т)Утстсттист с )тОСтЕ ЮЩИМ Цз)ЛУЧЕЦЕГ СЭОТОНЛ и ттР.), СОтОРЫЕ ПРЕПя 1 СТ)3 ОТ 061 сэоЗЛПБ СтрцнгсЛТЕЛЬНЫХ ноОБ цлц стособстуют разруше:ию Ужс 06 Рссз 013 лпн 1 х Нтл "тткс 13 анные сопУТ стгтующ:е э;тементлрцые гроцессы затрасивлетел большое колцче тво энергии и исходного Вещества, При таком сг:о- СО 6 Е и т СтрОИСтЕ цЕЛЬЗя НЕПОСрЕ,ГтСтвено угтразпять процессом образования ПвуСрйтцо З 1)3)яжпсцых 0 ГрГтЛТСЛЕ)НтХ ИОНОВ. т)36 Ход 1)51)1 уС тОБГЕГ д;тс ПОЛУЧЕНЦЯ ттУКРЛ Г:тО ЗаРЯжЕЦНЫХ ОтРЦтатЕЛЬттХ т;От)О 3 Б уязлц.тОГ СПОСОбЕ Ит 1 тго 1 Ггве тт л 5 сс.с 1 тсо низ лцця ря богеГО Газа Б ГЛГПтттОМ ГтО;Е Целью игзсзбретлния является повышение выхогя Пзутсрлтно заряженных ионов ЭТЛ ЦЕЛЬ ПОСтИГаЕтСЯ тЕМ, т:тО Визвестном способе получения отрицательных ноноз, преимущестгзенно изото- ПОВ БОДОРОтта и ИХ СОЕДЦЦЕНИй, ВКЛЮ-. чающем воздействие на ионизуемьг 1 газ электронами, Осуществляют поляризацию цонцзуемого газа электрическим полем Б облас.и Боз;ействця на него электГ роплми. Сзособ реализуют с помощью устроцствл для получения отрицатель- НЫХ ИОНОВ, СОДЕРжагтЕГО ИОНИЗаЦЦОННУЮ камеру, систеггу получеция электронов, ГЦСтЕИУ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГУсКа ИОНОВ С ЭМИС- сцонцым электродом и систему электропитания, в ионцзлпионной камере уста- НОВЛЕН ДОПОЛснтЕЛЬНЬй ЭЛЕКТРОД СООСНО 10эмиссионному электроду, а в систему элетропцтлгпя Беден дополнительный ПСтОЧттГИК ЭзЕКтрОПцтацц 5, ПОЛОжГТЕЛЬ- ный полюс которого соединен с эмиссцоным электродог, л отрицательный ПОЗНБС - С ДОПОЛттцтЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ.15На сззиг, 1 изображено устройство сЬоргцро 3 аццег электронного пучка под углои к направлению извлечения ионов, На С 3 ИГ. 2 - ЗЛрцацт тЗЫПОЛНЕГНя уСтРОйСтпа, ЭЛЕКтРОгЫ ПОЛУЧЛЮтСЯ НЕПОСгтст)СТВЕННО В 1 Ой С 651 ЛСТИ ГсЛЗОВОГО раз 35 да ) где Осуе ст 3:15 е тс 51 голярг 3 а ц 51 стсэго; н:1 стцг, 3 - Блгцлнт Б - от 1 НЕНЦЯ тГГтттО;"1 С "3;1 С СООС НЫМИ 130 ДОМ 25,)ст т р у Ост т 3 с)1 сс Эт . Г сз; 01 Н 1.с 1 11 до:)051нцтетьныс с. т.".с)кт то:тлгц т В э:1 ектРспс1 голярцзаторл имеется отверстие 3,д;151 ОТ бора Отр ПЛТС;ь:11)11, 11010 . О,",но -БРЕГЕПО ЭЛЕКтРО;т 1 ГЫПОЛНЯЕ Г РОЛЬСТЕНКИ, РаЗДЕЛЯЮ;.,Ей КЛГСБУ Л С ЦСХОДным Веществом От камер;1,:з оторой1:О:ЕГСЕ 1 ЭССТ;тЛГ:руЮГНН" Э:ЕКтрОгт 5,Оче:стродтолтрцзлторл погещец в камере с иссд;цл Бещестог тлк, что ,т 10 ЕГО ПОСЗРХНОСГЬ РЛ)СПО;ОжЕЦЛ НаПРОтЦВОтгзерсти 3 т 1 ерекрывлет его прос.вст, В аг.ере 4 поиещец источникэ;гетронов, состояв 1 й цз катода 6,анода 7 и птромГ;1,";точттого электрода 8.ОТЕрСтИя тпя БЫХОПЛ ЭЛЕКтрОНОВ Вато;те 7 и промежуточном электрогте 8соосны, л их ось с осью отверстия 3образует угол 90 ",:1 я извлечения отртцзлтельных ноно:з через отверстие 3ЦСТ Отт тИК Г 0 г Г)Р ж 31 Т ЭК СТ Р Я ГИРт)31 Иэлектрод 5 с отверстием 9 для йоргиРОБЛГПЯ ПУЧКа ОТРИ:татЕЛЬНЫХ ИОНОВ.Отверстия 3 и 9 расположены соосно,В камере 4 греггсготрен патрубок 1055для Бгедешя исходного вещества, откачки глзл и измерения давления газав камере.Кроме Обыстно цспользуемь 1 х источников электропцтания 11 и 12 введен до. -11полнительный источник 13, положительньп полюс которого соединен с эмиссионным 1, а отрицательный - с дополнительным 2 электродами.Устройство в качестве источникаотрицательных ионов работает следующим образом. Через патрубок 10 .в камеру 4 напускают исходное веществов газообразной Фазе, прикладываютэлектрический потенциал между электродами 1 и 2, причем на электрод 1подают (+), а на электрод 2 (-),включают источник электронов зажиганием газового разряда между предварительно накаленным катодом 6 и анодом7. За счет ускорения электронов в двойном электрическом слое, возникающем у отверстия электрода-диаФрагмы8, а так же у отверстия анода 7,электроны пролетают в поляризаторчастиц исходного вещества, т.е, впространство между электродами 1 и 2,где они присоединяются к электрическим поляризационным атомам и молекулам исходного вещества. Образованныеотрицательные ионы в поляризаторе перемещаются по направлению к отверстию 3, через которое они вытягиваются электрическим полем, заключенным между электродом 1 и экстрагирующимэлектродом 5, и через отверстие 9 отрицательные ионы выходят в виде пучка для их использования.Для проверки способа получения отрицательных ионов с кратностью электрического заряда больше единицы были опробованы и другие варианты ис точников отрицательных ионов, отличаюцихся друг от друга способом подведения свободных электронов к поляризованным частицам исходного веще ства. Например, на Фиг. 2 изображен вариант источника отрицательных; ионов, где свободные электроны получают с помощью газового разряда, за" жигаемого между катодом 6 и анодом 7 (остальные элементы выполнены также, как и на Фиг. 1). На Фиг. 3 представлен вариант источника отрицательных ионов, отличаюцийся от предыдущих ва,риантов направлением вводимых в поляризатор электронов. Если в первых двух вариантах направление движения электронов пересекает ось отверстий 3 и 9, то в варианте Фиг. 3 это направление совпадает или параллельно указанной оси. При этом пучок электронов инжектируется в поляризатор частиц через отверстие в электроде 2. 077076В устройстве по Фиг, 1 в связи сотклонением вводимых электронов между электродами поляризатора в сторону электрода 1 целесообразно вводитьих с направлением под углом к осиотверстия 3. Причем, если выбрать направление оси от электрода 1 к электроду 2, величина угла между этиминаправлениями должна находиться впределах от 0 до 90 . В качестве источника электронов можно использоватьэлектронные пушки с регулировкой величины энергии инжектируемых электронов.Источник электропитания 11 представляет собои источник постоянноготока с регулируемым напряжением от 0до 1000 В и предназначен для заяжгания и поддержания разряда в источниках электронов (Фиг. 1 и Фиг. 3), ав варианте (Фиг. 2) - в области поляризатора между катодом 6 и анодом .Мбщность источника 11 составляет1 кВт. Источник электропитания 13представляет собой источник постоян-.ного тока с регулируемым напряжениемот 0 до 500 В и предназначен дпя поддержания электрического поля в поляризаторе частиц между электродами 1и 2. Мощность источника 13 составляет 0,5 кВт, Источник 12 представляетсобой источник йостоянного тока с регулируемы напряжением от 0 до 30 кВи предназначен для вытягивания отриЗ цательных ионов через отверстие 3 иих ускорения в промежутке "между электртродами 1 и 5 во всех 3-х вариантах.Обцим существенным признаком всехуказанных вариантов источников отри 40 дательных ионов. является наличиеэлектрического поляризатора частицЭкоторьп состоит из двух электроизолированных друг от друга электродов, водном из которых (эмиссионньп) имеет ся отверстие для выхода отрицательныхионов и который подсоединен к выводуисточника электропитания, имеюцемуположительную полярность, Электрический поляризатор частиц как элементщо устройства содержит пространство, образованное зазором между электродами1 и 2, причем объем и Форма указанного пространства, определяемого Формойэлектродов 1 и 2, а так же расстояни-ем между ними, обусловлены электрической прочностью исходного веществаи его состоянием,Во всех вариантах выполнения уст. ройства электрод 1 поляризатора слу 1107707экпт одновременно и стенкой камеры, ргзделяюдпед камеру с исходным веществом от каеерь ускарепця Отрицательных доно 3, однако поляризатор может быть Выполнен как Отдельный узел конструкГггц д уСТЯНОБПЕ ГЕК э ЧТО ОТВРрСТИЕ ЦЫХОДа атРЦтатЕЛЕНЬХ ПаГОП и ЭЛЕКТРОСЕ ПапяЭЗПТ 01 а бЫПО СООСПЫМ С ОТ- цсцэстде. с."баэ ОрцЦЯтРлееых пацан5 Едаспи и стедке камеры, содерЭцдоЕ цсстдСР цЕщсстца. 1 ЕрЕЧПСЛЕННЫЕ царцагтш СТОгПКОВ атрдгцатЕЛЬНЫХ дстнац рабогаютоцинакоцом принципе 5 ка -э гсэ 01.с 10 .е 5 31 иантд;Згсбр:,жегпанс ца ФИГ, 1. 11 З ГрццЕдЕН- цых г;.Э.гггсггг цыцслнецгя цстачнцксц гг. ргца гс: гг и па:ов наиболее эконо: 555 Э:Ег С.ТС. ЕЗаЭИЕНТ ИэабЭЭаЖЕННЬ йЮг.т Ц КОТ 01 С: Ц ПаДЯГиэатаРЕч;дсгдгг. сутсггует газ 01 азрядцая-, тг :; .С. Р"этгдга, Иэабра;.спг ;д г. 2, ,в абьеие цолг 1 эиза:г д:. :.:,:;"ПГ: бс.ЬШОЕ КапдЧЕСт," гэг; ггГС;3 СЕ; 1 СЭГ-.ОЭ, блаГСдаря"Т Р 5 :г Э Гг .т Г Г а" Ора.Г 051 Псдд П а ьЕтс этсгг - : цеи могут бьггь полу - .-сегы тгссэ:.е:гдагцссти отрицательныхо: г О ц, э;г. ", 0 Б с дэ 5 В с ". 0 пу т с т ц уОщцпэсэдессаэд азме эсэфРстицнастьПо У гЕЦЯ СЭТ 1 ддгтГЕЕЬЬХ ЦСЭНОЦ Ц Этаиварианте ьгеь.".е, чем ц варианте, приве;генго. н . ф;г. 1. Б варианте :дсточкд зобэ:дэксэно го на оэддг, 3 дцджеНЕЕ ЭЛЕКТраг:.ОВ П.т ИСтаЧЕЬПКа ЭЛЕКтрОНОВГ;Ра ГСХО;т:т Ц даПРав: ЕШИ, ПРаТЦВОПапажсм наддравпеи 1 о сцгдац х л нцй электрпЧЕСКОГа ПОЛЯ ЦгСЛЯРИЗатОРЕ ЧаетИЦ, Нрезультате чего эти электроны вместес абрзоцацными отрицате;дьными ионамипопадают ц отверстие отбора 3 и образуот бачешай потас сапутсттуюгнхэлектронов, что яезпяется суцестненньдмнедостаткам такого тдстогддика. 1 рометого, этот вариант дает меньше отриЦатЕЛЬНЬХ Исган Г СРатцаСТЬЮ ЗаРЯДабольше едедц.,На сэдг. 4 пре,ставлена кривая, показьцедгоая энсргетдеский разброс отрицательных попсэ Н пспучецньх изцстачгика стрнеатепьных дацац по варианту (фцг. 2). Лнапогичные кривыебыли получены для ионов атомарногокислорода О и молекулы ОН при использовании Всех грех приведенных вариантов (фиг. 1, фиг. 2 и Фиг, 3).Кредвая на фиг, 4 получена фотометрддровандед масс-энергетического,спектра отрддатегььх панов водородаН ". помсэгыо еасс-спектраграфа с Одипарной фокусировкой, По оси абсциссотлоэседгд энергия Е (н эВ), .одно деле"ние на оси соответстнует 23 эВ, а по5оси ординат отложена оптическая плотность почернеция, гдропорциаедадде наяппатностд отрицательных ионов Н,Указанный васс-энергетический спектрН. бып получен прц следующих парамет"рах работы источника отрицательныхцапов: сила тока 1 азряда между катодом 6 и анодом 7 - 0,3 А, напряжениена разряде87 Б, силл тока в цепиполяризатора - 25 пЛ, напряжение,прддложРнедое ме;сду электродами 1 ц 2ца:еярцзатара частиц, - 88 Б, начряэсецность Г электрического поля в рабочей части попедризатара - 293 В/си,платность разряд.ога тока между като;го. 6 и ацадаи 7 - .,4 Л/см, давлепде водорода ц камере - 6,7 10ммрт, ст, Нагеряжегцде, ээаженцае к ускаэд,ау црсэсекутдсу межг,у злестра,аеп 1 дг 5 састацгяег 12 гсВ,д На фаОГЕ ГрддтЕСССЭЙ СрГцс:Г МаССсПаэстпцскасэ спс;стра отрицательНЫХ Иаэац П (сздГ. г) цнфра".И 1-Ь,15, 16 и 17 абазначеы пики ц энергетическом рпгзбрасе ат 1 дпатРьньхнана соотцстсте 35 эцдР Гэупгсд От 1 ццатепецых ианац Н, абразацаных цполяризаторе. Г".ри э а." между э:дектроС. ГЦ ПОПЯРИЗа-г ОРа ДЭЦСДЕДЫ 3 аСЯ Пате нцпт, рсдэ ньг 88 Б,1".дс 14 да крпгс соответствует35 гэуцпс атрдьцатепьых иооц с мдндеессп.нсэй э:ердпей, катара образуетсяу наверхасти электрода 1 нбпцзц отгтсэстця 3 (с цг, 1, Фиг. 2, фиг. 3),гдпк 15 соответствует групгте атрцца 4 О тепьцьгх ионов 1 которая образуетсяу пацерхцастц электрода 2 (фцг. 1,Фиг. 2, Фиг, 3), энергетический разброс отрицательных напав Н цклдочадощддй пцкп 14 и 15, соответствует надэяэсенцо, ггрепажег ному между электродадп Подяризатара 1 и 2 (фиг. 1,фгдг. 2, фдц . 3) и составляет 88 В.Таси образом, однократно заряженныеОтрицательные 0 еы Н соответствуюЯ щце ипсам 1415 приобретают энергию в поляризаторе, не превышающугопо величине приложенное напряжение кэлектродам поляризатора,ГРУППЫ ОтРНЕатЕЛЬНЫХ ИОНОВ, Саат ветствудог.це пикам 16 ц 17, гимеютэнергию, пренышающую напряжение, приложенное к электродам поляризатора,Напрдддер, энергия группы отрйцатель. ньпс ионов Н, соответствующая пику917, превышает приложенное напряжение к электродам поляризатора в 2 раза, а энергия группы отрицательных ионо Н 1, соответствующая пику 16, занимает промежуточное значение между энергиями, соответствующими полному напряжению, прикладываемому к электродам поляризатора и увеличенному в 2 раза. При изменении напряжения, приложенного к электродам поляриза" тора, указанные соотношения между энергиями перечисленных групп отрица" тельных ионов Н соответственно сохраняются.На основании вышеизложенного оче" видно, что группа отрицательных ионов Е, соответствующая пику 17, образуется в результате распада атомарного двукратнозаряженного отрицательного иона Н на электрон и однократно заряженный отрицательный ион Н,. Причем ион 1 Р образуется у поверхности стенки электрода 2 поляризатора путем присоединения вторичных электронов, полученных в результате бомбардировки положительными ионами электрода 2, к нейтральным атомам водорода или к однократно заряженным отрицательным ионам водорода, Поток положительных ионов по направлению к электроду 2 образуется в результате несамостоятельного разряда между электродами 1 и 2 при больших значе. ниях напряженности электрического поля в поляризаторе. Группа отрицательных ионов Н соответствующая пику 16, образуется в объеме между электродами поляризатора 1 и 2, а значение ее энергии определяется расстоянием до границы, к которой могут долетать свободные электроны по на" правлению к отрицательно заряженномуэлектроду 2.Кривая на фиг. 4 позволяет сделать сравнение интенсивностей процессов образования отрицательных ионов в объеме поляризатора на различных расстояниях от электродов вдоль силовых линий электрического поля. Например, пику 14 соответствует группа отрицательных ионов Н, процесс образования которой наиболее интенсивно происходит у поверхности электрода 1 (фиг.1, фиг. 2, фиг. 3), а пику 15 соответствует группа отрицательных ионов Н процесс образования которой наиболее интенсивно происходит у поверхности электрода 2 (фиг. 1, фиг, 2, фиг. 3). Процесс образования двухзарядных от 107707 10рицательных ионов И 2 , характеризуеиай на кривой пикамй 16 и 17, наибов лее интенсивно происходит в объемеполяризатора (пик 16) и менее интенсивно - у поверхности электрода 2(фиг. 1, Ъиг. 2, фиг. 3) - пик 17.Дпя сравнения интенсивностей различных процессов образования отрицательных ионов .в энергетическом спектреотрицательных ионов наиболее подходящим является группа отрицательныхионов Н,.соответствующая на кривойпику 14, поскольку эта группа образуется у поверхности электрода с эмиссионным .отверстием и меньше всех подвергается изменениям, вызываемым изменениями. состояния плазмы газовогоразряда. Сравнение пика 14 с величи 2 О ной пиков 16 и 17 показывает, что ужепри Е = 293 В/см в плазме, помещеннойв поляризатор, количество двухзаряднык отрицательных ионов Н 2 составляет более. половины количества одноза 2 Рядных отрицательных ионов Н, характеризуемых пиком 14. При Е ) 500 В/смколичество ионов Н, превышает количество ионов Н соответствующих пику 14.30В известных устройствах таких какУв источнике дугоплазмотронного типаи пеннинговского типа, спектр отрицательных ионов содержит однократно идвукратно заряженные отрицательныеионы, однако двукратно заряженных отЗ 5 рицательных ионов в них образуетсязначительно меньше, чем однократнозаряженных отрицательных ионов, чтоуказывает на очень малую эффективность их образования, обусловленную40 отсутствием достаточной электрической поляризации частиц исходного вещества.Поскольку время жизни двукратнозаряженных отрицательных ионов водо рода не превышает 3 10 7 с, а времяпролета ионов водорода в масс-спектрографе составляет от 0,510 с донескольких микросекунд, то зафиксировать двухзарядные отрицательные ионыЗр водорода на фотопластине масс-спектрографа не представляется возможнымв связи с его ограниченными возможностями. Однако для ряда техническихзадач требуется получение двукратнозаряженных отрицательных ионов в небольном объеме газа с последующим ус-.корением их на небольшом участке ускоряющего промежутка, что практичес, ки легко реализуется.В связи с тем, что образующиеся отрицательные ионы в поляризаторе ускоряются в электрическом поле поляризатора в направлении к отверстию от" бора, то для ряда технических задач энергия отрицательных ионов, приобретенная в поляризаторе, достаточна для их практического применения и поэтому вытягивающего электрода в этом случае не требуется,В результате экспериментального опробования способа и устройства было обнаружено, что количество двукратно заряженных отрицательных ионов водорода Н;, а также кислорода 0 и ОК- увеличивается с ростом напряженности электрического поля в поляризаторе, начиная с 200 В/см, при которой они появляются в заметных количествах. Не исключено, что некоторые электрически поляризованные частицы могут присоединять более двух электронов, т.е. образовывать отрицательные ионы с кратностью заряда более двух.Явление зависимости образования отрицательных ионов различных веществ с кратностью заряда больше единицы от электрической поляризации атомов, молекул и ионов исходного вещества, от их дипольннх моментов может найти применение так же в химии для управления различными реакциями, в которых участвуют отрицательные ионы с кратностью заряда больше единицы. Использование данных способа и устройства для получения отрицательных ионов обеспечивает по сравнению с существующими способами и устройствами следующие преимущества:возможность получения отрицательных ионов различного рода веществ с кратностью заряда больше единицы с минимальным количеством примесей продуктов сопутствующих элементарных процессов;возможность управления процессом образования отрицательных ионов путем изменения дипольного момента частиц исходного вещества, например изменением напряженности электрического поля поляризации;возможность использования диссоциации молекулярных отрицательных ионов с кратностью заряда больше единицы на два или более однократно заряженных отрицательных ионов для увеличения э 4 ективности получения однократно заряженных отрицательных ионов;возможность управления химической реакцией, протекающей с образованием или участием отрицательных ионов, путем изменения дипольного момента частиц при электрической поляризации;возможность получения отрицательных ионов с кратностью заряда более единицы без использования магнитного поля;возможность получения отрицательных ионов в отсутствии процесса ионизации частиц исходного вещества.