DE1904985A1 - Ion accelerator - Google Patents

Ion accelerator

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DE1904985A1
DE1904985A1 DE19691904985 DE1904985A DE1904985A1 DE 1904985 A1 DE1904985 A1 DE 1904985A1 DE 19691904985 DE19691904985 DE 19691904985 DE 1904985 A DE1904985 A DE 1904985A DE 1904985 A1 DE1904985 A1 DE 1904985A1
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ion
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extractor
circuit
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DE19691904985
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German (de)
Inventor
Wood James David London Hedley
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WOOD JAMES DAVID LONDON HEDLEY
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WOOD JAMES DAVID LONDON HEDLEY
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/022Details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H3/00Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
    • H05H3/06Generating neutron beams
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H5/00Direct voltage accelerators; Accelerators using single pulses

Description

James David London Hedley Wood, -15 Waysbrook, Letchworth, Hertfordshire, E η g I-a η dJames David London Hedley Wood, -15 Waysbrook, Letchworth, Hertfordshire, E η g I-a η d

Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr, 5556/68 vom.2. Eebr. 1968; beansprucht.For this filing, the priority is taken from the UK Patent application no. 5556/68 from 2. Eebr. 1968; claimed.

IonenbeschleunigerIon accelerator

Kurzbesohreibung der ErfindungBrief description of the invention

Im Belieferungs- oder Versorgungskreis für einen Ionenbeschleuniger mit einer Ionenquelle und einer Ionen,-Extraktorelektrode', wobei der Versorgungskreis eine Erregungsspeisung für die Ionenquelle sowie eine Energieversorgung für die Extraktorelektrode enthält, wird eine Uegativ-Rückkopplungsschleife vorgesehen, die so geschaltet ist, daß durch sie der Extraktorelektrodenstromden Erregungs-Speisungsausgang in einem solchen Sinne steuert, daß der Extractorstrom- konstant .gehalten'wird. Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist ein Neutronenerzeugerrohr mit einer Plasma-ionenquelle, die durch eine Radiofrequenzspeisung erregt oder betrieben wird0 In the supply or supply circuit for an ion accelerator with an ion source and an ion 'extractor electrode', the supply circuit containing an excitation supply for the ion source and an energy supply for the extractor electrode, a negative feedback loop is provided which is switched so that through it the extractor electrode current controls the excitation supply output in such a way that the extractor current is "kept" constant. The exemplary embodiment described is a neutron generator tube with a plasma ion source which is excited or operated by a radio frequency feed 0

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Background der Erfindung ; ; Background of the Invention ; ;

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanordnungen oderVersorguhgskreise für Iqnenbe schleuniger, insbesondere für Neutronengeneratoren, bei welchen Deuterium- und/oder Tritium-Ionen aus einem Plasma extrahiert bzw. abgezogen und in Richtung auf ein Target, welches Deuterium- und/oder Tritium ent- * hält, beschleunigt werden. Ein Neutronenerzeugerrohr dieser : - Gattung ist in der britischen Patentschrift 1 088 088 beschrieben. The invention relates to circuit arrangements or supply circuits for Iqnenbe accelerators, in particular for Neutron generators, in which deuterium and / or tritium ions extracted or withdrawn from a plasma and directed towards a target which contains deuterium and / or tritium * holds, be accelerated. A neutron generator tube of this: - genus is described in British Patent 1,088,088.

ι ■'.■■ ... ·. ■ ; ;· . ■ ■; ;'n .·:■:■■..,.■;■:■. -'^M: ι ■ '. ■■ ... ·. ■; ; ·. ■ ■; ; 'n. ·: ■: ■■ ..,. ■; ■: ■. - '^ M:

Kurz zusammengefaßt, beim vorgenannten Generator wird ein Plasma in dem Ionenquellenteilstück des"Rohres durch eine es umgebende Wicklung erzeugt, die durch einen Radiofrequenz-Oszillator gespeist oder erregt wird. Dieses Teilstück des :'. • Rohres wird durch eine ausgesparte Grenzelektrode begrenzt, und das Plasma wird im Bereich dieser Aussparung durch ein : axiales Magnetfeld intensiviert, welches von einem koaxialen \ Solenoid abgeleitet oder erzeugt wird. : Briefly summarized, in the aforementioned generator a plasma is generated in the ion source section of the "tube by a surrounding winding that is fed or excited by a radio frequency oscillator Plasma is intensified in the area of this recess by an axial magnetic field, which is derived or generated by a coaxial \ solenoid .:

Positive Ionen werden aus dem Plasma durch ein negatives Potential extrahiert bzw. abgezogen, welches einer Extraktorelektrode zugeführt bzw. übermittelt wird. Eine Plasmabegrenzung " wird gebildet, wobei deren Perimeter bzw. Umfang an der Kante der Grenzelektrode angekuppelt bzw. verkeilt /keyed/ ist. Die Ionen werden in einen Strahl hinein abgezogen,, dessen Profil von der elektrischen Feldkonfiguration abhängig ist,' welche zwischen dieser Plasmäbegrenzung und dem am. Extraktor^angelegten Potential erzeugt wird. Die Gestal^oder, Form der le-:t ^ , grenzung und deren Wirkung auf das Strahlprofil sind, von ,der ., Plasma-lonendichte und dem Wert des angelegten Sfcentials , ..:.: -V,,,.. abhängig. Opt imal-Be tr leb erfordert, daß der Ionenstprahl durch ■ die Extraktoraussparung mit einem minimalen Abfang /inter.peptipn/Positive ions are extracted or withdrawn from the plasma by a negative potential, which is fed or transmitted to an extractor electrode. A plasma boundary is formed, its perimeter being coupled or keyed to the edge of the boundary electrode. The ions are drawn into a beam, the profile of which depends on the electrical field configuration between this plasma boundary . and applied to the extractor potential is generated ^ ^ the Gestal or, shape the LE. t ^, limitation and their effects are on the beam profile, of, plasma ion density and the value of the applied Sfcentials, ... :.: -V ,,, .. dependent. Opt imal-Be tr leb requires that the ion beam through ■ the extractor recess with a minimal interception /inter.peptipn/

09836/If91 09836 / If9 1

hindurehgelangt, um ein übermäßiges Erhitzen oder ein Zerstäuben bzw. Versprühen der Extraktorelektrode zu verhindern. Der Ionenstrahl wird, wenn er einmal durch die Extraktoraussparung hindurchgelangt ist, durch eine Target-Abschirmaussparung hindurch beschleunigt, und zwar durch ein daran ange*- legtes großes negatives Potential r und passiert schließlieh den feldfreien Bereich im Innern einer Unterdrückerelektrode, um auf das Target bzw. den Auffänger aufzutreffen oder aufzuprallen» to prevent excessive heating or atomization or spraying of the extractor electrode. Once the ion beam has passed through the extractor recess, it is accelerated through a target shielding recess, namely by a large negative potential r applied to it, and finally passes the field-free area inside a suppressor electrode in order to reach the target or . to hit or bounce the interceptor »

Bei solchen Rohren ist ein geringer Abfang des Strahles durch die Extraktorelektrode unter normalen Betriebsbedingungen, vorhanden, was zu einem Extraktorstrom Anlaß gibt. Ist der Abfang zu groß, dann steigt die Extraktortemperatur an, und absorbiertes Gas wird in das Rohr hinein freigegeben. Dies erzeugt einen unstabilen Zustand, wie im Nachfolgenden noch näher beschrieben wild, der zur Zerstörung des Rohres führen kann· Dies geschieht besonders leicht unter Startbzw. Anlaufbedingungen, wenn bzw. während das Extraktorpotential und die Radiofrequenz-Energiezulieferung nach dem Plasma progressiv erhöht werdehoIn such pipes, there is little interception of the Beam through the extractor electrode under normal operating conditions, which gives rise to an extractor current. If the catch is too large, the extractor temperature rises on, and absorbed gas is released into the pipe. This creates an unstable condition as below described in more detail wild, the one destroying the pipe can lead · This is particularly easy to do under Start or Start-up conditions if or during the extractor potential and the radio frequency energy delivery to the plasma progressively increased werdeho

Es ist Aufgäbe der Erfindung, eine Form von Belieferungsoder Versorgungskreis zu schaffen, der dieses Problem vermindert bzw. berücksichtigt,It is an object of the invention to provide some form of delivery circuit which alleviates this problem or taken into account,

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Erandungsgemäß wird in einem Belieferungs- oder Versorgungskreis für einen Teilchenbeschleuniger mit einer Ionenquelle und einer Ionen-Extrakforelektrode, welcher Kreis eine Erregungsspeisung für die Ionenquelle sowie eine Energieversorgung für die Extraktorelektrode enthält, eine liegativ-Rückkopplungsschleife vorgesehen, die so geschaltet ist, daß sie den Extraktorelektrodehstrom dazu bringt, den Erregungs-Speisungsausgang in einem solchen Richtungssinne zu steuern, daß der Extraktor-According to the invention, in a supply or supply circuit for a particle accelerator with an ion source and an ion extractor electrode, which circuit provides an excitation feed for the ion source and an energy supply for the extractor electrode contains a liegative feedback loop provided, which is connected so that they the extractor electrode long-term causes the excitation supply output to be controlled in such a directional sense that the extractor

909836/1087909836/1087

19Ό498519Ό4985

etrom konstant gehalten wird. DieErregungsspeisung kann eine Hoch-bzw. Radiofrequenzversorgung bzw» -lieferquelle sein, die in der Lage ist, eine Plasma-Ionenquelle zu erregen oder zu betreiben.etrom is kept constant. The excitation feed can be a High or Be radio frequency supply or »supply source, the is able to excite or to excite a plasma ion source operate.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Kombination aus einem Ionenbesohleuniger, der eine Ionenquelle und eine Ionen-Extraktorelektrode aufweist, und aus einem Versorgungskreis für diesen iQnenbeschleuniger, welcher Kreis eine Betatigungs- oder Brregungasp'eisung für die Ionenquelle sowie eine Energieversorgung bzw. -lieferquelle für die Extraktorelektrode enthält, wobei erfindungsgemäß der Kreis eine negatiye Rüokkopplungsschleife aufweist, die so geschaltet ist,, daß sie den Extraktor-Elektrodenstrom dazu bringt, den Erregungflr Speisungsausgang in einem-solchen Slohtungssinn zu steuern, daß der Extraktörstrom konstant gehalten wird. Die Ionenquelle kann eine Plasma-Ionenquelle, die Erregungssp.eisung eine ■ Hochfrequenz- bzw. Radiofrequenz-Versorgung oder -Lieferquelle sein." -. -.... .'"".- ' -_'■ r . ■ ■- ..." ; ■■■■'_ The invention also relates to a combination of an ion accelerator, which has an ion source and an ion extractor electrode, and a supply circuit for this ion accelerator, which circuit is an actuation or excitation aspiration for the ion source and an energy supply or supply source for the Contains extractor electrode, wherein according to the invention the circuit has a negative feedback loop which is connected so that it causes the extractor electrode current to control the excitation for the supply output in such a sense that the extractor current is kept constant. The ion source can be a plasma ion source, the excitation voltage a high-frequency or radio-frequency supply or delivery source . "-. -..... '"".-' -_ '■ r . ■ ■ - ... "; ■■■■ '_

Der Ionenbegchleuniger kann ein abgedichtetes Neutronen-Erzeugerrohr sein, wobei die Ionenquelle in der Lage ist, Wasserstoffisotop-Ionen zu erzeugen. .The ion accelerator can be a sealed neutron generator tube wherein the ion source is capable of generating hydrogen isotope ions. .

Beschreibung der ZeichnungDescription of the drawing

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben, und zwar..The invention will now be based on it, for example reproducing drawing described in more detail, namely ..

Fig. 1 eine echematische Darstellung eines Neutroneii-Fig. 1 is an echematic representation of a neutron egg

- Erzeugerrohres, welches in einem Yersorgungskreis nach der Erfindung liegt, "- Producer pipe, which is in a Yersorgungskreis according to the invention, "

9098 36/108 79098 36/108 7

Figo 2 eine grafische Darstellung, welche die Veränderung des Extractor- und Gesa^trohrstromes mit der Extraktorspannung bei konstanter RP-Energie zeigt, währendFigo 2 is a graph showing the change of the extractor and tail stream with the Extractor voltage at constant RP energy shows while

Fig. 3 eine grafische Darstellung wiedergibt, weiche dieFig. 3 shows a graph showing the

Veränderung des Gesamtröhrstromes mit der Extraktorspannung veranschaulicht, wenn die EF-Energie gemäß der Erfindung gesteuert wird.Change of the total tube current with the extractor voltage illustrates when EF power is controlled in accordance with the invention.

Beschreibung des bevorzugten AuaführungsbelBpielBDescription of the Preferred Implementation Game B.

Pig. 1 zeigt ein Ueutronen-Erzeugerrohr derjenigen Gattung, die im einzelnen in der britischen Patentschrift 1 088 088 beschrieben ist. Es weist ein Ionenquellenteilstuck 1, welches von einer EP-Wicklung 2 zur Erregung eines darin befindlichen Plasmas umgeben ist, sowie ein magnetisches Solenoid 3 auf. An seinem einen Ende befindet sich ein Rtickanschlag bzw. ein Beschußfang 4 und am anderen Ende eine ausgesparte Grenz elektrode 5, jenseits welcher aufeinanderfolgend eine Extraktorelektrode 6,- eine Abschirmelektrode 7, eine ünterdrüokerelektrode 8 sowie ein Target 9 angeordnet sind. "Der Querschnitt des, Ionenstrahls unter normalen Arbeitsbedingungen ist annähernd bei 10 angedeutet, Der Gasdruck wird durch einen Auffrischer konstant gehalten, der durch einen Pirani-Meßregler /Pirani gauge/ gesteuert wird, wobei beide der Klarheit wegen aus Pig. 1 weggelassen sind, wie ebenfalls ein Teil der; Rohrhülle0 Pig. 1 zeigt auch die Verbindungen νόΐή zugeordneten Versor- . gungskreis her. . ■Pig. 1 shows a neutron generator tube of the type which is described in detail in British patent specification 1,088,088. It has an ion source part 1, which is surrounded by an EP winding 2 for exciting a plasma located therein, and a magnetic solenoid 3. At one end there is a backstop or a bullet trap 4 and at the other end a recessed limit electrode 5, beyond which an extractor electrode 6, - a shielding electrode 7, a ünterdrüokerelectrode 8 and a target 9 are arranged in succession. "The cross-section of the ion beam under normal working conditions is indicated approximately at 10. The gas pressure is kept constant by a replenisher controlled by a Pirani gauge, both of which are omitted from Pig. 1 for clarity, such as also a part of the pipe casing 0 Pig. 1 also shows the supply circuit associated with the connections νόΐή

Typische bevorzugte Betriebsbedingungen für das Rohr ' ^ sind folgendes "-'. . * " '■■-'■'■-."■:;..-■ -"-"■"-■ Typical preferred operating conditions for the pipe '^ are the following "-'. *"'■■-' ■ '■ -. "■:; ..- ■ -" - "■" - ■

Gasdruck (50/50 D/T-Gemiseh)Gas pressure (50/50 D / T-Gemiseh) (P)(P) 1,2 χ 101.2 χ 10 R3?-Erregungs-Energie .R3? Excitation energy. (W) : (W) : 200 Watt200 watts RF-Fr eq.uenz ' · .RF-Fr eq.uenz '·. 14 MHz -14 MHz - MagnetfeldMagnetic field (H) if(H) if 90 Gauß90 gauss ExtraktionspotentialExtraction potential 4,S-JcV":':4, S-JcV ": ': Extraktions-AbfangstromExtraction Trap Stream Εί -Ε ί - 0,1 mA0.1 mA BeschleunigungspotentialAcceleration potential (vT>(v T > 120 kY120 kY Gesamt-Rohrstrom'Total pipe flow ' (iA)(i A ) 12 mA12 mA TargetstromTarget stream CI1) ^CI 1 ) ^ 6 mA6 mA UnterdrückerspannungSuppressor voltage (V3)(V 3 ) 440 Y440 Y TJnterdrückerstromT suppressor current (Ig)(Ig) 6 mA6 mA Ionenstrahl^DurchmesserIon beam ^ diameter am Target .at the target. 2,8 cm2.8 cm NeutronenausgangNeutron output 10' ' Heu10 '' hay

-2-2

TorrTorr

Heutronen/^ek.Heutrons / ^ ek.

Hg. 2 veranschaullolit eine typische Extraktor-Steuerungs.charakteristili: für eine konstante EF-Erregungsenergie W. Bei zunehmendem Extrakt orp ο tent ial Vg .steigt;, der Abfangstrom IE zunächst bis zu einem Spitzenwert an, welchercter zunehmenden lonenextraktion entspricht, die von einer StrahlSammlung durch den Extraktor begleitet wirdo Nachfolgend nimmt die lonenextraktion weiter zu, igt aber einer Repression der Piasiaagrenze in das Ionenguellenteilstüok des Rohres hinein zugeordnet, deren Wirkung eine ^1 . sr dichtere Strahlfokussierung ist, so daß der Strahl durch die Extraktoraussparung hindurchgelahgt und der Abfangstrom abfällt. Das Stra%rofil 1st bei einem geringen- ;. Abfang am Extraktor gut definiert, und dies wiederum definiert den Ionenstrahldurchmeaeer am Target.Hg. 2 illustrates a typical extractor control characteristic: for a constant EF excitation energy W. With increasing extract orp ο tent ial Vg., The interception current I E initially rises to a peak value, which corresponds to the increasing ion extraction, which of A beam collection is accompanied by the extractor. Subsequently, the ion extraction increases further, but is associated with a repression of the piasia border into the ion source part of the tube, the effect of which is a ^ 1 . sr is denser beam focusing so that the beam lies through the extractor recess and the intercepting current drops. The stra% profile is at a low-;. Well defined interception at the extractor, and this in turn defines the ion beam diameter at the target.

9 098^^/1087-·9 098 ^^ / 1087- ·

Die Wirkung der Erhüung der HF-Energie W besteht darin, die gesamte Charakteristik bzw. Kennlinie, wie. dargestellt, nach rechts zu verschieben· Diese Wirkung ist auf erhöhte Ionenquellen-Plasmadichte zurückzuführen, die das Bestreben hat, die Plasmagrenze vorwärts in den Extraktionsbereich hineinzubringen, und ein erhöhtes Extraktionspotential erfordert, um die anfänglichen Fokusbedingungen wiederherzustellen und auf diese Weise den Abfangstrom zu reduzieren.The effect of increasing the HF energy W exists therein, the entire characteristic or characteristic curve, such as. shown moving to the right · This effect is increased on Ion source plasma density, which tends to bring the plasma boundary forward into the extraction area and requires an increased extraction potential to meet the initial focus conditions restore and in this way reduce the interception current.

Es existiert eine ganze Reihe solcher Charakteristiken, und zwar entsprechend dem Bereich von möglichen RF-Energien, aber bei höheren Pegeln sind sie unmöglich zu bestimmen, und zwar wegen der Instabilitäten, die bei höheren Werten von IE hervorgerufen werden. Der maximale, kontinuierlich annehm bare Wert von L, beträgt etwa O,15 mA.A number of such characteristics exist, corresponding to the range of possible RF energies, but at higher levels they are impossible to determine because of the instabilities created at higher values of I E. The maximum continuously acceptable value of L is about 0.15 mA.

Eine Zunahme darüber hinaus verursacht zunächst sin Ansteigen der Temperatur.der Extraktorelektrode und bei langer Dauer ein Zerstäuben derselben. Zerstäubtes Material ist unerwünscht, da sieh evtl. leitende Niederschläge an der isolierenden Wandung der Rohres bilden können, und zwar mit ernsthaften Folgen für die Hochspannungsisolierung, und, weniger ernsthaft, hinsichtlieh der Interferenz der Ionenquellen- · Leistungsfähigkeit.An increase beyond this initially causes sin Increase in the temperature of the extractor electrode and with long Duration of atomization of the same. Sputtered material is undesirable because conductive deposits may appear on the insulating material Wall of the pipe can form, with serious consequences for the high-voltage insulation, and less seriously, with regard to the interference of the ion source Efficiency.

Ernsthafter und geradezu katastrophal kann die Kette von positiven Rttckkopplungsvorgängen sein, die durch Temperaturanstiege hervorgebracht wird, und zwar wie folgt: ■The chain can be more serious and downright catastrophic positive feedback processes caused by temperature increases is produced as follows: ■

(I) Adsorbiertes Gras wird aus dem Extraktor herausgetrieben. (I) Adsorbed grass is driven out of the extractor.

9098 36/10879098 36/1087

- β - ■■■ 19Q4985- β - ■■■ 19Q4985

(II) Infolge der endlichen bzw. begrenzten Ansprechzeit des Drucksteuersystems steigt der Gasdruck an.(II) As a result of the finite or limited response time of the pressure control system, the gas pressure rises.

(III) Bei Zunahme des Druckes wird die KP-Energie leichter an die Ionenquelle angekoppelt, und die Plasma-' Ionendichte nimmt zu.(III) As the pressure increases, the KP energy becomes more easily coupled to the ion source, and the plasma ' Ion density increases.

(IV) Den Charakteristiken der Pig. 3 folgend, nimmt(IV) The characteristics of the Pig. 3 following takes

der Abfang zu, dem ein weiterer Temperaturanstieg der Extraktorelektrode folgt.the interception to which a further increase in temperature of the extractor electrode follows.

(V) Zur gleichen Zeit erhöht sich der Ionenstrbm nach dem Target hin,"und wenn diesem die Möglichkeit gegeben ist, ■über die Kühlmittelsystem-Kapazität hinaus anzusteigen, so wird er eine rapide Target-Gasaustreibung und weitere Druckanstiege verursachen. (V) At the same time, the ion current increases after towards the target, "and if this is given the opportunity, ■ increase beyond the coolant system capacity, so it will cause rapid target gas expulsion and further pressure rises.

(VI) Der Elektronenström nach dem Rückanschlag hin nimmt ebenfalls mit dem Druck zu, und eine weitere Gasaustreibung kann sich von dieser Elektrode, her ergeben.(VI) The electron flow towards the backstop increases also with the pressure, and another gas expulsion can result from this electrode.

Wenn diese Folge nicht kontrolliert wird, dann kann der Energieverbrauch an der Extraktorelektrode bis zu einem solchen Punkt ansteigen, daß die Glas-Metall-Abdichtung zerstori wird. Ein Schutz dagegen könnte durch Überstrom-Äuslösungen bzw. ■■■-.* -Sperren in den verschiedenen Stromkreisen erzielt werden, doch kann dies zu einer unwillkommenen und unannehmbaren Anzahl von "Abschaltungen" führen. Irgendeine Veränderung .der Rohr-Versorgungszustände kann diese Kette einleiten, und eine kontinuierliche Kontrolle ist für langzeitige Stabilzustände wichtig. . : 'If this sequence is not controlled, then the energy consumption on the extractor electrode can increase to such a point that the glass-metal seal is destroyed. Protection against this could be achieved by overcurrent tripping or ■■■ -. * Blocking in the various circuits, but this can lead to an unwelcome and unacceptable number of "trips". Any change in the pipe supply conditions can initiate this chain, and continuous control is important for long-term stable conditions. . : '

909 836/ 1987909 836/1987

- 19D4985- 19D4985

Bei der vorliegenden Erfindung wird jeder Anstieg des Abfangstromes dazu gebracht, die HF-Energie zu reduzieren» wobei dadurch der Grad des Abfangs reduziert und auf diese Weise die oben beschriebene "Ausreißerkette'^/run-away chain/ von Yorgängen verhindert wird. Each Fig. 1 läßt man den Abfangstrom I-g durch einen Widerstand E^ hindurch fließen und entwickelt dadurch ein Potential an diesem. Dieses Potential wird mit einem Bezugspotential verglichen, welches von einer lieferquelle 11 durch einen transistorisierten Differentialverstärker 1.2 herk&pmlleher Bauart Abgeleitet wird. Der Aus- · gang des Verstärkers 12 steuert den Besehußwinkel eines Thyristor-Steuerkrelses 13, der in den 50-Hertz*--Anschluß des !^Oszillators 14 geschaltet ist, und somit schließlich die JRF*-Energie, die der Ionenq.uelle zugeführt wird. Um eine Stabilität "der so gebildeten negativen Hiickkopplungsschleife sicherzustellen, werjien die jSensitivität und die Zeltkonstanten in einer Weise eingeregelt, die dem Fachmann auf dem Gebiet der negativen Rückkpppiungstejphnik geläufig ist. Der gewünschte Wert des Abfangstromes I-g wird durch Einregelung Ae s Wertes von Eg eingestellt;, 'In the present invention, any increase in Interception current to reduce the HF energy » thereby reducing the degree of interception and on this Way, the above-described 'runaway chain' ^ / run-away chain / is prevented by Yorggang. Each Fig. 1 lets the capture stream I-g flow through a resistor E ^ and develop thereby a potential in this. This potential is compared with a reference potential, which of a supply source 11 is derived by a transistorized differential amplifier 1.2 herk & pmlleher type. The out · output of the amplifier 12 controls the Besehußwinkel one Thyristor-Steuerkrelses 13, which in the 50-Hertz * connection of the! ^ oscillator 14 is switched, and thus finally the JRF * energy that is supplied to the ion source. To a Stability "of the negative feedback loop thus formed to ensure that the sensitivity and the tentative constants are measured regulated in a manner familiar to those skilled in the art of negative feedback technology. The one you want The value of the interception current I-g is adjusted to Ae s value set by Eg ;, '

Der oben beschriebene Y#rsorgungskreis hatte einen langdauernden Stabilbetrieb des Eohres ,ermöglicht» beispielsweise "einen unbesbaohteten I2^stunae»»-Betrieb. Bei JüTietotvörhanden^ sein der negativen Httckkopplungsschleife ®ußt« eine leäienungsper's on £n ständiger bereits eli#ft 'Vorhandensein» .The supply circuit described above had a long-term stable operation of the Eohr, enabled »for example "an uncovered I2 ^ stunae» »operation. At JüTietotvörhanden ^ Being in the negative feedback loop "must" be a leäienungsper's on £ n permanent already eli # ft 'presence ».

Ein weiterer iTorteil to? frfindwg ist darin zu sehen, daß die Extraktsrelektrode mis ein echtes f*ew#r^i^ det wenden leajiia, ^ie i» figf# 3 ^e3?anj?ehauiißhifef Jas potgstt34l kmm willkürlich erhöht pdsr herabgesetzt' werden, um den Ipnejistrpm imd den folgendem jJeutronensusgÄRg mu best immen.. Die notwendigen Jmds-imngieii in &gg Jp nach der _jpnenau§iif:>gr|Len automatisch durch den 'lungskreis eingeführt, und die yiasmabegrenzwng wird überAnother iTorteil to? frfindwg can be seen in the fact that the extract electrode mis a real f * ew # r ^ i ^ det turn leajiia, ^ ie i »fig f # 3 ^ e3? anj? ehauiißhife f Jas potgstt34l kmm arbitrarily increased pdsr decreased 'to the IMD Ipnejistrpm the following jJeutronensusgÄRg mu best bees .. the necessary JMDS-imngieii in & gg Jp after _jpnenau§iif:> gr | Len automatically inserted through the 'development circle, and the yiasmabegrenzwng is

9Ö9S3I/1ΘΙ79Ö9S3I / 1ΘΙ7

einen seilten Bereich in "der korrekten lage für die stabile Formierung eines Xonenstrahls von gewünschtem Profil und somit jfür eine stabile Lage auf dem iEargei; aufrechterhalten.a rope area in "the correct position for the stable Formation of a Xon beam of the desired profile and thus j for a stable position on the iEargei; maintain.

Wenn auch die Erfindung mit Bezug auf ein Feix-fcronen-Erzeugerrohr besejarieben wurde* toei welchem eine BF-.ELasina-Icmenquelle yerwendei; scird, irerjsi;ejit es sieh, AslQ sie auoh ibei / lieutronengeneratoren oder anderen feileherLbeselileTiHiigexn verwendet wmxAen Jcann, frei denen eine üxtraJrfcionselelrfcrode angewandt wird, wie auon immer das irerfanren isi;., dmrcii welches die Erregungs-Speisung eine Ionenerzeugung in der IJuelle verusacht. Beispielsweise Skann bei einem lieutroneiigenerai;or:, bei welchem eine PIG-Ionejiquelle verwendet wird, der Extraktorstrom veranlaßt werden, die jHnodenspannung und somit den. Ausstoß bzw. Entladestrom in der Quelle zu steuern, !"eutronengeneratflren, bei denen solche lonenauellen, auch als "Penning-Quellen1' beicannt, verwendet werden, sind beispielsweise in den britischen !»atentschriften 976 664 und 980 947 sowie in ITukleonics, Dezember I960, Seiten 69 bis 74» beschrieben·Even if the invention was described with reference to a Feix-fcronen generator pipe * toei which a BF-. ELasina-Icmenquelle yerwendei; scird, irerjsi; ejit it see, aslQ they are also used in / lieutron generators or other healthreselileTiHiigexn wmxAen Jcann, to which an extrajrfcionelrfcrode is applied, as always the irrigation which is caused by the generation of the ionic excitation., dmrcii. For example, in the case of a Lieutron egg; or : in which a PIG ion source is used, the extractor current can be induced, the node tension and thus the. Controlling the discharge or discharge current in the source, "eutron generators, in which such ion sources, also known as" Penning sources 1 ", are used are, for example, in British patent specifications 976 664 and 980 947 and in ITukleonics, December 1960, pages 69 to 74 »described ·

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsf ona umß. bezieht sich vor allem auch auf sämtliche ErfindungsmerloHEtle, die im einzelnen ~~ pder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind,. The invention also relates to modifications of the embodiment outlined in the accompanying patent claim 1 . also refers to all ErfindungsmerloHEtle that pder in detail in combination ~~ especially - are disclosed in the specification and drawings ,.

PatentansprücheClaims

t» ' '34t »''34

83i/10 8 783i / 10 8 7

Claims (3)

PATENTANWALT DIPL-ING. ERICH SCHUBERT Won: (0271)32409 Telegramm-Adr.: Patschub, Siegen Postscheckkonten: Köln 106931, Essen 203 i2 - Bankkonten: Deutsche Bank AG., Abs.: Palentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Siegen, Eiserner Straße 227 . Filialen Siegen υ. Oberhausen (RhId.) . Postfadi325 69 055 Kü/Schm 31. Jan. 1969 PatentansprüchePATENT Attorney DIPL-ING. ERICH SCHUBERT Won: (0271) 32409 Telegram address: Patschub, Siegen Postal check accounts: Cologne 106931, Essen 203 i2 - Bank accounts: Deutsche Bank AG., Abs .: Palentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Siegen, Eiserner Strasse 227. Branches in Siegen υ. Oberhausen (RhId.). Postfadi325 69 055 Kü / Schm Jan. 31, 1969 claims 1. JBelieferungs- oder Versorgungskreis für einen Ionenbeschleuniger mit einer Ionenquelle und einer Ionen-Extraktrelektrode, wobei dieser Kreis eine Erregungsspeisung für die Ionenquelle sowie eine Energieversorgung für die Extraktorelektrode enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Kreis eine negative Rückkopplungsschleife aufweist, die so geschaltet ist, daß der Extraktor-Elektrodenstrom veranlaßt" wird, den Erregungs-Speisungsausgang in einem solchen Richtungssinne zu steuern, daß der Extraktorstrom konstant gehalten wird.1. Supply or supply circuit for an ion accelerator with an ion source and an ion extract electrode, this circuit having an excitation supply for the ion source and an energy supply for the extractor electrode , characterized in that this circuit has a negative feedback loop that is so is switched that the extractor electrode current causes " becomes, the excitation supply output in such a directional sense to control that the extractor flow is kept constant. 2o Steuerkreis nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregungs-Speisung eine Radiofrequenz-Yersorgung ist, die in der Lage ist, eine Plasma-Ionenq.uelle zu erregen.1 2o control circuit according to claim. 1, characterized in that the excitation supply is a radio frequency supply which is able to excite a plasma ion source. 1 3. Kombination aus einem lonenbeschleuniger, der eine Ionenquelle und eine Ionen-Extraktorelektrode aufweist, und einem Versorgungskreis für diesen lonenbeschleuniger, wobei der Kreis eine Erregungs-Speisung für die Ionenquelle und eine Energieversorgung für die Extraktorelektrode enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreis eine negative Rückkopplungsschleife aufweist, die so geschaltet ist,· daß sie den Extraktor-Elektrodenstrom veranlaßt, den Erregunge-Speisungsausgang in einem solchen Richtungs-inne zu steuern, daß der Extraktoretrom konstant gehalten wird.3. Combination of an ion accelerator, the one Having an ion source and an ion extractor electrode, and a supply circuit for this ion accelerator, the circuit being an excitation supply for the ion source and contains a power supply for the extractor electrode, characterized in that the circuit has a negative feedback loop which is switched so that it causes the extractor electrode current, the excitation supply output to be controlled in such a direction that the extractor flow is kept constant. 909 8 36/100 7909 8 36/100 7 4β--Kombination nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenquelle eine Plasma-Ionenquelle und die Erregungs Speisung eine1 Hoch- bzw. Radiofrequenz-Versorgung ist.4β - combination according to claim 5, characterized in that the ion source is a plasma ion source and the excitation power is a 1 or high radio frequency supply. 5·. Kombination nach Anspruch 5 oder 4, dadurch gekennzeichnetj daß der lonenbeschleuniger ein abgedichtetes Neutrbnen-Erzaigerrohr ist und daß die Ionenquelle in der Lage ist, Wasserstoffisotop-Ionen zu erzeugen.5 ·. Combination according to claim 5 or 4, characterized that the ion accelerator is a sealed neutron generator tube and that the ion source is able to generate hydrogen isotope ions. 909 83t/909 83t /
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