DE3424449A1

DE3424449A1 - Quelle fuer negative ionen

Info

Publication number: DE3424449A1
Application number: DE19843424449
Authority: DE
Inventors: Henri Les Molieres Doucet; Marthe Paris Verney-Bacal
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1983-07-04
Filing date: 1984-07-03
Publication date: 1985-01-17
Also published as: FR2548830B1; FR2548830A1; GB2144577A; GB2144577B; JPS6037700A; GB8416504D0; US4661710A

Description

Quelle für negative Ionen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Quelle für negative Ionen. In vorteilhafter Weise findet sie Anwendung bei der Herstellung von energiereichen, neutralen Atomstrahlen, die beispielweise als ein wirkungsvolles Mittel zum Aufheizen vom Plasmen auf thermonukleare Temperaturen verwendet werden, die in Fusionsvorrichtungen mit magnetischem Einschluß erzeugt werden.

¹^ Die bis heute verwendeten Atomstrahlen weisen eine Energie von weniger als 80 keV/Nukleon auf und werden erzeugt,indem man bis zu dieser Energie positive Ionen beschleunigt, die anschließend durch Stöße mit Gasmolekülen neutralisiert werden. Jedoch nimmt die Ausbeute der Neutralisation der positiven Ionen ab, wenn man die Energie der Ionen erhöht.

Das Aufheizen von Plasma in zukünftigen Fusionsreaktoren fordert Atomstrahlen mit einer Energie höher als 80 keV/ Nukleon. Die gute Ausbeute der Neutralisation ( > 60%) von H~-Ionen und D~-Ionen bei diesen hohen Energien macht diese interessanter als die positiven Ionen zur Erzeugung von Atomstrahlen mit einer Energie größer als 80 keV/Nukleon

Bisher wurden negative Deuterium-und Wasserstoff-Ionen quellen .bei verschiedenen Teilchenbeschleunigern und insbesondere bei van de Graaf-Tandem-Beschleunigern verwendet.

Die erzeugte Intensität war auf einige 10 mA beschränkt.

Die Verfahren zum Erzeugen von negativen Wasserstoff-oder Deuterium-Ionen, die bisher bei Beschleunigern verwendet wurden, sind die folgenden:

1. Doppelter Elektroneneinfang: ein Strahlenbündel positiver Ionen von einigen keV wird teilweise in negative Ionen umgewandelt, wenn er ein gasförmiges Target oder ein solches von Dampf von Alkalimetallen durchquert(E.B.Hooper, P.Poulsen et P.A. Pincosy, J.App. Phys., 52, 7027 (1981)).

2. Oberflächenquellen: die positiven Deuterium-Ionen eines Plasmas werden in Richtung auf eine Caesium aufweisende Oberfläche beschleunigt, auf der sie in negative Ionen umgewandelt werden (K.Prelec, in Proc. of the Second Int.

Symp. on the Production ans Neutralization of Negative Hydrogen Ions and Beams, Oct. 6-10, 1980, BNL Report 51304, 1981, p. 145). '.

3. Volumenquellen: negative Ionen werden durch reflektorische Entladungen (PIG-Quellen) und von den Umfangsbereichen von Duoplasmatrons extrahiert (K.Prelec et Th.Sluyters, Rev. Sei.Instrum., 44, 1451 (1973).

Eine Vielzahl von Arbeiten sind der Entwicklung von intensiven Quellen auf der Grundlage der zwei ersten Verfahren' gewidmet. Jedoch weist die Herstellung eines Targets aus Caesium-oder Natriumdampf oder einer Caesium aufweisenden Oberfläche für sich Schwierigkeiten hoher Komplexizität auf. Ferner ergibt sich eine gewisse Verunreinigung der Fusionsvorrichtungen durch die Alkalimetalle.

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Die vor kurzem erfolgte Entdeckung einer starken Erzeugung von negativen H~- oder D~-Ionen durch dissoziative Anlagerung an Hp- oder Dp-Moleküle, die eine starke Schwingungsanregung haben, und die Beobachtung einer hohen Dichte von negativen Ionen in Wasserstoff-und Deuteriumplasma (M.Bacal, G.W.Hamilton, Phys. Rev. Letters,42, 1538 (1979)) haben zu der Idee geführt, negative H~· oder D~-Ionen aus Plasmageneratoren vom Typ. "Magnetischer Multipol" (im englischen wird der Ausdruck "multicusp" verwendet) zu extrahieren, die für die Erzeugung von Strahlenbündeln mit positiven Ionen entwickelt worden sind.

Der klassische, magnetische Multipol, der als Quelle positiver Ionen verwendet wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß über die gesamte Oberfläche des Plasmas mit Ausnahme des Extraktionsoberflächenbereiches ein Multipol-Magnetfeld vorliegt, welches von Permanentmagneten erzeugt wird, die im Inneren des Plasmas energiereiche, primäre Elektronen einschließen, die von Heizfäden aus hitzefestem Metall (beispielsweise Wolfram) emittiert werden. Der klassische, magnetische Multipol ist auch durch die Lage der Fäden gekennzeichnet, die sich im Inneren des Plasmas außerhalb des Multipol-Magnetfeldes befinden müssen. Die Gesamtheit dieser Eigenschaften ist quantitativ durch die Eins.chluäzeit der primären Elektronen in den Quellen positiver Ionen gekennzeichnet, wobei man

¹^ die Einschlußzeit so lang wie möglich machen möchte.

Der von einem klassischen, magnetischen Multipol extrahierte Strom negativer Ionen ist verglichen mit dem Strom positiver Ionen (0,8%) gering.
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K.N.Leung", K.W. Ehlers und M.Eacal ( Rev.Sei .Instrum. , j>4_,56 (1983)) haben vorgeschlagen, in das Innere eines magnetischen Multi-pole ein "magnetisches Filter" einzusetzen, um den Strom der extrahierten, negativen Ionen zu erhöhen.

Das "magnetische Filter" besteht aus einem' System von.

stabförmigen Permanentmagneten, die jeweils in ein Kupferrohr eingeführt sind, durch welches Wasser strömt, um die Erwärmung der Magneten zu verhindert, welche zu ihrer Demagnetisierung führt.

Die maximale Stromdichte der aus diesem Plasmagenerator extrahierten, negativen Ionen ist auf Dichten in der Größenordnung von 0,1 mA pro cm und pro Ampere Entladungsstrom beschränkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu überwinden und eine Quelle für negative Ionen anzugeben, mit der ein intensives. Strahlenbündel negativer Ionen erzeugt werden kann, insbesondere von Wasserstoff- und Deuteriumionen, ,sowie negative Ionen anderer Arten.

Die Erfindung schafft eine Quelle für negative Ionen, die von einem Gas- oder Dampf-Plasmagenerator gebildet ist, der umfaßt:

- eine magnetische Multipol- Einschlußkonfiguration, die von das Plasma umgebenden Permanentmagneten gebildet ist,

- thermionische Elektronenemitter, die primäre Elektronen erzeugen, die durch einen Pcventialunterschied beschleunigt werden, welcher zwischen- den thermionischen Emittern und der Annode des Generators angelegt ist und

. ausreicht, um zwei Funktionen zu erfüllen, nämlich das Gas oder den Dampf zu ionisieren, der das Plasma bilden soll, und die Gasmoleküle auf höhere Schv/ingungsniveaus anzuregen und damit die Erzeugung von negativen Ionen *® durch dissoziative Anlagerung von langsamen Elektronen des Plasmas an den angeregten Molekülen zu unterstützen, sowie mit ■

- einem System zur Extraktion negativer Ionen, dadurch gekennzeichnet, daß

*° die Anzahl und die Verteilung der Permanentmagneten, die den magnetischen Multipol-Einschluß bilden, derart gewählt sind, daß die Einschlußzeit-der primären Elektronen zwischen 10 und 10" see. liegt, und daß sich die thermionischen Emitter der Elektronen in. dem Multi-

SQ polmagnetfeld zv/ischen dem Sattelpunkt des Magnetfeldes, der von zwei benachbarten Permanentmagneten gebildet ist, und der Mitte des Plasmas nahe diesen Sattelpunkten befinden.

Gemäß einem anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung ist die gesamte, dem Plasmagenerator ausgesetzte Oberfläche mit Ausnahme der thermionischen Elektronenemitter aus einem Material hergestellt, welches die Eigenschaft aufweist, die Entregung der schwingungungsmäßig angeregten Moleküle zu verringern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer Ionenquelle nach der Erfindung umfaßt der Plasmagenerator eine zylinderförmige Umschließung, wobei einzig auf deren äußerer, zylinderförmiger Oberfläche eine gerade Anzahl von gleich beabstandeten Permanentmagneten angeordnet ist, wobei die Permanentmagnete abwechselnd mit den Nord- und Südpolen zu dem Plasma hin ausgerichtet sind.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform einer . Ionenquelle nach der Erfindung ist ein System von mehreren Ionenquellen in einer einzigen Umschließung angeordnet.

Bei einer anderen, bevorzugten Ausführungsform einer Ionenquelle nach der Erfindung sind die Permanentmagneten auf den Erzeugenden der das Plasma umgebenden, zylindrischen Oberfläche angeordnet.

Bei einer wiederum anderen Ausführungsform einer Ionenquelle nach der Erfindung sind die Permanentmagneten auf den Umfangen der das Plasma umgebenden, zylinderförmigen Oberfläche angeordnet.

Gemäß einem anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung ist die von einem Teil der Gruppe von Permanentmagneten hervorgerufene, magnetische Induktion größer.als die magnetische Induktion, die von den restlichen Permanentmagneten erzeugt wird.

.

Gemäß einem wiederum anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung nimmt die radiale Komponente der magnetischen Induktion von einem Wert zwischen 500 und 1500 Gaass auf der Oberfläche des Plasmas in der Nähe der Magneten auf einen Wert in der Größenordnung von 5 Gauss bei 5 cm von dieser in der Richtung der Mitte des Plasmas ab.

Gemäß einem wiederum anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung ist jeder Säule von Permanentmagneten eine gewisse Anzahl von thermiönischen Elektronenemittern zugeordnet, die nahe dem Umfang des Plasmas angeordnet sind.

Gemäß einem wiederum anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung sind die thermionischen Elektronenemitter im

Inneren einer zylinderförmigen Oberfläche angeordnet, die.

durch alle'Sattelpunkte des Magnetfeldes hindurchgehen, das durch die Konfiguration der Permanentmagneten in einer.· Ebene hervorgerufen wird, die zwischen zwei benachbarten Magneten und mit gleichem Abstand von jedem derselben in einem

azimutalen Magnetfeld in der Größenordnung von einigen 10 Gaussliegt.

Gemäß einem wiederum anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung wird das Material, welches das Plasma bilden soll, aus der Gruppe ausgewählt, welche Wasserstoff, Deuterium, Tritium, Sauerstoff, Natrium, Litium, Silan und Jod umfaßt.

Es läßt sich.sagen, daß die Ionenquelle nach der Erfindung "

mit irgendeinem Gas oder Dampf verwendet werden kann, welche negative Ionen durch dissoziative Anlagerung erzeugen können, jedoch ist sie besonders für die Gase geeignet, bei denen die Erzeugung negativer Ionen ansteigt, wenn die Moleküle schwingungsmäßig angeregt sind, wie z.B. die oben erwähnten Gase.

Gemäß einem anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung ist ein von den stabförmigen Permanentmagneten gebildetes, magnetisches Filter im Inneren des Plasmas angeordnet. Dieses magnetische Filter ist stromaufwärts des Extraktionssystems angeordnet, um die primären Elektronen in dem Teil des Generators einzuschließen, welcher die therraionischen Elektronenemitter enthält.

Gemäß einem anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung ist ein magnetisches Filter, welches durch die Umkehrung der Orientierung eines der Stabmagnete erzeugt wird, die die magnetische Multipol-Einschließung bewirken, stromaufwärts des Extraktionssystems eingebaut, um die primären Elektronen in dem Teil des Generators einzu-

schließen, der die thermionischen Elektronenemitter enthält Gemäß einem anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung wird, wenn das das Plasma zu bildende Gas Wasserstoff ist, der Druck in der Ionenquelle zwischen 0,5 und 5 Millitorr gewählt, um den Strom negativer, extrahierter Ionen zu optimieren.

Schließlich umfaßt gemäß einerr. anderen Merkmal der Ionenquelle nach der Erfindung der Plasmagenerator eine Umschließung, die an einem Ende mit einem Flansch und am anderen Ende mit einer Platte geschlossen ist, und die Extraktion der negativen Ionen erfolgt durch eine oder mehrere Öffnungen in der Platte, wobei das Potential dieser Platte in bezug auf die Umschließung und den Flansch zwischen 0 und+5 V gewählt ist, um den Strom extrahierter, ^ negativer Ionen zu optimieren und den Strom extrahierter Elektronen zu verringern.

Die Besonderheiten der Erfindung ergeben sich besser aus der folgenden Beschreibung einer Aasführungsform einer Quelle für negative Ionen, die lediglich zur Erläuterung

und keineswegs zur Einschränkung angegeben ist, wobei auf die Zeichnungen bezug genommen wird.

Die Erfindung wird, im folgenden anhand eines Ausführungs-. beispiels unter Bezugnahme auf. die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung längs der Mittelachse einer bevorzugten Ausführungsform einer Quelle für.negative Ionen nach der Erfindung,

Fig. 2 eine'schematische Schnittdarstellung der Anordnung •der Säulen von Permanentmagneten,und

Fig. 3a schematisch unterschiedliche mögliche Lagen der und 3b thermionischen Elektronenemitter. .

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Quelle on

für negative Ionen nach der Erfindung. Der Plasmagenerator umfaßt ein zylinderförmiges Gehäuse 1, welches aus einem Material hergestellt ist, das die·Eigenschaft aufweist, die Entregung der schwingungsmäßig angeregten Moleküle su verringern. Rostfreier Stahl ist besonders geeignet, jedoch können auch andere Legierungen verwendet werden, die die gleichen Oberflächeneigenschaften in Hinblick auf die Entregung der schwingungsmäßig angeregten Moleküle aufweisen. Es wird darauf hingewiesen, daß Kupfer besonders

schlecht geeignet ist.
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Dieses zylinderförmige Gehäuse ist an einem Ende mit einem Flansch 2 verschlossen, welcher mehrere, getrennte Durchgänge 3 für die Glühfaden 4 aufweist, die die thermionischen Elektronenemitter bilden, und das zweite Ende ist mit einer von einer oder mehreren öffnungen. 5a durchquerten, .i

renden Platte 5 geschlossen, an der die Extraktion der Ionen erfolgt.

Die Gesamtheit aus zylinderförmigem Gehäuse 1, dem Flansch 2 und der Platte 5 bildet die Annode des Plasmagenerators und begrenzt die Kammer 6, in der das Plasma erzeugt wird. Eine öffnung 7 in der Mitte der Flansches 2 ist mit einem Ventil (dieses ist in Fig. 1 nicht dargestellt) verbunden, durch welches Gase wie Wasserstoff und seine Isotope, Sauerstoff, und andere Gase und Dämpfe fortlaufend in die Kammer 6 eingeführt werden können.

Das Multipolmagnetfeld wird durch eine gerade Anzahl von Säulen aus Permanentmagneten δ erzeugt, die auf der äußeren Oberfläche des zylinderförmigen Gehäuses 1 angeordnet sind, wie es Fig. 2 zeigt. Die Permanentmagnete weisen einen rechteckförmigen Querschnitt ( 2cm χ 1 cm) und die gleiche Länge längs des Gehäuses 1 auf. Sie sind in Richtung senkrecht zu der Seite magnetisiert, die eine Breite von 2 cm hat. Das Magnetfeld an der Oberfläche der Magneten beträgt 1500 Gauss. Das Multipol-Magnetfeld wird dadurch, erzeugt, daß die Säulen von Permanentmagneten 8 abwechselnd mit den Nord- und Südpolen zu dem Plasma hin orientiert werden, wobei die breite· Seite von 2 cm längs der erzeugenden des zylinderförmigen Gehäuses 1 angeordmet ist. Die Anzahl der Paare von Magneten und der Abstand zwischen zwei benachbarten Magneten sind derart gewählt, daß die radiale Komponente des maximalen Magnetfeldes nahe der inneren Oberfläche des Gehäuses 1 an der Stelle eines "cusp" (Gipfelpunkt) drei-bis viermal größer als die azimutale Komponente des Magnetfeldes am Sattelpunkt (col) 13 ist (d.h. der maximale Werte der azimutalen Komponente zwischen zwei "cusps"). Bei einem zylinderförmigen Gehäuse mit einem Durchmesser von 26 cm wurden 10 Säulen von Permanentmagneten verwendet, die eine Breite vorr. 2 cm und ein Feld an der Ober-

fläche von 1500 Gauss aufwiesen. Die maximale Radialkomponente des Magnetfeldes im Inneren des Gehäuses beträgt 500 Gauss, die Dicke der Gehäusewand beträgt 3 mm.

Bei einer anderen Ausführungsform kann man 10 Säulen von Permanentmagneten verwenden, die eine Breite von 0,9 cm und ein Feld an der Oberfläche von 3500 Gauss aufweisen, wobei die maximale Radialkomponente des Magnetfeldes im Inneren des Gehäuses 1000 Gauss beträgt.

Eine gewisse Anzahl von Kühlrchren 9, die gleich der Anzahl der Säulen von Magneten (zehn bei dieser Ausführungsform) ist, sind längs der Erzeugenden des zylinderförmige.n Gehäuses mit gleichem Abstand zwischen zwei Magneten an- ° gelötet. Der Flansch 2, die Durchgänge 3 für den Strom und die Platte 5 werden ebenfalls durch eine Fluidströmung mittels der Kühlröhren 10,11 bzw, 12 gekühlt.

Thermionische Elektronenemitter von gleicher Anzahl wie ^Q diejenige der Säulen von Permanentmagneten sind auf dem Umfang der Kammer 6 angeordnet. Die thermionischen.Emitter sind U-förmige Heizfäden aus Craht aus Wolfram oder aus mit Thor versetzten Wolfram. Die Mitte eines jeden Heizfadens befindet sich in der radialen Ebene, die durch den Sattelpunkt 13 des Magnetfeldes hindurchgeht, d.h. die Ebene befindet sich im gleichen Abstand zwischen zwei benachbarten Magneten- Es ist von Bedeutung, daß sich jeder Heizfaden im Inneren des Zylinders befindet, der durch alle die Sattelpunkte 13 hindurchgeht· und daß er ebenfalls sich in einem Magnetfeld von einigen 10 Gauss befindet. Bei der vorhergehend beschriebenen Vorrichtung befindet sich der Sattelpunkt des Magnetfeldes zwei Zentimeter von der Wand des Gehäuses 1 entfernt und die Mitte des Heizfadens liegt in einem Abstand von 3,5 cm von dieser Wand. Die Ausrichtung der Heizfäden längs des Radius wie es in

den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ist nicht wesentlich. Die Fig. 3a und 3b zeigen schematisch zwei mögliche Stellungen der thermionischen Elektronenemitter.

Die in der Fig. 3a dargestellte Stellung liefert bessere Ergebnisse als diejenige, die in· der Fig. 3b angegeben ist.

Die Heizfäden 4 sind auf isolierten Stromdurchgängen 3 befestigt. Alle Metallteile der Stromdurchgänge 3 sind mit einem Rohr aus Keramik überdeckt. Die Länge der Heizfäden und ihr Abstand von dem Flansch 2 werden derart gewählt, daß sich die Spitze des U-förmigen Heizfadens im mittleren Abstand von dem Flansch 2 und der Platte 5 befindet, wobei

dieser Abstand 25 cm beträgt.
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Die Platte 5 ist durch eine Isolierung 5b von-dem Gehäuse 1 isoliert und soll positiv vcn 0 bis 5 V(mittels einer Stromversorgung V. ) in bezug auf das Gehäuse 1 und den Flansch 2 polarisiert sein, die elektrisch miteinander ver-

bunden sind.

Die Heizfäden sind fortlaufend negativ mit einigen 10 V in bezug auf das Gehäuse 1 mittels der Stromversorgung V, polarisiert. Die Heizfäden werden fortlaufend mittels einer anderen Stromversorgung V- geheizt.

Das Extraktionssystem umfaßt zusätzlich zu der Platte 5 um die Extraktionsöffnungen 5a herum ein Magnetfeld welches durch Permanentmagnete oder irgendein anderes Mittel erzeugt wird, welches verhindert, daß die Elektronen des Plasmas in die Extraktionseinrichtung gelangen können.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Permanentmagneten einzig auf der äußeren, zylinderförmigen Oberfläche des Gehäuses 1 angeordnet sind. Ganz allgemein

reicht es aus, um eine Einschlußzeit der primären Elektronen

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zwischen 10 und 10 see. zu erhalten, daß ein wesentlicher Teil der gesamten Oberfläche der Annode des Generators nicht von Permanentmagneten überdeckt ist.

Claims

Patentansprüche

AJ Quelle für negative Ionen, die von einem Gas- oder Dampf-Plasmagenerator gebildet ist, der umfaßt:

- eine magnetische Multipol-Einschlußkonfiguration, die von das Plasma umgebenden Permanentmagneten gebildet ist,

- thermionische Elektronenemitter, die primäre Elektronen ' erzeugen, die durch einen Pocentialunterschied beschleunigt werden, welcher zwischen den thermionischen Emittern und der Annode des Generators angelegt ist und ausreicht, um zwei Funktionen zu erfüllen, nämlich das Gas oder den Dampf zu ionisieren, das bzw. der das Plasma bilden soll, und die Gasmoleküle auf höhere Schwingungsniveaus anzuregen und damit die Erzeugung von negativen

Ionen duroh dissoziative Anlagerung von langsamen Elektronen des Plasmas an den angeregten Molekülen zu unterstützen, sowie

- ein System zur Extraktion negativer Ionen, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzahl und die Verteilung der Permanentmagneten (8), die den magnetischen Multipol-Einschluß bilden, derart gewählt sind, daß die Einschlußzeit der primären Elektro-

7 ft

nen zwischen 10"*' und 10 see. liegt, und daß sich die thermionischen Emitter der Elektronen in dem Multipolmagnetfeld zwischen dem Sattelpunkt (13) des Magnetfeldes, der von zwei benachbarten Permanentmagneten (8) gebildet ist,und der Mitte des Plasmas nahe diesen Sattelpunkten (13) befinden.
2. Quelle für negative Ionen nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß die gesamte, dem Plasmagenerator (1,2,5) ausgesetzte Oberfläche mit Ausnahme der thertnionischen Elektronenemitter (4) aus einem Material _on hergestellt ist, welches die Eigenschaft aufweist, die Entregung der schwingungsmäßig angeregten Moleküle zu verringern.
3. Quelle für negative Ionen nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß der Plasmagenerator 25

eine zylinderförmige Umschließung (1) umfaßt, wobei einzig auf deren äußerer, zylinderförmiger Oberfläche eine gerade Anzahl von gleich beabstandeten Permanent- ■ magneten (8) angeordnet ist, wobei die Permanentmagnete (8) abwechselnd mit den Nord- und Südpolen zu dem Plasma hin ausgerichtet sind.
4. Quelle für negative Ionen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß ein System von mehreren Ionenquellen in einer einzigen

^° Umschließung angeordnet ist.
5. Quelle für negative Ionen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Permanentmagneten (8) auf den Erzeugenden der das Plasma umgebenden," zylindrischen Oberfläche angeordnet sind.

·
6. Quelle für negative Ionen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Permanentmagneten (8) auf den Urafangslinien der das Plasma umgebenden, zylinderförmigen Oberfläche angeordnet'

sind. ■
7. Quelle für negative Ionen nach einem der Ansprüche

1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , .daß die von einem Teil der Gruppe von Permantentmagneten hervorgerufene, magnetische Induktion größer als die magnetische Induktion ist, die von.den restlichen Permanentmagneten erzeugt wird.
8. Quelle für negative Ionen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die radiale Komponente der magnetischen Induktion von einem Wert zwischen 500 bis 1500 Gauss auf der Oberfläche des Plasmas in der Nähe der Magneten auf einen Wert in der Größenordnung von 5 Gauss bis 5 cm von dieser in der Richtung der Mitte des Plasmas abnimmt.
9. Quelle für.negative Ionen.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Säule von Permanent magneten (8) eine gewisse Anzahl von thermionischen Elektro nenemittern (4) zugeordnet ist, die nahe dem Umfang des Plasmas angeordnet sind.
10. Quelle für negative Ionen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die thermionischen Elektronenemitter (4) im Inneren einer zylinderförmigen Oberfläche angeordnet sind,die durch alle Sattelpunkte (13)

des Magnetfeldes hindurchgeht, das durch die Konfiguration der Permanentmagneten (8) in einer Ebene hervorgerufen wird, die zwischen zwei benachbarten Magneten und mit gleichem Abstand von jedem derselben in einem azimutalen Magnetfeld in der Größenordnung von einigen 10 Gauss liegt.
11. Quelle für negative Ionen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Material, welches das Plasma bilden soll, aus der

•j^Q Gruppe ausgewählt, welche Wasserstoff, Deuterium, Tritium, Sauerstoff, Natrium, Litium, Silan und Jod umfaßt.
12. Quelle für negative Ionen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein von stabförmigen

•Permanentmagneten gebildetes, magnetisches Filter im 15

Inneren des Plasmas angeordnet ist.
13- Quelle für negative Ionen nach Anspruch 6_r dadurch gekennzeichnet , daß ein magnetisches Filter, welches durch die Umkehrung der Orientierung eines der

Stabmagnete erzeugt wird, die die magnetische Multipol-Einschließung bewirken, stromaufwärts des Extraktionssystems eingebaut ist, um die primären Elektronen in dem Teil des Generators einzuschließen, der die thermionischen

Elektronenemitter (4) enthält.
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14. Quelle für negative Ionen nach einem der Ansprüche

1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß wenn das Plasma zu bildende Gas Wasserstoff ist,, der Druck in der Ionenquelle zwischen 0,5 und 5 Millitorr gewählt wird, um den Strom negativer, extrahierter Ionen zu optimieren.
15. Quelle für negative Ionen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß der Plasmagenerator eine Umschließung (1) die an einem Ende mit einem Flansch (2) und am andreren Ende mit einer Platte (5)

geschlossen ist aufweist und daß die Extraktion der negativen Ionen durch eine oder·mehrere öffnungen (5a) in der Platte (5) erfolgt, wobei das Potential dieser Platte (5) in bezug auf die Umschließung (1) und den Flansch (2) zwischen 0 und +5 V gewählt ist, um den Strom extrahierter,, negativer Ionen zu optimieren und den Strom extrahierter Elektronen zu verringern.