JP2005507555A - プラズマ加速器 - Google Patents

Abstract

本発明は、各電極間のプラズマチェンバ内に少なくとも１つの中間電極を有する多段構成のプラズマ加速器に関する。複数電極によって構成されたポテンシャル段に不均一にポテンシャル分布することによって、プラズマビームの出口のところの最後の段と高い電位差が生じ、当該最後の段内のプラズマチェンバを貫通する磁場を特別な形状に構成することによって、特に良好な効率を達成することができる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ加速器に関する。
【０００２】
プラズマ加速器は、例えば、宇宙空間の飛翔体の推進機として使われる。その際、プラズマチェンバ内で作業ガスが電離され、このイオンは、静電場内で加速され、供給電子を用いて、中性化されたプラズマビームとして放射される。
【０００３】
そのようなプラズマ加速器の最もよく用いられる構成の仕方は、所謂ホールスラスタであり、このホールスラスタのリング状のプラズマチェンバがほぼ放射状の静磁場によって貫流されている。そのようなホールスラスタは、例えば、ヨーロッパ特許公開第０５４１３０９号公報又は米国特許第５８４７４９３号明細書から公知である。
【０００４】
このホールスラスタでは、プラズマチェンバのビーム出口の側に、このプラズマチェンバの外側且つプラズマチェンバに対して側方にずらされて設けられた電子源により、電子流が放射され、この電子流は、部分的に、電子源と、プラズマチェンバの底部に設けられた、電離電極としての陽極との間の電場の作用下でプラズマチェンバ内に案内され、部分的に、中和電子として、このプラズマチェンバから放出されたイオンによって一緒に輸送される。電離電子は、プラズマチェンバ内で磁場の作用下で偏向されて、リング状のドリフト流を形成し、それによって、滞留時間およびプラズマチェンバ内に導入された作業ガスへの電離作用が著しく上昇される。
ドイツ連邦共和国特許出願第１２２２５８９号公報に図示されたプラズマ加速器では、陽極及び陰極によって長手方向に限定されたプラズマチェンバ内で、陽極と陰極間の静電場によってアーク放電が点弧される。その際生じるイオンは、プラズマチェンバの外側で、絶縁電極によってプラズマチェンバとは離隔して設けられたリング状のイオン加速電極によって引っ張られ、加速して放出される。陰極側から装置の中心軸上を案内される高エネルギ集束電子ビームは、プラズマチェンバを通り、電子ビームの電子が、加速電極を通って放出され、イオンビームを中性化する。アーク放電時に発生される電子と、衝突過程で減速された、供給ビームの電子は、イオン加速電極と陰極との間で振動運動する。長手方向軸に平行な磁気コリメータ領域により、中心軸を中心にして粒子流が集束される。加速電極に、別の静電加速段を、磁気集束を行うように接続することができる。
【０００５】
日本国公開特許第０９２２３４７４号の特許要約書には、各々作業ガスが通って案内されるプラズマジェネレータチェンバとプラズマ加速器チェンバとを順次有しているプラズマ加速器が記載されている。コイル装置により、ビーム平行磁場が形成される。両チェンバ内に、ビームを有する複数の安定化電極が順次連続して設けられている。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願第１９８２８７０４号公報からは、高エネルギ集束電子ビームが、陽極と終端電極とによって長手方向に限定されたプラズマチェンバ内に導入されて、中心軸に沿って磁気装置を通って案内されるプラズマ加速器が公知である。長手方向の陽極と終端電極との間に、陽極と終端電極との間のポテンシャル差を複数の段に分割する複数の中間電極が設けられている。磁気装置は、この磁気装置によって、プラズマチェンバ内に形成される磁場が、長手方向に周期的に極性が切換わって、長手方向に交互に第１の種類の磁力部分と第２の種類の磁力部分とが生起し、その際、第１の種類の部分内には、磁力線が主として半径状に、即ち、長手方向に対して垂直方向に形成され、第２の種類の部分内には、磁力線が主として同軸状に、即ち、長手方向に対して平行に形成される。第１の種類の部分は、有利には、長手方向に順次連続して設けられている２つの電極間に位置しており、陽極に向かって加速された電子に対する障壁を形成する。そのように、電子障壁が形成された多段装置構成にすることによって、プラズマ加速器の効率を向上することができる。ドイツ連邦共和国特許出願第１００１４０３３号公報には、リング状プラズマチェンバと、このプラズマチェンバの端部の外側に位置している電子源用の同様の磁場装置を有するプラズマ加速器が記載されている。ドイツ連邦共和国特許出願第１００１４０３３号公報から公知のプラズマ加速器は、リング状のプラズマチェンバ内で、陽極側によって加速された電子が、円筒状の中空ビームの形状でプラズマチェンバ内に導入される。
【０００７】
米国特許出願公開第６２１５１２４号明細書には、リング状のプラズマチェンバを備えていて、半径方向内側の第１の磁極と半径方向外側の第２の磁極との間に、ほぼ半径方向の磁場を持ったホールスラスタの形式のイオン加速器が記載されている。特別に、ここには、プラズマチェンバのビーム出口側の、ビーム方向に対してほぼ横方向にプラズマチェンバの外側に位置している、ビーム方向を向いた端面に、電気的に絶縁して、プラズマチェンバの出口に対して複数の電極が、種々異なった半径方向間隔で設けられており、電極は、陰極ポテンシャルと陽極ポテンシャルとの間の種々異なった中間ポテンシャル、又は、中間ポテンシャル以下である。陽極領域の周囲で磁気短絡することによって、磁場の経度勾配の最大値が、プラズマチェンバの出口の方向に、有利には、外側にずらされる。外側の端面の中間電極によって、静電加速場内に、イオンビームの発散とは逆の作用をする磁場レンズが形成され、ビーム出口開口の後ろ側のビーム方向に加速磁力の最大値が形成される。
【０００８】
本発明の課題は、そのようなプラズマ加速器を、殊に、効率に関して更に改善することにある。
【０００９】
本発明は、請求項１に記載されている。従属請求項には、本発明の有利な実施例が記載されている。
【００１０】
プラズマチェンバの長手方向に亘って形成されるポテンシャル差を、本発明のように段階付けすることによって、つまり、出口側の最後のポテンシャル段に、比較的高い１つ又は複数の陽極側のポテンシャル段が形成されていて、それに対向して小さなポテンシャル差が、請求項及び更に詳細に後述するように形成することによって、加速段内に、従って、先行段の電離によって、イオン濃度が既に高い位置に、イオンを高速度に加速するために高いポテンシャル差が形成され、それに対して、先行段の、対向する小さなポテンシャル差は、作業ガスの電離にとって特に良好である。しかし、それと同時に、そこに供給された電離電子を、電離衝突と、その際形成される２次電子によって逓倍するための加速段を用いてもよい。
【００１１】
その際、電離電子とは、以下、静電場内で陽極に向かって加速されて、磁場によって作用されて運動する際に、作業ガスの正に帯電したイオンを形成する電子のことであるとする。電離電子を示す記号により、この電子が、それと同時に、加速イオンビームによって外側に放出されて、電荷が中性のプラズマビームとなる中和電子と呼ばれる電子から区別される。電離電子と、中和電子とは、少なくとも部分的に、同じ電子源から発生することができる。
【００１２】
最後の、又は、出口側のポテンシャル段として、プラズマチェンバからのプラズマビームの出口のところに設けられた電極と、陽極に向かう方向で直ぐ次の、この中間電極との間の部分を示してもよい。このポテンシャル段内で生起する、終端電極と直ぐ次の中間電極とのポテンシャル差は、最後のポテンシャル差と呼ばれる。
【００１３】
本発明の特別な意義により、プラズマチェンバ内に形成される磁場の形状は、プラズマチェンバ内部の電極装置と共に、有利には、主に半径方向、つまり、プラズマチェンバの長手方向に対して垂直方向の磁力線の第１の種類の部分と、主として軸方向、つまり、プラズマチェンバの長手方向に対して平行な磁力線との長手方向に交番するシーケンスの形状であり、殊に、プラズマチェンバ内に形成される磁場は、出口側の最後のポテンシャル段の大きなポテンシャル差のある最後のポテンシャル段内に磁場部分がある。中間電極は、有利には、磁場の主に半径方向に形成される第１の形式の各隣接磁場部分間に位置している。
【００１４】
殊に、この最後のポテンシャル段内で、第１の種類の磁場部分により、最後のポテンシャル段に供給される電離電子が高く加速され、その際受け取ったエネルギを損失して、直ぐ次の電極に衝突する。寧ろ、第１の種類の磁場部分は、静電場内で加速される電子に対する障壁を形成し、その際、この電子は、長手方向に対して主として横方向の移動成分のドリフト路に強制され、静電場からのエネルギは、段階的に電離衝突によって減少されて、電子が障壁を越えるようになる。その際、プラズマビームの出口に直ぐ近くの、最後の段と呼ばれるポテンシャル段内に、電離電極の高い逓倍係数が形成され、その結果、最後のポテンシャル段は、多数の電子を最後から２番目のポテンシャル段に引き渡す。
【００１５】
その際、最後のポテンシャル段内の第１の種類の磁場部分は、有利には、最後の段を形成する各電極間に位置しており、殊に、静電場がほぼ軸方向に形成されて、高い値を有する領域内に位置している。イオンは、磁場によって、その運動にさほど作用を及ぼされず、最後のポテンシャル段の静電場によって軸方向に高く加速され、その際、ポテンシャル段が本発明により強く相違するようにすることによって、プラズマチェンバの長手方向経過で高い加速度が、有利に、作業ガスの電離度が非常に高い領域内で初めて生じ、その結果、殆ど、装置のポテンシャル差全てを含む最後のポテンシャル段が、実質的に作業ガスイオン全てを加速するのに利用することができる。
【００１６】
最後のポテンシャル差は、有利には、第１のポテンシャル差の少なくとも４倍、殊に、少なくとも１０倍の大きさであり、即ち、プラズマ出口とは反対側の電極と、当該電極に対してプラズマ出口の方向で直ぐ次の中間電極とポテンシャル差である。陽極と当該陽極に対して直ぐ次の中間電極との間の部分は、第１のポテンシャル段と呼ばれる。
【００１７】
陽極と終端電極との間の１つ以上の中間電極では、順次連続した各中間電極間の相応の別の中間ポテンシャル段が形成される。その際、最後のポテンシャル段のポテンシャル差は、有利には、元のポテンシャル段の最大ポテンシャル差の少なくとも４倍、殊に、少なくとも１０倍の大きさである。
【００１８】
最後のポテンシャル差は、有利には、元のポテンシャル差の和よりも大きく、有利には、元のポテンシャル差の和の少なくとも２倍、殊に少なくとも４倍の大きさである。
【００１９】
有利には、中間電極の中間ポテンシャルは、必ずしも固定して設定する必要はなく、１つ又は複数の中間電極を滑らかなポテンシャルにしてもよい。
【００２０】
終端電極は、有利な実施例によると、プラズマビームの出口でプラズマチェンバを囲む、及び／又は、側方に局限した電極によって形成してもよい。他の有利な実施例では、終端電極を、プラズマビーム出口のところにも、プラズマチェンバの外側、殊に、ホールスラスタ装置の陰極の形式により、側方にずらして設けてもよい。
【００２１】
電離を開始する電離電子は、最後のポテンシャル段に公知のやり方で供給される。例えば、加速された電子ビームは、プラズマチェンバの陽極側から、最後のポテンシャル段に供給され、磁場装置によって長手方向に中心を案内される。電子ビームＥＳの電子は、電場内で減速される。電子ビームの電子の一部分は、最後のポテンシャル段の終端で偏向され、電離電子として陽極に向かって加速される。電子ビームの電子の他の一部分は、作業ガスイオンと一緒に、電気的に中性のプラズマビームとしてチェンバから放出される。ホールスラスタに似た他のやり方では、電子源は、プラズマビームの出口のところで、プラズマチェンバの外側側方にずらされて設けられており、一部分が電離電子としてプラズマビーム出口を通ってプラズマチェンバ内に案内され、他の一部分が空間電荷の影響によって中性化されていないイオン流は一緒に輸送されず、電気的に中性のプラズマビームを出力する。他の実施例では、プラズマチェンバからのプラズマビームの出口のところに電極を設けることができ、この電極が、プラズマビームの縁領域に配置される。この位置で既に高く加速されたイオンが、この電極に当接した際に、電子シャワーを放出し、及び／又は、空間電荷の影響によって、部分的に解離電子として陽極の方向に加速されて、部分的にプラズマビームの中性化のために一緒に輸送される電子を放出する。初期イオン流の形成のために、例えば、ガス圧、及び／又は、最後のポテンシャル段のポテンシャル差を短時間上昇させることによって気体放電を点弧することができる。しかし、自己電離（ｓｐｏｎｔａｎｅ Ｉｏｎｉｓａｔｉｏｎ）、例えば、高エネルギの宇宙線によってしか点弧開始することができない。
【００２２】
本発明について、以下、図示の実施例を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１に略示されているプラズマ加速器では、プラズマチェンバＰＫは、長手方向軸ＬＡを中心にして、ほぼ円筒状に形成されている。プラズマチェンバは、長手方向ＬＲで相互に間隔をおいて順次設けられた、有利には円環状電極ＥＡ，ＥＺ１，ＥＺ２，ＥＥによって種々異なるポテンシャルで囲まれている。プラズマチェンバには、作業ガスＡＧ、殊に、キセノンが供給されている。
【００２４】
狭幅に集束された、図示していないビーム源からの高加速度電子ビームＥＳは、長手方向軸上で、陽極とも呼ばれる第１の電極ＥＡの側方からプラズマチェンバ内に案内され、プラズマチェンバを囲む磁気装置の磁場ＭＦによって長手方向軸ＬＡ上を中心で案内される。
【００２５】
別個の各電極の種々異なるポテンシャルに亘るポテンシャルの経過特性は、長手方向ＬＲで単調であり、且つ、電子ビームの電子が当該電子の経路に沿ってプラズマチェンバによって減速されて、プラズマチェンバ内で形成された正に荷電した、作業ガスのイオンが、プラズマチェンバのビーム出口ＳＡに、列の最後の電極として設けられた終端電極ＥＥの方向に加速されるように配向される。イオン及び電子ＮＥは、プラズマチェンバからビーム出口で、電気的に中性のプラズマビームＰＢとして放射される。
【００２６】
磁気装置は、プラズマチェンバを囲む、長手方向方向に順次連続して交番して逆になるように極性付けられた、複数の磁気リングＭＲによって略示されている。
【００２７】
そのような磁気装置は、プラズマチェンバ内で磁場を形成し、この磁場は、長手方向で、順次連続する各磁気リング中の各位置で、磁場ＭＦが主として半径方向に配向されている、第１の形式の部分ＭＡ１Ａ，ＭＡ１Ｚ，ＭＡ１Ｅを有している。
【００２８】
第１の形式の磁場部分は、順次連続する２つの電極毎に形成されるポテンシャル段内に電子障壁を形成し、つまり、陽極ＥＡと第１の中間電極ＥＺ１との間の陽極側の第１のポテンシャル段には、第１のポテンシャル差ＰＤＡが形成され、第１の中間電極ＥＺ１と第２の中間電極ＥＺ２との間の中間段には、中間ポテンシャル差ＰＤＺが形成され、第２の中間段ＥＺ２と終端電極ＥＥとの間の最終ポテンシャル段には、出口側の最終ポテンシャル差ＰＤＥが形成され、その際、長手方向軸線から離隔して、電極装置の静電場ＥＦ内で加速される電子が磁場によって偏向されて、所定段内に長く保持される。こうすることによって、作業ガスとの電離交互作用の確率と、従って、電離時に放出された２次電子によって電子の増加の程度も強く上昇される。
【００２９】
本発明によると、最後のポテンシャル段のポテンシャル差ＰＤＥは、第１のポテンシャル段のポテンシャル差ＰＤＡの少なくとも４倍、殊に１０倍、乃至、２つ以上のポテンシャル段では、残りの各ポテンシャル段の各ポテンシャル差ＰＤＡ，ＰＤＺの最大のものの少なくとも４倍、殊に、少なくとも１０倍の大きさである。このような、残りのポテンシャル段のポテンシャル差ＰＤＡ，ＰＤＺは、有利には、最後のポテンシャル差ＰＤＥよりも小さく、最後のポテンシャル差ＰＤＥの有利には最大５０％、殊に最大２５％の大きさにするとよい。例えば、ＰＤＡ＝５０Ｖ，ＰＤＺ＝５０Ｖ及びＰＤＥ＝９００Ｖに選定するとよい。
【００３０】
電離に適した電子の個数は、段毎の増加係数によって、最後のポテンシャル段から最初のポテンシャル段に向かうに連れて急峻に上昇する。従って、作業ガスの電離の主成分は、ポテンシャル段ＰＤＡ及びＰＤＺ内に位置している。しかし、最後のポテンシャル段内の第１の種類の磁場部分ＭＡ１Ｅによって、この段内に導入された電子ビームの内、強く減速された電子が、この段内に長く保持され、そうすることによって、陽極に向かう方向で直ぐ次の段に移行する高い個数の２次電子が形成される。それと同時に、陽極ＥＡから終端電極ＥＥの方向に加速されるイオンの濃度は、最後のポテンシャル段内に入る際に最大値をほぼ達成し、その結果、この最後のポテンシャル段の、ほぼ全イオン流の高いポテンシャル差を、加速ポテンシャルとして利用することができる。
【００３１】
従って、最後のポテンシャル段内での最後の高いポテンシャル差ＰＤＥと磁場部分ＭＡ１Ｅの組み合わせにより、プラズマ加速器の特に良好な効率を達成することができる。
【００３２】
それ以外のポテンシャル段は、有利には同様に第１の形式の磁場部分ＭＡ１Ａ，ＭＡ１Ｚを有しており、この磁場部分ＭＡ１Ａ，ＭＡ１Ｚは、長手方向に順次連続して第２の形式の磁場部分ＭＡ２と交互に形成され、この第２の形式の磁場部分ＭＡ２内では、プラズマチェンバ内の磁場が主に軸線方向、つまり、長手方向に対して平行であるように形成される。
【００３３】
図には、一層良好に区別するために、第１及び第２の形式の磁場部分が移行部分によって離隔されているように示されている。
【００３４】
第１の形式の部分内で磁場が長手方向に発散する経過特性にし、第２の形式の部分内で主に軸線方向に経過する特性にすることによって、電子は、側方電極からかなり離れて保持され、電離電子として形成され続ける。
【００３５】
図１に略示された装置構成では、最後のポテンシャル段内での初めの電離電子ＩＥは、導入された電子ビームの電子の一部分が、終端電極のポテンシャルを克服できず、電子ビームから分岐して、逆方向に加速されるようにして得られるが、図２に、プラズマビーム出口ＳＡの領域が略示された実施例では、ホールスラスタの形式に応じてプラズマチェンバＰＫＴの外側に設けられた陰極が、電子源ＱＥとして設けられており、電子源から放射された電子流は、一方の第１の成分は電離電子ＩＥとしてビーム出口ＳＡを通ってプラズマチェンバ内に案内され、他方の成分は、中和電子ＮＥとしてプラズマビームＰＢによって一緒に輸送される。終端電極は、そのような装置構成では、陰極によって構成することができ、その結果、最後のポテンシャル段は、陰極ＥＱと出口直ぐ近くの中間電極との間に形成されている。
【００３６】
プラズマチェンバ内には、ビーム出口ＳＡと中間電極ＥＺ２との間に、陰極ＥＱから中間電極の方向に加速された電離電子での、前述の作用をする第１の形式の磁場部分ＭＡ１Ｅが形成される。プラズマチェンバは、図２の例では、慣用の実施例の図１の例とは異なり、長手方向軸ＬＡＴを中心にした環状体として構成されている。その際、マグネット装置は、半径方向に同じ極性で相互に対向して設けられた内部及び外部マグネットリングＭＲＩ乃至ＭＲＡを有している。しかし、１次電極の形成は、チェンバの円筒状又は環状の幾何形状には依存せず、殊に、外部陰極ＥＱは、両方の幾何形状の電子源として適している。
【００３７】
最後のポテンシャル段内での電離電子の別の形成手段は、図３に略示されている。この際、終端電極ＥＥＢは、プラズマビームの縁領域ＲＰからのイオンによる衝撃及び／又は磁力の影響を受ける。終端電極に衝突したイオンは、例えば、電子シャワーを放射し、この電子シャワーは、部分的に電離電子ＩＥとして中間電極ＥＺ２の方に加速され、部分的に中和電子流ＩＥとして中間電極ＥＺ２の方に加速され、部分的に中和電子流ＮＥとしてプラズマビームによって一緒に輸送される。終端電極ＥＥＢは、有利には、イオン衝突に抵抗性のある、高い２次電子放出効率の材料製である。終端電極ＥＥ４と中間電極ＥＺ２との間に、磁場部分ＭＡ１Ｅが設けられており、この図では、磁場の経過特性について明示的に記入していない。受動の電極は、殊に有利には、中間電極と共に中間ポテンシャルにされている。
【００３８】
前述の説明、請求項記載並びに図面から分かる各特徴要件は、個別にも種々異なる組み合わせでも有利に実施可能である。本発明は、説明した実施例に限定されるものではなく、当業者のできる範囲内で多種多様なやり方で変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】プラズマチェンバの長手方向断面図。
【図２】外側に位置している電子源の装置構成を示す図。
【図３】イオンが衝突する、電子源としての電極の装置構成を示す図。

Claims (9)

1. プラズマチェンバ（ＰＫ）と、１つ又は複数の中間電極（ＥＺ１，ＥＺ２）と、マグネット装置とを有しており、
   前記プラズマチェンバ（ＰＫ）は、陽極（ＥＡ）と、当該プラズマチェンバの長手方向（ＬＲ）で前記陽極から離隔していて、プラズマビーム（ＰＢ）の出口（ＳＡ）のところの終端電極（ＥＥ）との間に位置しており、
   前記中間電極（ＥＺ１，ＥＺ２）は、前記プラズマチェンバの長手方向に前記陽極と前記終端電極との間に設けられていて、電気的に中間ポテンシャルにされており、
   前記マグネット装置は、前記プラズマチェンバ内に磁場（ＭＦ）を形成し、該磁場（ＭＦ）は、前記プラズマチェンバの長手方向（ＬＲ）の、前記終端電極（ＥＥ）と、当該終端電極（ＥＥ）の直ぐ隣りの中間電極（ＥＺ２）、前記プラズマチェンバの長手方向に対してほぼ垂直方向の、第１の形式の磁場部分（ＭＡ１Ｅ）と、当該第１の形式の磁場部分（ＭＡ１Ｅ）内で長手方向両側に隣り合った第２の形式の、前記長手方向に対してほぼ平行な磁場部分とを有する領域内に形成されており、前記終端電極（ＥＥ）と当該終端電極（ＥＥ）の直ぐ隣りの前記中間電極（ＥＺ２）との間の最後のポテンシャル差（ＰＤＥ）は、前記陽極（ＥＡ）と当該陽極（ＥＡ）の直ぐ隣りの前記中間電極との間の第１のポテンシャル差（ＰＤＡ）の少なくとも４倍である
   ことを特徴とするプラズマ加速器。
2. 複数の中間電極（ＥＺ１，ＥＺ２）が設けられており、最後のポテンシャル差（ＰＤＥ）は、それ以外の、長手方向に順次連続する各電極間のポテンシャル差（ＰＤＡ，ＰＤＺ）の最大のものの少なくとも４倍である請求項１記載の装置。
3. 最後のポテンシャル差（ＰＤＥ）以外の他のポテンシャル差（ＰＤＡ，ＰＤＺ）の和は、前記最後のポテンシャル差よりも大きくなく、有利には、前記最後のポテンシャル差の５０％よりも大きくなく、殊に、２５％よりも大きくない請求項１又は２記載の装置。
4. プラズマチェンバ（ＰＫ）は、終端電極（ＥＥ）の側から電離電子（ＩＥ）が供給される請求項１から３迄の何れか１記載の装置。
5. プラズマビーム出口の側に、プラズマチェンバの外側に設けられた電子源（ＱＥ）を有する請求項４記載の装置。
6. プラズマビームの一部分（ＲＰ）は、プラズマチェンバからの出口で終端電極（ＥＥＢ）に案内され、当該終端電極（ＥＥＢ）は、電離電子（ＩＥ）を放出する請求項４又は５記載の装置。
7. プラズマチェンバ（ＰＫ）は、陽極（ＥＡ）の側から、集束されて加速された電子ビーム（ＥＳ）を案内する請求項１から３迄の何れか１記載の装置。
8. 第１の形式の磁場部分（ＭＡ１Ｅ）は、長手方向で終端電極（ＥＥ）と第１の中間電極（ＥＺ２）との間に位置している請求項１から７迄の何れか１記載の装置。
9. 複数の、第１の形式の磁場部分（ＭＡ１Ａ，ＭＡ１Ｚ，ＭＡ１Ｅ）が、第２の形式の磁場部分（ＭＡ２）と共に交互に長手方向（ＬＲ）に順次連続している請求項１から８迄の何れか１記載の装置。