Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 01.08.1974 Opis patentowy opublikowano: 15.10.19^5 79635 KI. 21g, 36 MKP- H05h5/00 CZY IlLNIA Urzedu P^ntow^rjn | NM F Twórcywynalazku: Czeslaw Bobrowski, Leszek Suszycki Uprawniony z patentu tymczasowego: Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica, Kraków (Polska) Akcelerator plazmy Przedmiotem wynalazku jest akcelerator plazmy, który w zaleznosci od rodzaju przyspieszonych jonów i rodzaju zastosowanej tarczy, stanowi zródlo róznego rodzaju promieniowania. Akcelerator ten ma zastoso¬ wanie: w badaniach strukturalnych fizyki ciala stalego, w fizyce jadrowej, medycynie, biologii, technice reakto¬ rowej, w badaniach geofizycznych oraz z innych dziedzinach nauki i techniki.Znany akcelerator plazmy sluzy w celu przyspieszenia czastek do energii rzedu TO10 -MO12. eV. Akcele¬ rator ten zawiera akcelerator elektronów, polaczony prostopadle do osi symetrii z komora generacji pierscienia elektronowego, która z kolei laczy sie z rura przyspieszajaca. Rura przyspieszajaca jest wyposazona w szereg elektrod cylindrycznych, sluzacych do przyspieszenia plazmy. Na koncu rury przyspieszajacej znajduje sie tarcza, przeznaczona do bombardowania jonami. Wokól komory generacji pierscienia elektronowego i rury przyspie¬ szajacej sa umieszczone cewki ogniskujace, sluzace do formowania i przyspieszania pierscienia plazmy Wada opisanego akceleratora jest koniecznosc stosowania oddzielnych ukladów prózniowych do wytwarza¬ nia prózni w przestrzeni akceleratora elektronów i komory generacji pierscienia elektronowego. Wada jest równiez to, ze jony sa wprowadzane impulsowo do kazdego pierscienia elektronów co nie pozwala na stosowanie duzych czestosci impulsów, gdyz po kazdym wstrzyknieciu jonów czy gazu, którego jony maja byc przyspieszo¬ ne — uklad musi byc odpompowany. Ponadto akcelerator ma duze gabaryty, co wymaga usytuowania go w spec¬ jalnie wybudowanej hali, zaopatrzonej w odpowiednie fundamenty i dzwigi.Celem wynalazku jest usuniecie powyzszych wad. Cel ten osiaga sie przez skonstruowanie akceleratora, który ma komore kompresyjna, korzystnie w ksztalcie dysku, polaczona kanalem akceleracyjnym z komora tarczowa. Na kanal akceleracyjny jest nalozona jedna lub wiecej cewek ogniskujacych, a w poblizu osi symetrii akceleratora po przeciwnej stronie komory kompresyjnej znajduje sie cewka przyspieszajaca. Po obu bokach komory kompresyjnej sa rozmieszczone promieniowo i symetrycznie cewki kompresyjne, w celu zmniejszenia wymiarów pierscienia plazmy i nadaniu mu odpowiedniej energii.Zaleta akceleratora plazmowego wedlug wynalazku jest mozliwosc osiagniecia zadanych energii jonów w zakresie niskich energii, bez stosowania zródel napiecia przyspieszajacego. Akcelarator wedlug wynalazku nie2 79635 wymaga stosowania oddzielnych ukladów prózniowych, gdyz jest wyposazony w zasobnik gazu, którego jony maja byc przyspieszane. Proces wprowadzania jonów do pierscienia elektronowego odbywa sie samoczynnie co pozwala na zwiekszenie czestosci generowanych i przyspieszanych pierscieni plazmy. Dzieki temu uzyskuje sie zmniejszenie gabarytów akceleratora i uproszczenie jego konstrukcji. .- Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia akcelera¬ tor w przekroju podluznym. Akcelerator ma komore kompresyjna 1 w ksztalcie dysku, polaczona kanalem akceleracyjnym 2 z komora tarczowa 3. Na kanal akceleracyjny 2 jest nalozona jedna lub wiecej cewek ognis¬ kujacych 4, a po przeciwnej stronie komory kompresyjnej 1 w poblizu jej osi symterii, znajduje sie cewka przyspieszajaca 5. Po obu bokach komory kompresyjnej 1 sa rozmieszczone promieniowo i symetrycznie we¬ wnetrzne cewki kompresyjne 6 i zewnetrzne cewki 7. Komora tarczowa 3 jest zamknieta prófnioszczelna pokry¬ wa 8, do której od strony wewnetrznej jest przytwierdzona tarcza 9. Ponadto komora tarczowa 3 jest wyposazo¬ na w króciec 10, sluzacy do podlaczania pompy prózniowej, nie uwidocznionej na rysunku. W komorze tarczowej 3 jest umieszczony detektor 11 i dzialo elektronowe, nie uwidocznione na rysunku.Dzialanie akceleratora plazmy, wedlug wynalazku, polega na tym, ze do komory kompresyjnej 1 po wytworzeniu w niej poczatkowego pola magnetycznego za pomoca zewnetrznych cewek kompresyjnych 7, wpro¬ wadza sie za pomoca dziala elektronowego pewna porcje elektronów, z których w poczatkowym polu magne¬ tycznym tworzy sie pierscien elektronowy. Nastepnie do pierscienia elektronowego wprowadza sie porcje jonów, w wyniku czego uzyskuje sie pierscien elektrono-jonowy, który nastepnie poddaje sie kompresji. Kompresje przeprowadza sie impulsowym polem magnetycznym, uzyskanym za pomoca wewnetrznych cewek kompresyj¬ nych 6, co powoduje zmniejszenie wymiarów pierscienia elektronowego. Po kompresji pierscien zostaje przyspie¬ szony wzdluz osi symetrii komory 3 w kierunku tarczy 9, odpowiednim gradientem pola magnetycznego, wytwo¬ rzonego przez cewki 5 i 4. Pierscien elektrono-jonowy po dojsciu do tarczy 9 osiaga pewna predkosc osiowa, poniewaz liczba elektronów, przypadajaca na jeden jon, wynosi okolo stu. Wówczas energia, jaka uzyskuja jony jest kilka tysiecy razy wieksza od energii elektronów. Jony bombardujac tarcze 9 odpowiednio do jej rodzaju, wywoluja szereg reakcji jadrowych, w wyniku których powstaja rózne nowe czasteczki. Na przyklad bombar¬ dujac tarcze trytowa jonami deuteru, powstaja neutrony o energii 14 MeV i czastki o energii 3,6 MeV. Zadana próznie w przestrzeni akceleratora, uzyskuje sie przez podlaczenie ukladu pomp prózniowych do krócca 10.Rodzaj promieniowania jadrowego, wytwarzanego w wyniku reakcji jadrowej jonów z jadrami tarczy 9 jest rejes¬ trowany przez detektor 11, znajdujacy sie w komorze tarczowej 3. PL