RU2178727C2

RU2178727C2 - Device for weight separation of charged particles

Info

Publication number: RU2178727C2
Application number: RU2000103131A
Authority: RU
Inventors: В.Т. Доронин; В.В. Евстигнеев; А.Н. Коржавина
Original assignee: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова
Priority date: 2000-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2002-01-27

Abstract

FIELD: nuclear engineering. SUBSTANCE: device has vacuum chamber 1 accommodating coaxially arranged charged particle circular source 2, charged particle receivers 9 and 10, and separator 6. Charged particle source 1 consists of ionization chamber 3 and electrodes 4 forming a drawing electric field. Charge particle separator 6 is made in the form of single-band hyperboloid 7 and funnel 8. Hyperboloid 8 is bent by curves of orbits of light charged particles, and funnel 8 is bent by curves of orbits of heavy charged particles. Funnel 8 is installed inside hyperboloid 7 with combination in wide parts and reduction of cross-section of funnel 8 from region of combination to opposite end. Hyperboloid 7 and funnel 8 have longitudinal slots 11 located in separator symmetry plane. Charged particle source 2 is located at slots 11 near region of combination of hyperboloid 7 and funnel 8. Hyperboloid 7 and funnel 8 are made to pass direct currents. Invention is applicable in separation of isotopes from their natural mixtures. EFFECT: higher selectivity of charged particle separation. 2 dwg

Description

Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для использования при разделении заряженных частиц, например для выделения изотопов из их естественной смеси в широком диапазоне множественности химических элементов. The invention relates to nuclear engineering and is intended for use in the separation of charged particles, for example, for the isolation of isotopes from their natural mixture in a wide range of multiplicity of chemical elements.

Известно несколько устройств для разделения заряженных частиц по массам электромагнитным методом. Устройства разработаны в процессе поиска надежных методов разделения изотопов, методов реализации управляемого ядерного и термоядерного синтеза, методов формирования пучков заряженных частиц в ионно-пучковых и электронно-пучковых устройствах и методов управления пучками заряженных частиц в ускорительной технике. Для разделения заряженных частиц используют центробежную силу и силу Лоренца, действующие на движущиеся в магнитном и электромагнитном полях заряженные частицы. Several devices are known for separating charged particles into masses by the electromagnetic method. The devices were developed in the search for reliable isotope separation methods, methods for implementing controlled nuclear and thermonuclear fusion, methods for the formation of charged particle beams in ion-beam and electron-beam devices, and methods for controlling charged particle beams in accelerator technology. For separation of charged particles, centrifugal force and Lorentz force are used, acting on charged particles moving in magnetic and electromagnetic fields.

Известен плазменный масс-сепаратор, в котором разделение частиц осуществляется на участках однородного и неоднородного магнитных полей катушек с обмоткой, выполненных в виде соленоидов, при селективном нагреве в плазме ионов выбранного изотопа. Селективный нагрев ионов выбранного изотопа воздействием высокочастотных электромагнитных полей осуществляется с помощью высокочастотного генератора и антенны (см. патент РФ 2069084, 6 В 01 D 59/48, H 01 J 49/26, Н 05 Н 1/02). Плазменный масс-сепаратор содержит вакуумную камеру, в которой размещены источник заряженных частиц, представляющий собой источник плазмы, источник электронов, сепаратор заряженных частиц, выполненный в виде магнитной системы с прямым трубчатым участком однородного магнитного поля, на котором осуществляется селективный нагрев в плазме ионов выбранного изотопа воздействием электромагнитного поля с частотой, равной его циклотронной частоте, и участком неоднородного магнитного поля, выполненным в виде изогнутых труб, высокочастотную антенну и приемник заряженных частиц, выполненный в виде коллекторов для отбора требуемых ионных компонентов. Источник электронов в плазменном масс-сепараторе выполнен в виде по крайней мере одного кольцевого эмиттера, сепаратор заряженных частиц выполнен многоступенчатым, каждая его ступень содержит участок однородного магнитного поля. на котором осуществляется селективный нагрев ионов, и участок неоднородного магнитного поля, причем участок неоднородного магнитного поля включает четное число отрезков тороидальных соленоидов с чередующейся по знаку кривизной, а коллекторы ионов выполнены подвижными и расположены между тороидальными соленоидами и на выходе каждой ступени. Known plasma mass separator, in which the separation of particles is carried out in areas of uniform and inhomogeneous magnetic fields of coils with a winding, made in the form of solenoids, with selective heating of the selected ion isotope in the plasma. Selective heating of the ions of the selected isotope by the action of high-frequency electromagnetic fields is carried out using a high-frequency generator and an antenna (see RF patent 2069084, 6 V 01 D 59/48, H 01 J 49/26, H 05 N 1/02). The plasma mass separator contains a vacuum chamber in which a source of charged particles, which is a source of plasma, an electron source, a separator of charged particles, made in the form of a magnetic system with a direct tubular portion of a uniform magnetic field, on which selective heating of the selected isotope ions in the plasma is carried out, is placed exposure to an electromagnetic field with a frequency equal to its cyclotron frequency, and a portion of an inhomogeneous magnetic field, made in the form of bent pipes, high-frequency ntennu receiver and the charged particles formed as a collector for the selection of the required ionic components. The electron source in the plasma mass separator is made in the form of at least one ring emitter, the charged particle separator is multi-stage, each stage contains a portion of a uniform magnetic field. on which selective heating of ions is carried out, and a portion of an inhomogeneous magnetic field, the portion of an inhomogeneous magnetic field comprising an even number of segments of toroidal solenoids with alternating curvature in sign, and the ion collectors are movable and located between the toroidal solenoids and at the output of each stage.

Недостатком плазменного масс-сепаратора является низкая селективность при разделении заряженных частиц вследствие малых возможностей расщепления пучков изотопных ионов. The disadvantage of a plasma mass separator is the low selectivity in the separation of charged particles due to the small possibilities of splitting beams of isotopic ions.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) к заявляемому изобретению является устройство для разделения заряженных частиц, в котором разделение частиц осуществляется на магнитных барьерах электромагнитного поля, расположенных вдоль электропроводящего полого элемента и вдоль электропроводящего раструба (см. патент РФ 2135270, 6 В 01 D 59/48, H 01 J 49/26). Устройство для разделения заряженных частиц по массам содержит вакуумную камеру, в которой размещены соосные кольцевой источник заряженных частиц, приемники заряженных частиц и сепаратор, выполненный в виде аксиально установленных полого элемента, изогнутого по дугам орбит легких заряженных частиц и расположенного в нем раструба, изогнутого по дугам орбит тяжелых заряженных частиц, с совмещением в широких частях полого элемента и раструба при уменьшении поперечного сечения раструба от области совмещения к их противоположным концам, причем полый элемент и раструб выполнены с возможностью протекания по ним постоянных по направлению электрических токов и снабжены продольными щелевыми прорезями, расположенными в плоскости симметрии сепаратора, а источник заряженных частиц размещен у продольных щелевых прорезей вблизи области совмещения полого элемента и раструба. Полый элемент выполнен в виде раструба, при сужении его поперечного сечения в направлении от области совмещения в широких частях полого элемента и раструба и в направлении уменьшения поперечного сечения раструба. The closest in technical essence and the achieved result (prototype) to the claimed invention is a device for the separation of charged particles, in which the separation of particles is carried out on the magnetic barriers of the electromagnetic field located along the electrically conductive hollow element and along the electrically conductive socket (see RF patent 2135270, 6 V 01 D 59/48, H 01 J 49/26). A device for separating charged particles by mass contains a vacuum chamber in which are placed a coaxial annular source of charged particles, charged particle detectors and a separator made in the form of an axially mounted hollow element, curved along the arcs of the orbits of light charged particles and a socket located therein, curved along the arcs orbits of heavy charged particles, with combining in wide parts of the hollow element and the bell with a decrease in the cross section of the bell from the alignment area to their opposite ends, Rich hollow bell member and arranged to flow over them constant in the direction of electric current and provided with longitudinal slotted slits arranged in the symmetry plane of the separator, and the source of charged particle is situated at the longitudinal slit of the slits near the overlap region of the hollow member and the socket. The hollow element is made in the form of a bell, while narrowing its cross section in the direction from the alignment area in the wide parts of the hollow element and the bell and in the direction of decreasing the cross section of the bell.

Основным недостатком устройства-прототипа является невысокая селективность при разделении заряженных частиц по массам вследствие недостаточного расщепления пучков изотопных ионов из-за ограниченной возможности разведения узких частей аксиальных раструбов, установленных один в другом с совмещением в широкой части каждого раструба. The main disadvantage of the prototype device is the low selectivity in the separation of charged particles by mass due to insufficient splitting of isotopic ion beams due to the limited ability to dilute the narrow parts of the axial sockets installed one in the other with combining in the wide part of each socket.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве для разделения заряженных частиц по массам, содержащем вакуумную камеру, в которой размещены соосные кольцевой источник заряженных частиц, приемники заряженных частиц и сепаратор, выполненный в виде аксиально установленных полого элемента, изогнутого по дугам орбит легких заряженных частиц и расположенного в нем раструба, изогнутого по дугам орбит тяжелых заряженных частиц, с совмещением в широких частях полого элемента и раструба при уменьшении поперечного сечения раструба от области совмещения к их противоположным концам, причем полый элемент и раструб выполнены с возможностью протекания по ним постоянных по направлению электрических токов и снабжены продольными щелевыми прорезями, расположенными в плоскости симметрии сепаратора, а источник заряженных частиц размещен у продольных щелевых прорезей вблизи области совмещения полого элемента и раструба, полый элемент выполнен в виде однополостного гиперболоида при сужении его поперечного сечения в направлении от области совмещения с раструбом и расширении его поперечного сечения в направлении уменьшения поперечного сечения раструба. The essence of the invention lies in the fact that in the device for separating charged particles by mass, containing a vacuum chamber, which houses a coaxial annular source of charged particles, receivers of charged particles and a separator made in the form of axially mounted hollow element bent along the arcs of the orbits of light charged particles and a socket located therein, bent along the arcs of the orbits of heavy charged particles, with combining in wide parts of the hollow element and the socket with a decrease in the cross section of the socket from the region these are alignments to their opposite ends, the hollow element and the bell being made with the possibility of electric currents flowing along them and provided with longitudinal slotted slots located in the plane of symmetry of the separator, and a charged particle source is located near the longitudinal slotted slots near the alignment area of the hollow element and a bell, a hollow element is made in the form of a single-cavity hyperboloid with a narrowing of its cross section in the direction from the area of alignment with the bell and expanding it operechnogo cross section in the direction of decreasing cross-section of the socket.

Техническим результатом является повышение селективности при разделении заряженных частиц по массам. The technical result is to increase the selectivity in the separation of charged particles by mass.

Повышение селективности при разделении заряженных частиц по массам обеспечивается вследствие увеличения возможностей расщепления пучков изотопных ионов, т. е. предлагаемое устройство позволяет разводить пучки изотопных ионов на больший угол, вследствие применения однополостного гиперболоида. The increase in selectivity in the separation of charged particles by mass is ensured by increasing the possibilities of splitting the isotopic ion beams, i.e., the proposed device allows to dilute the isotopic ion beams at a larger angle, due to the use of a single-cavity hyperboloid.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для разделения заряженных частиц по массам; на фиг. 2 - вертикальный разрез сепаратора заряженных частиц. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a device for separating charged particles by mass; in FIG. 2 is a vertical section of a charged particle separator.

Устройство для разделения заряженных частиц по массам содержит вакуумную камеру 1, в которой размещены соосные кольцевой источник 2 заряженных частиц, состоящий из ионизационной камеры 3 и формирующих вытягивающее электрическое поле электродов 4, изоляторы 5, сепаратор 6 заряженных частиц, выполненный в виде изогнутых с разными радиусами по дугам круговых орбит заряженных частиц полого замкнутого элемента, выполненного в виде однополостного гиперболоида 7 и раструба 8, установленного в однополостном гиперболоиде 7 с общим внутренним совмещением по окружной линии широкой части однополостного гиперболоида 7 и широкой части раструба 8, сужающегося в направлении от области общего совмещения раструба 8 и однополостного гиперболоида 7, приемник 9 для легких заряженных частиц и приемник 10 для тяжелых заряженных частиц. При этом поперечное сечение раструба 8 уменьшается от области общего совмещения однополостного гиперболоида 7 и раструба 8 к их противоположным концам; поперечное сечение однополостного гиперболоида 7 сужается в направлении от области общего совмещения в широких частях однополостного гиперболоида 7 и раструба 8 и расширяется в направлении уменьшения поперечного сечения раструба 8. A device for separating charged particles by mass contains a vacuum chamber 1, in which are placed a coaxial annular source of charged particles 2, consisting of an ionization chamber 3 and forming electrodes drawing an electric field 4, insulators 5, a charged particle separator 6, made in the form of curved with different radii along the arcs of circular orbits of charged particles of a hollow closed element made in the form of a single-cavity hyperboloid 7 and a socket 8 installed in a single-cavity hyperboloid 7 with a common internal joint scheniem circumferential line of the wide portion 7 hyperboloid of one sheet and the wide part of the funnel 8, the tapered region in the direction of general alignment of the socket 8 and the hyperboloid of one sheet 7, the receiver 9 for light charged particles, and a receiver 10 for heavy charged particles. In this case, the cross section of the bell 8 decreases from the region of the common alignment of the single-cavity hyperboloid 7 and the bell 8 to their opposite ends; the cross section of the unilocular hyperboloid 7 narrows in the direction from the region of common alignment in the wide parts of the unilocular hyperboloid 7 and the bell 8 and expands in the direction of decreasing the cross section of the bell 8.

Сепаратор заряженных частиц, изготовленный в виде системы расходящихся однополостного гиперболоида 7 и раструба 8, по которым протекают постоянные по направлению электрические токи, формирующие статическое магнитное поле с расходящимися магнитными барьерами для разделения изотопов, одновременно является источником магнитного поля. Магнитными барьерами являются повышенные значения магнитной индукции в протяженных областях пространства около указанных однополостного гиперболоида 7 и раструба 8. Однополостный гиперболоид 7 и раструб 8 изготовлены из проводящего электрический ток материала. Однополостный гиперболоид 7 и раструб 8 являются аксиальными. Однополостный гиперболоид 7 изогнут по дугам орбит легких заряженных частиц. Раструб 8 изогнут по дугам орбит тяжелых заряженных частиц. Однополостный гиперболоид 7 и раструб 8 снабжены продольными щелевыми прорезями 11. Оси щелевых прорезей 11 лежат в общей плоскости симметрии сепаратора 6, однополостного гиперболоида 7 и раструба 8. Предлагаемое расположение однополостного гиперболоида 7 и размещенного в однополостном гиперболоиде 7 раструба 8 обеспечивает необходимое расхождение магнитных барьеров, разделение пучков заряженных частиц в зависимости от массы частиц с помощью магнитных барьеров и максимальное расщепление пучков заряженных частиц. Источник 2 заряженных частиц размещен у продольных щелевых прорезей 11 вблизи области общего совмещения в широких частях изогнутых по дугам круговых орбит заряженных частиц однополостного гиперболоида 7 и раструба 8. Приемники 9, 10 заряженных частиц изготовлены в виде кольцевых карманов и электрически отделены от вакуумной камеры 1 изоляторами 5. The charged particle separator, made in the form of a system of diverging single-cavity hyperboloid 7 and a socket 8, through which electric currents that are constant in direction flow, forming a static magnetic field with diverging magnetic barriers to separate isotopes, at the same time is a source of a magnetic field. Magnetic barriers are elevated values of magnetic induction in extended regions of space near the indicated single-cavity hyperboloid 7 and the bell 8. The single-cavity hyperboloid 7 and the bell 8 are made of an electrically conductive material. The unilobular hyperboloid 7 and the bell 8 are axial. The single-cavity hyperboloid 7 is bent along the arcs of the orbits of light charged particles. The bell 8 is bent along the arcs of the orbits of heavy charged particles. The single-sheeted hyperboloid 7 and the socket 8 are provided with longitudinal slotted slots 11. The axes of the slotted slots 11 lie in the common plane of symmetry of the separator 6, the single-sheeted hyperboloid 7 and the socket 8. The proposed arrangement of the single-sheeted hyperboloid 7 and located in the single-cavity hyperboloid 7 of the socket 8 provides the necessary divergence of magnetic barriers separation of charged particle beams depending on the mass of particles using magnetic barriers and maximum splitting of charged particle beams. A source of 2 charged particles is placed near the longitudinal slit slots 11 near the area of common alignment in the wide parts of the circular orbits bent along the arcs of the circular orbits of the charged particles of the single-cavity hyperboloid 7 and the bell 8. The receivers 9, 10 of the charged particles are made in the form of annular pockets and are electrically separated from the vacuum chamber 1 by insulators 5.

Для индукции магнитного поля с магнитными барьерами вдоль однополостного гиперболоида 7 и раструба 8 подается электрический ток в одном направлении. При этом отрицательный потенциал, общий для однополостного гиперболоида 7 и раструба 8, подается на совмещенные широкий конец однополостного гиперболоида 7 и широкий конец раструба 8 в той части сепаратора 6, в которую поступают разделяемые положительно заряженные частицы. Положительные потенциалы подаются на концы однополостного гиперболоида 7 и раструба 8 в другой части сепаратора 6, из которой выводятся разделенные положительно заряженные частицы. Значения разности потенциалов регулируются, при этом изменяются электрические токи по однополостному гиперболоиду 7 и раструбу 8. Распределение индукции по радиусу сепаратора 6 заряженных частиц в зоне разделения заряженных частиц таково, что получается поле с расходящимися барьерами магнитной индукции. To induce a magnetic field with magnetic barriers along an unilocular hyperboloid 7 and a socket 8, an electric current is supplied in one direction. At the same time, the negative potential common to a single-cavity hyperboloid 7 and a socket 8 is fed to the combined wide end of a single-cavity hyperboloid 7 and the wide end of a socket 8 in that part of the separator 6 into which the separated positively charged particles enter. Positive potentials are applied to the ends of a single-cavity hyperboloid 7 and a socket 8 in another part of the separator 6, from which separated positively charged particles are derived. The values of the potential difference are regulated, while the electric currents vary along the single-cavity hyperboloid 7 and the bell 8. The distribution of induction along the radius of the separator 6 of charged particles in the separation zone of charged particles is such that a field with diverging barriers of magnetic induction is obtained.

Предлагаемое устройство для разделения заряженных частиц по массам работает следующим образом. The proposed device for separating charged particles by mass works as follows.

В ионизационной камере 3 источника 2 заряженных частиц производят ионизацию молекул разделяемых заряженных частиц, после чего ионы вытягиваются электрическим полем между электродами 4 источника 2 заряженных частиц и затем поступают в сепаратор 6. In the ionization chamber 3 of the source 2 of charged particles, the molecules of the separated charged particles are ionized, after which the ions are pulled by the electric field between the electrodes 4 of the source 2 of charged particles and then enter the separator 6.

Подача смеси заряженных частиц в сепаратор 6 осуществляется в плоскости симметрии сепаратора 6 в пространство, находящееся между вакуумной камерой 1 и местом совмещения однополостного гиперболоида 7 и раструба 8 сепаратора 6 заряженных частиц. Магнитный барьер магнитного поля вдоль короткого неразветвленного участка в месте соединения однополостного гиперболоида 7 и раструба 8 создан электрическими токами по однополостному гиперболоиду 7 и раструбу 8, и поэтому магнитный барьер легко держит разделяемые заряженные частицы на единой мгновенной круговой орбите. По мере движения заряженные частицы попадают в область расхождения однополостного гиперболоида 7 и раструба 8, в место расхождения электрических токов, в место расхождения продольной прорези 11 однополостного гиперболоида 7 и соответствующей продольной прорези 11 раструба 8, в магнитное поле с расходящимися магнитными барьерами и меньшими значениями магнитной индукции. Здесь электрическим током по однополостному гиперболоиду 7 сформирован магнитный барьер такой высоты и магнитная индукция поддерживается на таком уровне, когда пучок легких заряженных частиц остается на орбите, имеющей малый радиус, а пучок тяжелых заряженных частиц сходит с орбиты, имеющей малый радиус. Удержание пучка легких заряженных частиц на проходящей вдоль однополостного гиперболоида 7 орбите достигается при условии возрастания радиуса этой орбиты по ходу легких заряженных частиц к противоположному концу однополостного гиперболоида 7. Возрастание радиуса орбиты легких заряженных частиц соответствует уменьшению магнитного барьера вдоль области расширения однополостного гиперболоида 7 по ходу легких заряженных частиц. Возрастание радиуса орбиты легких заряженных частиц и соответствие радиуса орбиты уменьшению магнитного барьера по ходу легких заряженных частиц к противоположному концу однополостного гиперболоида 7 достигается соответствующим изгибом однополостного гиперболоида 7 в направлении от узкой его части к широкой части. Пучок тяжелых заряженных частиц идет по орбите, расположенной вдоль раструба 8 и имеющей большой радиус. Удержание пучка тяжелых заряженных частиц на орбите, имеющей большой радиус, производится другим магнитным барьером, т. е. достаточным значением магнитной индукции, созданной в большей степени электрическим током, протекающим по раструбу 8 и в меньшей степени электрическим током по однополостному гиперболоиду 7. The mixture of charged particles in the separator 6 is carried out in the plane of symmetry of the separator 6 into the space located between the vacuum chamber 1 and the place of combination of a single-cavity hyperboloid 7 and the socket 8 of the charged particle separator 6. The magnetic barrier of the magnetic field along a short unbranched section at the junction of the single-cavity hyperboloid 7 and the socket 8 is created by electric currents along the single-cavity hyperboloid 7 and the socket 8, and therefore the magnetic barrier easily holds the separated charged particles in a single instantaneous circular orbit. As they move, charged particles fall into the divergence region of the single-cavity hyperboloid 7 and the socket 8, the divergence of electric currents, the divergence of the longitudinal slot 11 of the single-cavity hyperboloid 7 and the corresponding longitudinal slot 11 of the socket 8, in a magnetic field with diverging magnetic barriers and lower magnetic values induction. Here, an electric barrier of such a height is formed by electric current through a single-cavity hyperboloid 7 and magnetic induction is maintained at such a level that the beam of light charged particles remains in orbit with a small radius, and the beam of heavy charged particles leaves the orbit with a small radius. The retention of the beam of light charged particles in the orbit passing along the uni-cavity hyperboloid 7 is achieved provided that the radius of this orbit along the light charged particles increases to the opposite end of the one-cavity hyperboloid 7. An increase in the radius of the orbit of light charged particles corresponds to a decrease in the magnetic barrier along the region of expansion of the one-cavity hyperboloid 7 along the lungs charged particles. The increase in the radius of the orbit of light charged particles and the correspondence of the radius of the orbit to a decrease in the magnetic barrier along the direction of light charged particles to the opposite end of the unisexed hyperboloid 7 is achieved by the corresponding bending of the unisexed hyperboloid 7 in the direction from its narrow part to the wide part. The beam of heavy charged particles goes in an orbit located along the bell 8 and having a large radius. The beam of heavy charged particles is held in an orbit with a large radius by another magnetic barrier, i.e., a sufficient value of the magnetic induction created to a greater extent by electric current flowing through the socket 8 and to a lesser extent by electric current through the single-cavity hyperboloid 7.

После сепаратора 6 разделенные заряженные частицы попадают в приемники 9, 10 заряженных частиц и накапливаются в них. After the separator 6, the separated charged particles fall into the receivers 9, 10 of the charged particles and accumulate in them.

Производительность устройства для разделения заряженных частиц по массам зависит от потока извлекаемых из источника 2 ионов, растет при увеличении напряженности вытягивающего ионы электрического поля, ширины и длины отверстия экстракции источника 2. The performance of the device for separating charged particles by mass depends on the flow of ions extracted from source 2, increases with increasing intensity of the electric field that draws ions, the width and length of the extraction hole of source 2.

Предлагаемое изобретение, по сравнению с известными техническими решениями в этой области, повышает селективность при разделения заряженных частиц по массам, т. к. увеличивает расщепление пучков изотопных ионов, в связи с тем, что полый замкнутый элемент выполнен в виде однополостного гиперболоида, изогнутого по дугам орбит легких заряженных частиц, при сужении его поперечного сечения в направлении от области общего совмещения в широких частях полого замкнутого элемента и раструба и расширении его поперечного сечения в направлении уменьшения поперечного сечения раструба, изогнутого по дугам орбит тяжелых заряженных частиц. The present invention, in comparison with the known technical solutions in this field, increases the selectivity in the separation of charged particles by mass, because it increases the splitting of isotopic ion beams, due to the fact that the hollow closed element is made in the form of a single-cavity hyperboloid curved in arcs the orbits of light charged particles, when narrowing its cross section in the direction from the region of common alignment in the wide parts of the hollow closed element and the bell and expanding its cross section in the direction of the mind sheniya cross-section of the socket, the curved arcs on the orbits of heavy charged particles.

Предлагаемое устройство для разделения заряженных частиц по массам испытано на электрофизической модели. При этом пучок разделяемых по массам заряженных частиц моделирован пучком разделяемых по энергиям электронов. Пучки разделенных по массам заряженных частиц моделированы пучками разделенных по энергиям электронов. Пучок легких заряженных частиц моделирован пучком низкоэнергетических электронов, а пучок тяжелых заряженных частиц моделирован пучком высокоэнергетических электронов. The proposed device for separating charged particles by mass is tested on an electrophysical model. In this case, a beam of charged particles separated by mass is modeled by a beam of electrons separated by energy. Beams of charged particles separated by masses are modeled by beams of electrons separated by energy. A beam of light charged particles is modeled by a beam of low-energy electrons, and a beam of heavy charged particles is modeled by a beam of high-energy electrons.

Claims

A device for separating charged particles by mass, containing a vacuum chamber in which are placed a coaxial annular source of charged particles, charged particle receivers and a separator made in the form of an axially mounted hollow element, curved along the orbits of the orbits of light charged particles and a bell arranged in it, curved the arcs of the orbits of heavy charged particles, with the combination in the wide parts of the hollow element and the bell with a decrease in the cross section of the bell from the alignment area to their opposite ends m, and the hollow element and the bell are made with the possibility of flowing constant electric currents along them and equipped with longitudinal slotted slots located in the plane of symmetry of the separator, and the source of charged particles is located near the longitudinal slotted slots near the region where the hollow element and the bell coincide, characterized in that the hollow element is made in the form of a single-cavity hyperboloid with a narrowing of its cross section in the direction from the area of alignment with the bell and the expansion of its cross section in the direction of reducing the cross section of the bell.