RU2190459C2

RU2190459C2 - Device for separation of charged particles by masses

Info

Publication number: RU2190459C2
Application number: RU2000130802A
Authority: RU
Inventors: В.Т. Доронин
Original assignee: Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2002-10-10

Abstract

FIELD: nuclear engineering; separation of isotopes from their natural mixture. SUBSTANCE: mixture of charged particles is fed from source 2 to separator 6 located in vacuum chamber 1. Separator 6 consists of plates 7 and 8 of permanent magnet which are in contact near source 2. Plates 7 and 8 are bent over arcs of circular orbits of charged particles and are provided with slots 11 and 12. Magnetic barrier formed at area of contact of plates 7 and 8 holds particles on single momentary circular orbit. When charged particles get in area of divergence of plates 7 and 8, magnetic barriers diverge. Beam of light particles in slot 11 of plate 7 remains on orbit of lesser radius and beam of heavy charged particles moved over orbit of larger radius. Holding the beam of heavy charge particles on this orbit is effected by means of magnetic barrier formed by slot 12 of plate 8. charged particles of one mass only are accumulated in receivers 9 and 10. EFFECT: possibility of separating particles without consumption of energy for forming magnetic field; ease in use. 3 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 поле 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. The centrifugal force and the Lorentz force acting on charged particles moving in a magnetic and electromagnetic field are used to separate charged particles.

Известно устройство для разделения заряженных частиц в плазме, которое для уменьшения размеров магнитной системы и повышения эффективности нагрева плазмы методом ионного циклотронного резонанса содержит вакуумную камеру, источник заряженных частиц, выполненный в виде источника плазмы кольцеобразной формы, сепаратор заряженных частиц в виде соленоида с магнитной системой однородного и неоднородного полей, высокочастотную антенну и приемник заряженных частиц в виде коллекторного блока (см. патент РФ на изобретение 2089272, 6 В 01 D 59/44, Н 01 J 49/26). A device for separating charged particles in a plasma is known, which, to reduce the size of the magnetic system and increase the efficiency of plasma heating by the ion cyclotron resonance method, contains a vacuum chamber, a source of charged particles made in the form of a ring-shaped plasma source, a charged particle separator in the form of a solenoid with a uniform magnetic system and inhomogeneous fields, a high-frequency antenna and a charged particle receiver in the form of a collector block (see RF patent for the invention 2089272, 6 В 01 D 59/44, Н 01 J 4 9/26).

Недостатком известного устройства является низкая селективность разделения заряженных частиц по массам и высокое энергопотребление вследствие использования энергоемкого соленоида в качестве источника магнитного поля. A disadvantage of the known device is the low selectivity of the separation of charged particles by mass and high energy consumption due to the use of energy-intensive solenoid as a source of magnetic field.

Также известно устройство для разделения заряженных частиц по массам, содержащее вакуумную камеру, в которой размещены источник заряженных частиц, сепаратор заряженных частиц, выполненный в виде последовательно расположенных изогнутого электрического конденсатора и магнитного анализатора, и приемники заряженных частиц. Разделение заряженных частиц по массам производится сепаратором заряженных частиц. Вектор суммарной силы F, действующей на заряженную частицу с электрическим зарядом q, движущуюся в электромагнитном поле со скоростью v, определяется выражением
F=q•E+q•v•B, (1)
где q - заряд частицы,
Е - вектор напряженности электрического поля,
v - вектор скорости заряженной частицы,
В - вектор индукции магнитного поля.It is also known a device for separating charged particles by mass, containing a vacuum chamber in which a source of charged particles is placed, a charged particle separator made in the form of sequentially arranged curved electric capacitor and magnetic analyzer, and charged particle receivers. The separation of charged particles by mass is carried out by a separator of charged particles. The vector of the total force F acting on a charged particle with an electric charge q, moving in an electromagnetic field with a speed v, is determined by the expression
F = q • E + q • v • B, (1)
where q is the particle charge,
E is a vector of electric field strength,
v is the velocity vector of the charged particle,
B is the magnetic field induction vector.

При полете заряженной частицы между пластинами изогнутого электрического конденсатора ее траектория определяется из условия равенства действующих на частицу электрической составляющей силы F_E Лоренца
F_E=q•E (2)
и центробежной силы F_R

где m - масса заряженной частицы,
v - скорость заряженной частицы,
R_E - радиус круговой орбиты заряженной частицы.During the flight of a charged particle between the plates of a curved electric capacitor, its trajectory is determined from the condition of equality of the force acting on the particle of the electric component F _E Lorentz
F _E = q • E (2)
and centrifugal force F _R

where m is the mass of a charged particle,
v is the velocity of the charged particle,
R _E is the radius of the circular orbit of the charged particle.

Заряженная частица в электрическом поле между пластинами изогнутого конденсатора движется по круговой орбите, имеющей радиус R_E

При прохождении в электрическом поле изогнутого конденсатора заряженные частицы пространственно разделяются по кинетическим энергиям. Формула 3 позволяет также определить радиус R_E кривизны изогнутого конденсатора. Последующее движение заряженных частиц в постоянном магнитном поле перпендикулярно силовым линиям поля в условиях равенства действующих на заряженную частицу центробежной силы и магнитной составляющей силы Лоренца осуществляется по круговой траектории, имеющей радиус R_B

где В - магнитная индукция поля.A charged particle in an electric field between the plates of a curved capacitor moves in a circular orbit having a radius R _E

When a curved capacitor passes through an electric field, charged particles are spatially separated by kinetic energies. Formula 3 also allows you to determine the radius R _{E of} curvature of the curved capacitor. The subsequent movement of charged particles in a constant magnetic field perpendicular to the field lines of force under equal conditions of the centrifugal force acting on the charged particle and the magnetic component of the Lorentz force is carried out along a circular path having a radius R _B

where B is the magnetic induction of the field.

Движение заряженных частиц в постоянном магнитном поле приводит к дополнительному разделению заряженных частиц по импульсам. Использование электростатической и магнитной систем отбора заряженных частиц позволяет из исходного пучка заряженных частиц выделить те пучки, в которых заряженные частицы имеют одинаковое отношение массы m к заряду q. При одинаковом электрическом заряде q заряженные частицы с разницей в массе движутся по разным траекториям и попадают в предназначенные для них приемники заряженных частиц (см. В. Т.Коган, А.К.Павлов, М.И.Савченко, О.Е.Добычин. Портативный масс-спектрометр для экспресс-анализа растворенных в воде веществ // Приборы и техника эксперимента. - 1999. - 4. - С.117-121). The movement of charged particles in a constant magnetic field leads to an additional separation of charged particles by momenta. The use of electrostatic and magnetic systems for the selection of charged particles makes it possible to select from the initial beam of charged particles those beams in which charged particles have the same ratio of mass m to charge q. With the same electric charge q, charged particles with a difference in mass move along different trajectories and fall into the intended receivers of charged particles (see V.T. Kogan, A.K. Pavlov, M.I. Savchenko, O.E.Dobychin A portable mass spectrometer for the express analysis of substances dissolved in water // Instruments and experimental equipment. - 1999. - 4. - S.117-121).

Недостатками этого устройства являются необходимость предварительного разделения заряженных частиц в электрическом поле изогнутого конденсатора и низкая селективность разделения заряженных частиц по массам из-за незначительного расщепления заряженных частиц в однородном и неоднородном непрерывных магнитных полях. The disadvantages of this device are the need for preliminary separation of charged particles in the electric field of a curved capacitor and low selectivity for the separation of charged particles by mass due to insignificant splitting of charged particles in uniform and inhomogeneous continuous magnetic fields.

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 электропроводящих труб. В устройстве для разделения заряженных частиц по массам, содержащем вакуумную камеру, в которой размещены источник заряженных частиц, сепаратор заряженных частиц, выполненный в виде изогнутых по дугам круговых орбит заряженных частиц и расположенных один в другом в порядке возрастания радиусов изгиба в направлении от области общего внутреннего касания изогнутых элементов, и приемник заряженных частиц. В изогнутых элементах сепаратора, представляющих собою трубы, выполнены продольные щелевые прорези, которые расположены со стороны наименьшего радиуса изгиба каждого изогнутого элемента в плоскости симметрии элементов. Источник заряженных частиц установлен вблизи места общего внутреннего касания изогнутых элементов. Изогнутые элементы выполнены с возможностью протекания по ним постоянных по направлению электрических токов (см. патент РФ на изобретение 2133141, 6 В 01 D 59/48, Н 01 J 49/30). 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 conductive pipes. In a device for separating charged particles by mass, containing a vacuum chamber in which a source of charged particles is placed, a charged particle separator made in the form of circular orbits of charged particles bent along arcs and arranged one in the other in increasing order of bending radii in the direction from the region of common internal touch curved elements, and a receiver of charged particles. In the curved elements of the separator, which are pipes, longitudinal slotted slots are made, which are located on the side of the smallest bending radius of each curved element in the plane of symmetry of the elements. A source of charged particles is installed near the site of general internal contact of curved elements. Curved elements are configured to allow electric currents to flow along them (see RF patent for the invention 2133141, 6 B 01 D 59/48, H 01 J 49/30).

Недостатками описанного устройства является невысокая селективность разделения заряженных частиц по массам, поскольку расщепление пучков по массам заряженных частиц ограничивается размерами труб сепаратора, и высокое энергопотребление вследствие использования энергоемких токопроводящих труб в качестве источника магнитного поля. The disadvantages of the described device is the low selectivity of the separation of charged particles by mass, since the splitting of the beams by the mass of charged particles is limited by the size of the separator tubes, and high energy consumption due to the use of energy-intensive conductive tubes as a source of magnetic field.

Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве для разделения заряженных частиц по массам, содержащем вакуумную камеру, в которой размещены источник заряженных частиц, сепаратор заряженных частиц с изогнутыми по дугам круговых орбит заряженных частиц и расположенными в порядке возрастания радиусов изгиба в направлении от области общего внутреннего касания элементами, и приемник заряженных частиц, при этом в изогнутых элементах выполнены продольные щелевые прорези, которые расположены в плоскости симметрии элементов, а источник заряженных частиц установлен вблизи места общего внутреннего касания изогнутых элементов, элементы сепаратора выполнены в виде установленных друг за другом пластин постоянного магнита с возможностью протекания по ним постоянных по направлению расходящихся магнитных токов. The essence of the invention lies in the fact that in a device for separating charged particles by mass, containing a vacuum chamber in which a source of charged particles is placed, a separator of charged particles with curved circular arcs of charged particles and arranged in increasing order of bending radii in the direction from the region of common internal contact with the elements and the receiver of charged particles, while in the curved elements there are longitudinal slotted slots that are located in the plane of symmetry of the elements, and the source charged particles is installed near the place of general internal contact of the curved elements, the separator elements are made in the form of one after another plates of a permanent magnet with the possibility of flowing along them in the direction of diverging magnetic currents.

Техническим результатом является повышение селективности разделения заряженных частиц и значительное снижение энергетических затрат на разделение заряженных частиц по массам. The technical result is to increase the selectivity of the separation of charged particles and a significant reduction in energy costs for the separation of charged particles by mass.

Повышение селективности при разделении заряженных частиц по массам обеспечивается вследствие увеличения расщепления пучков изотопных ионов, поскольку оно не ограничивается размерами применявшихся прежде труб. The increase in selectivity in the separation of charged particles by mass is ensured due to an increase in the splitting of isotopic ion beams, since it is not limited to the sizes of pipes used before.

Сокращение энергетических затрат на разделение заряженных частиц происходит из-за использования в сепараторе пластин постоянного магнита, что исключает необходимость индукции магнитного поля с помощью энергоемких токопроводящих труб. The reduction in energy costs for the separation of charged particles occurs due to the use of a permanent magnet in the plate separator, which eliminates the need for magnetic field induction using energy-intensive conductive pipes.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид устройства для разделения заряженных частиц по массам, на фиг.2 изображен вид сбоку сепаратора заряженных частиц со стороны размещения приемников заряженных частиц, на фиг.3 изображен вид снизу сепаратора заряженных частиц со стороны размещения источника заряженных частиц. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the device for separating charged particles by mass, FIG. 2 shows a side view of the charged particle separator from the location of the charged particle receivers, FIG. 3 shows a bottom view of the charged particle separator from the side of the location of the charged particle source.

Устройство для разделения заряженных частиц по массам содержит вакуумную камеру 1, в которой размещены источник 2 заряженных частиц, состоящий из ионизационной камеры 3 и вытягивающих электродов 4, изоляторы 5, сепаратор 6 заряженных частиц, выполненный в виде изогнутых по дугам круговых орбит заряженных частиц и расположенных друг за другом в порядке возрастания радиусов изгиба в направлении от области общего внутреннего касания элементов, представляющих собой пластины 7 и 8 постоянного магнита, и приемники 9 и 10 заряженных частиц. При этом в пластинах 7 и 8 выполнены продольные щелевые прорези 11 и 12, которые расположены в плоскости симметрии элементов 7 и 8, а источник 2 заряженных частиц установлен вблизи места общего внутреннего касания изогнутых элементов 7 и 8. Пластины 7 и 8 постоянного магнита выполнены с возможностью протекания по ним магнитных токов. Приемники 9 и 10 заряженных частиц изготовлены в виде карманов, каждый из которых предназначен для сбора заряженных частиц одной массы, и электрически отделены от вакуумной камеры изоляторами 5. A device for separating charged particles by mass contains a vacuum chamber 1, in which a source of charged particles 2 is placed, consisting of an ionization chamber 3 and pulling electrodes 4, insulators 5, a charged particle separator 6, made in the form of charged particles and curved along circular arcs of circular orbits and located one after another in increasing order of bending radii in the direction from the region of general internal contact of the elements, which are plates 7 and 8 of a permanent magnet, and receivers 9 and 10 of charged particles. Moreover, in the plates 7 and 8, longitudinal slotted slots 11 and 12 are made, which are located in the plane of symmetry of the elements 7 and 8, and the charged particle source 2 is installed near the point of general internal contact of the curved elements 7 and 8. The permanent magnet plates 7 and 8 are made with the possibility of magnetic currents flowing through them. The receivers 9 and 10 of charged particles are made in the form of pockets, each of which is designed to collect charged particles of the same mass, and are electrically separated from the vacuum chamber by insulators 5.

Сепаратор заряженных частиц, изготовленный в виде системы расходящихся пластин 7, 8 постоянного магнита, формирующих статическое магнитное поле с расходящимися магнитными барьерами для разделения моноэнергетических заряженных частиц по массам, одновременно является источником магнитного поля. Магнитными барьерами являются повышенные значения магнитной индукции в протяженных областях пространства в прорезях 11 и 12 пластин 7 и 8 постоянного магнита. Сепаратор 6 заряженных частиц содержит пластину 7 постоянного магнита и пластину 8 постоянного магнита. Пластины 7 и 8 постоянного магнита имеют различные радиусы изгиба и расположены друг за другом с общим внутренним касанием, т. е. один конец пластины 7 постоянного магнита совмещен с одним концом пластины 8 постоянного магнита. Каждая из пластин 7, 8 постоянного магнита расположена симметрично относительно плоскости симметрии сепаратора 6. Каждая из пластин 7, 8 постоянного магнита загнута по дуге окружности, радиус которой соответствует радиусу круговой орбиты заряженных частиц. В каждой пластине 7, 8 постоянного магнита выполнена своя продольная щелевая прорезь 11 или 12 соответственно, при этом оси щелевых прорезей 11 и 12 лежат в плоскости симметрии каждой пластины 7 и 8. Данное последовательное расположение изогнутых пластин 7 и 8 постоянного магнита обеспечивает разделение моноэнергетических заряженных частиц в зависимости от их массы. Источник заряженных частиц 2 размещен вблизи места касания изогнутых по дугам круговых орбит заряженных частиц пластин 7, 8 постоянного магнита сепаратора 6 заряженных частиц. The charged particle separator, made in the form of a system of diverging permanent magnet plates 7, 8, forming a static magnetic field with diverging magnetic barriers to separate monoenergetic charged particles by mass, is also a source of a magnetic field. Magnetic barriers are increased values of magnetic induction in extended areas of space in the slots 11 and 12 of the plates 7 and 8 of the permanent magnet. The charged particle separator 6 comprises a permanent magnet plate 7 and a permanent magnet plate 8. Permanent magnet plates 7 and 8 have different bending radii and are arranged one after the other with a common internal touch, i.e., one end of the permanent magnet plate 7 is aligned with one end of the permanent magnet plate 8. Each of the plates 7, 8 of the permanent magnet is located symmetrically with respect to the plane of symmetry of the separator 6. Each of the plates 7, 8 of the permanent magnet is bent along an arc of a circle whose radius corresponds to the radius of the circular orbit of charged particles. Each permanent magnet plate 7, 8 has its own longitudinal slit slot 11 or 12, respectively, while the axis of the slotted slots 11 and 12 lie in the plane of symmetry of each plate 7 and 8. This sequential arrangement of curved permanent magnet plates 7 and 8 ensures the separation of monoenergetic charged particles depending on their mass. The source of charged particles 2 is placed near the point of contact of the charged particles of the plates 7, 8 of the permanent magnet of the charged particle separator 6 curved along the circular orbits of the charged particles.

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 происходит ионизация 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.

Смесь заряженных частиц подается из источника 2 заряженных частиц в сепаратор 6 заряженных частиц, в плоскости симметрии сепаратора 6, в пространство, находящееся между вакуумной камерой 1 и местом касания пластин 7, 8 постоянного магнита сепаратора 6 заряженных частиц. Разделение заряженных частиц в сепараторе происходит на расходящихся магнитных барьерах. Магнитный барьер магнитного поля вдоль короткого неразветвленного участка в месте соединения пластин 7, 8 постоянного магнита создан магнитными токами по близко расположенным пластинам 7, 8 постоянного магнита, и поэтому магнитный барьер легко держит разделяемые заряженные частицы на единой мгновенной круговой орбите. По мере движения заряженные частицы попадают в область расхождения пластин 7, 8 постоянного магнита, в магнитное поле с расходящимися магнитными барьерами и меньшими значениями магнитной индукции. Здесь, в щелевой прорези 11 пластины 7 постоянного магнита, магнитным током по пластине 7 постоянного магнита, имеющей меньший радиус изгиба, 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. Пучок тяжелых заряженных частиц в этом случае идет по орбите, имеющей больший радиус. Удержание пучка тяжелых заряженных частиц на орбите, имеющей больший радиус, производится другим магнитным барьером, т.е. достаточным значением магнитной индукции в прорези 12 пластины 8 постоянного магнита. Магнитный барьер в щелевой прорези 12 пластины 8 создан магнитным током, протекающим по пластине 8 постоянного магнита. Понижение магнитного барьера вдоль щелевой прорези 12 пластины 8, имеющей больший радиус изгиба, приводит к переходу пучка заряженных частиц с орбиты, имеющей больший радиус, на прямолинейную траекторию. Важнейшей особенностью сепаратора 6 заряженных частиц является способность закрутить по круговой орбите только легкие заряженные частицы, предоставив возможность тяжелым заряженным частицам следовать по первоначальной прямолинейной траектории. Другой важной особенностью сепаратора 6 заряженных частиц является возможность разделять заряженные частицы без затрат энергии на создание магнитного поля. A mixture of charged particles is supplied from a source of 2 charged particles to a charged particle separator 6, in the plane of symmetry of the separator 6, into the space between the vacuum chamber 1 and the contact point of the plates 7, 8 of the permanent magnet of the charged particle separator 6. The separation of charged particles in the separator occurs at diverging magnetic barriers. The magnetic barrier of the magnetic field along a short unbranched section at the junction of the permanent magnet plates 7, 8 is created by magnetic currents along closely spaced permanent magnet plates 7, 8, and therefore the magnetic barrier easily holds separated charged particles in a single instantaneous circular orbit. As they move, charged particles fall into the divergence region of the permanent magnet plates 7, 8, into a magnetic field with diverging magnetic barriers and lower values of magnetic induction. Here, in the slotted slot 11 of the permanent magnet plate 7, a magnetic barrier of this height is formed by magnetic current along the permanent magnet plate 7 having a smaller bending radius and the magnetic induction is maintained at such a level that the beam of light charged particles remains in orbit having a small radius, and a beam of heavy charged particles descends from an orbit with a small radius. The beam of heavy charged particles in this case goes in an orbit with a larger radius. The beam of heavy charged particles is held in orbit with a larger radius by another magnetic barrier, i.e. a sufficient value of magnetic induction in the slot 12 of the plate 8 of the permanent magnet. The magnetic barrier in the slotted slot 12 of the plate 8 is created by magnetic current flowing through the plate 8 of a permanent magnet. Lowering the magnetic barrier along the slotted slot 12 of the plate 8, having a larger bending radius, leads to the transition of the beam of charged particles from the orbit having a larger radius, on a straight trajectory. The most important feature of the charged particle separator 6 is the ability to spin only lightly charged particles in a circular orbit, making it possible for heavy charged particles to follow an initial straight path. Another important feature of the charged particle separator 6 is the ability to separate charged particles without requiring energy to create a magnetic field.

После сепаратора 6 разделенные заряженные частицы попадают в приемники 9, 10 заряженных частиц и накапливаются в них. В каждом из приемников 9, 10 заряженных частиц осуществляется сбор заряженных частиц одной массы. After the separator 6, the separated charged particles fall into the receivers 9, 10 of the charged particles and accumulate in them. In each of the receivers 9, 10 charged particles is the collection of charged particles of the same mass.

Производительность устройства для разделения заряженных частиц по массам определяется током извлекаемых из источника ионов, растет при увеличении напряженности вытягивающего поля в устройстве, ширины и длины отверстия для экстракции ионов из источника. The performance of the device for separating charged particles by mass is determined by the current extracted from the source of ions, increases with increasing tension field in the device, the width and length of the hole for extracting ions from the source.

Предлагаемое изобретение, по сравнению с известными техническими решениями в этой области, повышает селективность при разделении заряженных частиц по массам, так как расщепление пучков изотопных ионов не ограничивается расхождением применявшихся в прототипе труб и их размерами. Предлагаемое изобретение значительно сокращает энергетические затраты на разделение заряженных частиц из-за использования в сепараторе постоянного магнита, что исключает необходимость индукции магнитного поля с помощью энергоемких токопроводящих труб. The present invention, in comparison with the known technical solutions in this field, increases the selectivity in the separation of charged particles by mass, since the splitting of isotopic ion beams is not limited to the divergence of the pipes used in the prototype and their sizes. The present invention significantly reduces the energy costs of separating charged particles due to the use of a permanent magnet in the separator, which eliminates the need for magnetic field induction using energy-intensive conductive pipes.

Кроме того, при использовании предлагаемого изобретения уменьшаются затраты природных ресурсов и материалов на изготовление устройств для разделения заряженных частиц и экономические затраты на заработную плату, амортизацию оборудования и его эксплуатацию, так как заявляемое устройство для разделения заряженных частиц по массам не требует применения энергоемких электромагнитов. In addition, when using the present invention reduces the cost of natural resources and materials for the manufacture of devices for the separation of charged particles and the economic costs of wages, depreciation of equipment and its operation, since the claimed device for separating charged particles by mass does not require the use of energy-intensive electromagnets.

Claims

A device for separating charged particles by mass, containing a vacuum chamber in which a source of charged particles is placed, a separator of charged particles with curved along the arcs of circular orbits of charged particles and arranged in increasing order of bending radii in the direction from the region of general internal contact, and a charged particle receiver while in the curved elements there are longitudinal slotted slots that are located in the plane of symmetry of the elements, and the source of charged particles is installed near the places and the general internal touch of the curved elements, characterized in that the separator elements are made in the form of mounted one after another plates of a permanent magnet with the possibility of flowing along them in the direction of diverging magnetic currents.