SU1001817A1 - Плазменный источник ионов - Google Patents

Abstract

ПЛАЗМЕННЫЙ ИСТОЧНИК ИОНОВ, содержащий катод и анод с отверстием , установленные в газонаполненной камере и подключенные к источнику питани , отличающийс  тем, что,с целью повышени  КПД,катод и анод выполнены в виде тел вращени  и имеют соосные вьшодные окна, анод выполнен из сетки и установлен внутри катода, при этом отношение площади отверсти  в аноде к площади  чейки сетки больше четырех. 00 1

Description

Изобретение относитс  к технике получени  пучков зар женных частиц и может найти преимущественное использование в ускорител х ионов.

Известны плазменные источники ио- 5 нов, содержащие газонаполненную камеру с установленными в ней четырьм  злектродами и системой магнитов til. К электродам подключены два источника питани . В этих источниках ионы О получают из плазмы пенинговского разр да в скрещенных электрическом и магнитных пол х.

Недостатками известных плазменных источников ионов  вл ютс  сложность 15 конструкции и высока  стоимость.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  плазменный источник ионов, содержащий катод и анод с отверстием, установленные в газонаполненной ка- 20 мере и подключенные к источнику питани  .21 . Катод и анод выполнены в виде соосно расположенных пластин. В этом источнике ионы получают из плазы тлеющего разр да.25

Недостатком прототипа  вл етс  сравнительно низкий КПД из-за сравнительно больших затрат энергии на получение тлеющего разр да.

Целью изобретени   вл етс  повь ие 30 ние КПД плазменного источника ионов .

Поставленна  цель достигаетс  тем, то в известном плазменном источнике онов, содержащем катод и анод с отверстием , установленные в газонапол-35 ненной камере и подключенные к источику питани , катод и анод выполнены виде тел вращени  и имеют сооснные ыводные окна, анод выполнен из сетки и установлен внутри катода, при 40 том отнощение площади отверсти  в ноде к площади  чейки сетки больше етырех.

На фиг. 1 изображен плазменный 45 сточник ионов, катод и анод вьшолнены в виде цилиндров; на фиг. 2 то же катод и анод выполнены в виде сфер.

Предлагаемый источник ионов со- 50 держит катод 1, которьй одновременно  вл етс  газонаполненной камерой. Анод 2 выполнен из сетки и установлен внутри катода 1 на изол торе 3. Анод имеет отверстие 4, при этом ношение площади отверсти  4 к площади  чейки сетки больше четырех. Катод 1 и анод 2 имет соосные выводные окна 5 дл  вывода пучка ионов. Между катодами 1 и анодом 2 подключен источник питани  6.

Предлагаемый плазменньй источник ионов работает следующим образом.

При определенном давлении газа в газонаполненной камере 1. (10 ) и при подаче от источника питани  6 напр жени  между катодом 1 и анодом 2 загораетс  тлеющий разр д известный в литературе как разр д с полым анодом . У отверсти  4 в аноде 2 образуютс  положительные ионы, «оторые электрическим полем, возникакицим между катодом и анодом, вт гиваютс  в отверстие 4 и, ускор  сь в электрическом поле, образуют пучок, выход щий через отверстие 4 в аноде 2. Разр д с полым анодом горит при напр жени х между анодом и катодом в несколько киловольт (изол тор 3 должен быть рассчитан на эти напр жени ). Пучок электронов с такой энергией не израсходует

всю свою энергию на ионизацию газа при однократном пересечении объема, ограниченного анодом 2. Электроны, пройд  сквозь сетку анода 2 на противоположной от анодного отверсти  4 стороне-газонаполненнойкамеры 1, попадают в замедл ющее электрическое поле, которое измен ет направление их движени  на противоположное, заставл   электроны многократно пересекать объем, ограниченный анодом 2, ионизу  газ. Часть образовавшихс  в этом объеме ионов вт гиваетс  в выводное окно 5, ускор етс  до энергии, равной разности потенциалов между катодом 1 и анодом 2, и выводитс  из источника . Необходимо, чтобы отношение площади отверсти  к площади  чейки сетки анода 2 было больше 4 дл  того, чтобы уменьшить количество ионов, тер емое на катоде 1, и увеличить количество ионов, выводимое из источника через соосные выводные окна 5.

Опытна  проверка плазменного источника ионов при напр жении источника питани  подключенного между катодом и анодом, равным 10 кВ, и давлении в газонаполненной камере тор., позволила получить ионы с энергией 10 кэВ,при источника увеличил  в 2,4 раза по сравнению с прототипом.

фи8.2

Claims (1)

1. ПЛАЗМЕННЫЙ ИСТОЧНИК ИОНОВ, содержащий катод и аноде отверстием, установленные в газонаполненной камере и подключенные к источнику питания, отличающийся тем, что,’с целью повышения КПД,катод и анод выполнены в виде тел вращения и имеют соосные выводные окна, анод выполнен из сетки и установлен внутри катода, при этом отношение площади отверстия в аноде к площади ячейки сетки больше четырех.

   S >