SU1018581A1 - Ускоритель ионов - Google Patents

Ускоритель ионов Download PDF

Info

Publication number
SU1018581A1
SU1018581A1 SU813347639A SU3347639A SU1018581A1 SU 1018581 A1 SU1018581 A1 SU 1018581A1 SU 813347639 A SU813347639 A SU 813347639A SU 3347639 A SU3347639 A SU 3347639A SU 1018581 A1 SU1018581 A1 SU 1018581A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
anode
cathode
plasma
solenoid
ions
Prior art date
Application number
SU813347639A
Other languages
English (en)
Inventor
В.М. Быстрицкий
А.В. Петров
Original Assignee
Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова filed Critical Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова
Priority to SU813347639A priority Critical patent/SU1018581A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1018581A1 publication Critical patent/SU1018581A1/ru

Links

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Description

Изобретение относитс  к области ускорительной техники и может быть использовано дл  получени  мощных ионных пучков наносекундной длитель ности. Известен ускоритель, содержащий массивный катод и анод, выполненный из водородсодержащего пластика, полупрозрачный дл  электронов. При приложении высоковольтного импульса напр жени  к аноду электро ный пучок, эмиттируемый катодом, совершает многократные колебани  между реальным и виртуальным катодами , проход  при этом через анод и разогрева  его. В результате образуетс  плазма - источник ионов. Ионы выт гиваютс  из плазмы как в сторону реального катода, так и в сторону виртуального. Недостатками отражательного триода  вл ютс  также низкий ресурс работы из-за разрушени  пленочного анода и ограниченный диапазон ускор емых ионов. Наиболее близким техническим решением  вл етс  ускоритель ионов, в котором ионна  пушка представл ет собой инверсный тетрод (в таком тетроде ионный пучок выводитс  чере реальный катод). Ускоритель состоит из генератора высоковольтных импульсов , соленоида, внутри которого размещены противосто щие анод и катод . АНОД вьшолнен в виде полого хцшиндра, один торец которого (близ кий к катоду) закрыт полиэтиленовой пленкой, а вторым концом анод соеди нен с ичточником высоковольтных импульсов . Внутри анода (на оси) поме щен диск из нержавеющей стали, элек рически соединенный с анодом. Плазма в этом устройстве получае с  способом, аналогичным предыдущем Ионный пучок выт гиваетс  через реальный катод.В сторону виртуально го катода (который образуетс  между анодной пленкой и диском) пучок не идёт, так как вследствие конечной индуктивности анода потенциал диска вьше, чем у анода. Малый ресурс работы из-за разрушени  пленочного анода и ограниченный диапазон ускор емых ионов, такж обусловленный применением пленок, остаютс  недостатками устройства. Целью изобретени   вл етс  увели чение ресурса работы и расширение 812 функциональных возможностей ускорител  за счет расширени  диапазона ускор емых ионов. Цель достигаетс  тем, что ускоритель , содержащий генератор высоковольтных импульсов, соленоид, внутри которого размещены противосто щие сетчатый катод и цилиндрический полый анод с провод щим диском на торце, удаленном от катода, снабжен импульсньм газовым клапаном, расположенным внутри полого анода, при этом в корпусе анода вблизи катода вьтолнена кольцева  щель с профилем стенок в виде сопла Лавал , н допол нительным источником импульсов напр женн , электрически соединенным с анодом, а диаметр провод щего диска и сетчатого катода больше диаметра анодного цилиндра. На чертеже приведена схема предложенного устройства. К положительному электроду генера- , тора I высоковольтных импульсов электрически подсоединен анод 2,вьтолненный в виде цилиндра. На торце анодного цилиндра, соединенном с высоковольтным электродом генератора 1, укреплен провод щий диск 3. На другом торце размещен импульсный газовый клапан 4, Истечение газа происходит в радиальном направлении через кольцевую щель 5 с профилем сопла Лавал  вблизи торца анода. Анод соединен также с дополнительным источником 6 высокого напр жени . Катод 7 изготовлен из сетки с большой прозрачностью и закреплен на корпусе 8, который помещен внутрь соленоида 9. Устройство работает следующим образом. Включаетс  соленоид 9, создающий аксиальное магнитное поле. В момент достижени  максимума магнитного пол  срабатывает импульсный газовый клапан А и через кольцевую щель 5, имеющую форму сопла Лавал , в объем напускаетс  порци  газа. Определенна  конфигураци  сопла Лавал  обеспечивает нужную форму газового облака: аксиальный размер облака равен рассто нию от оси сопла до плоскости катода, наружный диаметр облака равен диаметру катода После этого включаетс  дополнительный источник 6 напр жени , на анод 2 поступает импульс напр жени  положительной пол рности и между анодом и катодом зажигаетс  газовьй разр д. Образующа с  при этом плазма под действием скрещенных полей В и радиальной составл ющей электрического пол  Е вращаетс  в азимутальном направлении, что способствует равномерности разр да увеличивает степень ионизации. Раз меры облака в течение времени ионизации (единицы микросекунд) практически не измен ютс , так как максимальна  скорость истечени  га Из сопла Лавал  даже дл  водорода не превьшает 10 см/с. Через врем  t , необходимое дл  формировани  плазменного облака, на анод подает с  высоковольтный импульс напр жени  от генератора 1. Под действием этого пол  с гран цы плазмы (прилегающей к катоду 7/ начинаетс  отбор ионов и граница плазмы начинает отступать плазма рассасьшаетс ) со скоростью, определ емой плотностью плазмы и первеан сом ускорител . Электроны, эмиттируемые из като 7, проход т через плазменное облако и формируют по другую его сторону виртуальньш катод (ВК). Осциллирующие вокруг анода электро ны компенсируют пространственный зар д ионного пучка, выт гиваемого из границы плазмы в сторону обоих катодов. Ионы, двигающиес  в сторону ВК, тормоз тс  полем диска 3 и непопадают на него, так как потенциал диска 3 вьше, чем у плазменного анода, что объ сн етс  кон ной индуктивностью анода. 814 Ионы, двигающиес  в сторону реального катода, образуют кольцевой ионный пучок, который вьтодитс  из системы. Так как в предложенном устройстве источником ионов  вл етс  плазма, то отсутствует разрушение анода и по вл етс  возможность ускор ть разные ионы. Кроме того, данное устройство позвол ет увеличить мощность ионного пучка при транспортировке к мишени, так как отбор ионов происходит из границы плазмы, то она начинает отступать (плазма рассасываетс  ) увеличиваетс  тем самым эффективный А-К зазор, что приводит к увеличению импеданса устройства в течение импульса. Поэтому энерги  ионов увеличиваетс  в течение импульса и в пространстве дрейфа происходит пространственное сжатие пучка (быстрые ионы догон ют медленные), в результате чего увеличиваетс  мощность ионного пучка при транспортировке к мишени. Таким образом, в предложенном устройстве одновременно решаютс  три проблемы: -увеличиваетс  ресурс работы, так как источником ионов  вл етс  плазма. -расшир ютс  функциональные возможности , так как по вл етс  возможность ускор ть ионы с А I. -увеличиваетс  мощность ионного пучка вследствие его банчировани .

Claims (1)

  1. УСКОРИТЕЛЬ ИОНОВ, содержащий генератор высоковольтных импульсов , соленоид и размещенные внутри соленоида противостоящие сетчатый катод и цилиндрический полый анод с проводящим диском на торце, удаленном от катода, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса работы и расширения диапазона ускоряемых ионов, он снабжен импульсным гаэовьы клапаном, расположенным внутри полого анода, при этом в корпусе анода вблизи катода выполнена кольцевая щель с профилем стенок в виде сопла Лаваля,, q и дополнительным источником импульсов напряжения, электрически соединенным с анодом, а диаметр проводящего диска и сетчатого катода больше диаметра анодного цилиндра.
    SU,,·. 1018581 >
SU813347639A 1981-10-21 1981-10-21 Ускоритель ионов SU1018581A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813347639A SU1018581A1 (ru) 1981-10-21 1981-10-21 Ускоритель ионов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813347639A SU1018581A1 (ru) 1981-10-21 1981-10-21 Ускоритель ионов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1018581A1 true SU1018581A1 (ru) 1986-02-28

Family

ID=20980277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813347639A SU1018581A1 (ru) 1981-10-21 1981-10-21 Ускоритель ионов

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1018581A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ch. Okada et all Optimum AnodeCathode Spacing in Ref lexTriode Ion Source Japanese Jottrn.Appl.Phys. V.15, 8, p. 16I5 1976. C.A.Kapitanakes., I.Iolden et af.Recent Results on the Generation of ion Rings International Topical Conference on High Power Electron and Ion Beam Reseiarch and Technology 3 Novosibirsk, 1979, V.I, p.78. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3530036A (en) Apparatus for generating fusion reactions
US4282436A (en) Intense ion beam generation with an inverse reflex tetrode (IRT)
US4714860A (en) Ion beam generating apparatus
US5537005A (en) High-current, low-pressure plasma-cathode electron gun
US4122347A (en) Ion source
US3613370A (en) Ion thruster
US5745537A (en) Neutron tube with magnetic confinement of the electrons by permanent magnets and its method of manufacture
Haworth et al. Improved electrostatic design for MILO cathodes
US4466242A (en) Ring-cusp ion thruster with shell anode
JPS63503022A (ja) プラズマ陽極電子銃
CN112164644A (zh) 潘宁离子源
US3517240A (en) Method and apparatus for forming a focused monoenergetic ion beam
US3025429A (en) Ion magnetron
EP0298577A2 (en) Charged particle source of large current with high energy
SU1018581A1 (ru) Ускоритель ионов
JPH07161323A (ja) イオン源
RU192776U1 (ru) Импульсный источник ионов пеннинга
US3371238A (en) Neutron generator
US3141975A (en) Pulsed neutron generator with high vacuum and control grid between ion source and target
US3546513A (en) High yield ion source
Ivanov et al. Negative ion and neutral beams injectors at the Budker Institute of nuclear physics
US2839706A (en) Pulsed ion source
US3022933A (en) Multiple electron beam ion pump and source
US4748378A (en) Ionized channel generation of an intense-relativistic electron beam
RU2306683C1 (ru) Плазменный электронный источник