SU702938A1 - Коллективный ускоритель ионов - Google Patents

Description

Изобретение относится к ускорительной технике и может найти применение для генерации сильноточных ионных пучков. ,

Известно устройство для получения ^э сгустков ускоренных ионов при инжекции сильноточного ионного пучка в нейтральный газ Г1].

Малая средняя энергия и цонный ток в импульсе не более 100 А являются недостатком такого устройства. Это обусловлено тем, что ускорение ионов в таком устройстве наблюдается лишь на малой длине в связи с нарушением синхронизма движения ионов и ускоряю- 15 щих полей.

Известен также ускоритель ионов , содержащий источник высоковольтных импульсов, острийный катод,изолйрованный от заземленного корпуса ди.с- 20 ковый диэлектрический анод с центральным отверстием.

В этом устройстве максимальный выход ионов составляет 10^- КРионов _ что соответствует нескольким килоамперам в импульсе, а средняя эренгия ионов может * до 8 раз превышать среднюю ’ энергию электронов. Недостатками устройства являются плохие воспроизводимость параметров ион- 30

ного сгустка и управляемость процессом ускорения ионов, что существенно снижает эффективность генерации устройства. Это обусловлено тем, что момент электрического пробоя диэлектрического анода по поверхности и соответственно момент формирования в заданной области потенциальной ускоряющей ямы подвержен’большим флуктуациям за счет того, что свойства поверхности диэлектрического анода, находящегося под электронной бомбардировкой, меняются от^;выстрела к выстрелу.

Целью изобретения является увеличение эффективности генерации ионного пучка за_счет.активного управления моментом пробоя по поверхности 'диэлектрика. '

Цель достигается тем, что в предложенном устройстве анод ускорителя заключен между двумя компланарными проводящими пластинами с центральным отверстием и в устройство дополнительно введен (один или несколько) газовый трехэлектродный разрядник так, что проводящая пластина со стороны, противоположной катоду, электрически соединена с одним высоковольтным электродом разрядника, второй элект род разрядника соединен С корпусом ускорителя, а поджигающий электрод с источником высоководьТных импульсов коллективный

Иа чертеже изображен ускоритель ионов.

Он содержит источник 1 высоковольтных импульсов, катод 2, Мий из .

ких дисков 3,4 и диэлектрического диска 5, расположённого между ними, разрядников 6 (например, двух), высоковольтные электроды 7 которых соединены с диском 3 анода, а вторые электроды 8 - с корпусом 9 ускорителя. Поджигающий электрод 10 соеДИ Ηθ Н с И СТ очни к ом высоковол ЬТ ных импульсов (на чертеже не показан).

Ускоритель' работает следующим образом

При поступлении на катод 2 высоковольтного импульса от источника 1 электронный пучок,, эмиттируемлй катодом, начинает заряжать диск 4. За 7 счёт емкостной связи между дисками 4 и 3 на диске 3 также устанавливается плавающий потенциал, близкий к потенциалу диска 4 .В результате пробоя по поверхности диэлектрика в центральном отверстии не' происходит (толщина диэлектрического диска выбрана такой чтобы, удерживать полную разность поТёнциалов, возникающую в результате емкостного деления при разряде диска 4 электронами пучка). В мо- мёнт достижения максимальной величины высоковольного импульса на катоде 2 на поджигающий электрод 10 разрядника б (или разрядников) посту’ пает поджигающий импульс, и происходит коммутация разрядников 6. При этом плавающий потенциал электрода 7 ' падает до нуля (коммутация на корпусе ' -'· * μ ускорителя), и диск 5 оказывается под полной разностью в отверстиипо поверхности диэлектрики. При этом генерируется плотная плазма/ служащая источником ионов. При пробое на землю диэлектрического диска 5 высокий по тенциал диска 4 также падает до анод, состоядвух компланарных мёталличес10 ля и электронный пучок проникает в зааиодную область, где формирует крутую потенциальную яму, в которой ускоряются ионы, вытягиваемые из плазмы. ···' ··.··

Благодаря возможности активного управления пробоем по поверхности диэлектрика устройство обладает высокой повторяемостью параметров и повторяемостью генерации ионного пучка. Разброс в срабатывании трехэлектрОдного разрядника составляет!! нсек, а срок службы диэлектрического диска может превышать 100 выстрелов.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Коллективный ускоритель ионов, содержащий источник высоковольных импульсов, оСтрийный катод, иэолирован20 ный от заземленного корпуса дисковый диэлектрический анод с центральным отверстием, отличающийс я тем, что, с Целью увеличения эффективности генерации ионного пучка I за счет активного управления моментом пробоя по поверхности диэлектрика, анод ускорителя заключен между двумя компланарными проводящими пластинами . с центральным отверстием и в устройство дополнительно введен (один или несколько) газовый трехэлектродный разрядник так, что проводящая пластина со стороны, противоположной катоду электрически соединена с одним высоковольтным электродом разрядника, второй электрод разрядника Соединен с корпусом ускорителя, а поджигающий электрод - с источником высоковольтных импульсов.