SU854197A1 - Источник отрицательных ионов - Google Patents

Источник отрицательных ионов Download PDF

Info

Publication number
SU854197A1
SU854197A1 SU802894327A SU2894327A SU854197A1 SU 854197 A1 SU854197 A1 SU 854197A1 SU 802894327 A SU802894327 A SU 802894327A SU 2894327 A SU2894327 A SU 2894327A SU 854197 A1 SU854197 A1 SU 854197A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
gas discharge
negative ions
emission
cathode
cesium
Prior art date
Application number
SU802894327A
Other languages
English (en)
Inventor
Ю.И. Бельченко
Г.Е. Деревянкин
В.Г. Дудников
Original Assignee
Институт ядерной физики СО АН СССР
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 Институт ядерной физики СО АН СССР filed Critical Институт ядерной физики СО АН СССР
Priority to SU802894327A priority Critical patent/SU854197A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU854197A1 publication Critical patent/SU854197A1/ru

Links

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

ИСТОЧНИК ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ , содержащий газоразр дную камер с, эмиссионной щелью в стенке и газо разр дной  чейкой с устройством подачи рабочего вещества и цези , отличающийс  тем,что, с целью увеличени  ресурса работы, повышени  устойчивости режимов с эффективной генерацией  рких пучков отрицательных ионов и упрощени  конструкции источников, газоразр дна   чейка образована стенкой газоразр дной камеры с эмиссионной щелью, котора  служит анодом, и катодом, который выполнен из тугоплавкого металла и имеет на торце, расположенном против эмиссионной щели, углубление в виде канавки с полуцилиндрической поверхностью, ось которой совмещена с эмиссионной щелью.

Description

Изобретение относитс  к технике получени  пучков ускоренных частиц и предназначено дл  получени  пучков отрицательных ионов, главным образом пучков отрицательных ионов изотопов водорода с высокой  ркость пучка дл  ускорителей. Известны источники дл  получени  пучков отрицательных ионов, в которых используетс  добавление цези  в газоразр дные камеры источников. Проведенными исследовани ми уста новлено, что обнаружейное увеличение скорости образовани  отрицатель ных ионов при добавлении цези  в, газоразр дную камеру обусловлено интенсификацией поверхностно-плазменного механизма генерации отрицательных ионов - образовани  отрицательных ионов при бомбардировке интенсивными потоками частиц газоразр дной плазмы поверхности электр дов газоразр дной  чейки за счет захвата электронов из электродов на уровни электронного средства распыленных и отразившихс  частиц рабочего вещества. Интенсификаци  поверхностно-плазменного механизма генерации отрицательных ионов обусловлена увеличением в сотни раз веро ткости ухода распьшенных и отразившихс  частиц с поверхности в вид де отрицательных ионов при уменьшении работы выхода электродовза счет адсорбции подаваемого цези .Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  источник отрицательных ионов, содер жащий газоразр дную камеру с эмисси онной щелью в стенке и газоразр дно  чейкой с устройством подачи рабоче вещества и цези . Эффективна  генераци  пучков ионов Н с высокой  ркостью обеспечиваетс  только в сравнительно узко диапазоне режимов работы этих источ ников, что требует тщательной оптимизации параметров и затрудн ет управление. Целью изобретени   вл етс  увели чение ресурса работы, повьш1ение уст чивости режимов с эффективной генерацией  рких ; пучков отрицательных ионов и. упрощение конс-Ррукции источ ника.. Дл  этого в источнике отрицатель ных Ионов, содержащем газоразр дную камеру с эмиссионной щелью в стенке и газоразр дной  чейкой с устройством подачи рабочего вещества и цези , газоразр дна   чейка образована стенкой газоразр дной камеры с эмиссионной щелью, котора  служит анодом, и катодом, который выполнен из тугоплавкого металла и имеет на торце, расположенном против эмиссионной щели, углубление в виде канавки с полуцилиндрической поверхностью, ось которой совмещена с эмиссионной щелью . Дл  источников с одной эмиссионной щелью оптимальна  глубина канавки 2 мм, ширина 4 мм. По направлению дрейфа электронов в скрещенных пол х канавка прерываетс , не доход  до кра  катода, а с противоположной стороны на входе канавки с торца катода делаетс  углуб- ление до облегчени  зажигани  разр да . В это углубление подаетс  газообразное рабочее вещество и пары цези . При такой конфигурации электродов газоразр дной  чейки обеспечиваетс  зажигание и устойчивое горение сильноточных тлеющих разр дов без флуктуации параметров плазмы, обеспечивающих эффективную генерацию пучков отрицательных ионов с высокой  ркостью, в более широком диапазоне изменени , магнитного пол , подачи рабочего вещества и цези , чем в других источниках отрицательных ионов, а конструкци  в целом обеспечивает более надежную работу источника. На фиг. 1 изображен источник отрицательных ионов; на фиг. 2 разрез А-А фиг.1. Источник состоит из корпуса газоразр дной камеры 1 с выемкой дл  катода и эмиссионной щелью 2 в тонкой стенке газоразр дной камеры, массивного катода 3, укрепленного в выемке корпуса 1 через изол тор 4.. Полный катод образован канавкой с прлуцилиндрической поверхностью 5 на торце катода, примыкающем к эмиссионной щели. В катоде и аноде проделаны каналы 6 дл  подачи рабочего вещества и подачи цези  из контейнера 7. В катод и в корпус газораз р дной камеры впа ны трубки 8 и 9 дл  охлаждающего агента. Газоразр дна  камера электрически изолирована от основа1 и  10 с извлекающим электродом 11, полюсами магнита 12 и окном 13 дл  пучка отрицательных . ионов 14. Источник работает следующим образом. В газоразр дную  чейку по каналу 6 в катоде или аналогичному каналу в аноде подаетс  газообразное рабочее вещество, а из кон тейцера 7 - пары цези . Между катодом 3 и корпусом газоразр дной камеры Г прикладываетс  напр жение, поджигающее и поддерживающее разр д При достаточно малых зазорах (0,5-1мм между катодом и анодом разр д локали зуетс  в полуцилиндрической канавке примыкающей к эмиссионной щели 2 .При глубине канавки 2 мм сильноточный тлеющий разр д, генерирующий отрицательные ионы, зажигаетс  и без магнитногоПОЛЯ, но без магнитного пол  вместе с отрицательными ионами извлекаетс  интенсивный поток сопутствующих электронов, который формируетс  в пучок. В этом режиме из источника можно получать интенсивные пучки ускоренных электронов. Дл  запирани  сопутствующих электро нов полюсами магнита 12 создаетс  магнитное поле, замагничивающее электроны. За счет уменьшени  подвижности электронов поперек магнитного пол  уменьшаетс  скорость их продвижени  через эмиссионную щель и они успевают уйти на стенки эмиссионной щели вдоль магнитного пол , тогда как отрицательные ионы с много большими ларморовскими радиусами . проход т через эмиссионную щель сво бодно. В присутствии магнитного пол  электроны разр да дрейфуют вдоль канавки. Дл  предотвращени  проникновени  электронов на изол тор 4 канавка прерываетс  до ее выхода н край катода, к которому дрейфуют электроны, а изол тор экранирован от остающегос  потока плазмы лабири том. Дл  облегчени  зажигани  разр  противоположна  часть канавки углуб лена и именно в эту область подаетс рабочее вещество и цезий. Цезий ионизируетс  в разр де и переноситс  на рабочую поверхность катода в виде ионов. За счет адсорб ции цези  уменьшаетс  работа выхода и увеличиваетс  коэффициент вторичн ионно-электронной эмиссии катода. При этом напр жение разр да в водороде уменьшаетс  q 600 до 100 В. Одновременно увеличиваетс  коэффициент вторичной эмиссии отрицатель74 ных ионов с катода, бомбардируемого быстрыми ионами. Образовавшиес  отрицательные ионы ускор ютс  прикатодным падением напр жени  между катодом и плазмой. Ускоренные отрицательные ионы фокусируютс  полуцилиндрической поверхностью канавки на эмиссионную щель 2. Однако при движении через плазму при больших токах разр да часть отрицательных ионов успевает разрушитьс  и они преобразуютс  в поток ускоренных атомов, которые бомбардируют стенки, эмиссионные щели и прилегающие стенки анода. За счет адсорбции цези  работа выхода этих поверхностей также уменьшаетс , а коэффициент вторичной эмиссии отрицательных ионов увеличиваетс , так что и с этих поверхностей эмиттируетс  интенсивный поток отрицательных ионов, формируемый в .пучок Поток отрицательных ионов, проход щий -через эмиссионную щель, ускор етс  высоким напр жением, приложенным между корпусом газоразр дной камеры 1 и пластинами выт гивающего электрода 11, и формируетс  в пучок 14. Через эмиссионную щель выходит и поток ускоренных атомов рабочего вещества, образовавшихс  за счет разрушени  в плазме разр да ускоренных отрицательных ионов. Предлагаемый источник обеспечивает генерацию направленного потока ускоренных атомов с энергией, определ емой напр жением разр да, и эмиссионной плотностью потока до нескольких эквиваентных ампер на 1 см. При достаточном потоке цези  тлеющий разр д в водороде горит без регистрируемых флуктуации напр жени  и тока разр да при изменении напр женности магнитного пол  в области газоразр дной  чейки от О до 10 Э. Дл  предотвращени  выхода потока сопутствующих электронов через эмиссионную щель с толщиной стенок 1 мм и шириной 0,5 мм достаточно магнитного пол  с напр - жением 200 - 300 Э. Исследованные образцы поверхностно-плазменных источников предлагаемой конструкции обеспечивали получе- ние импульсных пучков Н с интенсивностью до 175 мА при размерах эмиссионной щели 0,3 X 10 мм . При выкючении магнитного пол  получались пучки электронов.с интенсивностью

Claims (1)

  1. ИСТОЧНИК ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ, содержащий газоразрядную камеру с эмиссионной щелью в стенке и газо- разрядной ячейкой е устройством подачи рабочего вещества и цезия, отличающийся тем,что, с целью увеличения ресурса работы, повышения устойчивости режимов с эффективной генерацией ярких пучков отрицательных ионов и упрощения конструкции источников, газоразрядная ячейка образована стенкой газоразрядной камеры с эмиссионной щелью, которая служит анодом, и катодом, который выполнен из тугоплавкого металла и имеет на торце, расположенном против эмиссионной щели, углубление в виде канавки с полуцилиндрической поверхностью, ось которой совмещена с эмиссионной щелью.
SU802894327A 1980-03-14 1980-03-14 Источник отрицательных ионов SU854197A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802894327A SU854197A1 (ru) 1980-03-14 1980-03-14 Источник отрицательных ионов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802894327A SU854197A1 (ru) 1980-03-14 1980-03-14 Источник отрицательных ионов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU854197A1 true SU854197A1 (ru) 1986-01-07

Family

ID=20882818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802894327A SU854197A1 (ru) 1980-03-14 1980-03-14 Источник отрицательных ионов

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU854197A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005048286A1 (fr) * 2003-11-14 2005-05-26 Mikhail Antonovich Parfenenok Source de faisceaux d'ions
WO2013116787A1 (en) * 2012-02-01 2013-08-08 Muons, Inc. Method and apparatus for lifetime extension of compact surface plasma source (csps)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ргос. Simp. Production and Neofraliration of Negative Hydrogen Fons and Beams, BNL 50727, № 4, Бельченко Ю.И. и др. Журнал технической физики, 45, 68, 1975. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005048286A1 (fr) * 2003-11-14 2005-05-26 Mikhail Antonovich Parfenenok Source de faisceaux d'ions
WO2013116787A1 (en) * 2012-02-01 2013-08-08 Muons, Inc. Method and apparatus for lifetime extension of compact surface plasma source (csps)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4163151A (en) Separated ion source
Gavrilov et al. Development of technological sources of gas ions on the basis of hollow-cathode glow discharges
US4122347A (en) Ion source
JPS63276858A (ja) イオンビーム発生装置
US3955091A (en) Method and apparatus for extracting well-formed, high current ion beams from a plasma source
US3315125A (en) High-power ion and electron sources in cascade arrangement
US4412153A (en) Dual filament ion source
US5078950A (en) Neutron tube comprising a multi-cell ion source with magnetic confinement
RU2208871C1 (ru) Плазменный источник электронов
SU854197A1 (ru) Источник отрицательных ионов
US3610985A (en) Ion source having two operative cathodes
Lejeune Theoretical and experimental study of the duoplasmatron ion source: Part II: Emisive properties of the source
US4939425A (en) Four-electrode ion source
TW373244B (en) Ion source block filament with labyrinth conductive path
Oks et al. Upgrade of a vacuum arc ion source using a strong pulsed magnetic field
Belchenko et al. Negative hydrogen ion production in the hollow cathode Penning surface‐plasma source
SU1187623A1 (ru) Источник ионов
RU170029U1 (ru) Устройство для создания потока металлической плазмы
Leung Research and development of H− ion sources
SU865043A1 (ru) Многоканальный источник ионов
SU818366A1 (ru) Источник ионов
JPS594045Y2 (ja) 薄膜生成用イオン化装置
Keller First results with ELSIRE—a reflex ion source for singly charged heavy ions
SU908193A1 (ru) Источник ионов
SU1294189A1 (ru) Ионный источник