Инжектор многозарядных ионов

Инжектор многозарядных ионов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ИНЖЕКТОР МНОГОЗАРЯДНЫХ ИОНОВ по авт.св. 324938, отличающийся тем, что, с целью расширения функц1 ональных возможностей за счет выделения ионов определенной зарядности и энергии, в него дополнительно введены запирающая сетка, изолированная от выводного канала экранирующей сеткой, и система подачи импульсов напряжения на запирающую сетку, содержащая полупрозрачное зеркало, расположенное на пути излучения квантового генератора и оптически связанное с фотоприемником , подключенным через линию задержки к управляемому блоку питания, соединенному с запирающей сеткой.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Н 05 Н 7/00

ГОСУДАРСТВЕ ННОЕ П AT Е Н ТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ-К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 324938 (21) 3654358/21 (22) 05.09.83 (46) 15,03,93. Бюл. М 10 (72) Ю.Я.Лапицкий, К.И.Кречет и А.В.Шумшуров (56) Авторское свидетельство СССР

М 324938, кл. Н 01 J 37/08, 1969. (54) (57)ИНЖЕКТОР МНОГОЗАРЯДНЫХ . ИОНОВ по авт.св. 324938, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью расширения функциИзобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано на ускорителях заряженных частиц прямого действия или на ускорителях резонансного типа.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей инжектора эа счет выделения ионов определенной зарядности и энергии.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 — распределение ионов по скоростям, Инжектор многозарядных ионов содержит оптический квантовый генератор ОКГ 1, оптически связанные с ним фокусирующую линзу 2, вакуумное окно 3 для пропускания сфокусированного излучения в источник ионов 4, твердую мишень 5, расположенную в источнике ионов, выводной канал 6 для сопряжения источника с дрейфовым каналом, дрейфовый канал 7, расположенный между источником ионов и запирающей сеткой 8, экранирующую сетку 9, выходной канал 10, служащий для сопряжения с ускорительной системой, систему синхронного питания запирающей сетки, содержа,, 5Ы, 1145902А2 ональных возможностей за счет выделения ионов определенной зарядности и энергии, в него дополнительно введены запирающая сетка, изолированная от выводного канала экранирующей сеткой, и система подачи импульсов напряжения на запирающую сетку, содержащая полупрозрачное зеркало, расположенное на пути излучения квантового генератора и оптически связанное с фотоприемником, подключенным через линию задержки к управляемому блоку питания, соединенному с запирающей сеткой. щей полупрозрачное зеркало 11, оптически связанный с ним фотоприемник 12, регулируемую линию 13 задержки, электрически связанную с фотоприемником, управляемый блок 14 питания запирающей сетки, электрически связанный с регулируемой линией задержки.

Предложенное устройство работает д следующим образом, излучение ОКГ 1. пройдя через полупрозрачное зеркало 11, д фокусирующую линзу 2 и входное окно 3, фокусируегся на твердой мишени 5, расположенной в источнике 4. Под действием это- 0

ro излучения на поверхности мишени С образуется лазерная плазма, состоящая из )Я ионов и электронов (при плотности потока лазерного излучения выше критической, например, для СО2-лазера критическая плот- 3 ность потока излучения составляет q = 10

Вт/см для мишени из свинца Pb 08). Возник2 шие при облучении мишени ионы интенсивно вылетают с поверхности мишени в виде плазменного факела. При этом ионы разных зарядностей имеют различные распределения по скоростям благодаря явлению ускорения ионов горячими электронами в плазменном

1145902 факеле (на фиг.2 приведено распределение по скоростям ионов свинца различных зарядностей при облучении излучением (Орлаэера с плотностью потока 10 Вт/см }.

1О

При дальнейшем разлете ионов в дрейфовом канале 7 длиной L происходит временное разделение ионов различных зарядностей благодаря наличию сдвигов максимумов распределений ионов разных эарядностей по скоростям. Так, например, скорость максимума распределения ионов свинца с зарядом Z = 1 равна V> = 1,3 10

6 см/с, а скорость максимума распределения ионов с çàðÿäîì Z 7 равна Vi 5 10 см/с. б

Тогда по выходе из дрейфового канала максимальное количество ионов с зарядностью

Z - -1 будет через ц - L/Ч с, а максимальное количество ионов с Z = 7 через ty - L/Чт с, т.е, разница во времени составит Лт1,7 =- L (1/v -1/v7j.

Таким образом, если поставить на выходе из дрейфового канала запирающую сетку, на которую подано положительное запирающее напряжение больше, чем

El/Zìçêñå (энергия ионов, деленная на заряд любых ионов), и снимать запирающее напряжение в момент прихода к ней максимума ионов определенной зарядности на время прохода этого максимума, т о на выходе выходного канала получим пучок ионов определенной зарядности и энергии. Чтобы исключить влияние запирающего потенциала на свободный разлет ионов в дрейфовом канале, которое приведет к такому смещению максимумов распределений ионов по скоростям для разных зарядностей, что станет абсолютно невозможным разделить ионы по зарядам и скоростям, установлена экранирующая сетка 9.

Сигнал управления на блок питания запирающей сетки снимается с полупрозрачного зеркала 11 и поступает в фотоприемник 12, формирующий электрический импульс, который через регулируемую линию 13 задержки, осуществляющую необходимый сдвиг во времени между моментом образования плазменного факела и моментом прилета максимума ионов нужной зарядности к запирающей сетке. В момент прилета максимума ионов нужной зарядности к запирающей сетке с линии задержки приходит сигнал синхрони15 эации на управляемый блок питания запирающей сетки, который снимает запирающее напряжение на время пролета .ионов нужной зарядности и энергии.

Таким образом, введение в устройство

2" дрейфового канала, запирающей сетки, системы синхронного питания запирающей сетки выгодно отличает инжектор от прототипа„являющегося также базовым образцом„так как позволяет расширить функциональные воэможности данного устройства путем выделения ионов определенной эарядности и энергии.

В реэульгате изменяется величина паразитнога тока ионов от инжектора в 20 — 30 раз, по сравнению i: базовым образцом, что позволяет довести величину тока ускорителя до 0,2 А при заданной эарядности без перегрузки ускорителя. Это снижает расходы на разработку и совершенствование ускорительных устройств., рассчитанных на большие входные токи (5 — 10 А), 1145902

f0

Составитель l0.Лапитцкий

Техред M.Moðãåíòàë Корректор А.Козориз

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1958 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб„ 4/5