Сильноточный ускоритель ионов

Сильноточный ускоритель ионов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

708943

СФЩЗ СОВ4тсиик

Сециапистичасииа рес ублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено03.05.78. (21) 2611319/18-25 с присоединением заявки Рй(23) Приоритет—

Опубликовано 07.11.82 Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 29.12.82

{53)М. Кл.

Н 05 Н 5/00 вааударстмваьй камктвт СССР аа лвааи кзабрвтвнкй и аткритий (53) УДК621.384.6(088. 8) (72) Автор изобретения

Г И. Долгачев (7!) Заявитель (54) СИЛЬНОТОЧНЫЙ УСКОРИТЕЛЬ ИОНОВ

Изобретение относится к ускоритель - ной технике, может быть применено для получения сильноточных (десятки кА) ионных пучков с энергией до нескольких

МэВ и длительностью до нескольких

< мкс.

Известны сильноточные ускорители ионов, содержащие источник питания, анод и катод со взрывной эмиссией

Г1 3, в которых под действием электронной бомбардировки на аноде образуется ипазма, с поверхности которой ионы ускоряются к катоду.

Недостатки таких ускорителей — малая длительность пучка, ограниченная . временем закоротки диода плазмой, и большие потери энергии, вызванные протеканием в диоде больших электронных токов.

Известен ускоритель Г2 3, содержащий импульсный источник питания, соединенный с диодом, анод которого покрыт материалом, содержащим элемент, ионы которого предполагается ускорять.

Недостатки данного ускорителя— малая длительность ионного тока (изза закоротки диода плазмой) и потеря энергии на электронный пучок. Кроме того, для такого ускорителя требуется высоковольтный импульсный источник питания с низким внутренним сопротивлением, что представляет сложную техническую задачу .

1О

Бель изобретения — увеличение длительности ионного тока, уменьшение электронного тока, шунтирукацего ионный и усиление энергии, передаваемой от источника ионному пучку.

Бель достигается тем, что последовательно с диодом включена катушка для создания ма нитного поля, соосная . аноду и катоду. Катушка составлена из двух частей, включенных навстречу

20 дру1 дру| У.

На фиг. 1 и 2 представлены два варианта схемы ускщжтеля.

Ускоритель включает в себя последовательно соединенные импульсный ис3 10М4й

ФО точник 1 питания, катушку 2 магнитного поля, диод, состоящий из соосных анода

3 и катода 4, разделенных зазором.

Анод имеет разрезы (вдоль оси), благодаря чему создаваемое катушкой магнитное поле проникает в ускоряющий зазор.

Материал анода. содержит элемент, ионы которого предполагается ускорять. Поверхности катода 8 анода параллельны силовым линиям 5 магнитного поля, создаваемого катушкой в ускоряющем зазоре диода..

При подаче импульса напряжения на диод с катода начинается взрывная эмиссия электронов, которые бомбардируют анод и образумг на нем плазму.

С поверхности этой плазмы в сторону катода ускоряются ионы 6. С ростом тока в его зазоре растет поперечное маг нитное поле (создаваемое катушкой 2), рф которое снижает электронный ток диода.

Катушка магнитного поля должна иметь достаточное количество витков, чтобы при протекании по ней ионного тока, определяемого первеансом диода и величи- 2$ ной напряжения, величина создаваемого ею магнитного поля бала больше критической, при которой электроны не попадают на анод. Сокращение зазора в результате движения приэлектронных плазм ур приводит к росту ионного тока и поперечного поля в зазоре. С ростом магнитного поля замедляется движение плазм и уменьшается расстояние, на которое способны отойти от катода электроны.

3$

В результате нарастает длительность ионного тока и полностью подавляется электронный ток.

Лля уменьшения индуктивности катушки и падающего на ней напряжения ка- 4О тушку выполняют так, чтобы магнитное поле создавалось в минимальном обьеме, r.е. только в ускоряющем. зазоре. Для этого, например, (см.фиг. 2), катушку можно разбить на две части 2 и 7, включенные навстречу друг другу, тaK чтобы создаваемые ими магнитные поля складывались в ускоряющем зазоре диода и вычитались в остальном пространстве.

Можно еше больше снизить индуктивность катушки, применяя магнитные поля постороннего источника при критической величине этого поля, т.е. при такой максимальной величине, когда электроны с катода еще попадают на анод. Схема ускорителя позволяет также получать параллельные пучки ионов, если катод и анод расположить у торца катушки так, чтобы их поверхности были пер ендикулярны ее оси

Предлагаемая схема ускорителя позволяет увеличить длительность ионного тока, запереть электронный ток в диоде и устранить связанные с ним потери энергии. Кроме того, в схеме возможно применение источника питания практически с любым внутренним сопротивлением.

Ф ормул а из о бре гения

1- Сильноточный ускоритель ионов, содержащий импульсный источник питания, соединенный с диодом, анод которого покрыт материалом, содержащим элемент, ионы которого предполагается ускорять, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения длительности

I ионного тока и уменьшения электронного тока, шунтирующего ионный, последовательно с диодом включена катушка для создания магнитного поля, соосная катоду и аноду.

2. Ускоритель по п. 1, î r л и ч а— ю ш и и с я тем, что, с целью усиления энергии, передаваемой or источника ионному пучку, катушка составлена из двух частей, включенных навстречу друг другу.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 436406. кл. Н 01 Ю 3/04, 1974.

2.Р б,Реч. е Н,, 37, № 23, 1976, с. 1543-1546 (прототип).

Составитель Е. Медведев

Редактор Л. Письман Техред О. Непе Корректор E. Рошко

Заказ 10471/3

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскм наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4