Способ получения отрицательных ионов

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬ НЫХ.ИОНОВ, по авт.св.. If 8l836i), о т ли ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения плотности извлекаемого ионного тока, осуществляют нагрев стенки с эмиссионным отверстием до температуры, превышающей температуру диссоциации молекул водорода на материале cfeнки,

(f9) (! I) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И Н

РЕСПжЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ }КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ}

К АЬТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f (61) 818365 (21) 3341320/2 (22) 2. }.О".}.81 (ч6) 07.05.92. Ьюл. }} 17 (72) Н.ф,Лазарев (53) 621.385(088.8) .(56) Авторское свидетельство СССР

И 81836), кл. Н 01 J 27/02, заявка .

1„ }81 .

Изобретение относится к области плазменных источников ионов и может . быть использовано при конструировании источников отрицательных ионов.

Известен способ получения отрицательных ионов по авт.св. h 81836>, включающий ввод предварительно диссо" циировэнного водорода в плазму газо" разрядного источника вблизи эмиссионного отверстия и возбуждение атомов водорода воздействием фотонов или электронов с энергией, превышающей энергию диссоциации, но меньшей энергии ионизации атомов водорода .

Недостатрк указанного способа зак» лючается в том, что часть введенных атомов исходного вещества вблизи эмиссионного отверстия ассоциируется в молекулы на поверхности стенки источника„ примыкающей к эмиссионному отверстию. Это обстьятельство не по3воляет повысить плотность извлекаемого тока отрицательных ионов и увеличить газовую экономичность, (i1) 5 Н 01 J 27/24 Н 01 J 27/Oi

2 ()4) (7) С!1ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ, rio авт.св, N 818365, отличающийся тем, что, с целью повышения плотности извлекаемого ионного тока, осуществляют нагрев стенки с эмиссионным отверстием до температуры, превышающей температуру диссоциации молекул водорода на материале с1енки.

Целью изобретения является повышение плотности извлекаемого ионного тока.

Указанная цель достигается тем, что в способе получения отрицательных ионов, включающем ввод предварительно диссоциированного водорода в плазму газоразрядного источника вблизи аеай эмиссионного отверстия и возбуждение атомов водорода воздействием фотонов Ю или электронев с энергией, превышаю- - Дь щей энергию диссоциации, но меньшей фь энергии ионизации атомов водорода, осуществляют нагрев стенки с эмиссион- (0 ным отверстием до температуры, превы-. шающей температуру диссоциации моле" кул водорода на материале стенки. >

Сущность способа заключается в том, что при нагреве поверхности К) стенки камеры, включающей эмиссионное отверстие и обращенной внутрь камеры с исходным веществом, до температуры, при которой происходит диссоциация молекул исходного вещества, соотно"

i åäà ктор Е. Гир инс кая

Техред M.Èîðãåíòàë Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2433 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и .открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,10f

104418 шение количества атомов исходного ве" щества к количеству молекул вблизи экстрагирующего отверстия .увеличивается, что приводит к,увеличению количества оЬразующихся отрицательных ионов в указанной области.

П редложенный способ э ксперимент ал ьно опробован, при этом анализ отрицательных ионов по массе и энергии был .проведен с помощью масс"спектрографа с одинарной фокусировкой. В газоразрядном источнике отрицательных ионов ипа уноплазмотрон, анод с эмиссионным отверстием был выполнен из вольфрамовой пластинки толщиной 0,0 мм, которая нагревалась разрядом за счет электронов, ускоренных в двойном электрическом слое, возникающем у отверстия диафрагмы. 20

При нагревани центральной части поверхности анода с эмиссионным отверстием, количество отрицательных ионов водорода увеличивается, а в массэнергетическом спектре Н, появляется дополнительная группа отрицательных ионов Н, с минимальной энергией, что указывает на оЬразование группы

Н непосредственно у поверхности

1 анода, Эксперименты показали, что упомянутая группа Н появ-!. ляется в масс-энергетическом .спектре только в случае нагрева поверхности анода до темпера ryp выше 2000 С. При этом была получена высокая плотность тока отрицательных ионов водорода Н„ 3S до 2,5 А/см

Образование отдельной группы отрицательных ионов водорода Н1;, обус ловленной нагревом поверхности анода, включающей эмиссионное отверстие, яв- о ляется существенным дополнительным вкладом в общее количество извлекаемых отрицательных ионов, поскольку йз при4 анодной оЬласти, примыкающей к эмиссионному отверстию, поступает большое количество отрицательных ионов Н

1 .за счет провисания вытягивающего электрического поля и за счет потока газа, обусловленного разностью давле1 ний газа в ионизационной камере и камере формирования пучка. Эмиссионное отверстие одновременно служит и для сооЬщения объемов камер с содержанием газа или пара при различных давлениях.

Эмиссионное отверстие может быть. выполнено в одном из электродов источника ионов, одновременно выполняющего роль стенки, ограничивающей камеру с исходным веществом, или ее электрода.

Операцию по нагреву поверхности стенки камеры с эмиссионным отверстием можно проводить путем омического нагрева при пропускании через него электрического тока, путем теплопередачи теплового излучения от нагретого тела, путем нагрева электромагнитным излучением путем бомбардировки поверхности частицами и другими возможными способами.

Использование изобретения позволя" ет повысить плотность извлекаемого ионного тока . !

В настоящее время имеются экспери- . ментальные подтверждения увеличения . количества отрицательных ионов водо" рода при нагреве части поверхности анода с эмиссионным, отверстием до температуры 2400 С. Если окажется, что нагрев части стенки камеры с эмиссионным отверстием увеличивает количество отрицательных ионов и дру" гих веществ, то способ может Ьыть распространен и на получение отрицательных ионов других веществ.