Перезарядная мишень

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН Ия

Союз Советских

< >459!69

Социалистических

РеспублиК

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.02.72 (21) 1743883/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.06.77. Бюллетень № 23 (45) Дата опубликования описания 25.10.77 (51) М.Кл.з Н 05 Н 7/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.384.6 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Л. Комаров и Г. Л. Саксаганский (71) Заявитель

i(54) ПЕРЕЗАРЯДНАЯ МИШЕНЬ

Изобретение относится к устройствам для перезарядки ионов в ускорителях заряженных частиц, источников ионов и быстрых нейтральных атомов.

Известны перезаряд|ные мишени, в которых инверсия знака заряда ионов осуществляется при взаимодействии ионного пучка со струями .вещества — водорода, па ров воды, цезия:и других. В тандемных ускорителях перезарядка отрицательных ионов происходит при их пролете через канал, в который напускается газ. Для откачки этого газа используется насос, расположенный под высоким потенциалом непосредственно в .высоковольтном кондукторе либо соединенный с последним трубкой из диэлектрика. Перезарядка более мощных пучков происходит п ри их вза имодействии со сверхзвуковыми струями газов или металлических .паров, форми руемых с помощью специальных устройств.

По мере увеличения мощности пучков перезаряженных ионов становятся существенными недостатки,из вестных,перезарядных мишеней, к числу которых относятся необходимость удаления газа,из области мишени, находящейся под высоким потенциалом, что требует сложной электрически изолирован ной системы откачки; значительные потери интенсивности ионного пучка при его перезарядке на сверхзвуковых струях паров металлов; необходимость отвода из области мишени электрической мощности, носителями которой являются рассеиваемая на мишени часть первичного ионного пучка и возникаю щие при перезарядке электронны и другие заряженные компоненты вторичной плазмы.

Цель изобретения — повышение эффективности перезарядки.

Это достигается установкой в корпусе

10 мишени, одна из стенок которой выполнена охлаждаемой, устройств для формирования под углом к ионному пучку как ми нимум д вух струй, вещества которых подобраны так, чтобы осуществлялось физико-химическое связывание,более легких ком,понент (водород, дейтерий) конденсируемой на охлаждаемой стенке тяжелой компонентой, например титаном. Для утилизации электрической энергии рассеянных в зоне перезарядки частиц мишень сна бжена источником напряжения, положительный .полюс которого подключен к устройству, для формирования струи более тяжелого вещества, а отрицательный — к корпусу мишени.

На чертеже схематически показан одич из возможных вариантов предлагаемой мише ни.

В высоковольтном кондукторе 1 закреплен корпус 2 мишени, одна из стенок кото30 рого охлаждается с помощью змеевика 8.

459169

В корпусе установлены устройства 4, формирующие потоки 5 газа, напр имер водорода, ориентированные так, чтобы струи газа падали на охлаждаемую стенку корпуса. Кроме того, IB ко(рпусе установлен испаритель б металла, активно поглощающего газ, например тита на, с насадкой 7, формирующей сверхзвуковую струю 8 металлического пара, также падающую на охлаждаемую стенку корпуса. Испаритель б электрически соединен с положительным электродом источника 9 постоянного напряжения, отрицательный электрод которого электрически соединен с корпусом 2. По ос» корпуса слева направо проходит пучок 10 отрицательных ионов. После обдирки в потоках 5 эти ионы формируют пучок 11 положительных ионов. Высоковольтный кондуктор соединен с ускорительны(ми трубками 12. Внутри корпуса установлены магниты 13.

В предлагаемой мишени осуществляются следующие процессы.

При включении ускорителя с помощью устройств 4 создаются сформированные потоки 5 газа, направленные почти перпендикулярно к пучку 10 отрицательных ионов, вследствие чего происходит их перезарядка и превращение .в пучок 11 положительных ионов. Возникающие при этом свободные электроны, фокусируемые магнитами 18, получают дополнительную энергию от источника 9 и бомбардируют предварительно подогретый ис(паритель б металла,,вызывая ег" разогрев, что приводит к резкому возрастанию скорости испа(рения металла и формированию сверхзвуко(вой струи, которая увеличивает вероятность перезарядки отрицательных ионов. Пары металла:конденсируются на охлаждаемой стенке корпуса, образуя постоянно (возобновляемую металлическую пленку, которая активно сорбирует,падающий на нее газ. В частности, при использовании в испарителе титана и охлаждении стенки до температуры жидкого азота сор(бция водорода на титановой пленке происходит со скоростью (1 — 2) Х 10 л сек/м, что обеспечивает эффективное удаление газа и нормальную работу мишени в целом.

Таким образом, в предлагаемой мишени обеспечивается наиболее выгодный режим р а боты, т. е. перез а рядка осуществляется на газе и частично на паре и характеризуется малым углом рассеяния ионов при одновременном эффективном поглощении этого газ з с помощью струи паров металла, ис(па ряемото

15 за счет энергии зарякенных омпонент вторичной плазмы. Мишень имеет значитель(но меньшие размеры по сравнению с каналом и резко очерченную область перезарядки.

20 Формула изобретения

Перезарядная мишень, выполненная в виде корпуса с каналом для прохождения пучка ионов и средства для формирования струл рабочего вещества, отличающаяся тем, что, с целью l(IQBb(шения эффективности перезарядки, одна из стенок корпуса вы(полнена охлаждаемой, например, с помощью жидкого азота, напротив охлаждаемой стенки под углом к направлению ионного пучка установлены устройст(ва для формирования IIIo край(ней мере двух струй, вещества которых подобраны так, чтобы осуществлялось физикохимическое связывание более легкой компоЗ5 ненты,,например водорода, конденсируемой на охлаждаемой стенке тяжелой компонентой, например титаном, причем мишень снабжена источником .напряжения, положительный полюс которого подключен к устройству фор4((мирования струи более тяжелого вещества, а отрицательный — к корпусу мишени.

459169

Составитель Г. Саксаганский

Редактор Е. Караулова Техред Н. Сметанина Корректор В. Гутман

Заказ 534/1428 Изд. М 79 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»