Источник ионов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 528815

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ (61} Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.

Н 01 У 37/08 (22) Заявленс 29.12,75 (21) 2199301/25 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано05.06.77,Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 03.08.77 (53) УДК621.384,6 (088. 8) t (72, Авторы изобретения

И. И. Левинтов, И. М. Капчинский, В. А. Баталии, М. А. Кожушнер, IO. П. Козырев и Ю. А. Быковский (71) Заявите )ь (54) ИСТОЧНИК ИОНОВ

Изобретение относится к ускорительнои технике, а именно к источникам поляризованных HoEIOB, Известные источники поляризованных ионов используют метод поляризации агомного пучка с последующей er о ионизацией(11.

Основным недостатком источников, реализующих этот принцип, является низкая интенсивность пучка поляризованных ионов, а также значительная сложность как само- Ið го принципа получения и формирования поляризованного ионного пучка, так и сложность конструкции и эксплуатации источника.

Известны устройства для поляризации 1к ядер (21, состоящие иэ СВЧ резонатора, криостата и магнита. Мишень из твердого вещества, содержащего электроны с неспаренными спинами, охлаждается до темперао туры порядка 1 К, помещается в сильное gp магнитное поле и подвергается воздействию

СВЧ поля, вызывающего энергетические переходы.

Известен также источник ионов, позволяющий получать импульсные пучки ионов

2 большой интенсивности (31. Этот источник состоит из лазера, системы, фокусирующей лазерный луч, мишени и системы формирования пучка ионов. Импульс лазерного излучения, сфокусированный на мишени, превращает часть вещества мишени в плазму, и< ны которой используются для формирования ионного пучка.

Поляризация в пучках ионов, получаемых в укаэанных устройствах, равна нулю.

Uem изобретения — получение поттяризации пучков ионов повышенной интенсивности.

3ro достигается за счет введения в источник ионов устройства для поляризации ядер и расположения в нем мишени.

На чертеже приведен один из вариантов выполнения данного источника ионов.

Источник ионов состоит из поляризуемой мишени 1, помещенной в устройство 2, создающее и поддерживающее в seutecrae мишени поляризацию ядер, линзы 3, генератора излучения (например лазера ) 4 и системы 5 формирования ионного гока, Работа ионного источника осуществляется следующим образом.

528815

При облучении мишени 1, помещенной е устройство 2, создающее и поддержива ющее в веществе мишени поляризацию ядер импульсом сфокусированного соот етствующей оптикой 3 излучения лазера 4 достаточной мощности, образуется плазма с первоначальной плотностью порядка плот.ности твердой мишени с температурой (10 ) К. Этот сгусток расширяется в вакуум и часть ионов, пройдя устройство 5 для формирования ионного импульса, попадает в ускоряющую систему 6.

Для успешного получения поляризационных ионов необходимо, чтобы время пребывания ионов в плотной плазме было существенно меньше, чем время протонной спинновой релаксации. Время приготовления

-8 плазмы 10 сек, время разлета сгуста с

4 о -4

Т =(10 ) К до плотности 10 or перво-8 начальной составляет также 10 сек. Скорость релаксации определяется сверхтонким взаимодействием протонов со свободными электронами. При учете только контактного взаимодействия можно получить следующую зависимость времени релаксации от плотности и температуры плазмы: l2 КР

2 С

q те аj е ".е <кт ) "

1Г >Е

- 1Д е где и у„, — гиромагнитные отношения электрона и протона соответственно; п - масса электрона; е — потенциал ионизация водорода;

-з. — плотность, см о

7 - температура, К;

Для Ие 10 см, T(10 ) K

-ь получаем Г = 10 сек.

Таким образом в рабочих диапазо нах параметров плазмы время прогонной спинновой релаксации на несколько порядков превышает время существования плотной плазмы.

Использование поляризованной мишени в качестве материала для получения плазмы в лазерном источнике . ионов позволя ет получать пучки ионов с поляризацией в пучке, близкой к 100% и с интенсивноЦ стыр порядка 10;частиц в импульсе.

Формула изобретения

lfi

Источник ионов, содержащий генератор излучения, например лазер, систему фокусировки излучения, мишень и систему формирования ионного пучка, î r л и ч а ю—

2О шийся тем, что, с целью получения поляризованного пучка ионов повышенной интенсивности, источник содержит устройство для поляризации, ядер, в котором расположена мишень.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Плис Ю. A., Сороко Л, M. Современное состояние физики и техники получения пучков поляризованных частиц, УФН; 107, ЭО вып. 2, 1972, с, 281.

2. Джеффрис К. Динамическая поляризация ядер, М., "Мир", 1956 ., 3. Ананьин О. Б., Быковский Ю. A., 35

Дегтяренко Н. H., Козырев Ю, П., Сильнов С. М., Шарков.Б, Ю. Получение ядер углерода и алюминия в лазерном источнике многоразрядных ионов. Письма в

ЖЭТФ, 16, 1972, с. 543.

ПНИИПИ Заказ 1725/163

Тираж 976 Подписное

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