Источник ионов
ОП МЧАНИЕ
И ЗОБРЕ ТЕН ИЯ
Союз Советских
Социалистических
Р Н 01 3 37/08 Государственный камнтет Совета Министров СССР па делам иэооретений и открытий (53) УДК 621.384. ,637 (088.8) О. А,,Лаврентьев, H. Н. Саппа и В. А. Сидэркин (72) Авторы изобретении (71) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ИОНОВ Изобретение относится к технике получения пучков заряженных частиц и может быть использовано для создания устройств инжекции термоядерных систем. Известно устройство (1), состояшее из камеры, дискового отражательного электрода, плоского катода, двух плоских анодных сеток и вытягиваюшего сеточного электрода. За счет ионизации газа в разрядном промежутке образуются ионы, которые затем 10 извлекаются из области разряда вытягиваюшим электродом. Недостатком известного устройства является низкая плотность выходногD ионногD тока. Прототипом изобретения является устрой- 15 ство (2f, содержашее вакуумную камеру, расположенные внутри нее сеточные вытягиваюшие электрэды и цилиндрический отражательный электрод, внутри которого и соосно с ним расположены катод, состоящий из нитей, 20 направленных по образуюшим цилиндрической поверхности, и анод. Образованные в эбласти иэнизации ионы ускэряются сеточным вытягиваюшим электродом и далее направляются в установку, инжектрром которой служит источник ионэв. Недэстатком известного устройства является TD, что в нем выход ионов ограничен попаданием электронов на анод, выполненный в виде сетки. Uem изэбретения — увеличение выхода иэнэв, Это достигается тем, что анод выполнен в виде четного числа проводников, направленных по эбразуюшим цилиндрической поверхности напротив шелей, образованных нитями катода, причем проводники подключены к источнику тока (навстречу друг другу), а вытягиваюшие электроды установлены в торцах отражательного электрода. На чертеже показаны прэдэльиое и поперечное сечения источника ионов. В вакуумной камере 1 внутри цилиндрического отражательного злектрэда 2 и соосно с ним последовательно установлены катод 3 в виде нитей, расположенных по образук шим цилиндрической поверхности, и анод 4, выполненный в виде четногэ числа проводников, расположенных пэ эбразуюшим цилиндрической поверхности напротив щелей, образованных нитями катода, причем четные:.и не547873 четные проводники подключены навстречу друг другу к источнику тока. В торцах отражательного электрода расположены вытягиваюшие сеточные электроды 5. Источник ионов работает следующим обра- 5 зом. Когда в камере 1 устанавливается вакуум ниже 10 торр, производят напуск рабо10 чего газа, например водорода. На анод 4- подается положительный относительно катода 3 потенциал, равный по величине напряжению, необходимому для ускорения электронов до заданной энергии. Отражательный электрод И 2 находится под потенциалом катода. На вытягивающие электроды 5 подается отрицательный относительно катода потенциал. По четным и нечетным проводникам, образующим анод, пропускают ток в противоположных направлениях, при этом вблизи анода создается мультипольное магнитное поле, зашишаюшее анод от попадания на него электронов. При нагреве катода, который может быть изго. товлен из тонких вольфрамовых нитей, катод эммитирует электроны. Разностью потенциалов между катодом и анодом электроны ускоряются и попадают в область ионизации, ограниченную анодом. Отражаясь магнитным полем проводников, либо, для электронов, прошедщих через магнитные шели, потенциалом катода, электроны совершают многократные колебания в области ионизации. Осциллируя в этой области, электроны ионизуют рабочий газ. Полученные оионы вы-Зь тягиваются из источника вытягивающими электродамии. Число актов ионизации, производимых электронами, а следовательно, и величина ионного потока из источника, работаюшего при низких давлениях рабочего газа, прямо пропорционально зависит DT длительности пребывания электрона в области ионизации. Использование магнитной защиты, создаваемой токами, текущими по аноду, увеличивает время пребывания электронов в области ионизации, в результате чего увеличивается выход ионного тока из источника. Формула из обретения Источник ионов, содержащий вакуумную камеру, расположенные внутри нее сеточные вытягиваюшие электроды и цилиндрический отражательный электрод, внутри которого и соосно с ним расположены катод, состоящий из нитей, направленных по образуюшим цилиндрической поверхности, и анод, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения выхода ионов, анод выполнен в виде четного числа проводников, направленных по образующим цилиндрической поверхности напротив щелей, образованных нитями катода, причем проводники подключены к источнику тока (навстречу друг другу), а вытягивающие электроды установлены в торцах отражатель ного электрода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР ¹ 341416, М.Кл. Н 01 т 37/08, 1970. 2. 2оРатт et аР.,"7. АррЯ.РЪ .", Ч.43, N 44, р. 1590, 1972 (прототип). 547873 Составитель В. Краснопольский Редактор A. Морозова Техред М. Левицкая Корректор А. Власенко Заказ 650/105 Тираж 1ОО2 Подписное LlHNNIIN Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открьггий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
