Ионный источник дуоплазмотронного типа

 

Союз Советскик

Социапистичесник

Респубпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 5481 17 (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено01.11.74 {21) 2069753/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.775юллетень ¹ 27 (45) Дата опубликования описания 31.08.77

2 (51) М. Кл

Н 01 3 37/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изооретений

И OTKPbITHH

{53) УДК 621.394. .6-47{088,8) (72) Автор изобретения

В, В. Нижегородцев (71) Заявитель (54) ИОННЫЙ ИСТОЧНИК Е1УОПЛЛЗМЛТРОННОГО ТИ11Л

Изобретение относится к технике получения пучков заряженных частиц.

Известен ионный источник дуоплазматронного типа, содержащий выполненные из магнитного материала анод и промежуточный анод с отверстиями в центре, расположенную между ними магнитную катушку и расположенный со стороны промежуточного анода накаливаемый катод (1) Недостатком известного устройства является наличие накаливаемого катода, срок службы которого ограничен. Кроме того, между накаливаемым катодом и промежуточным анодом в процессе работы источ- )5 ника образуется двоиной электрический слой, приводяший к раскачке колебаний плазмы, что снижает стабильность работы источника и яркость ионного пучка.

Известен также ионный источник дуо- 20 плазматронного типа, содержаший выполненные з магнитного материала анод и промежуточный анод с отверстиями в центре, расположенную между ними магнитную ка,тушку, расположенный со стороны проме;ку- 25 точного анода источник плазмы с системой подачи рабочего вещества (21

Известное устройство имеет малый срок службы из-за наличия накаливаемого катода в источнике плазмы, Е3 нем возможно возникновение плазменных колебаний в двойном электрическом слое н как следствие— нестабильность и снижение яркости ионного пучка, Цель изобретения — увеличить яркость ионного пучка и стабильность работы ионного источника.

Это достигается тем, что источник плазмы выполнен в виде последовательно расположенных вдоль оси ионного источника аксиально — симметричных электродов с цилиндрическими отверстиями в центре, причем диаметры этих отверстий равны диаметру отверстия в промежуточном аноде и длины отверс-..й превосходят диаметры не менее чем в три раза, а система подачи рабочего вещества подсоединена к oTBQpc» тию последнего, считая от анода, электрода, в середине отверстия промежуточного анода выполнена полость, осевые и поперечные размеры которой превышают диаметр отверстия не менее чем в два раза.

Работа предлагаемого источника плазмы основана на принципе полого катода.

Разряд с полым катодом обеспечивает 5 высокую степень ионизации рабочего газа, однородность дуги и не требует,накаливаемого катода (а, следовательно, и соответствующего источника питания). Каскадное расположение полых катодов умень- !О шает напряжение горения каждого промежутка и увеличивает степень однородности и ионизации плазмы. Расположение последнего каскада разрядной ячейки с полыми катодами непосредственно перед отверстием в промежуточном электроде обеспечивает отшнуровывачие" плазменного столба от стенок,разрядной камеры и проникновение его в область магнитного сжатия в

С целью дальнейшего увеличения плотности и равномерности разрядной плазмы в промежуточном электроде может быть вь.— полнена полость, сообщающаяся прямыми осевыми каналами с разрядной ячейкой и областью контрагирования. Такая полость сама выполняет роль дополнительного полого катода, выравнивая плотность дуги непосредственно перед ее сжатием. Такой источник (см. фиг, 3) имеет разрядную ячейку 13 и полость 14 в промежуточном электроде. Для увеличения степени ионизации разрядная ячейка снабжена магнитами 15 и 16, которые включены встречно.

Формула изобретения го

1. Ионный источник дуоплазматронного типа, содержащий выполненные из магнитного материала анод и промежуточный анод с отверстиями в центре, расположенную между ними магнитную катушку, расположенный со стороны промежуточного анода источник плазмы с системой подачи рабочеговешества, отличающийся тем, что, с целью увеличения яркости ионного пучка и стабильности работы ионного источника, источник плазмы выполнен в вимы производится при помощи магнитного поля, создаваемого магнитом 6. Между катодом 2 и электродом 4 включен источник питания 7 разрядной ячейки, а между промежуточным электродом и. анодом — ис. точник питания 8 основного разряда. Разрядная ячейка может быть выполнена как на основе комбинации только полых катодов, так и с использованием принципов, применяемых для повышения эффективности работы в источниках других типов, например источнике

Пеннинга.

5D

Источник с разрядной ячейкой типа

Пеннинга (см. фиг. 2) содержит полый катод 9, анод 10, антикатод 11 и дополнитель ный электрод 12, например, выполненный по типу полого катода. промежутке промежуточный электрод— анод.

На фиг. 1 изображен предлагаемый источник; на фиг, 2, 3 — тоже, варианты.

Разрядная ячейка 1 источника выполнена в виде двух последовательно расположенных полых катодов 2 и 3. Анодом разрядной ячейки служит промежуточный электрод 4. Плазма дугового разряда, возникающая в катоде 2, проникает в находящуюся под плавающим потенциалом полость электрода 3, канал которого является полым катодом для основного разряда, находящегося в магнитном поле, через отверстие в основании и далее в область контрагирования между промежуточным элек- З тродом . 4 и анодом источника 5. Подача рабочего газа производится через отверстие вдоль оси полого катода 2. Сжатие плазде последовательно расположенных вдоль оси ионного источника аксиально-симметричных электродов с цилиндрическими отверстиями в центре, причем диаметры этих отверстий равны диаметру отверстия в промежуточном аноде и длины отверстий превосходят диаметр не менее чем в три раза, а система, подачи рабочего вещества подсоединена к отверстию последнего, считая от анода, электрода.

2. Ионный источник по и. 1, о т л и ч а ю Ш и и с я тем, что в середине отверстия промежуточного анода выполнена полость, осевые и поперечные размеры которой превышают диаметр отверстия не менее чем в два раза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Куторга Н. Н, Севостьянов В. С., Тепляков В. А, Ионная пушка с высокой яркостью пучка, "Труды второго Всесоюзного совещания по ускорителям заряженных частиц", т. 1, М., 1972, с. 88-90.

2. Патент ФРГ М 1208420, кл. 2 1 g, 21/01, (Н 05 п), 1970.

548il7

Фиг. 1

iРиг Z

Составитель Б. Краснопольский

Редактор О. Стенина Техред M. Левипкая Корректор С. Патрушева

Заказ 2581/46 Тираж 976 Подписное

14НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

11 30, 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1111I I "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4