Источник заряженных частиц

 

К ИСТОЧНИК ЗАРЯЖЕННЫХ"ЧАСТИЦ, содержащий разрядную камеру"с расположенными в ней катодом, aHoii^oMс каналом и диафрагмой с отверстием, соосным каналу в аноде, а также вытлгивающий электрод, отличающийся тем, что, с целью повышения' газовой экономичности, на диафрагме выполнен конический выступ, обращен" ный к аноду, причем площадь поперечного сечения отверстия в диафрагме не превышает площадь поперечного сече" ния канала в аноде..'..2. Источник по п. 1, о т л и ч ;а'- ю щ и и с я тем, что отверстие в диафрагме расположено внутри канала в а ноде.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИЛЛИСТИЧЕСНИХ

РЯСПжЛИН (! 9) (! I) (51)5 Н О1 J 37/08

ГССУДАРСТНЕКНЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИРОИ КТИНИЯМ И ОЧж ЬГГИЛм

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ": —.

Н А ВТОРСИОМЪ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 2473890/25 (22) 04.04.77 (46) 07,05.92. Бюл. М 17 (72) Н.Ф.Лазарев (53) 537.533(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 2584 76, . H 01 я 37/08, 1970.

Ardenne M., Tabellen der Electrunen physik,Ionenphvsik und Ubermicruskop ic, Вег1ein., B. 1, 1956, Я5> >, (5М) (57) 1. ИСТОЧНИК ЗАРЯ>КЕННЫХ ЧАСТИЦ, содержащий разрядную камеру с расположенными в ней катодом, анодом

Изобретение относится к источникам заряженных частиц и может быть исполь" зовано для получения пучков положи" тельных и отрицательных ионов,, а так" же электронов.

Известны ионные газоразрядные ис" точники, в которых используют принудительное сужение канала разряда с помощью диафрагмы, а отбор ионов осуществляют через отверстие в аноде.

Отверстие в диафрагме используют для контрагирования плазмы, однако B известных источниках эффективного контрагирования обеспечить не удается.

Ближайшим техническим решением является источник заряженных частиц, содержащий разрядную камеру с расположенными в ней катодом, анодом с каналом и диафрагмой с отверстием, соос" ным каналу в аноде, а также вытягива" юций электрод. с каналом и диафрагмой с отверстием, соосным каналу в аноде, а также вытл" гивающий электрод, о т л и ч а ю " шийся тем, что, с целью повышения газовой экономичности, на диафрагме выполнен конический выступ, обращенный к аноду, причем плоцадь попереч" ного сечения отверстия в диафрагме не превышает площадь поперечного сече" ния канала в аноде. ..2, Источник по и. 1, о т л» ч:а" ю шийся тем, что отверстие в диафрагме расположено внутри канала в аноде.

Высокая плотность тока заряженных частиц в указанном источнике достига" ется увеличением плотности тока разря" да у канала s аноде с помощью диафра г" мы с отверстием.

Однако эффективность получения заряженных частиц из такого источника недостаточна в связи с тем, что площадь поперечного сечения отверстия в диафрагме больше площади поперечного сечения канала в аноде, в результате чего большая часть газоразрядной плаз" мы, образованная у поверхности анода, не дает вклада в извлекаемый ионный ток.

Целью изобретения является повы" шение газовой экономичности источни". ка.

Эта цель достигается тем, что на . диафрагме выполнен конический выступ, обращенный к аноду, причем площадь

4 электродом 7 и анодом 3 ° Практически диаметр указанного канала не превы" шает 3 мм. Однако для ряда устройств в связи с условиями откачки газа тре", буется применение источников с кана" лом н аноде диаметром менее 0,5.мм, Укаэанное требование накладывает определе «нь«е условия на размеры от" нерстия 6 в диафрагме 5. При пропускании газового разряда через малые от" верстия может возникнуть прерывистый (пульсирующий) разряд rio причине от" качного действия сужения канала раз"ряда, Однако при длине канала отвер" стия 6 в диафрагме 5 не более радиу" са указанного отверстия можно без особых трудностей пропускать разряд с силой тока 1 A через отверстие диа" метром 0,5 мм. При необходимости пропускания газового разряда через от" верстия менее 0,5 мм длину канала от" верстия 6 следует делать как можноменьше, например О, 05мм. В любом случае длина канала отверстия 6 в диафрагме 5 долж". на быт ь мин и мал ь но воз ма>кной, пас кол ь ку с унеличениемдлины каналаотверстия 6 увеличиваются энергетические потери. из-за взаимодействия частиц со стенка" ми канала отверстия 6.

Эффективность получения положительных и отрицательных ионов, а также электронов значительно выше, чем при использовании известных источников за" ряженных частиц.

679012 спeрeчнаго сечения отверстия н ди oàгме не превышает площадь поперечсго сечения канала в аноде.

Обычно длина конического выступа иафрагмы такова, что отверстие в ,иафрагме располо>кено внутри канала в нсде.

Сущность изобретения поясняется ертежом. 10 ! сточник содержит газоразрядную ка" .еау 1, н которой установлены катод 2,,нсд 3 с каналом 4 и диаФрагму 5 с от"

;е-.стием 6, выполненным в вершине

:аническаго выступа диафрагмы 5.

Вытягивающий электрод 7 располо>кен

>наружи газсразрядной камеры 1. От"

:.нрстия н диафрагме 5 и электроде j

:сосны каналу наноде 3.

Источник работает следующим об-;@

>азам.

При подаче рабочего газа в камеру и напряжения между катодои 2 и .ана" ,аи 3 в камере 1 загорается газовый

>азряд. С катоднай стороны отверстия

> н диафрагме 5, изолированной от кагода 2 и анода 3, возникает ярко све"

-ящееся плазиенное образование с

1нсй«нь«м электрическим слоем.

Двойной электрический слой ускоря" нт и формирует струю заряженных час" т;, которая входит в «<анал 4 н нно-„е 3. В канале 4 происходйт концентри=анан:«е тска разряда благодаря тому, чта площадь поперечного сечения отверстия 6 н д>«афрагме 5 меньше площади 35

-агoeu:-:ага сечения канала 4 в ана"

;= 3

Особенна эффективна работа источника, когда длина конического выступа д .афрагиь- 5 такова, что отверстие 6

gQ н "«а "=",ã".«.à 5 расположено внутри ка1, нала -«н à".îäå 3 °

:сниеще ие плазменной струи,,абай потоком заряженных частиц

s=- ;a.;-;«х из отверстия в диафрагме в канал н аноде, с плазмой канала в ана„."à сбеспеч;«нает увеличение эффектив"

==ти отбора заряженных частиц из

Ъ -«

50 газ. е ы канала наноде для отбора

„=«=.=. н:-::-: .; частиц в известных источ: —;;; зх, аряду с другими условиями, 55

-.я. т=я так>ке и условиями поддер.«н;:я:-:асбхад>«мага данления газа в ." а:-гутке между вытягивающил«

"с== а существенны преимущества

«зс" ..-,,я при получении пучка отриПри силе тока разряда 0,13 А и напряжении на разряде 100 В, при дав" лении газа (водород) в источнике

0,5 тор и вытягивающем напряжении

9,8 кВ общий отбираемый ток положи" тельных ионов 450 мкА. Наиболее ин-. тенсивная линия в масс"спектре соот"

+ ветствует ионам Н, при этом распределение по интенсивностям различных масс»спектральных линий в процентах

+ + от интенсивности Н составляет Н1 "

18i, H+ - 40 и Н1 - 633. При этом общее количества отбираемых электро" нов было более О, 0 l А.

Использование предлагаемого источ" ника заряженных частиц в связи с концентрированием разряда в небольшом объеме канала отверстия 4 в аноде

3 без применения доп олнитсл ьных л«а г" нитного и электрических полей позволяет сократить энергозатраты на получение заряженных частиц из источника.

679012

Составитель, Редактор Е. Гиринская Техред М,Моргеитал Корректор 1. Пилипенко -, ° в»йй еа»««»й»ее»айЬ

«» «ев» » ю е »» ю»

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.ухгород, ул. Гагарина, 101