Устройство для импульсной подачи газа

О П И С А Н И Е (11) 434509

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соим Советских

Социалистических

Реслу блик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 27.03.73 (21) 1897975/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.06.74. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 12.11.74 (51) М. Кл. Н Olj 3/04

Государственный иомите

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.387.424 (088.8) 1

М. П. Иванов, А. С. Пасюк и P. И. Иванников (Объединенный институт ядерных исследований (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ ПОДАЧИ ГАЗА

Изобретение относится к ионным источникам и может найти применение в тех областях техники, где требуется осуществлять модуляцию потока газа.

Известен дуговой источник многозарядных ионов для циклотрона. Благодаря применению подогревного катода и осцилляции электронов этот источник является самым эффективным из используемых на ускорителях. При этом режим работы циклотрона и источника импульсный.

Однако рабочее вещество в такой источник подается в виде постоянного потока газа. В промежутках между импульсами разряда газ свободно вытекает из источника. Происходят потери газа, имеющего часто высокую стоимость, ухудшается вакуум в ускорительной камере, в результате чего снижается интенсивность пучка ускоренных ионов из-за рассеяния и перезарядки на газе в камере циклотрона.

Цель изобретения — осуществление модуляции потока газа в камере ионного источника так, чтобы газ подавался только в период развития разряда в камере источника.

По условиям работы необходимо подавать импульсы потока газа длительностью порядка миллисекунд и частотой подачи до 200 гц.

Устройство для подачи импульсов газа должно быть закреплено на разрядной камере источника для обеспечения минимальной длительности фронтов импульсов потока газа и соответственно работать в сильном магнитном поле (более 10 кэ) в центре камеры циклотрона. Кроме того, габариты устройства должны быть достаточно малы, чтобы можно было поместить его вместе с источником ионов в узком зазоре между дуантами циклотрона. Длительность непрерывной работы устройства долlo жна быть не менее суток.

Цель достигается тем, что газ в камеру источника ионов подается из вращающегося барабана с отверстиями в тот период, когда отверстие в барабане совпадает с отверстием в

1з камере источника. Благодаря тому, что зазор между внешним (неподвижным) барабаном и внутренним (вращающимся) очень мал, постоянная составляющая давления вытекающего газа в промежутках между совпадениями

20 отверстий также очень мала. Вследствие того, что барабан находится непосредственно на камере источника ионов, сопротивление вытекающему из барабана газу мало и импульс давления газового потока имеет хорогпие фрон25 ты, достаточные для обеспечения импульсной работы источника ионов.

Предлагаемое устройство схематически изображено на чертеже, разрез.

Источник ионов 1 соединен с неподвижным

30 барабаном (корпус) 2, щечки 3 с отверстиями

434509

25

35

45

Предмет изобретения

Составитель В. Кнм

Техред Н, Куклина

Корректор М. Лейзерман

Редактор И. Орлова

Заказ 3019/13 Изд. Мз 1789 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 пр. Сапунова, 2

Типография, 3

4 для прохождения газа образуют вместе с цилиндром 5 из непроводящего материала подвижный барабан. Цилиндр 5 снабжен отверстием 6 для прохождения газа, через которое газ попадает к отверстию 7 в корпусе источника ионов.

Модуляция давления газа в камере .ионного источника осуществляется следующим образом, Внутренний барабан вращается с заданной частотой при помощи электродвигателя. Через отверстие 4 внутрь барабана может поступать газ из подающей трубки, однако внутрь камеры источника ионов газ может проходить только тогда, когда отверстие во внутреннем барабане 6 совпадает с отверстием 7 во внешнем барабане. Благодаря тому, что зазоры между барабанами малы по сравнению с отверстиями для впуска газа в камеру источника ионов, постоянная составляющая потока газа, вытекающего через зазоры, очень мала.

Изменяя форму выпускного отверстия внутреннего барабана, можно осуществлять требуемую модуляцию газового потока.

Частота подачи импульсов газового потока в камеру источника ионов определяется скоростью вращения электродвигателя и числом отверстий для выпуска газа на внутреннем барабане и ограничена только временем релаксации газа в системе.

Макет предлагаемого устройства испытывался на стенде ионных источников ЛЯР

ОИЯИ. Импульсы давления газов ксенона, аргона, неона в камере источника детектировались специальным устройством. Опыты показали, что постоянная составляющая потока газа в камере источника очень мала, а получаемые импульсы давления газового потока пригодны для осуществления импульсной работы источника тяжелых ионов. Устройство для модуляции потока газа в этом источнике может быть использовано в тех областях техники, где требуется большая частота модуляции газового потока при малой постоянной составляющей.

1. Устройство для импульсной подачи газа в циклотронный источник ионов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения частоты подачи импульсов газа и ресурса, оно выполнено в виде корпуса с отверстиями для входа и выхода газа, внутри которого установлен вращающийся барабан, являющийся буфер5 ным объемом и имеющий входные отверстия, обеспечивающие непрерывное заполнение его газом, и выходные отверстия, сообщающиеся при вращении с выходным отверстием устройства на время, меньшее периода обращения

10 барабана.

2. Устройство по п. 1, о тл ич ающее с я тем, что, с целью обеспечения возможности работы его в сильном магнитном поле, барабан выполнен из непроводящего материала.