Коллективный ускоритель ионов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Р1) М. Кл. с присоединением заявки ¹ Н 05 Н 5/00 Государственный комитет СССР по дмам изобретений н открытий (23) Приоритет Опубликовано 070 78 1 Бюллетень ¹ 25 Дата опубликования описания 070781 (53) УДК 6 21. 3 84. 6 (088. 8) (72) Авторы изобретения В.М.ВыстРиЦкий, Я.E.Êðàñèê, В.С.Лопатин и В H.öoäêàòpí Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институТе йм. С.М.Кирова (71) Заявитель аяц (54) КОЛЛЕКТИВНЫН УСКОРИТЕЛЬ ИОНОВ Изобретение относится к ускорительной технике и может найти применение для генерации сильноточных ионных пучков ° Из.вестно устройство для получения сгустков ускоренных ионов при инжекции сильноточного ионного пучка в нейтральный газ (1) . Малая средняя энергия и ионный ток 1О в импульсе не более 100 A являются недостатком такого устройстна. Это обусловлено тем, что ускорение ионон в таком устройстве наблюдается лишь на малой длине в связи с нарушением синхрониэма движения ионов и ускоряю- 15 щих полей. Известен также ускоритель ионов 1?1, содержащий источник высоковольтных импульсов, острийный катод,изоли рованный от заземленного корпуса дис- 20 ковый диэлектрический анод с центральным отверстием, В этом устройстве максимальный выход ионов составляет 101 1- 1Ф ионов 14 4 что соответствует нескольким килоампе 25 рам н импульсе, а средняя эренгия ионов может до 8 раз превышать среднюю энергию электронов, Недостатками устройства являются плохие воспроиэнодимость параметров ион- 30 ного сгустка и управляемость процессом ускорения ионов, что существенно снижает эффективность генерации устройства. Это обусловлено тем, что момент электрического пробоя диэлектрического анода по поверхности и соответственно момент формирования в заданиой области потенциальной ускоряющей ямы подвержен большим флуктуациям за счет того, что свойства поверхности диэлектрического анода, находящегося под электронной бомбардировкой, меняются от.выстрела к выстрелу. .Целью изобретения является увеличение эффективности генерации ионного пучка за счет активного управления моментом пробоя по поверхности диэлектрика. Цель достигается тем, что н предложенном устройстве анод ускорителя заключен между двумя компланарными проводящими пластинами с центральным отверстием и в устройство дополнительно введен (один или несколько) газовый трехэлектродный разрядник так, что проводящая пластина со стороны, противоположной катоду электрически соединена с одним высоковольтным электродом разрядника, второй элект 7029 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 4555/16 Тираж 889 ;Подписное 3 род разрядника соединен с корпусом ускорителя, а поджигакиций электрод с источником высоковольтных импульсов. На чертеже изображен коллективный ускоритель ионов..Он содержит источник 1 высоковольтных импульсов, катод 2, анод, состоя5 щий из двух компланарных металлических дисков 3,4 и диэлектрического диска S, расположенного между нйми, разрядников 6 (например, двух) высоковольтные электроды 7 которых соединены с диском 3 анода, а вторые электроды 8 — с корпусом 9 уско рителя ° Поджигающий электрод 10 соединен с -источником -высоковольтных ймйульсов (на чертеже не показан). 15 Ускоритель работает следующим образом При поступлении на катод 2 вйсо ковольтного импульса от источника 1 электронный пучок, змиттируевый като- щ дом, начинает заряжать диск 4. За . счет емкостной связи между дисками 4 и 3 на диске 3 также устанавливается плавакщий потенциал, близкий к потенциалу диска 4. В результате пробоя по поверхности диэлектрика в центральном отверстии не происходит (толщина диэлектрического диска выбрана такой чтобы, удерживать полную разность потенциалов, возникающую в результате емкостного деления при разряде диска 4 электронами пучка) . В момент достижения максимгльной величины высоковольного импульса на катоде 2 на .поджигающий электрод 10 разрядника 6 (или разрядников) посту пает поджигающий импульс, и происходит коммутация разрядников б. При этом плаваний потенциал электрода 7 падает до нуля коммутация на корпусе 9 ускорителя),и диск 5 оказйвается 4О под полной раэностью в бтверстйи rIo поверхности диэлектрики. При этом генерируется плотная плазма, служащая источником ионов. При"пробое на землю диэлектрического диска 5 высокий по» 4 тенциал диска 4 также падает до нупя и электронный "пучок проникает в заанодную область, где формирует крутую потенциальную яму, в которой ускоряются ионы, вытягиваемые из плазВИ Благодаря воэможности активного управления пробоем по поверхности диэлектрика устройство обладает высокой повторяемостью параметров и повторяемостью генерации ионного пучка. Разброс в срабатывании трехэлектродного разрядника составляет+1 нсек, а срок службы диэлектрического диска может превышать 100 выстрелов. Коллективный ускоритель ионов, со держащий источник высоковольных импульсов, острийный катод, изолированный от заземленного корпуса дисковйй диэлектрический анод с центральным отверстием, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения эффективности генерации ионного пучка за счет активного управления моментом пробоя по поверхности диэлектрика, анод ускорителя заключен между двумя компланарными проводящими пластинами с центральным отверстием и в устройство дополнительно введен (один или несколько) газовый трехэлектродный разрядник так, что проводящая пластина со стороны, противоположной катоду электрически соединена с одним высоковольтным электродом разрядника, второй электрод разрядника соединен с корпусом ускорителя, а поджигающий электрод - c источником высоковольтных импульсов. ИстОчники инФормации, принятые во внимание при экспертизе 1. Быстрицкий В.I4. и др."Письма в ЖТФ". 1976, т. 2, вып. 2, с. 1006. 2. G.Т. Zoin, Н. Kim, С. N....Boret, I ÅÅÅ Trans on Nuc1 Sc i 1! — 22, 1975, р. 1006, Филиал ППП"Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4
