Фрагмент тексту роботи
Негативні іони, особливо іони Н. широко використовуються в циклотронах і тандемних прискорювачах для харчування накопичувальних кілець високоенергетичних прискорювачів і при генеруванні пучків нейтральних частинок великої енергії для нагріву термоядерної плазми. Негативні іони можуть бути утворені шляхом подвійного перезарядки або шляхом безпосереднього витягування з джерела негативних іонів. Можна виділити два різних типи джерел: 1) поверхневі джерела, в яких негативні іони створюються в результаті зіткнень частинок з поверхнею, що має низьку роботу виходу; 2) об'ємні джерела, в яких негативні іони утворюються в процесі зіткнень електрон-молекула і електрон-іон в обсязі плазми розряду. У цій главі розглянуто розвиток цих двох типів джерел негативних іонів і деякі останні технологічні разработкі.2 'Можна бачити, що всього за 20 років ток усталеного пучка негативних іонів (наприклад, Н ") вдалося збільшити від декількох міліампер до величини більше 1 А.
17.1.ПОВЕРХНОСТНИЕІСТОЧНІКІ ОТРІЦАТЕЛЬНИХІОНОВ
17.1.1.Істочнікіотріцательнихіонов распилітельноготіпа
Джерело з розпиленням цсеіевим пучком, розроблений Міддлтоном і Адамсом, використовувався для створення різноманітних атомарних і молекулярних іонів [1, 2]. На рис. 17.1 показана схема джерела з використанням розпилення. Позитивні іони цезію, що випускаються поверхнево-іонізаційним джерелом, використовуються для розпилення внутрішньої частини порожнистої конічної мішені. Утворені негативні іони витягуються з отвору в задній частині розпилюється мішені, і на виході вони прискорюються заземленим електродом. Енергія позитивних іонів цезію зазвичай становить 20-30 кеВ, а струми не перевищують 1 2 мА. Струм негативних іонів, генерованих цим джерелом, зазвичай становить 0,1 -10 мкА. Вид негативних іонів можна швидко змінити, для чого потрібно тільки повернути барабан з мішенню.
На рис. 17.2 показаний інший джерело негативних іонів розпилювального типу (так званий «інвертований» розпороши
Мал. П.2. Схема інверсірованного розпилювального джерела 2 - розпорошується мішень; 3 іонізатор; 4 шн реіатсль іонізатора вальний джерело), розроблений Міддлтоном в 1976 р [1, 3]. У конструкції цього джерела для генерування розпилювального цееіевого пучка використовується кільцевої іонізатор, а негативні іони витягуються через отвір в іонізаторі.
17.1.2. Джерела негативних іонів з перетворенням плазми на поверхні
Мал. 17.3. Схема, що ілюструє принцип роботи джерела негативних іонів, розроблених | Орхусі [1,4]. / - розпорошується КАТОД; 2 - витягує злекзрод; 3 - межа плазми; 4 - анод.
На рис. 17.3 схематично показаний принцип роботи джерела першого типу. Розряд Пеннінга генерує плазму несучого газу і цезію. Цезій виконує подвійну функцію: по-перше, діє як розпилюючи агент і, по-друге, знижує роботу виходу поверхні мішені, щоб збільшити потік