Способ получения высокозарядных ионов Советский патент 1989 года по МПК H01J27/04 

Изобретение относится к технике получения пучков многозарядных ионов и может быть использовано для получения пучков ядер всех элементов; рключая ypaii, полностью лишенных электронной оболочки.

Целью иэобретени я является повышение зарядности ионов путем повьаиения времени их пребывания в потенциальной ловушке.

Способ осуществляется следующим образом.

Пусть, например, протяженный электронный пучок цилиндрической фюрмы используется для получения ядер ксенона, полностью лишенных электронной о болочки.

Известным способом в такой пучок вводят определенное количество низко- 1 зарядных ионов ксенона и удерживают их в потенциальной ловушке, образуемой в радиальном направлении пространственным зарядом электронного пучка, создающего радиальньй потенциальный барьер uV, а в аксиальном приклады- вают потенциальны барьеры &,Vg на оконечных участках пучка, В процессе удержания за счет ионизации электрон- Иым ударом, ионы ксенона становятся; многозарядкьэ и.

Для того, чтобы ПСЛНОС7 Ь 0 лиши Mb

их электронной оболочки, т„а„ получить ядра Хе, необходимо ние в пучке оптимальной энергкк (80 кэБ) и плотности, например, 10 А/см в течение с.

В процессе удержания за счет кулоновских столкновений с электронами а также возможных других причин, происходит нагрев многозарядных ионов,, т.е. увеличение их средней

только Е, становится

2.

где f}. - средний заряд ионов в пучке, начинаются потери ионов в радиальном направлении.

энергии Как

сравнимой с

,

Составитель В,Обухе Редактор Н.Каменская Техред А.Алиев рректорА,0бручар

Заказ 8252 Тираз б9й .. .-к дписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Рауш:ская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Чтобы этого не происходило, в пучок постоянно или периодически 5 напри- мёр, от какого-либо ионного источника вводят низкозарядные ионы са- срвдним зарядом q меньшим q и средней энергией Е.,, меньшей Е,. Тогнb

да, за счет кулоновских столкнопений

меясду низкозарядными и высокозарядными ионами происходит.быстрое выравнивание средних энергий этих двух видов ионов. Но так как для низкозарядных ионов условие ухода из пучка через радиальнь1Й потенциальный барьер наступает при меньшей средней энергии

,,,

чем для высокозарядных то из пучка будут уходить иизкочярлдпые ириы, унося энергию,, передаваемую электронами высокозарядным ионам. Расчет показывает, -iro в реальных условиях выравнивание энергий двук видов ионов происходит за времена л.0,1 - 1 MCi так что нагревом низкозарядных ионов электронами за это время можно пренебречь.

Таким образом можно удерживать высокозарядные ионы в пучке электро- -оЕ неопределенпо долго, отбирая у - нх знергию, полученную от электро- iinB,, что увеличивает предельно дости- жн.мую йярядность ионов и сокращает ИХ потери из пучка.

Расчет показывает, что для эффек-.

тивного охлаждения ионов ксекона

и длительного их удержания в электронном пучке достаточно вводить в пучок ионы., например С или , чтобы их суммарный заряд в пучке

,01 от гфостранственного заряда высокозарядных ионов рабочего вещества (например ксенона). Это означает,, что ввод низкозарядных ионов практически не снижает емкость

электростатической ионной ловушки S области электронного пучка.