КАМЕРА НЕЙТРАЛИЗАЦИИ МОЩНЫХ ПУЧКОВ ИОНОВ Советский патент 1968 года по МПК H01J27/16 

Известны камеры нейтрализации мощных пучков ИОНОВ с применением для создания сверхзвукового газового потока сопла Лаваля. В этих камерах в сверхзвуковой части сопла образуется толстый пристеночный слой медленного газа, который уменьшает эффективное выходное сечение сопла и увеличивает разворот струи, что не обеспечивает необходимой разности концентраций частиц в струе газа и В окружающем пространстве.

Предлагаемая камера отличается от известных тем, что В ней применены суживающееся сопло, с помощью которого создается сверхзвуковой газовый поток с постоянным полем скоростей истечения газа, не зависящим от режима работы, и охлаждаемые щитки, вымораживающие расходящуюся часть струи газа, отсекаемую с помощью острых кромок (закрылок), направленных вдоль линий тока и укрепленных на этих щитках. Все это позволяет получить газовый поток с резко очерченными границами, что обеспечивает требуемый перепад давлений в газовой струе и на выходе из вакуумной системы.

На чертел е представлена предложенная камера.

Газ, например углекислый, истекает в вакуум через суживающееся сопло 1 в камеру 2, охлаждаемую жидким азотом. Струя газа, вытекая из сопла с относительной скоростью порядка М-1, по мере удаления от сопла расширяется и ускоряется до значений М порядка 10 и более. На расстоянии примерно 1500 относительных единиц (за относительную единицу расстояния принята половина ширины критического сечения сопла), где линии тока становятся прямыми, установлены охлаждаемые щитки 3, на которых вымораживается расходящаяся часть струи газа, отсекаемая укрепленными на щитках острыми неохлаждаемыми кромками (закрылками) 4, которые направлены ВДОЛЬ сверхзвуковой струи. В боковых стенках камеры за щитками проделаны окна 5 для прохождения пучка ионов и быстрых нейтральных атомов (нейтралов). Толщина струи-мишени легко регулируется изменением давления на входе сопла, а ширина - формой отверстия сопла. Рабочий газ вымораживается В конденсаторе 6, стенки которого

охлаждаются жидким азотом.

Предмет изобретения

Камера нейтрализации мощных пучков ИОНОВ, содержащая сопло для образования сверхзвуковой струи-мишени в глубоком вакууме, конденсатор для вымораживания рабочего газа, окна для прохождения ионного пучка, отличающаяся тем, что, с целью получения сверхзвуковой струи-мишени и иерепа3да давлений на ее границе, обеспечивающего сверхвысокий вакуум в магнитной ловушке, камера содерл ит суживающееся звуковое сопло, создающее не зависящее от режима работы постоянное поле скоростей истечения га-5 за, и охлаждаемые щитки, вымора кивающие расходящуюся часть струи газа, отсекаемую с помощью укрепленных на этих щитках острых 4 пеохлаждаемых кромок (закрылок), направленных вдоль еверхзвуковой струи, а расстоянкя между соплом и щитками с кромка:,1и (закрылками) и между самими щитками выбрано так, что обеспечивается полное затенение окон для прохождения пучка ионов и быстрых нейтральных атомов (нейтралов),