УСТРОЙСТВО для ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ из ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ионного ИСТОЧНИКА Советский патент 1972 года по МПК H01J27/16 

Изобретение относится к устройствам питания высокочастотных ионных нсточников, используемых на электростатических ускорителях заряженных частиц.

Для вытягивания ионов используются источники постоянного напряжения, в частности выпрямители, при непрерывном режиме работы источника и более сложные источники импульсов напряжения при импульсном режиме. Величина тока ионов, извлекаемых из плазмы ионного источника, при неизменных прочих условиях разряда в плазме зависит от величины вытягивающего напряжения, приложенного между вытягивающим . электродом (катодом) и анодом, который находится под потенциалом плазмы ионного источника. Часть тока ионов проходит через канал в катоде и образует собственно ионный пучок, другая часть попадает на катод (катодный ток), вызывая его разогрев, износ и в конечном итоге выход из строя вместе с другими элементами системы вытягивания. Существует оптимальное напряжение вытягивания, при котором катодный ток имеет наименьщую величину. Оптимальное напряжение зависит от условий разряда и состояния системы вытягивания. При отклонении от оптимального напряжения износ катода резко увеличивается.

ром вручную. Поскольку обычно ионные источники на ускорителях находятся под высоким напряжением и для измерения параметров питания источника требуется очень сложное и дорогое оборудование телеизмерения, то часто не имеют нолной информации о параметрах питания. Напряжение вытягивания не может быть поэтому установлено оптимальным.

В предлолченном устройстве обеспечено автоматическое управление вытягиванием с помощью обратной связи по катодному току. Для этого выпрямителем вытягивания управляет фазочувствнтельный усилитель; последовательно выпрямптелю включен источник небольшого синусоидального напрял ення (например, обмотка трансформатора); последовательно с катодом включено измерительное сопротивление, на котором переменная составляющая катодного тока создает сигнал обратной связи, поступающий на усилитель.

Предложенное устройство показано на чертеже.

Устройство содержит высокочастотный ионный источник, включающий в себя анод / - электрод, находящийся под потенциалом плазмы 2, и катод 3, источник 4 небольщого синусоидального напряжения; управляемый выпрямитель вытягивания 5, фазочувствительный

плиту 8 ускорителя, находящуюся под ускоряющим потенциалом.

Синусоидальное напряжение приводит к появлению переменной составляющей той же частоты в катодном токе /к, причем если напряжение вытягивания меньше оптимального, то фаза тока противоположна фазе напряжения. При больщем папряжепии фазы тока и напряжения совпадают, при оптимальпом папряжении в катодном токе нет составляющей этой частоты.

Усилитель в зависимости от фазы катодпого тока увеличивает или уменьшает напряжение вытягивания, поддерживая его оптимальным.

Предмет изобретения

Устройство для извлечения ионов из высокочастотпого ионного источника, состоящее из вытягивающего электрода и управляемого высоковольтного выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения износа электродов, оно содержит цепь обратной связи с помощью фазочувствительного усилителя, вход

которого подключеп параллельно сопротивлению в цепи вытягивающего электрода, а выход подключеп к цепи управления высоковольтного выпрямителя, последовательно с которым включен низковольтный источник

синусоидального папряжепия.

Ионный пучок