ЗСЕСОЮЗНАЯ Советский патент 1973 года по МПК H01J3/04 H05H7/00 

1

Изоб;ретение относится к ускорительной технике, в частности к технике ионных источииков.

Известен источник многозарядных ионов, в котором иолизация паров рабочего вещества осуществляется электрояным пучком в магнитном лоле.

В известном иоином источнике многозарядных ионов катод и ал о дна я диафратма с сеткой образуют электронную пушку, которая находится в фокусирующем магнитном поле. Генерируемый пушкой протяженный сфокусированный пучок электронов проходит вдоль оси ионизационной камеры, в которой находятся электрод для выталкивания ионов и электрод для экстракции ионов -поперек магнитных силовых линий. Электроны после прохождения через ионизационную камеру регистрируются электронным коллектором. Объем источника откачивается внешним вакуумным насосом. Имеется устройство для непрерывной подачи газообразного рабочего вещества внутрь ионизационной камеры.

При непрерывной инжекции ларов рабочего вещества в электронном пучке устанавливается режим диламического равновесия между скоростью подачи вейтральных атомов и скоростью экстракции образовавшихся ионов. В этом режиме зарядный спектр является многокомпонентным при относительно низкой предельной зарядности. В источнике отсутствует устройство для импульсной подачи рабочего вещества.

Известный ионный источник для откачки области ионизации требует использования внешних вакуумных насосов. Кроме того, в этом ионном источнике медленные вторичные электроны, которые образуются в результате ионизационных столкновений, собираются на коллектор электронов и сетку, расположенную в анодной диафрагме электронной пушки. При увеличении -мощности тока электроннаго пучка сетка перегревается и разрушается. Если же применять анодную диафрагму без сетки, то медленные электроны накапливаются в области ионизации и увеличивают вероятность рекомбинации.

Цель изобретения - упрощение электроннолучевого источника при обеспечении млогозарядлости ионов.

Цель достигается тем, что в предлагаемом источнике носле электронной пушки установлена дрейфовая трубка, имеющая герметичную стенку с отверст1ием в одном из оконечных участков для напуска паров рабочего вещества и разделенная иа ряд электрически изолированных секций, лаждая из которых через резисторы соединена с источником питалия. Для экстракции медленных вторичных

электронов из области ионизации используют дополнительные улавливающие электроды в

виде пластин, или стержвей, расположенных в.нутри оконечных секций дрейфовой трубки параллельно электронному пучку.

На чертеже изображен предлагаемый источни.к с разрезом. Катод / и анод 2 образуют электронную пушку, электроды 3 используются для экстракции медленных вторичных электронов, элементы 4, 5, 6 являются изолированными секциями дрейфовОй трубки. Фокусирующее магнитное поле В налравлено вдоль Оси источника.

После откачки внешним насосом Объема источника до давления 10 мм рт. ст. в электронной пушке формируется импульс электронного тока; при распределении потенциалов, показанном сплошной линией а, производится эффективная откачка объема дрейфовой трубки, - атомы рабочего вещества поступают в электронный пучок через отверстие 7.

Через некоторое время на секцию 6 поступает запирающий импульс, создающий ipacпределение потенциалов, показанное линией б, длительность которого определяет время инжеКЦгии. По окончании действия этого импульса продолжаю1щие поступать внутрь дрейфовой трубки пары рабочего вещества ионизируются и удаляются наружу, не попадая в область ионизации, а на секцию 5 поступает основной запирающий (Импульс, создающий распределение потен.циалов, показанное линией в, длительность которого определяет время ионизации. По оконфании действия основного запирающего импульса многозаряд«ые ионы рабочего вещества поступают на выход Источника. В течение всего рабочего цикла градиенты лотендиалов на оконечных пекциях дрейфовой трубки и электронный пучок образуют ионный насос, который эффективно откачивает атомы остаточного газа, диффундирую;щие извне в объем дрейфовой Т1рубки, и осуществляет развязку по вакууму между областью ионизации и внешним пространством. Потенциалы на оконечных секциях образуют ловушки, в которых накапливаются медленные вторичные электроны. Удаление вторичных электронов изщучка осуществляется под действием электрических потенциалов на электродах 3, выполненных в виде пластин или стержней. Электроды 3, электрически изолированные друг от друга и от дрейфовой трубки, соединены с источниками постоянных и импульсных напряжений.

Предмет изобретения

1.Источник многозарядных ионов, в котором ионизация паров рабочего вещества осуществляется электронным пучком в магнитном поле, содержащий дрейфовую трубку, источник атомов рабочего вещества, улавливающие электроды с источниками питания, предназначенные для удаления вторичных электронов, возникающих при ионизации, отлич-ающийся тем, что, с целью увеличения зарядности ионов, дрейфовая трубка имеет герметичную стенку с отверстием IB одном из оконечных участков и расположенным за отверстием источником атомов, и разделена на несколько электрически изолированньГх секций, каждая из которых соединена через резисторы с источником питания.

2.Источник по п. 1, отличающийся тем, что улавливающие электроды расположены в оконечных секциях дрейфовой трубки.