Пристрій для одержання спрямованого потоку нейтральних часток

Реферат: UA 90263 U UA 90263 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до техніки, що прискорює, й може бути використана для розв'язування технологічних завдань, що вимагають застосування часток високої енергії. Відомий пристрій, у якому для одержання спрямованого потоку нейтральних часток використовують надзвукові сопла [1] або довгі циліндричні канали[2]. 8 Недоліком цих пристроїв є неможливість одержання потоків з високою швидкістю руху (10 9 10 ) см/с, що не дає можливості використовувати їх для розв'язування технологічних завдань. Відомі пристрої, що створюють високоенергетичні потоки заряджених часток, які на газових або кристалічних мішенях перетворюються в електронейтральні без помітної зміни імпульсу й енергій часток [3]. Недоліком цих пристроїв є більші енерговитрати. Найбільш близьким до пристрою, що заявляється, є пристрій для одержання спрямованого потоку нейтральних часток, що містить послідовно з'єднані джерело іонів водню, структуру, що прискорює, перезаряджену камеру, з'єднану через редуктор тиску з балоном водню, і джерело живлення, перший вихід якого з'єднаний з джерелом іонів водню, а другий - з прискорювальною структурою [4].Отримані в джерелі протонів дугового типу негативно заряджені іони водню прискорюють до необхідної енергії в структурі, а потім направляють на газову мішень із того ж газу. При проходженні потоку негативних іонів через газову мішень відбувається вилучення зайвого електрона від іонів водню (перезарядження), і на виході з мішені одержують потік нейтральних часток великої енергії. Експериментальні дослідження підтверджують можливість реалізації й працездатності зазначеного пристрою [5]. Недоліками відомого пристрою є порівняно більша кутова розбіжність потоку нейтральних часток і обмежений діапазон зміни енергії часток потоку. Ці недоліки обумовлені малою атомною вагою використовуваного робочого газу, періодичністю процесу перезарядження (вилучення електрона - його приєднання) і залежністю перетину перезарядження від енергії іона при незмінних параметрах мішені [6, 7]. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити пристрій для одержання спрямованого потоку нейтральних часток шляхом збудження плазми високочастотного розряду усередині діелектричної камери перезарядження, що дозволяє зменшити кутову розбіжність потоку високоенергетичних нейтральних часток, розширити діапазон зміни енергії часток без зменшення коефіцієнта перезарядження. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрій для одержання спрямованого потоку нейтральних часток, що містить послідовно з'єднані джерело іонів водню, структуру, що прискорює, перезаряджену камеру, з'єднану через редуктор тиску з балоном водню, і джерело живлення, перший вихід якого з'єднаний з джерелом іонів водню, а другий - зі структурою, що прискорює, введена пролітна камера, установлена між джерелом іонів водню й структурою, що прискорює, й з'єднана з боку структури, що прискорює, з засобами відкачки газу, а з боку джерела іонів - з засобами для інжекції газу з позитивною спорідненістю до водню, а на зовнішній поверхні перезарядної камери, виконаної з діелектричного матеріалу, установлений спіральний високочастотний індуктор, підключений до високочастотного генератора, при цьому третій вихід джерела живлення з'єднаний із засобами для відкачки газу, четвертий - із засобами для інжекції газу, п'ятий - з високочастотним генератором, шостий - з редуктором тиску. Таким чином, введення в пристрій для одержання спрямованого потоку нейтральних часток пролітної камери, установленої між джерелом іонів водню і структурою, що прискорює, і з'єднаної з боку структури, що прискорює, засобами для відкачки газу, а з боку джерела іонів - з засобами для інжекції газу з позитивною спорідненістю до водню, установлення спірального високочастотного індуктора, підключеного до високочастотного генератора, п'ятий - з високочастотним генератором, шостий - з редуктором тиску, дозволяє зменшити кутову розбіжність потоку високоенергетичних нейтральних часток, розширити діапазон зміни енергії часток без зменшення коефіцієнта перезарядження. Суть корисної моделі пояснюється ілюстрацією, на якій представлена структурна схема пристрою для одержання спрямованого потоку нейтральних часток. Пристрій для одержання спрямованого потоку нейтральних часток містить джерело іонів водню 1, пролітну камеру 2, з'єднану з засобами для інжекції газу 3 і засобами для відкачки газу 4, структуру5, що прискорює, і перезаряджену камеру 6, причому джерело іонів водню 1, пролітна камера 2, структура 5, що прискорює, і перезаряджена камера 6, виконана з діелектричного матеріалу з малим поглинанням високочастотної потужності (наприклад, з пірекса), з'єднані послідовно й вакуумно щільно. Високочастотний генератор 7 з'єднано з спіральним високочастотним індуктором 8, усередині якого розміщена пролітна камера 6. Для регулювання тиску водню в перезарядженої камері 6 установлений редуктор тиску 9, з'єднаний 1 UA 90263 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з балоном газу 10. Елементи схеми живляться від джерела живлення 11. На фігурі цифрою 12 позначений отриманий потік нейтральних часток. Пристрій працює в такий спосіб. Отримані в джерелі іонів 1 позитивно заражені іони водню направляються в пролітну камеру 2, у яку за допомогою засобу для інжекції газу 3 введений газ з позитивною спорідненістю до водню (наприклад, аргон або криптон). Засіб відкачки газу 4 з'єднано з пролітною камерою 2 і зменшує потік газу в канал структури 5, що прискорює. На + виході пролітної камери 2 утворюється потік комплексів типу МН (де Μ - маса атомів газу), який прискорюється в структурі 5, що прискорює, до необхідної енергії. Потім прискорені комплекси + МН направляються усередину перезарядженої камери 6, де за допомогою високочастотного генератора 7 і спірального високочастотного індуктора 8 створюється плазмова мішень. Газ у перезаряджену камеру 6 надходить через редуктор тиску 9 з балона з газом 10. Елементи + схеми живляться від джерела живлення 11. Після перезаряду комплексів МН на виході з камери 6 утворюється потік нейтральних часток (МН°, Μ і Н°) 12. + Джерело іонів водню І служить для створення позитивно заряджених іонів водню Н . По + своїй продуктивності він значно ефективніше джерела протонів Н (на 1…2 порядку)[8]. + + Пролітна камера 2 призначена для одержання комплексів Н при проходженні часток Н (з енергією  1…10 кеВ) через газ сорту Μ з позитивною спорідненістю до водню. Перетин цього + процесу порівняно великий: для АrН при ε