148890. lajstromszámú szabadalom • Ion-elektron-forrás, előnyösen Van-de-Graaf generátorhoz
Megjelent: 1961. december 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.890. SZÄM 21. g. 19-21. OSZTÁLY — VÄ-892. ALAPSZÁM íon-eiektron-forrás, előnyösen Van-De-Graaf generátorhoz VEB Vakutronik Dresden, Dresden (Német Demokratikus Köztársaság) Feltaláló: Prof. dr. Ardeene Manfred, Dresden-Weisser Hirsch, Német Demokratikus Köztársaság A bejelentés napja: 1960. július 11. Német Demokratikus Köztársaság-beli elsőbbsége: I960, március 8. A találmány ion-elektron-forrásra vonatkozik, előnyösen Van-de-Graaff generátor céljára. Ismeretesek már ion-elektron-források, különösen 2-Mev-Van-de-Graaff generátor részére, amelyeket egyszerű kapcsolással az egyik töltéshordozóról a másik töltéshordozóra át lehet állítani. Ezen ismert ion-elektron-források, különösen ion*forrású üzemmenetnél kedvezőtlen atomion-molekulaion arányszámot és rossz hatásfokot eredményeznek. Az ismert ion-elektron-források fenti hátránya oly módon .küszöbölhető ki, hogy a találmány ezerint töltéshordozó-forrás a gyorsító erőtér polaritásától függően kb. azonos áramerősséggel elektronokat, vagy ionokat szállít azáltal, hogy mindkét fajta üzemmenet esetén az emisszió áramsűrűséget, egy asszimmetrikus mágneses póluslencse inhomogén mágnesmezeje segítségével igen magas értékre növeljük, míg a töltéshordozó-forrás katódja az egyik mágnespólus furatában van elhelyezve és az emisszió nyílás szűk furat alakjában a másik mágnespólusban van kiképezve. A találmány értelmében választás szerint kb. 250 fi A nagyságú hidrogénion-emissziós áram,. vagy a hidrogéngáz beáramlás zárása és egyszerű átkapcsolása után ugyancsak kb. 250 n. A erősségű elektron-emissziós áram. sugározható tengelyirányban a generátor gyorsító csövébe. Mindkét, üzemeltetési módnál a forrás teljesítmény fogyasztása kicsiny és egyúttal a forrás kielégítő hűtése biztosítható. Ion-forrású üzemeltetés mellett normál körülmények között az atornion-molekulaion viszonyszám kedvező (kb. 0,6). A hatásfok r\ = 0,02 értékű. Ezáltal lg = 250 ,u A teljes ionáramértéknél az emissziós nyíláson keresztül a kisülési térből kijövő semleges gázrészecskék áraméi"teke Qg = 2,5-1(T3 Torr. l-s-1 értéket nem lépi túl. Ily módon egy Van-de-Graaf berendezés sugárgyorsító csövének előre megadott L = 35 l-s"1 áramlásvezető értéke és a légtelenítő olajdiffúziós szivattyú Sp=- 100 -l-s--' szívósebessége mellett az első gyorsító fokozat terében SR e f f =25 l-s""' emissziós nyílása előtt 10-' 4 Torr-nál jobb vákuum tartható fenn, amely a gyorsítócső átütésbiztos munkamenetét biztosítja, A hidrogéngáz hozzávezetése a. forrás kisülési terébe egy fűtött palladium csövön keresztül történik. A rajzok a találmány példaképpen! kiviteli alakját ábrázolják és annak működését közelebbről megvilágítják. Az 1. ábra: az ion-elektron-forrás kisütési rendszerét, 2. ábra: az ion-elektron-forrás metszetét, 3. ábra: az ion-elektron-forrás anód magasságában készített keresztmetszetet mutatja be. Az 1. ábra az ion-elektron-emisszió forrásnak kisülési rendszerét a találmány szerinti elektromos kapcsolással összefüggően ábrázolja. Ellentétben az ismert forrásokkal, nem homogén mágneses mezőt, hanem erősen inhomogén mágneses mezőt használunk fel, miáltal az 1 nagyfelületű katódról emittált ütköző elektronok és plazma elektronok közvetlenül a 2 emissziós nyílás előtti [érben ;— amely nyílás például 0,6 mm átmérőjű — kiskeresztmetszetre összpontosulnak (I. kapcsolóállás ion-üzemeltetés esetén). Az inhomogén mágneses mezőt 3 permanens mágnes (például Alnico-mágnes) segítségével és a 4 és 5 forgásszimmetrikusán ábrázolt mágneses pólusrendszerre] állítható elő. Az 5 jelzőszámmal jelzett pólus egyben szonda-elektródát is képez. Az 1 nagyfelületű katód — például wolfram drótkatód — az egyik, a 4 mágneses pólus furatának belsejében helyezkedik el. A 6 kisütőanód gyanánt a találmány szerint számos mérés alapján' kialakított áhod2-
