Некоторые простые ионные источники. Источники, изготовленные из манометров Байярда-Альперта

Страницы работы

Фрагмент текста работы

нагревом и подать его в ионный источник более или менее стандартной конструкции. При конструировании источника, в котором рабочим веществом является конденсируемый пар, следует учитывать появление твердых отложений и их влияние на работу источника. Такой источник был разработан Леженом и Готрэном [8] (рис. 6.6). В нем мышьяк нагревают в печи до температуры около 300 о С и подают в горячую разрядную полость. Пучок ионов мышьяка (многоатомных ионов) с током до 200 мкА был получен при вытягивающем напряжении несколько киловольт. В источнике, описанном Сугиурой [9]  (рис. 6.7), разряд в парах сурьмы был использован для получения пучка с током до 200 мкА при 1 кВ. Другой вариант источника такого рода описали Хэзан и др. [10]; они получили пучки ионов In+ с током до 200 мкА при вытягивающем напряжении несколько сотен вольт.

Для металлов, имеющих относительно низкий потенциал ионизации, например щелочных и редкоземельных, для генерирования ионов может быть использована поверхностная ионизация прямо на горячей поверхности металла, в контакт с которой приводятся нейтральные атомы металла. Такой способ генерирования ионов широко применяется в плазмофизике для создания плазмы щелочных металлов [11, 12]. Основная экспериментальная проблема – высокая температура, требуемая для эффективной поверхностной ионизации (2500 – 3300 О С). Источник такого типа описан Джонсоном и др. [13] (рис. 6.8). Были получены пучки целого ряда редкоземельных металлов с током порядка 10 мкА.

Особенно большая эмиссия ионов металла с горячей поверхности получена при её покрытии алюмосиликатом металла [14-16]. Минерал β – эвкриптит имеет состав Li2О*Аl2Оз*2SiО2, а родственный Минерал сподумен - Li2О*Аl2О3*4SiО2; цеолит-А является искусственным алюмосиликатом щелочного металла, имеющим формулу 6Х2О*6Аl2О3*12SiО2, где Х - щелочной металл. На подобные источники ссылаются как на источники алюмосиликатного типа, β – эвкриптитные, сподуменовые, цеолитные или Блюэта - Джонса по имени авторов первых работ, посвященных этому типу эмиссии [16]. Основное явление, использованное во всех случаях, - это  явление увеличенной поверхностной ионизации и эмиссии с горячих поверхностей такого рода. Один из первых источников этого типа был описан Эллисоном и Камегаи [17], которые получали l00-мкА пучки Li+ от источника со сроком службы около 100 ч. Другой вариант относительно несложной конструкции предложили Мюллер и Камке [18]; их источник давал пучки Li+ с током примерно до 400 мкА при многочасовой эксплуатации и с током до 1,5 мА в импульсах длительностью несколько минут. Фини и др. [19] сообщили об источниках пучков ионов Li, Na, К, Rb, Cs и Tl. Особенно простой источник (расходуемого типа) с матрицей из силиката натрия был описан Хиршем и Варгой [20]; конструкция эмиттерной поверхности этого источника показана на рис. 6.9. Об эмиссионных характеристиках источников такого типа имеются сведения в работах [21-23]. Изготовленные эмиттеры для целого ряда элементов имеются в продаже [24].

Для металлов с высокой температурой плавления вышеописанные методы дают лишь незначительные токи пучка. В этом случае особенно удобен вакуумнодугoвой ионный источник. В источнике этого типа для образования плазмы используется вакуумная

Похожие материалы

Информация о работе