Классификация источников положительных ионов, страница 26

Рис. 8.42. Лямбдатрон [237].

поток, создаваемый обратными электронами. Достигнутая в работе с этим источником плотность тока ионов водорода составила 0,27 А/см² при содержании в пучке протонов на уровне 70%.

При замене конического приемника на полусферическую поверхность с установленными на ней магнитами, создающими линейное остроугольное поле, произошло снижение на 60— 70% энергии, вкладываемой в разряд для получения заданного ионного тока.

8.13. Модифицированный дуоПИГатрон

Метод удержания плазмы посредством остроугольного магнитного поля получил применение и в дуоПИГатроне (см. работу Стирлинга [262]). Нужная конфигурация поля была образована двенадцатью рядами (длина каждого ряда 15 см) постоянных магнитов, установленных на поверхности анода 2. Такой модифицированный дуоПИГатрон представлен на рис. 8.43. В сущности этот источник представляет собой источник Маккензи с полым катодом и расходящимся магнитным полем из области катодного отверстия в направлении экранирующего электрода. Такое расходящееся поле является общей чертой

250                                                        Глава 8

8.14. Магнитный фильтр. Двухкамерная конфигурация

В источниках ионов водорода и дейтерия одной из проблем является получение высокого выхода атомарных компонентов пучка, т. е. сведение к минимуму фракций Н₂⁺ и Н₃⁺. В работах Элерса и Леунга [78, 79] было установлено, что величина фракции ионов прямо коррелирует с плотностью первичных электронов в плазме вблизи извлекающего электрода. Для увеличения фракции ионов в пучке между внутренней, катодной областью источника и областью вытягивания был установлен магнитный фильтр (рис. 8.45). Этот фильтр образован рядами охлаждаемых водой керамических магнитов, расположенных так (см. рис. 8.45), что направление их намагниченности ориентировано в поперечном по отношению к источнику направлении. Быстрые первичные электроны отражаются этой границей, ионы же проходят через нее свободно вследствие большой массы, а медленные электроны легко диффундируют поперек магнитного Поля, что связано, вероятно, с микронеустойчивостями и столкновительными процессами в плазме. Температура электронов в области между фильтром и извлекающим электродом составила 0,4 эВ. Такая конфигурация получила название «двухкамерной плазменной». В соответствии с предшествующими выводами использование фильтра действительно привело к возрастанию доли ионов Н⁺ в пучке за счет снижения фракции Н₂⁺. Было также отмечено, что введение фильтра позволяет получить однородный пучок большего радиуса. Однако в результате этого снизился ток пучка при данном токе разряда.

Рис. 8.45. Источник с магнитным фильтром [78, 79].