Классификация источников положительных ионов, страница 9

212                                            Глава 8

водорода (70% Н₂⁺) был равен 300 мА при ускоряющем напряжении 80 кВ. Поскольку соответствующий этим цифрам нормированный первеанс равен 0,34 (см. разд. 5.2), пропускная способность одноапертурной ускоряющей системы была ограничена объемным зарядом, и, возможно, этот источник позволял получать значительно больший ионный ток при более высоком ускоряющем напряжении. Для тока пучка 215 мА оценки газовой эффективности дают значение 92%.

Другой интересный вариант дуоплазматрона был создан Демирхановым и др. [70]. Как и дуоплазматрон Келли, этот источник имел медный анод, однако сразу же за этим электродом (по пучку) располагался антикатод, выполненный из железа. В сообщениях о работе этого источника были приведены весьма примечательные характерные параметры. В отличие от источника Келли, в пучке которого преобладали ионы Н₂⁺, пучок этого источника был на 85% атомарным. При ускоряющем напряжении 30 кВ был достигнут ионный ток 1,5 А, что по меньшей мере в пять раз превосходит допустимое значение тока сфокусированного пучка (см. разд. 5.2). Тем не менее в этой работе отмечалось, что токовые измерения с использованием цилиндров Фарадея дают значения в три — пять раз больше, чем в калориметрическом методе, что связано со вторичной электронной эмиссией. Неясно, каким из этих двух способов было получено значение 1,5 А. Кроме того, используемый в этой работе цилиндр Фарадея закрывает собой очень большой телесный угол, так что такое значение тока могло быть результатом измерения сильно расходящегося пучка ионов.

Д. Источник с магнитным кольцом, образующим поле остроугольной конфигурации

Несмотря на то, что источник Брейнарда и О'Хагана [36] (рис. 8.14) был преобразован (посредством использования системы магнитов, образующих линейное периодическое поле, как обсуждалось в разд. 8.9—8.12) в большой многоапертурный источник, он все-таки относится к классу одноапертурных источников. Магнитное поле в нем образовано кольцом сильных постоянных магнитов. Величина этого поля в области радиального сжатия внутри теплового экрана и осевого сжатия на катоде и пластине с извлекающим отверстием (апертурной пластине) составляет 0,2 Т. На оси системы магнитое поле равно нулю.                                                 

Все электроды, за исключением анода и катода, находятся под плавающим потенциалом. Отражающий электрод приобретает потенциал, близкий к катодному, апертурная пластина — к потенциалу анода, а потенциал теплового экрана оказывается

Классификация источников положительных ионов                             213

средним между этими двумя. В нормальных условиях потенциал плазмы принимает значение, близкое к анодному, и плавающая апертурная пластина, потенциал которой для отражения первичных электронов обычно близок к потенциалу катода, уже может не играть роль электронного отражателя. Эту

Рис. 8.14. Источник Брейнарда - О'Хагана [36] с магнитным кольцом, образующим поле остроугольной конфигурации. Отражающий электрод, тепловой экран и пластина с отверстием находятся под плавающим потенциалом.

функцию весьма эффективно выполняет сжимающееся магнитное поле, так что в области и близи апертурной пластины содержатся в основном. термалиоваанные электроны, что объясняет факт существования на этом электроде потенциала, близкого к анодному.

Образование плазмы с высокой плотностью первичных электронов в катодной части разрядной камеры и плазмы, чрезвычайно бедной первичными электронами в части, близкой к апертурной пластине, оказывает положительное влияние на компонентный состав пучка ионов дейтерия [36]. Как показали Элерс и Леунг [78], эффективность образования ионов D₂⁺ в торцевой части источника связана с высокой плотностью первичных электронов в этой области, а в результате прохождения молекулярных ионов через область термализованной плазмы происходит их диссоциация и образование атомарных ионов.

Специальной задачей Брейнарда и О'Хагана [36] являлось