Разработка и исследование источника многозарядных ионов ЭЦР-типа с модифицированной структурой аксиального магнитного поля (Decris-4)

• Автор: Лепорис Марек
• Шифр специальности: 01.04.20
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 109 с. : ил.

I Физические и технические аспекты получения пучков многозарядных ионов

1 Основные процессы в плазме при получении многозарядных ионов в ЭЦРф источнике
1.1 Процессы ионизации
1.2 Потери ионов в плазме
1.3 Условия получения многозарядных ионов
2 Описание метода 1+ —>■ п+
2.1 Метод “backward injection”
2.2 Метод “forward injection”
2.3 Примеры реализации метода 1+ —> п+
2.3.1 Инжекция в источник MINIMAFIOS
2.3.2 Инжекция в источник CAPRICE
2.3.3 Инжекция в источник PHOENIX
'ф 3 Описание проекта DRIBs
4 Выводы и подстановка задачи
II Конструкция ионного источника DECRIS-4
ф 1 Основные принципы работы ЭЦР-источников
1.1 Магнитное удержание
1.2 Повышение энергии плазменных электронов
1.3 Методы повышения интенсивности пучков многозарядных ионов
1.3.1 Bias - электрод
1.3.2 Gas mixing
1.3.3 Подача двух (нескольких) СВЧ - частот

1.4 Примеры конструкции источников
2 Магнитная структура источника DECRIS
2.1 Система формирования аксиального магнитного поля с плоским
минимумом
2.2 Система формирования радиального магнитного поля
3 Особенности конструкции плазменной камеры ионного источника
4 Сравнение параметров DECRIS-4 с традиционным источником CAPRICE
типа
III Система ввода вторичных пучков однозарядных ионов в плазменную камеру источника
1 Математическое моделирование системы ввода
2 Конструкция системы ввода
3 Выводы
IV Экспериментальная часть
1 Описание экспериментальной установки
1.1 СВЧ-система
1.2 Система инжекции рабочих веществ
1.3 Вакуумная система источника
1.4 Система транспортировки и анализа ионного пучка
1.5 Вспомогательные подсистемы
2 Получение пучков миогозарядных ионов
2.1 Исследование влияния распределения аксиального магнитного поля на выход многозарядных ионов
2.2 Изучение влияния положения плазменного электрода на интенсивность извлекаемого пучка многозарядных ионов
2.3 Изучение зависимости выхода многозарядных ионов от вводимой
СВЧ-мощности
3 Выводы
Заключение
Литература

Ускорители заряженных частиц в настоящее время широко используются во многих странах мира. Исследования на пучках тяжелых ионов в широком диапазоне масс и энергий представляют большие возможности для решения как фундаментальных научных проблем, так и важнейших прикладных задач.
В ядериой физике с тяжелыми ионами связан значительный прогресс в области синтеза новых элементов, деления ядер (явление изомерии формы, запаздывающие деление, закономерности спонтанного деления трансфермиевых элементов), изучение свойств ядер вблизи границы устойчивости (эмиссия запаздывающих протонов и ст-частиц, определение стабильности нейтронноизбыточиых легких ядер), исследования механизма взаимодействия сложных ядер (образование составных ядер с высоким угловым моментом, реакции передачи, ядерные квазимолекулы и др.). Повышение энергии тяжелых ионов позволяет исследовать взаимодействие сложных систем, состоящих из большого числа нуклонов, в которых проявляются коллективные эффекты, связанные со свойствами ядерной материи кулоновскими и поверхностными силами, сжимаемостью и вязкостью ядерного вещества.
Большие перспективы также связаны с использованием тяжелых ионов в целом ряде научно-технических и прикладных областей. Здесь кроме первичного излучения - ускоренного пучка частиц из ускорителя или иизко-энергетичного пучка прямо из ионного источника, часто используется также вторичное излучение, возникающее в процессе взаимодействия пучков с мишенями (взаимодействие с электронными оболочками атомов или молекул в веществе, неупругие столкновения с ядрами в веществе, ядерные реакции). Эти эффекты довольно часто применяются в промышленности, например для имплантации ионов; дефектоскопии; стерилизации инструментов; радиационной химии. В медицине эти эффекты используются для радиотерапии быстрыми нейтронами; в производстве радио-фарм-препаратов для диагностики; протонной терапии глаз и т.д
К современным ускорительным комплексам тяжёлых ионов таким образом предъГлава II. Конструкция ионного источника DECRIS
Length [ cm ]
Рис. 11.12: Аксиальное распределение магнитного поля ионного источника DECRIS 4.
Length [ cm ]
Рис. 11.13: Распределение магнитного поля на оси ионного источника при различных настройках тока в катушках и положении регулирующих колец.