(57)【要約】【課題】原理的に大出力で安定及び収束性に優れた高品質のイオンビーム、プラズマビームを長時間発生させることのできる磁気的コリメータと中空円筒電極との組み合わせで構成されるコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源を提供する。【解決手段】本発明の直流粒子ビーム源は、イオンを発生し、イオン流を形成するイオン発生装置Ａと、イオン流を加速し、電気的に中性の粒子ビームを形成すべく電子を付加する電気的中和装置Ｂとで構成され、イオン発生装置Ａは、陽極１２と同軸上の円筒形中空電極１３、リボン輪状陰極１４と、中心軸に沿って第１のコリメータ磁場を形成する第１の磁場発生コイル１６等を有し、中和装置Ｂは、マイナス電位に印加され、イオン流を加速して電気的に中性のプラズマ状態のプラズマビームを形成する第２のリボン輪状陰極２１と、第２のコリメータ磁場を形成する第２の磁場発生コイル２３を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを発生させるイオン発生装置と、そこで得られたイオンを加速してそれに電子を付加して電気的に中性のプラズマ粒子ビームに変換させる中和装置とが同軸上真空容器内に設置され、両者が磁力線で繋がっていることを特徴とするコリメータ／中空電極型直流粒子ビーム源。
【請求項２】
前記イオン発生装置での陽極と同軸の陰極としての中空円筒電極の間の電界によるカスケード放電で生じるイオンが軸方向磁場に沿ってコリメータの零領域を貫通し軸方向強磁場によって構造物に非接触のまま中空円筒電極の内部を貫通することを特徴とする請求項１に記載のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
【請求項３】
前記イオン発生装置でのベルト型酸化物被覆熱陰極または径方向グロー放電で発生する電子がコリメータの径方向磁力線に添って電場の逆方向、中心軸近傍に移動し、結果的に電子が軸方向強磁場を横切ってリボン輪状陰極から中心軸近傍に転送され、ここから陽極方向に向かって磁場に沿って加速されて種電子として陽極方向にカスケード放電を誘発すべく、中心軸上磁場零の領域で軸方向磁場に繋がった径方向磁場を発生するコリメータ磁場コイルを特徴とする請求項１または２に記載のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
【請求項４】
前記イオン発生装置のカスケード放電のためのガス圧と加速領域や前記中和装置での荷電交換を避けるための低いガス圧との圧力差が放電領域の下流に設置されたオリフィスを介しての差動排気によって保持されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
【請求項５】
前記中和装置でのベルト型熱陰極中心近傍にコリメータ磁場が形成され、イオンビームを軸とし径方向のコリメータ磁力線が陰極の内側で酸化物被覆面に接続するようなコイルの設置を特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源
【請求項６】
前記中和装置でのベルト型熱陰極から放出される電子がコリメータの径方向磁力線に沿って中心軸方向に移行し、コリメータ中心領域を流れる陽電荷のイオンビームに吸収されて、イオンビームが電気的に中和され中性の粒子ビームとなるような、中性化の方式を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
【請求項７】
前記中和装置で電子のイオン発生装置方向への逆流を防ぐため、コリメータ磁場零点の上流に設置されベルト型熱陰極に対して４０〜５０ボルト程度のマイナス電位のサプレッサ電極を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大出力で安定及び収束性に優れた高品質のイオンビーム、プラズマビーム等の粒子ビームを高効率で長時間発生させることのできるコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマビームを発生させ、宇宙ロケットのイオンエンジン、医療用途や工業用途等に利用できるプラズマビーム発生技術が知られている。例えば、特許文献１には、励磁面を備えた励磁電極を有する高周波電極装置と、抽出電極とに高周波電場を印加し、電磁界によって生成されたプラズマビームを抽出し、正のプラズマイオンを加速し、プラズマビームを取り出す技術が記載されている。
【０００３】
しかしながら、従来のプラズマビーム発生技術では、加速されたイオンが陰極その他の構造物に衝突してエネルギー損失が発生し、プラズマビームの効率的な生成ができないばかりでなく、構造物の寿命を損ねる等の問題があった。また、陰極等へのイオンの衝突や接触が多いと、プラズマビームは多少なりとも陰極材料の不純物を含み、その品質を損なうという問題があった。さらに、ナノテクノロジーの完成のためには収束性に優れ、超精密な加工を行うことのできるプラズマビームの生成が望まれていた。イオン発生場所の分散性に由来してのビーム粒子の径方向発散性がビーム加工技術の向上の妨げの一因になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−３５９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、コリメータ／中空円筒電極型を導入して、従来技術の問題を解決し、大出力で安定及び収束性に優れた高品質のイオンビームの発生からその加速、電子を付加してのプラズマビーム等の全過程を通じてイオン・プラズマ粒子の進行を妨げる構造物を排除して、直流粒子ビームを長時間発生させることのできる直流粒子ビーム源を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上記課題を解決するため、下記の構成のコリメータ／中空電極型直流粒子ビーム源が提供される。
［１］イオンを発生させるイオン発生装置と、そこで得られたイオンを加速してそれに電子を付加して電気的に中性のプラズマ粒子ビームに変換させる中和装置とが同軸上真空容器内に設置され、両者が磁力線で繋がっていることを特徴とするコリメータ／中空電極型直流粒子ビーム源。
［２］上記第［１］の発明において、前記イオン発生装置での陽極と同軸の陰極としての中空円筒電極の間の電界によるカスケード放電で生じるイオンが軸方向磁場に沿ってコリメータの零領域を貫通し軸方向強磁場によって構造物に非接触のまま中空円筒電極の内部を貫通することを特徴とするリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
［３］上記第［１］または第［２］の発明において、前記イオン発生装置でのベルト型酸化物被覆熱陰極または径方向グロー放電で発生する電子がコリメータの径方向磁力線に添って電場の逆方向、中心軸近傍に移動し、結果的に電子が軸方向強磁場を横切ってリボン輪状陰極から中心軸近傍に転送され、ここから陽極方向に向かって磁場に沿って加速されて種電子として陽極方向にカスケード放電を誘発すべく、中心軸上磁場零の領域で軸方向磁場に繋がった径方向磁場を発生するコリメータ磁場コイルを特徴とするコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
［４］上記第［１］から第［３］のいずれかの発明において、前記イオン発生装置のカスケード放電のためのガス圧と加速領域や前記中和装置での荷電交換を避けるための低いガス圧との圧力差が放電領域の下流に設置されたオリフィスを介しての差動排気によって保持されていることを特徴とするコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
［５］上記第［１］から第［４］のいずれかの発明において、前記中和装置でのベルト型熱陰極中心近傍にコリメータ磁場が形成され、イオンビームを軸とし径方向のコリメータ磁力線が陰極の内側でスキャンデート等の酸化物被覆面に接続するようなコイルの設置を特徴とするコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
［６］上記第［１］から第［５］のいずれかの発明において、前記中和装置でのベルト型熱陰極から放出される電子がコリメータの径方向磁力線に沿って中心軸方向に移行し、コリメータ中心領域を流れる陽電荷のイオンビームに吸収されて、イオンビームが電気的に中和され中性の粒子ビームとなるような、中性化の方式を特徴とするコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
［７］上記第［１］から第［６］のいずれかの発明において、前記中和装置で電子のイオン発生装置方向への逆流を防ぐため、コリメータ磁場零点の上流に設置されベルト型熱陰極に対して４０〜５０ボルト程度のマイナス電位のサプレッサ電極を特徴とするコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発生する電子をコリメータ磁場で中心軸近傍に転送される種電子によるカスケード放電で中心軸近傍で発生したイオンはコリメータの軸方向の磁場に沿って構造物に接触することなく中空円筒型陰極の中空部分を貫通し、中和装置でのマイナス電位のベルト型陰極によって加速、中性化される。イオン発生装置と、前記イオン発生装置からのイオン流を加速し、かつ電気的に中性の粒子ビームを形成する中和装置とが磁気的コリメータと中空円筒電極との組み合わせで構成されており、大出力でも長時間にわたって安定に作動し、また収束性に優れた高品質の直流粒子ビームを提供することができる。
本発明のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源は、有人惑星間ロケッ雑音の少ないイオンエンジンに適用した場合に、改めて中性化装置を必要とせず、大出力でしかも要請される２万時間以上といった超長時間運転を可能にすること、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ）のためのノイズが少なく大出力でＤ−Ｄ中性子源のための重水素プラズマの対向ビームに適用され得ること、厳密に磁力線方向のみの速度成分で、イオンビーム加工技術のサブナノメーターの超精密な新しい局面を開拓すること、例えば荷電粒子の正準角運動量が保存され、軸方向静電場で加速されたプラズマ／イオン等の粒子ビームの直径はイオンの軸上での発生場所に無関係でその場所での磁場に反比例し、領域外への粒子の拡散がなく、磁気軸の磁場を１テスラに絞った場所での酸素ビームでは  ４０ナノメートル、水素の場合は２０ナノメートルという超精密な粒子ビームとなるなど多方面にわたっての応用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源の概略構成を示す図である。
【図２】コリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源におけるコイル及び電極の配置並びに作用を示す図である。
【図３】コリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源の電極系とイオンビーム、プラズマビームの関係を示す図である。
【図４】反平行ヘルムホルムコイルを用いて形成されるコリメータ磁場の磁力線の例を示す図である。
【図５】カスプ磁場を形成するコイルを用いて形成される磁力線の例を示す図である。
【図６】円錐型陽極と中空円筒陰極による電位の分布（等電位線）を示す図である。
【図７】各電極に電圧（電位）を印加するための電源等を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るイオン発生装置の電極と粒子流との関係を示す図である。
【図９】コリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源における電極、コイル、イオンビーム、プラズマビームの関係を示す図である。
【図１０】イオン発生装置における電極と粒子流との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係るコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源を実施形態に基づき詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係るコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源の概略構成を図１に示す。また、図２に、このコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源のコイル及び電極の配置並びに作用を示す。また、図３に、このコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源の電極系とイオンビーム、プラズマビームの関係を示す。このコリメータ／中空円筒電極の構成はイオン発生装置Ａとその下流側に配置された中和装置Ｂとで採用され、コリメータの径方向磁場は同軸のベルト状陰極からの電子を軸近傍に転送するための経路となり、イオン発生装置Ａの軸近傍でのカスケード電離のための種電子を提供し、また中和装置Ｂでのイオンビームの電気的中性化に寄与する。
【００１０】
イオン発生装置Ａは、充填ガスが充填される円筒状の真空容器１１内に、コリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源の軸対象軸上の円錐型又はドーム型陽極１２と、中心軸上に陽極１２と離間して下流側に設けられる中空円筒電極１３と、円錐型又はドーム型陽極１２と中空円筒電極１３の間で中空円筒電極１３の近傍に中心軸の周りに設けられる太径の第１のリボン輪状（ベルト状）陰極１４と、発生するイオン流の出力側に設けられたオリフィス１５がそれぞれ図示のように配置されている。第１のリボン輪状陰極１４は、マイナス電位に印加され、陽極に向かってのカスケード電離で充填ガスを電離させるエネルギーを有するための種電子（Seed Electrons）を放出するためのものである。また、イオン発生装置Ａにはコリメータ磁場を形成する第１の磁場発生コイル１６が設けられている。
【００１１】
前述のように、イオン発生装置Ａにおいて、コリメータ磁場を形成する第１の磁場発生コイル１６が設けられるが、この第１の磁場発生コイル１６は、中心軸近傍に磁場零の領域を形成するものであり、中心軸上で磁場零の領域を通じて軸方向に磁力線が繋がって、電子流のためのコリメータ磁場を形成する。
【００１２】
本実施形態では、図１に示すように、第１の磁場発生コイル１６として反平行ヘルムホルツコイルを用いて構成されるが、用途によってはカスプ磁場を形成するコイルを用いてもよい。図４に、反平行ヘルムホルムコイルを用いた場合に形成されるコリメータ磁場の磁力線の例を示し、図５に、カスプ磁場を形成するコイルを用いた場合に形成される磁力線の例を示す。
【００１３】
図６に円錐型（ドーム型も含む）陽極１２と中空円筒電極１３による電位の分布（等電位線）を示す（図には上半分のみが示されている）。磁場がない場合、円筒電極の陽極側の尖端と陽極との間で放電が起こり、軸方向の磁場を印加することで電子の運動はその方向に制限され、軸近傍でのカスケード放電が発生する。
【００１４】
図７の右側に、イオン発生装置Ａの各電極に電圧（電位）を印加するための電源等を示す。同図の右側に示すように、陽極１２と中空円筒電極１３の間には、発生するイオン流を適切に加速することができる電圧Ｖｉ、例えば約１５０Ｖ程度の電圧が印加される。この電圧Ｖｉはイオン流（ビーム）のエネルギースペクトラムの広がりと同時にイオンの等価電流を制御する。コリメータ磁場の零領域から軸方向に加速される電子は１３．６ｅＶ程度以上になって初めて酸素や水素を電離する。このカスケード電離で生じたイオンはコリメータ磁場中心軸方向に沿っての磁場零の方向に加速されそこでのエネルギーは１３．６ボルト程度以上になっているのでイオンは慣性でコリメータ磁場の零領域を自由に貫通する。結果として「コリメータ磁場が零の領域で電離発生したイオンが第１のリボン輪状陰極１４に逆流して該当の陰極の超寿命化を損ねる」ことを防止している。
【００１５】
本実施形態のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源におけるイオン発生装置Ａの電極と粒子流との関係を図８に示す。
【００１６】
中和装置Ｂはイオン発生装置Ａの下流側に配置され、その中心軸はイオン発生装置Ａの中心軸と共通になっている。中和装置Ｂは、図１に示すように、真空容器１１内に配置され、中心軸の周りに設けられた第２のリボン輪状（ベルト状）陰極２１と、その上流側に設けられたサプレッサ グリッド２２を有しており、中和装置Ｂにおいて、コリメータ磁場を形成する第２の磁場発生コイル２３が設けられている。図９に、中和装置Ｂにおける電極、コイル、イオンビーム、プラズマビームの関係を示す。
【００１７】
図６に示すように、第１のリボン輪状陰極１４と第２のリボン輪状電極２１の間には第２のリボン輪状電極２１によりイオン発生装置Ａからのイオン流を加速して、例えば電気的に中性のプラズマ状態となったビームを形成できる強度の電圧、例えば約３０ｋＶ程度の電圧が印加され、サプレッサ電極２２は第２のリボン輪状電極にたいして−４０〜−６０Ｖ程度のマイナス電位が印加されている。中和装置Ｂの出力は、ビームテクノロジーに利用すべく反応／ターゲット容器に接続され、またロケットのイオンエンジンとして真空宇宙空間に開放される。
【００１８】
次に、本実施形態のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源の動作について説明する。イオン発生装置Ａと中和装置Ｂの中心軸方向には、第１の磁場発生コイル１６及び第２の磁場発生コイル２３により半径方向への種電子転送のためのコリメータ磁場が形成されている（図４、図５参照）。中心軸上には磁場ゼロの領域が存在し、軸方向磁場に接続し、前記コリメータの軸方向磁場が形成される。これは、本発明の実施形態に係るコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源における重要な特徴の一つである。
【００１９】
図１の例では、磁場発生コイル１６として反平行ヘルムホルツコイルを用いて構成されており、中心軸上に磁場零の部分が形成され、それらを通じて軸方向磁場に繋がって、電子流をコリメートするためのコリメータ磁場が径方向に形成されている。反平行ヘルムホルツコイルが発生する磁場は図４のように磁場の強さがゼロ点からの距離の四乗に比例しており、カスプ磁場の場合には図５のように距離に比例する。
【００２０】
電子は質量が非常に小さく、陰極で発生した種電子（Seed Electrons）はほぼ正確に磁力線に沿って電場の反対方向に運動する。半径方向の磁場が中心軸上磁場零の領域を通じて軸方向磁場に繋がっている磁気配位が電子流のコリメータとなる所以である。
【００２１】
イオン発生装置Ａの中心軸上に設置されている陽極１２と中空円筒電極１３の間に電位差Ｖｉが例えば約１５０Ｖの電位を印加して充填ガスを陽極方向にカスケード放電でイオン化する。また、中空円筒電極１３と第１のリボン輪状陰極１４との間に電位差Ｖｐが約４０〜３００Ｖの電位を印加することで電子が陰極近傍のポテンシャル障壁を克服して中心軸方向に移行するために必要な半径方向の電場が形成される。
【００２２】
上記のようにコリメータ磁場を設定すると、図１０に示すように、磁場零の領域は、リボン輪状陰極１４との組み合わせでは仮想陽極となっている。
【００２３】
電子の運動は中心軸近傍の磁場が零の領域では電場に支配され（図６）、軸方向の流れに変換されて（図10）、磁気軸方向の電子流となって円錐型又はドーム型陽極１２の方向にコリメート中心より十数ボルト以上の領域でカスケード的に充填ガスをイオン化し、同時に電子流を増大させる。すなわち、第１のリボン輪状陰極１４からの電子は磁力線に沿って仮想陽極の方向に加速され、種電子として中性原子や中性分子と衝突してカスケード状にこれらを電離し、陽イオンと電子とに分解させる。
【００２４】
グロー放電又は熱電子として陰極で発生した電子は仮想電極（仮想陽極）に到達し、軸方向電場によって中心軸上を磁力線に沿って陽極１２の方向に加速され、中心軸近傍での充填ガス（原子又は分子）を電離する。ここで生成された電子は、中心軸近傍を磁力線に沿って陽極１２の方向に加速され、カスケード電離で生じた電子ともども最終的に陽極１２に吸収される。
【００２５】
一方、中心軸近傍でのカスケード電離によって生じた陽イオンは中心軸近傍を磁力線に沿って電子とは逆に中空円筒電極１３の方向に十数電子ボルト以上に加速され、慣性質量も大きいのでコリメータ磁場の零点領域、を（そのまま）通過し、イオン流（イオンビーム）としてこの中空円筒電極１３を通過し、イオン発生装置から放出される。ここでのイオン流の強度は、充填ガスの種類に応じて、中空円筒電極と陽極１２との電位差と、これらの間の充填ガスの圧力とで決定される。この性質はイオン流の負帰還による安定化に活用される。
【００２６】
イオン発生装置Ａは、陽イオンの発生場所が中心軸近傍なので、陽イオンの正準角運動量は近似的にゼロであり、良好なビームの収束性をもたらす。正準角運動量の変化をもたらす充填ガスの原子核等との衝突をなくすべく差動排気を有効に機能させることで正準角運動量の値をゼロに保つことができる。
【００２７】
第１の磁場発生コイル１６が反平行ヘルムホルツ型コリメータコイルの場合、中心軸近傍の仮想電極（仮想陽極）に集まった電子は中心軸の磁力線に沿って陽極１２の方向に加速される。この電子は充填ガスを電離させ、そこで発生したものを含めて全て陽極１２に吸収される。中心軸近傍で電離した陽イオンは正準角運動量がゼロであり、これが仮想電極（仮想陰極）の方向に正準角運動量ゼロを保持したまま加速され、オリフィス１４と中空円筒電極１３を通過してイオン流（イオンビーム）を形成する。この間、陽イオンは電極等のイオンビームに対する構造物がなく、中心軸方向の定常電場のみで加速される。カスプ型コリメータの場合も事情は全く同じである。
【００２８】
ここで生成される正準角運動量ゼロの陽イオンは、反平行ヘルムホルツ型コリメータの形成する磁場や、カスプ磁場、磁気的アイランドに侵入（又は通過）することができる。この性質を利用して、加速されたイオンビームをカスプ磁場、磁気的アイランドを通過させることで、ノンゼロ正準角運動量の陽イオンをビームから排除して、正準角運動量ゼロの陽イオンのみという理想に近いイオンビーム又はプラズマビームを保持することが可能となる。
【００２９】
結果として、無電極の定常電場によってイオンビーム方向のみの運動エネルギーを持ち、イオンビームに垂直方向の運動エネルギーは（充填ガスの温度程度ゆえに実質的に）ゼロという理想的なイオンビーム又はプラズマビームを得ることができる。
【００３０】
中空円筒電極１３を通過したイオン流はその下流で中和装置Ｂのマイナス電位の第２のリボン輪状陰極２１によって磁力線に沿って加速され、必要とされるイオンエネルギーのプラズマビームが得られる。イオン流はイオンの等価電流が大きくビームが長くてビーム半径が小さい場合、いわゆるキンクモード不安定が励起され、ビーム粒子が径方向に散逸する。ビーム電流を減少させ、ビーム長を短くするか、イオン磁場を強くしてこの不安定を抑制することが必要である。
【００３１】
中和装置Ｂのマイナス電位の第２のリボン輪状陰極２１は熱放出電子に適した材料での表面面処理が施され、その第２のリボン輪状電極２１とその電極内部の中心軸上の磁場ゼロ点が磁力線で繋がるようにコリメータ磁場の位置を調整する。
【００３２】
加速された陽イオンは磁場ゼロの点を直進して、中和装置Ｂでの第２のリボン輪状陰極２１に対する中心軸上での仮想陽極となる。
【００３３】
中和装置Ｂの第２のリボン輪状陰極２１の内側表面は、スキャンデートなどの酸化物で被覆され、ヒータで８００〜９５０℃に加熱させるとき、そこから放出される熱電子は第2の磁場発生コイル（コリメータ磁場）の半径方向の磁力線に沿って“イオン流陽極”に加速され、ここでイオンビームの電荷を中和させてイオンビームを電気的に中性のプラズマビームに変換させる。このプラズマビームは中性原子ビーム流とは異なって、電子がイオンと必ずしも結合して中性原子となるわけでなく、単に共存して平均的にして電気的中性のプラズマ状態となったビームである。
【００３４】
第２のリボン輪状陰極２１の上流中心軸近傍に（陰極に対して−５０Ｖ程度の）サプレッサ電極２２を設置して電子のイオン発生装置Ａの方向の逆流を阻止する。
【００３５】
本実施形態のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源では、カスケード電離のためのある程度の充填ガス圧力（数パスカル程度）が必要なイオン発生装置Ａと、電荷交換を避けるためのそれより遥に低い充填ガス圧（数十ミリＰａ程度）の充填ガス圧の中和装置Ｂとがオリフィス１５を介しての差動排気によって圧力状態を保持確保されている。これにより、中和装置Ｂにおいてイオン流と充填ガスとの衝突を避けることができる。また、場合によっては多段の差段排気も考慮される。
【００３６】
以上、本発明のコリメータ／中空円筒電極型直流粒子ビーム源は、大出力かつ超長時間運転が可能な惑星間ロケットのイオンエンジンや、大電流対向重水素プラズマビーム核融合によりＢＮＣＴ（ホウ素中性子捕捉療法）用（大量）低雑音中性子源、サブナノメーター超精密イオンビームプロセスのためのイオンビーム生成等の技術に利用することが期待される。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ    イオン発生装置
Ｂ    中和装置
１１    真空容器
１２    円錐型又はドーム型陽極
１３    中空円筒電極
１４    第１のリボン輪状陰極
１５    オリフィス
１６    第１の磁場発生コイル
２１    第２のリボン輪状陰極
２２    サプレッサ電極
２３    第２の磁場発生コイル
【図１】
2022003631.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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