ИСТОЧНИК ЗАРЯЖЕННЫХ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ

Полезная модель относится к области ускорительной техники и может быть использована в качестве инжектора пылевых частиц для последующей ускорительной системы.
Известен источник заряженных пылевых частиц состоящий, из корпуса, бункерного электрода, зарядного электрода, иглы, промежуточного электрода, промежуточной камера, образованной корпусом и внешней поверхностью промежуточного электрода, бункерной камеры, образованной корпусом и бункерным электродом, зарядной камеры, образованной зарядным электродом и внутренней поверхностью промежуточного электрода (Патент RU №2242849, МПК H05H 5/00, опубл. 20.12. 2004).
Наиболее близким аналогом является источник заряженных пылевых частиц, отличающийся тем, что в дно бункерных камерах установлен пьезоэлектрический излучатель (Патент на полезную модель №58839, МПК H05H 5/00, опубл. 13.06.2006 г.).
Однако он обладает недостатком: частицы вылетают из инжектора под некоторыми углами к оси симметрии ускорительного тракта, что приводит к загрязнению вакуумной камеры ускорителя. Часть частиц, вылетающих из инжектора, не попадает в систему ускоряющих электродов и остается в камере ускорителя. Увеличение концентрации частиц в вакуумной камере ускорителя ведет к уменьшению напряжения пробоя, что может привести к сбоям в работе ускорителя, а также ограничивает возможность повышения напряжения на электродах системы ускорения.
Поставлена задача: разработать источник заряженных пылевых частиц, имеющий меньший угловой разброс частиц.
Поставленная задача достигается тем, что в источнике заряженных пылевых частиц, содержащего корпус, бункерный электрод, зарядный электрод, иглу, промежуточный электрод, промежуточную камеру, образованную корпусом и внешней поверхностью промежуточного электрода, бункерную камеру, образованную корпусом и бункерным электродом, зарядную камеру, образованную зарядным электродом и внутренней поверхностью промежуточного электрода, согласно изобретению, вдоль оси источника устанавливаются фокусирующие электроды, образующие квадруполь.
Сущность изобретения поясняется чертежами:
На фиг.1 изображен общий вид,
На Фиг.2 изображена схема включения электродов квадруполя (вид снизу).
Устройство содержит корпус 1, в котором по окружности выполнены бункерные камеры 2, с расположенными в них бункерными электродами 3, в дно бункерных камер установлены пьезоэлектрические излучатели 4, в полости корпуса 1 установлен промежуточный электрод 5 со сферической внутренней поверхностью, в верхней части корпуса 1 установлен зарядный электрод 6 с размещенной на нем иглой 7. Промежуточная камера 8 образована корпусом 1 и внешней поверхностью промежуточного электрода 5, зарядная камера 9 образована внутренней поверхностью промежуточного электрода 5 и зарядным электродом 6, в корпусе 1 выполнены отверстия 10, соединяющие полости бункерных камер 2 с промежуточной камерой 8 и отверстие 11, выполненное в корпусе 1 соосно с иглой 7. В промежуточном электроде 5 выполнены отверстия 12 и отверстия 13, соединяющие полость промежуточной камеры 8 с полостью зарядной камеры 9, и отверстие 14 выполненное в промежуточном электроде по оси зарядного электрода. Фокусирующие электроды 15 установлены соосно отверстию 11. Геометрия промежуточной камеры 8 выбрана таким образом, чтобы силовая линия с наименьшей напряженностью в этой камере находится напротив отверстий 13 и проходит через отверстия 12 в направлении иглы 7.
Устройство работает следующим образом: пылевые частицы находятся в бункерной камере 2, которая соединена через отверстие 10 с объемом промежуточной камеры 8, образованной корпусом 1 и промежуточным электродом 5. В общем случае таких бункерных камер 2 в источнике заряженных пылевых частиц может быть несколько, каждый для своего сорта пылевых частиц. В дно бункерных камер вмонтированы пьезоэлектрические излучатели 4, на которые подается переменное напряжение с частотой, соответствующей резонансной частоте собственных колебаний пьезоэлектрического излучателя с насыпанными на него пылевыми частицами. Таким образом, в бункерных камерах 2 частицы начинают совершать флуктуации под действием механического - воздействия пьезоэлектрического излучателя, что позволяет уменьшить необходимое для функционирования бункерной камеры 2 напряжение на бункерном электроде 3, при подаче напряжения на который, пылевые частицы начинают через отверстия 10 поступать в промежуточную камеру 8, где двигаясь по силовым линям электрического поля через отверстия 12 попадают в область иглы 7. Если пылевая частица, после зарядки не попала в выходное отверстие 14, или если не коснулась иглы 7, то она смещается в зону слабого поля в районе отверстий 13, через которые она попадает обратно в промежуточную камеру 8. Заряженные частицы прошедшие отверстия 14 и 11 фокусируются электрическим полем фокусирующих электродов 15 и попадают в ускорительный тракт. Электрическая схема включения электродов, образующих квадруполь показана на Фиг 2. Переменное электрическое поле фокусирует поток частиц по осям квадруполи X и Y.
Таким образом, за счет фокусировки потока частиц уменьшаются углы вылета частицы из инжектора, что уменьшает загрязнение вакуумной камеры ускорителя. Это позволяет увеличить надежность работы ускорителя и использовать более высокое напряжение на ускорительных электродах.