Эффективный газовый ионный источник с объемным зарядом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Характеристики ионного источника с газовым наполнением и инжекцией электронов были изучены в рамках разработки генератора ионов изомерного состояния 229mTh. Проведены расчеты распределения электрического потенциала и плотности электронов в среде гелия. Измерена эффективность эвакуации ионов. Созданная методика отличается высокими эффективностью и быстродействием в сочетании с возможностью формирования интенсивного пучка ионов продуктов радиоактивного распада и ядерных реакций.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. И. Гусев

Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: popov_av@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Гатчина, Ленинградская обл., мкр. Орлова роща, 1

Ю. В. Нечипоренко

Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: popov_av@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Гатчина, Ленинградская обл., мкр. Орлова роща, 1

Ю. Н. Новиков

Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: popov_av@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Гатчина, Ленинградская обл., мкр. Орлова роща, 1

А. В. Попов

Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: popov_av@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Гатчина, Ленинградская обл., мкр. Орлова роща, 1

Д. Е. Соснов

Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”

Email: popov_av@pnpi.nrcki.ru
Россия, 188300, Гатчина, Ленинградская обл., мкр. Орлова роща, 1

Список литературы

  1. Moore I.D., Dendooven P., Arje J. // Hyperfine Interact. 2014. V. 223. P. 17. https://doi.org/10.1007/s10751-013-0871-0
  2. Tordoff B., Eronen T., Elomaa V.V., Gulick S., Hager U., Karvonen P., Kessler T., Lee J., Moore I., Popov A., Rahaman S., Rinta-Antila S., Sonoda T., Aysto J. // Nucl. Instr. Meth. Phys Res. 2006. V. 252. P. 347. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2006.08.015
  3. Beraud R., Canchel G., Emsallem A., Dendooven P., Huikari J., Huang W., Wang Y., Perajarvi K., Rinta-Antila S., Jokinen A., Kolhinen V.S., Niemenen A., Penttila H., Szeripo J., Aysto J., Bruyneel B., Popov A. // Hyperfine Interactions. 2001. V. 132. P. 485. https://doi.org/10.1023/A:1011979029056
  4. Takamine A., Wada M., Ishida Y., Nakamura T., Okada K., Yamazaki Y., Kambara T., Kanai Y., Kojima T.M., Nakai Y., Oshima N., Yoshida A., Kubo T., Ohtani S., Noda K., Katayama I., Hostain P., Varentsov V., Wollnik H. // Rev. Sci. Instr. 2005. V. 76. P. 103503. https://doi.org/10.1063/1.2090290
  5. Ringle R., Bollen G., Lund K., Nicoloff C., Schwarz S., Sumithrarachchi C.S., Villari A.C.C. // Nucl. Instr. Meth. Phys Res. 2021. V. 496. P. 61. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2021.03.020
  6. Peik E., Tamm Chr. // Europhys. Lett. 2003. V. 61. P. 181. https://doi.org/10.1209/epl/i2003-00210-x
  7. Karpeshin F.F., Trzhaskovskaya M.B. // Nucl. Phys. A. 2018. V 969. P. 173. https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2017.10.003
  8. Карпешин Ф.Ф. // ЭЧАЯ. 2006. Т. 37. № 2. С. 522
  9. Витушкин Л.Ф., Гусев Ю.И., Карпешин Ф.Ф., Новиков Ю.Н., Орлов О., Охапкин М.В., Попов А.В., Тржасковская М.Б. // Законодательная и прикладная метрология. 2022. № 3(177). С. 9.
  10. Sonnenschein V., Moore I.D., Raeder S., Hakimi A., Popov A., Wendt K. // Eur. Phys. J. A. 2012. V. 48(4). P. 52. https://doi.org/10.1140/epja/i2012-12052-3
  11. Von der Wense L., Seiferle B., Laatiaoui M., Neumayr J.B., Maier H.-J., Wirth H.-F., Mokry C., Runke J., Eberhardt K., Düllmann C.E., Trautmann N.G., Thirolf P.G. // Nature. 2016. V. 47. P. 533. https://doi.org/10.1038/nature17669
  12. Von der Wense L., Seiferle B. // Eur. Phys. J. 2020. V. 56. P. 277. https://doi.org/10.1140/epja/s10050-020-00263-0
  13. Karpeshin F.F., Trzhaskovskaya M.B. // Nucl. Phys. 2021. V. 1010. P. 122173. https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2021.122173
  14. Moore I.D., Kessler T., Sonoda T., Kudryavstev Y., Perajarvi K., Popov A., Wendt K.D.A., Aysto J. // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B. 2010. V. 268(6). Р. 657. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2009.12.001
  15. Попов А.В. Свидетельство о гос. регистрации программ 2018617922. 2018.
  16. Гусев Ю.И., Новиков Ю.Н., Попов А.В., Тихонов В.И. // Изв. РАН. серия физическая. 2016. Т. 80(8). С. 962. https://doi.org/10.7868/S0367676516080184
  17. Huikari J., Dendooven P., Jokinen A., Nieminen A., Penttila H., Perajarvi K., Popov A., Rinta-Antila S., Aysto J. // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B. 2004. V. 222(3-4). Р. 632. https://doi.org/10.1016/j.nimb.2004.04.164

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Ионный источник, сочлененный со схемой формирования ионного пучка: 1 – фольги с 233U в газовой ячейке, 2 – электронный эмиттер, 3 – катод, 4 — дополнительный электрод, 5 — керамические изоляторы, 6 — газовая ячейка, 7 — транспортные электроды со статическим потенциалом, 8 — электроды с радиочастотным квадрупольным потенциалом.

Скачать (190KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Распределение потенциала внутри ионного источника, рассчитанное для различных токов эмиттера при давлении 50 Торр. Числами показаны значения потенциала для эквипотенциальных линий.

Скачать (104KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Напряженность электрического поля (а) и плотность электронов (б) внутри ионного источника при давлении 25 Торр и токе эмиттера 1 мкA. Сплошная линия — распределение при нулевом потенциале на фольгах с нанесенным ураном. Штриховая линия — к фольгам приложен потенциал, возрастающий от 0 до 20 В по мере удаления от катода. По оси абсцисс указано расстояние до катода.

Скачать (108KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Эффективность эвакуации ионов 219Rn при напряжении катода -20 В для различных значений тока эмиттера и давления гелия.

Скачать (110KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимости количества ионов 39K, счета ионов 129Xe и альфа-частиц из распада 215Po от напряжения на катоде ячейки. Данные получены при давлении 50 Торр.

Скачать (84KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Скорость счета ионов, измеренная при различных потенциалах катода и постоянной температуре эмиттера.

Скачать (178KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Отношение скоростей счета двух- и однозарядных ионов 229Th в зависимости от тока эмиттера.

Скачать (84KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024