Шульга Д. П. Формування високояскравісних пучків у геліконних джерелах іонів

Дисертація присвячена проблемі одержання іонних пучків з високою параксіальною яскравістю для підвищення роздільної здатності установок зі сфокусованими іонними пучками та одержання сильнострумових пучків для використання в нейтронних генераторах на базі електростатичного прискорювача. Вимірювання масового складу водневого пучка показали, що кількість протонів становить 80% загального складу пучка. Енергетичний розкид іонів гелію та водню менший за 30 еВ. У режимі роботи геліконного джерела іонів з неоднорідним магнітним полем при Р=200 Вт густина струму гелієвого пучка досягає величини j=120 мА/см2. Виконано розрахунки фазового портрета іонного пучка в площині вихідної апертури діаметром 1,5-мм і 1-мм з метою дослідження впливу діаметра апертури на величину параксіальної яскравості. Експериментально отримана диференціальна яскравість 65 А/м2рад2еВ за 1,5-мм вихідною апертурою та 95 А/м2рад2еВ за 1-мм апертурою. Створено сильнострумову екстрагуючу систему, що з геліконного джерела іонів дозволяє одержати пучки іонів водню із силою струму 4 мА, гелію - 4,5 мА при 350 Вт ВЧ-потужності, густина струму протонного пучка становить 127 мА/см2. Створено високояскравісну систему екстракції, що має металеву апертуру екстракції, яка відокремлена від плазмового електрода ізолюючим кварцовим диском, тобто знаходиться під плаваючим потенціалом плазми. Експериментально отримане значення параксіальної яскравості після проходження пучком 1-мм вихідної апертури 313 А/м2рад2еВ.