Abstract
Analysis of the mechanisms of formation of negative hydrogen ions in the plasma source, operating at the electron cyclotron resonance, leads to the conclusion about the fundamentally important role played in this process by low-temperature electrons. In the source the negative ion production is realized in two stages. First, hydrogen molecules colliding in a plasma with energetic electrons, are exited to high-laying Rydberg electron states and to high vibration levels in the plasma volume. Further, pulling the low-energy electrons, excited molecules acquire a negative charge. Negative atomic ions result from dissociation of excited negatively charged hydrogen molecules. Necessary for this process, the electrons of low energies are the result of collisions of fast plasma electrons with plasma electrodes. In the presented experiments to further increase the number of low-energy electrons were used electrons, emitted from the heated tungsten filaments and ceramic electrodes LaB6 placed in the chamber of the source. The experiments found that emission of electrons from tungsten heaters have improved stability of the discharge and expanded the range of pressure under which there was a discharge, without changing substantially the magnitude of current of negative ions. The emission of electrons from the LaB6 electrodes increased the current of negative ions from a source more than 3 times.
Highlights
Анализ механизмов образования отрицательных водородных ионов в источнике плазмы, работающем на электронном циклотронном резонансе, позволяет сделать вывод о принципиально важной роли, которую играют в этом процессе низкотемпературные электроны
Необходимые для этого процесса электроны низких энергий получаются в результате столкновений быстрых электронов плазмы с плазменными электродами
Analysis of the mechanisms of formation of negative hydrogen ions in the plasma source, operating at the electron cyclotron resonance, leads to the conclusion about the fundamentally important role played in this process by low-temperature electrons
Summary
Интерес к источникам отрицательных водородных ионов вызван их широким использованием для различных научных, технических целей и особенно их применением для целей управляемого термоядерного синтеза [1]. Поток отрицательно заряженных изотопов водорода, ускоренных до высоких энергий, может быть превращён в нейтральные атомы и инжектироваться в магнитные ловушки с целью решения проблемы нагрева плазмы до термоядерных температур. Отрицательно заряженные изотопы водорода, ускоренные до высоких энергий, используются в ускорителях различного типа, в частности, для получения радиоизотопов. Для ЭЦР источников отрицательных ионов водорода принципиально важной реакцией является присоединение низкоэнергетичных электронов к молекулам водорода с последующей диссоциацией отрицательно заряженных молекул [2]. В ЭЦР источниках отрицательных ионов колебательное и электронное возбуждение молекул происходит в результате столкновения с энергичными электронами плазмы в активной зоне разряда. В проведённой серии экспериментов ЭЦР источник, описанный в [2, 8], был модифицирован с целью получения более высокой степени генерации отрицательных ионов. В разрядной камере были установлены две системы, которые обогащали плазму источника дополнительными низкоэнергетичными электронами
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
