JPS6269496A - イオン・エネルギ−回収装置 - Google Patents
イオン・エネルギ−回収装置Info
- Publication number
- JPS6269496A JPS6269496A JP60208815A JP20881585A JPS6269496A JP S6269496 A JPS6269496 A JP S6269496A JP 60208815 A JP60208815 A JP 60208815A JP 20881585 A JP20881585 A JP 20881585A JP S6269496 A JPS6269496 A JP S6269496A
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- Japan
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- ions
- electrode
- coil
- recovery device
- ion energy
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、イオンのエネルギーを回収するイオン−エ
ネルギー回収装置に関する。
ネルギー回収装置に関する。
イオン・エネルギー回収装置は、例えばプラズマ加熱用
の中性粒子入射装置（Ｎｌ：ＩＩ）における、非中性化
イオンのエネルギー回収に用いられる。
の中性粒子入射装置（Ｎｌ：ＩＩ）における、非中性化
イオンのエネルギー回収に用いられる。
第２図に、エネルギー回収装置を具備したＮＢＩを示す
。放電室１０からひきだされたイオンは、加速電極１１
の間を通過する際に加速されて、高エネルギーのイオン
になる。その後、比較的圧力の高い中性ガスでみたされ
た中性化セル１２を通過する際に中性分子との間に荷電
交換をおこして、高速の中性粒子を得る。しかし、この
中性化の効率はエネルギーがあがるにしたがい低下する
。中性化されなかったイオンは、各所の容器壁などに衝
突し、そのエネルギーは空費されてし才う。そのため、
同図に示すエネルギー回収装置１３を設置して、残留イ
オンのエネルギーを回収１．て、器壁の損傷を防ぐとと
もに、電流として再利用する。
。放電室１０からひきだされたイオンは、加速電極１１
の間を通過する際に加速されて、高エネルギーのイオン
になる。その後、比較的圧力の高い中性ガスでみたされ
た中性化セル１２を通過する際に中性分子との間に荷電
交換をおこして、高速の中性粒子を得る。しかし、この
中性化の効率はエネルギーがあがるにしたがい低下する
。中性化されなかったイオンは、各所の容器壁などに衝
突し、そのエネルギーは空費されてし才う。そのため、
同図に示すエネルギー回収装置１３を設置して、残留イ
オンのエネルギーを回収１．て、器壁の損傷を防ぐとと
もに、電流として再利用する。
この回収装置は、回収電極１４の前後に同電極への電子
の流入を防止するための電子抑制ｉ１極１５．１６が設
置される。このときのビーム軸にそっての電位分布２２
を中性化セルを接地した場合を第８図に例示した。この
ときには、１５゜１６１こ負電位を与えることにより、
回収装置域の外で生まれた電子に対して静電障壁が形成
される。
の流入を防止するための電子抑制ｉ１極１５．１６が設
置される。このときのビーム軸にそっての電位分布２２
を中性化セルを接地した場合を第８図に例示した。この
ときには、１５゜１６１こ負電位を与えることにより、
回収装置域の外で生まれた電子に対して静電障壁が形成
される。
きころが、回収装置内ｌこおいても、中性ガスとイオン
ビームとの衝突によって荷電粒子が生成される。このう
ち、イオンは、その大半が、１５゜１６にあつめられ熱
負荷となる。その値を試算してみる。１００ＫｅＶ （
Ｄ Ｈ’ヒー ムを１０ＫｅＶの残留エネルギーで回収
することを考える。電子抑制電圧を一５ＱｋＶとし、回
収域の電場強度を７７ ｋＶ／ｃｍとし回収領域の圧力
をｌＸｌ０ Ｔｏｒｒとするとイオンパワーは高速イオ
ンの入射パワーの約２％になる。この値自身は、無視す
ることはできないが、回収装置全体の損失から許容され
ると考えられる。
ビームとの衝突によって荷電粒子が生成される。このう
ち、イオンは、その大半が、１５゜１６にあつめられ熱
負荷となる。その値を試算してみる。１００ＫｅＶ （
Ｄ Ｈ’ヒー ムを１０ＫｅＶの残留エネルギーで回収
することを考える。電子抑制電圧を一５ＱｋＶとし、回
収域の電場強度を７７ ｋＶ／ｃｍとし回収領域の圧力
をｌＸｌ０ Ｔｏｒｒとするとイオンパワーは高速イオ
ンの入射パワーの約２％になる。この値自身は、無視す
ることはできないが、回収装置全体の損失から許容され
ると考えられる。
しかし、イオン照射をうけた電極は電子を放出して新た
な損失源となる。しかも、その際、放出電子数は、入射
イオン数より多くなる。たとえば、モリブデン電極を用
いると、電子放出係数は、既ね３ケ／イオンである。し
たがって、この放出電子が回収電極に衝突すると、その
損失は、高速イオンの入射パワーの８．４％にも達し、
高速イオンの回収時のパワーが、入射時の１０％である
ことを考えるとこの損失は深刻である。この電子による
損失が、第２図に示す静電障壁を用いた電子抑制法を用
いる方式の最大の問題点である。
な損失源となる。しかも、その際、放出電子数は、入射
イオン数より多くなる。たとえば、モリブデン電極を用
いると、電子放出係数は、既ね３ケ／イオンである。し
たがって、この放出電子が回収電極に衝突すると、その
損失は、高速イオンの入射パワーの８．４％にも達し、
高速イオンの回収時のパワーが、入射時の１０％である
ことを考えるとこの損失は深刻である。この電子による
損失が、第２図に示す静電障壁を用いた電子抑制法を用
いる方式の最大の問題点である。
二次電子放出を抑える手段として、第３図に示すように
電子抑制電極にソレノイドコイルを巻き、同１極を磁力
線で包みこみ方法がある。この方法は、電子放出抑制と
して効果がある。しかし、ソレノイドコイルには通常、
線間短絡を防ぐための絶縁材が配設されている。そのた
めコイルが前記二次イオンの照射をうけたときには、絶
縁材上に電荷が集積され、ついには、回収電極など他の
電極との間の絶縁破壊を誘発する原因となっていた。
電子抑制電極にソレノイドコイルを巻き、同１極を磁力
線で包みこみ方法がある。この方法は、電子放出抑制と
して効果がある。しかし、ソレノイドコイルには通常、
線間短絡を防ぐための絶縁材が配設されている。そのた
めコイルが前記二次イオンの照射をうけたときには、絶
縁材上に電荷が集積され、ついには、回収電極など他の
電極との間の絶縁破壊を誘発する原因となっていた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ソ
レノイドコイルを具備した電子抑制電極のすぐれた二次
電子放出抑制効果を損うことなく、電極間の絶縁破壊を
防ぐことを目的とする。
レノイドコイルを具備した電子抑制電極のすぐれた二次
電子放出抑制効果を損うことなく、電極間の絶縁破壊を
防ぐことを目的とする。
本発明は高速イオンを静電場によって減速し、電流とし
て回収することによりイオンのもつ運動エネルギーを電
気工ネルキーに変換するイオンエネルギー回収装置にお
いて、イオンビームに随伴する電子途去の為の負電場の
静電障壁形成用の電極、即ち電子抑制電極に磁場発生用
としてソレノイドコイルを設け、このコイルの全表面あ
るいは一部を導電材でおおったイオン・エネルギー回収
装置である。
て回収することによりイオンのもつ運動エネルギーを電
気工ネルキーに変換するイオンエネルギー回収装置にお
いて、イオンビームに随伴する電子途去の為の負電場の
静電障壁形成用の電極、即ち電子抑制電極に磁場発生用
としてソレノイドコイルを設け、このコイルの全表面あ
るいは一部を導電材でおおったイオン・エネルギー回収
装置である。
本発明によれば簡単な構成で、ソレノイドコイルの発生
する磁場によって電子抑制電極からの二次電子放出を抑
え、かつコイル絶縁材上への電荷集積を除いて、他の電
極との間の絶縁破壊防止ができる。
する磁場によって電子抑制電極からの二次電子放出を抑
え、かつコイル絶縁材上への電荷集積を除いて、他の電
極との間の絶縁破壊防止ができる。
以下本発明の実施例を詳細に説明する。なお従来装置と
その構成が同一の部分については同一符号を附けてその
説明を省略する。特に本発明が従来装置と比較できる点
は、回収効率の低下防止策として、ソレノイドコイル利
用による電子抑制電極からの二次電子放出防止が効果的
であるにもかかわらす、コイルの絶縁材上の電荷集積が
、他の電極との間の絶縁破壊を誘発する原因となってい
ることに着目したことである。このことは、絶縁材上へ
の電荷集積がなければ、ソレノイドコイル利用による二
次電子放出防止効果が回収効率改善に大きく貢献できる
ことを意味する。本発明はソレノイドコイルを導電材で
包んで、絶縁材への荷電粒子照射を防いだものである。
その構成が同一の部分については同一符号を附けてその
説明を省略する。特に本発明が従来装置と比較できる点
は、回収効率の低下防止策として、ソレノイドコイル利
用による電子抑制電極からの二次電子放出防止が効果的
であるにもかかわらす、コイルの絶縁材上の電荷集積が
、他の電極との間の絶縁破壊を誘発する原因となってい
ることに着目したことである。このことは、絶縁材上へ
の電荷集積がなければ、ソレノイドコイル利用による二
次電子放出防止効果が回収効率改善に大きく貢献できる
ことを意味する。本発明はソレノイドコイルを導電材で
包んで、絶縁材への荷電粒子照射を防いだものである。
ｉｆ図に実施例を示す。１は電子抑制電極で絶縁材３を
被覆された導ｆ！２によってソレノイドコイルを構成す
る。
被覆された導ｆ！２によってソレノイドコイルを構成す
る。
４はコイル用の電源で５は電子抑制電極の電位維持用電
源である。ソレノイドコイルは、導電材によって各側面
１，７，６．８をおおい、絶縁材への荷電粒子の照射が
防止される。９はガス抜用の微小孔である。同図は周囲
の纏電材自身が電子抑制電圧極を構成している。この構
造はコイルへの荷電粒子の照射を防止しているが、コイ
ルの磁場発生機能を何ら損うものではなく、二次電子放
出防止に利用できる。
源である。ソレノイドコイルは、導電材によって各側面
１，７，６．８をおおい、絶縁材への荷電粒子の照射が
防止される。９はガス抜用の微小孔である。同図は周囲
の纏電材自身が電子抑制電圧極を構成している。この構
造はコイルへの荷電粒子の照射を防止しているが、コイ
ルの磁場発生機能を何ら損うものではなく、二次電子放
出防止に利用できる。
この実施例ではコイルの全表面を導電材でおおっている
が、電極配置によっては、とくに荷電粒子の照射をうけ
やすい側面例えば、ビーム側の面１や側面７や側面８に
限って導電材を配設して構造を簡単化し、でもよい。
が、電極配置によっては、とくに荷電粒子の照射をうけ
やすい側面例えば、ビーム側の面１や側面７や側面８に
限って導電材を配設して構造を簡単化し、でもよい。
上記実施例では、ビーム形状は平板状としていたが、軸
対称であってもよいことはいうまでもない。
対称であってもよいことはいうまでもない。
Ｍ１図は本発明の実施例の要部断面図、第２図はエネル
ギー回収装置をもつＮＢＩ装置の構成図、第３図はソレ
ノイドコイルを具備する従来の電子抑制電極を示す斜視
図である。 ｌ・・・電子抑制電極、２・・・コイル用導線、３・・
・コイル用導線の被覆材、４・・・コイル用電源、５・
・・電子抑制電極用電源、６〜８・・・コイル被覆用導
電材、９・・・カス抜孔、１０・・・放電室、１】・・
・加速電極、１２・・・中性化セル、１３・・・エネル
ギー回収装置、１４・・・回収電極、１５．１６・・・
電子抑制電極、１７・・・ドリフト管、１８・・・コイ
ル、１９・・・絶縁材、２０・・・電子抑制電極電源、
２１・・・コイル電源、２２・・・ポテンシャル分布図
、２３・・・導電線。 第 １ 図 ☆で 噴
ギー回収装置をもつＮＢＩ装置の構成図、第３図はソレ
ノイドコイルを具備する従来の電子抑制電極を示す斜視
図である。 ｌ・・・電子抑制電極、２・・・コイル用導線、３・・
・コイル用導線の被覆材、４・・・コイル用電源、５・
・・電子抑制電極用電源、６〜８・・・コイル被覆用導
電材、９・・・カス抜孔、１０・・・放電室、１】・・
・加速電極、１２・・・中性化セル、１３・・・エネル
ギー回収装置、１４・・・回収電極、１５．１６・・・
電子抑制電極、１７・・・ドリフト管、１８・・・コイ
ル、１９・・・絶縁材、２０・・・電子抑制電極電源、
２１・・・コイル電源、２２・・・ポテンシャル分布図
、２３・・・導電線。 第 １ 図 ☆で 噴
Claims (1)
- 高速イオンを静電場によって減速し、イオンの有する運
動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収するイオ
ン・エネルギー回収装置に於いて、イオンに随伴する電
子除去の為の負電易の静電障壁形成用電極の周囲に、磁
場形成手段として巻かれた絶縁材と導電線からなるソレ
ノイドコイルの全表面あるいは一部を導電材で覆ったこ
とを特徴とするイオン・エネルギー回収装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60208815A JPS6269496A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | イオン・エネルギ−回収装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60208815A JPS6269496A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | イオン・エネルギ−回収装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269496A true JPS6269496A (ja) | 1987-03-30 |
Family
ID=16562581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60208815A Pending JPS6269496A (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | イオン・エネルギ−回収装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6269496A (ja) |
-
1985
- 1985-09-24 JP JP60208815A patent/JPS6269496A/ja active Pending
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