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JPS5944750A - 磁気絶縁形イオンダイオ−ド - Google Patents

磁気絶縁形イオンダイオ−ド

Info

Publication number
JPS5944750A
JPS5944750A JP57154700A JP15470082A JPS5944750A JP S5944750 A JPS5944750 A JP S5944750A JP 57154700 A JP57154700 A JP 57154700A JP 15470082 A JP15470082 A JP 15470082A JP S5944750 A JPS5944750 A JP S5944750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
anode
magnetically insulated
dielectric
dielectric material
auxiliary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57154700A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Morimiya
森宮 脩
Setsuo Suzuki
鈴木 節雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57154700A priority Critical patent/JPS5944750A/ja
Publication of JPS5944750A publication Critical patent/JPS5944750A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J27/00Ion beam tubes
    • H01J27/02Ion sources; Ion guns
    • H01J27/022Details
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は軽イオンビーム慣性核融合装置などに用いら1
1る高出力パルスイオン源に適する磁気絶縁形イオンダ
イオードに関する。
〔従来技術とその問題点〕
従来の磁気絶縁形・fオンダイオードは、第1図に示す
ように、断面が長円の板状の陽極1とこの陽極1の周部
を・所定間隙を有して取り囲む工うに設けた陰極2とこ
の陰極の一面に孔設しfcスリット3とで秤1.成され
このスリット3からイオンビーム4を引出すようになっ
ていて、これら全体は図示しない7(空容器内に配置さ
れている。陰極2は断面Ω状の導体からなり、磁場発生
用コイルの役割を兼用し硅−場発生用電源5がらこの導
体に電流を流すことに工っで、陽極と平行な磁場Bを発
生する。このJ、うに構成したイオンダイオードの陽極
1と陰極2との間に例えば100T(V以上の高電圧を
放電、用看記源6から印加することにエリ、陽極1と陰
極2どの間に目、プラズマが生じ、このプラズマのイメ
ンをP、極に設けたスリット3を通して外部に導き出し
、イオンビーム4を得る。陽極1のmi K−)−J、
 RE体7が短冊状に設りらilている。このイオンビ
ーム4が得られる原理を説明するために、陽極1と陰極
2との間を拡大して断面で示したのが第2図である。電
子eは磁場Bにエリ曲り“らJ1陽伊1には達しない。
磁場Bによるイオンの曲りは僅かで陰極2のスリット3
を通りビーム4として夕■用:に導かれる。なお、スリ
ット3の数は理解し易いように図示しである。プラズマ
4は陽極1の表面近傍に陽極シースプラズマ8として存
在する。183図に陽極シースプラズマ8の生成原理を
示fo陽極1の表面に突起9を設け、陽極1と隣接突起
9との凹部にポリエチレン、ボロンナイトライド(BN
)等のU電体7を充tjA、密着させる。この工うな状
態で陽極−陰極間に高電圧を印加すると、陽棲部の三重
点10(金属・w8電休・真空部が接する点)で雷、界
が著しく強くなり、誘正1体を構成している原子、例え
ばポリエチレンではその中の水素、炭素、BNではホウ
素が放出されて、陽極部で放電プラズマ(陽極シースプ
ラズマ)8が生じる2、 このような放電プラズマの生成法を用い次従来のイオン
ダイメート゛(7は三f・14点の近傍にのみ放電がj
h中するので誘電体の寿命目高々数十ショットしか利用
出滓ず、短時間で消耗してり、−+う欠点があった。
〔発明の目的」 本発明IJ、 」二連した従来ゾはの欠点を改良しtも
ので、iiS電休の体命全署1〜く向上した磁気絶縁形
イオンダ・fオートイC」是伊どづ−ること金目〔白ど
する。
〔発明の概要〕
本発明は、従来のものが[1り極プラズマの生成企三3
1シ点の強電界にのみ依存り、−Cいlこのに対し、本
発明Cは誘電体表面に第2の陽極すなわち補助陽極を設
け、こり補助トす極と陽極と苓ンfンピーダンス要素(
抵抗もしくはインダクタンス)?介して接続して構成す
ることにより、この工うな接続状態で陽極に早い立上り
のパルスを印加すると、陽極と補助陽附どの間に?、Z
位差75粍[二じ、このため陽極突起部と補助陽極との
間で誘電体表面に沿った沿面放電が容易に起る↓うに構
成した磁気絶縁形イオンダイオードである○ 〔発明の効果〕 本発明によれば補助陽極を用いることにエリ、IN電休
体面に沿った一様な陽極プラズマが生じさせることがで
き、このため誘電体の極部的な消耗が起らず長寿命のイ
オンダイオードが得られる。
また一様な沿面放電を起すので、容易に高電流密度の一
様なビームが得られる。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
なお以下の説明において陽極部以外の構成部分について
は従来と同様であるためその詳細な説明を省略する。第
4図に本発明による陽極部の第一の実施例を示す。陽極
1に複数条の突起9を帯状に設ける。この突起と突起の
間に誘電体7(例えばポリエチレン、BN等)を陽極1
に密着するように充填させ、さらにこの誘電体7の上に
線状の補助陽極11を平行かつ中央に配置し密着させる
この補助陽極11と陽極1とをインピーダンス112を
介して接続する。このような状態で陽極1に高圧パルス
を印加すると補助陽極11には充電電流ICが流れる。
このときインピーダンスZ12があるため補助陽極11
の電位は陽極1エリZIeだけ差が生じる。このXL位
差により陽極突起9と補助陽極1ノとの間に沿面放電8
が生じる。この放電は防電体表面のほぼ全域にわ/ヒっ
て均一に生ずる。この均・−放電により誘電体の長寿命
化が可能となった。
また補助陽極を設けることにエリ、放電の生成に再現性
が著しく改着され乙。したがってビームの特性も再現性
が良くなった。
なお補助陽極1ノの形状および配置は、例えば第5図に
示す工うに、誘電体l内に補助陽極1ノを一部BK出す
るに埋め込み、この露出させた補助陽極11の表面を突
起9の表面どほぼ同一平面上に配置することによって安
定し/こ動作をさせることができる○まfc第6図に示
すように補助陽極11を完全に11 電体7の中に埋め
込んでも良い。
〔発明の他の実施例〕
次に本発明の他の実施例について説明する。なお、陽極
部以外の構成部分について前述したものと同一であるた
めにその説明および図を省略して示す。すなわち第7図
乃至第9図では本発明の陽極部部分のみ示す。
第7図に示す本発明の実施例は、陰極2と対面する位置
にアルミナあるいはボロンナイトライドなどからなる板
状誘電体13を設け、この板状誘電体13の陰極2側の
表面に短冊状の陽極14と補助陽極15とが交互に夫々
が離間して固着配設されている。l1lIr接する陽極
14と補助陽極15とはインピーダンス擬木16によっ
て接続されている。そして陽極14および補助陽極15
の材質を例えばチ・タン(TJ)  のような水素化物
を作りゃすい金属で椛成し、あらかじめ水素もしくは水
素の同位体もしくはモの同位体の混合物を吸蔵させであ
る。この工うに構成した陽極(!l’l’:)z 4に
立ちエリの早いパルス電圧を印加すると、陽極14と補
助陽極15とに充電電流1c  が流れる。このとき、
陽極14と補助陽極15との間にZIc  の電子差が
生じ、陽極14と補助陽極15との間で沿面放電が生じ
、lli;3極プラズマ8が生じる。この陽極プラズマ
から、本図では示さないが陰極2に設けfc開口部(ス
リット3)を通し、外部にイオンビーム4を引出せる。
、 尚、第7図に示f工うに個々の補助陽極には、独立した
インピーダンス要素を接続することが望ましいが、補助
陽極群を一括して接続し、この補助陽極群に一つのイン
ピーダンス要素を介して主陽極(群)に接続しても良い
前述した実施例ではビームになる原子はF5電休ヲ拾成
している原子、例えばポリエチレン中の水素、炭素、ボ
ロンナイトライド中のホウ素等を利用していたので、誘
電体の寿命を長くする工夫は可能であるが消耗は避りら
第1tJいが、この実Mν例の工うに構成することによ
−)て誘電体を直接ビーム原子として利用しl、(い磁
、気絶H:形形材オンダイオ・ドを提供できる。。
すなわちこの実Ali例で1曾、陽極を金属水零化物を
用い、この71・′素(あるいは水素の同位体)をビー
ムに用い、しかも陽極プラズマ5の生成を容易にするた
め補助陽極音用い、主陽極とこの補助陽極とをインピー
ダンス要素を介して接続する。この工うな措成で主陽極
に立上りの?いパルスを印加すると、補助陽極との間に
電位差が生じ、誘電体表面で放電が生じる。このとき金
属水素化物の電極から水素または水素の同位体(同位体
の混合物でも可)が放出され、水素プラズマが生じる。
この陽極水素プラズマからイオンビームを引出すことが
可能となつりjoこの工うに金属水素化物電極を用い、
しかも補助陽極を用いることにエリ、純度の高い水素プ
ラズマが陽極部にほぼ一様に生ずるので純度の高い高電
流密度の水素プラズマが生じる。しかもパルスビームを
引出した休止期間中に水素ガスを補給することにエリ放
電で遊園した水素を再び金属に吸蔵させることが出来る
のでダイオードの寿命ia、飛躍的に向上した。第8図
に本発明のその池の実施例を示す。この実施例では誘電
体13の裏面に陽極14と同電位の導体17を密着させ
てある0この工うに背後電極f、設けることにエリ、主
陽極14と補助陽極15間の静電容量が増大するので、
それに応じて充電電流1c  が大きくなり、同一のイ
ンピーダンスz16に対し大きな電位差ZIc  が生
じる。この皮め、主陽極14と補助陽極15間の放電が
容易に起り、ざらにまfC,第9図に示す工うに背後電
極17と補助陽極15とを直接接続しても良く、効果は
第8図の例と同様である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の一部切欠斜視図、第2図は原理を示
す説明図、第3図は陽極部を示す一部INF面図、第4
図は本発明のイオンダイオードの要部を示す断面図、第
5図乃至第9図は本発明の他の実施例を示す要部断面図
である。 1・・・陽極部、2・・・陰極、4・・・イオンビーム
、13・・・誘電体、14・・・陽極、15・・・補助
陽極、16・・・インピーダンス、17・・・背後電極
。 (7317)代理人 弁邸士 則 近 慾イ4i  (
ほか1名)第  1  図             
第  2 9第3図 第 5 図      第 1S 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)陽極シースプラズマを生成する陽極部と、この陽
    極部で生成した陽極シースプラズマからイオンを引出す
    陰極と、この陰極と前記陽極との間を電子が移動するの
    を防ぐ磁場発生装置とを具備したものにおいて、前記陽
    極部にインピーダンス要素を接続してなる補助陽極を設
    は友ことを特徴とする磁気絶縁形イオンダイオード。 (2)陽極部を表面に凹凸部の形成された金属板状の陽
    極とこの陽極の凹部に充填付着してなる誘電体とで格成
    し、補助陽極を前記誘電体に接触させて配設してなるこ
    とを特徴とする特FF請求の範囲第1項記載の磁気絶縁
    形イオンダイオード。 (3)補助陽極を誘電体の表面に配置したことを特徴と
    する特if請求の範囲第2項記載の磁気絶縁形イオンダ
    イオード。 (4)補助陽極を誘電体の中に埋設したことを特徴とす
    る特許請求の範囲第2項記載の磁気絶縁形イオンダイオ
    ード。 (5)誘電体の表面に補助陽極の−・部が露出してなる
    ことを特tXtどする特許請求の範囲第4項記載の磁気
    絶縁形イメンダイオード1、 (6)誘電体をポリエチレン樹脂とし/こことを特徴と
    する特許請求の範囲第2項記載の磁気絶縁形イオンダイ
    オード。 (力 誘電体をボロ:/ナイトライドとしたことを特徴
    とする特8′「請求の範囲第2項記載の磁気絶縁形iオ
    ンダイオ−1!。 (8)陽極部を板状Hか電体とこの誘電体の表面に配置
    した祷t(の陽極と、この陽極ど離間しかつ前記誘電体
    の表面に配置1.だ補助陽極とで構成したことを特徴と
    する特lvf請求の範囲第1項記載の磁気絶縁形イオン
    ダイオ・−ド。 (9)誘電体の裏面に金8板を面設しこの金属板と陽極
    の電位とを同電位としたことを特徴とする特許請求の範
    囲第8項記載の磁気絶縁形イオンダイオード。 0(1)陽、甑を水沢・ヨもしく1才水素の同位体を吸
    蔵させてなる水素吸蔵性金属とし之ことを特徴とする特
    許請求の範囲第8項記載の磁気絶縁形イオンダイオード
    。 (11)水素吸蔵性金iをTI  としたことを特徴と
    する特Vr請求の範囲第10項記載の磁気絶縁形イオン
    ダイオード。 02)  fi1m休をアルミナとしたことを特徴とす
    る特I′「請求の範囲#i) 8項記載の磁気絶縁形イ
    オンダイ、!!I′ド。 (13)  誘電体をボロンナイトライドとしたことを
    特徴とする特H′「請求の範囲第8項記載の磁気絶縁形
    イオンダイオード(、 (+4)  陽極上補助陽極とを接続してなるインピー
    ダンス要素の組HIQ組としたことを特徴とする特!!
    ′r請求の範囲第8項記載の磁気絶縁形イオンダイオー
    ド。
JP57154700A 1982-09-07 1982-09-07 磁気絶縁形イオンダイオ−ド Pending JPS5944750A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6511774B1 (en) 1997-01-16 2003-01-28 Mitsubishi Paper Mills Limited Separator for nonaqueous electrolyte batteries, nonaqueous electrolyte battery using it, and method for manufacturing separator for nonaqueous electrolyte batteries
JP2006299283A (ja) * 1999-05-13 2006-11-02 Three M Innovative Properties Co 接着剤付き物品
US7250210B2 (en) 1993-10-29 2007-07-31 3M Innovative Properties Company Pressure-sensitive adhesives having microstructured surfaces
US8313822B2 (en) 2007-07-17 2012-11-20 Lintec Corporation Pressure-sensitive adhesive sheet

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