Стартовой точкой любого ускорительного комплекса является ионный источник – прибор для получения ионов –...

атомов различных элементов с удаленными электронами. Именно в источнике производятся ионы для последующего получения пучков ионов для прикладных и фундаментальных исследований.


Получение высокозарядных ионов в значительных количествах трудная и интересная задача. Существуют различные способы получения таких ионов и, соответственно, различные типы ионных источников.

Источники ионов семейства «Крион» (криогенный ионизатор) позволяют получать ионы различных элементов. Источники семейства «Крион» были разработаны в Лаборатории высоких энергий ОИЯИ профессором Е.Д. Донцом.

Основой источника ионов «Крион» является сверхпроводящий соленоид, находящийся при температуре жидкого гелия -269 градусов Цельсия. Количество витков сверхпроводящего провода из NbTi (соединение ниобия и титана), которым намотан соленоид, может достигать десятков тысяч и это позволяет получать магнитные поля в центре соленоида до значений 6 Тесла. В сверхпроводящий провод обмотки соленоида подводится электрический ток и в нем возникает магнитное поле. Сверхпроводящий соленоид может работать в короткозамкнутом режиме – для поддержания внутри него магнитного поля не требуется постоянно работающий источник тока. Соленоид является не только источником магнитного поля, но и своеобразным крионасосом – вакуум в системе может поддерживаться без дополнительной откачки только за счет осаждения остаточного газа на низкотемпературных поверхностях.
Следующей основной частью источника является электронная пушка – устройство для получения ускоренных электронов – именно они, бомбардируя нейтральные атомы, «выбивают» из них электроны и превращают в положительно заряженные ионы.

После получения ионов внутри источника их нужно извлечь и предварительно ускорить для последующего инжектирования в следующую ступень ускорительного комплекса – для этого предназначена система управления движением ионов и фокусировки.

Также работа с высокозарядными ионами может вестись и самостоятельно без ускорителя – «медленными» ионами облучают различные поверхности и изучают и взаимодействие их с веществом.