Плазмооптическая масс-сепарация изотопов из плазменного потока

Abstract

Для осесимметричных плазмооптических сепараторов с электростатической фокусировкой ионов (ПОМС-Е) определены размеры фокусных пятен и получены условия на отсутствие перекрытия фокусных пятен для ионов разных масс. Показано, что большой разброс ионов по энергиям в плазменном потоке может служить препятствием для панорамной сепарации ионов в единой фокусной плоскости, перпендикулярной оси исходного плазменного потока. Для такого потока предложен способ идеальной масс-сепарации для ионов изотопов трех масс М2 < М0 < М1, когда ионы массами М1 и М2 оседают на внутреннем и внешнем цилиндрических сборниках, а ионы массой М0

Для осесиметричних плазмооптичних сепараторів з електростатичним фокусуванням іонів (ПОМС-Є) визначено розміри фокусних плям і отримано умови на відсутність перекриття фокусних плям для іонів різних мас. Показано, що великий розкид іонів по енергіям у плазмовому потоці може послужити перешкодою для панорамної сепарації іонів в єдиній фокусній площині, яка перпендикулярна осі вихідного плазмового потоку. Для такого потоку запропонований спосіб ідеальної мас-сепарації для ізотопів трьох мас: М2 < М0 < М1, коли іони масами М1 і М2 осідають на внутрішньому і зовнішньому циліндрових збірках, а іони масою М0 збираються на торцевому кільцевому приймачі.

Sizes of focusing spots were determined, and conditions of absence of overlapping focusing spots for ions with different masses were obtained for axially symmetric plasma-optical separators with electrostatic focusing of ions. A broad spread of ion energy in a plasma flow is shown to impede panoramic separation of ions in the uniform focal plane perpendicular to the axis of the initial plasma flow. For this flow, we propose a method for ideal mass separation of isotopes with three masses М2 < М0 < М1: ions with masses М1 and М2 are accumulated on the internal and external cylindrical collectors, and ions with mass М0 are accumulated on the end ring collector.