Wechselwirkungen sehr langsamer hochgeladener Ionen mit einer ...

3.1. Die EZR–Ionenquelle 41
Die Gyrationsfrequenz ω ∝ v⊥ hängt aber von der ortsabhängigen magnetischen
Induktion B(r) ab. Bewegt sich ein Elektron also einer � B–Feldlinie
folgend in Gebiete größerer Feldstärke hinein, so verlagert sich aufgrund der
Energieerhaltung
Eges = E|| + Erot = const. (3.2)
ein Teil der Translations– in Rotationsenergie Erot ∝ v 2 ⊥. Existiert entlang
einer Trajektorie ein gewisses Verhältnis Bmax/Bmin , so wird ein im Bereich
von Bmin gestartetes Elektron oberhalb eines bestimmten anfänglichen Geschwindigkeitsquotienten
v0,⊥
v 0,� = tan(Θ) am Ort von Bmax in seine ursprüngliche
Bahn zurückgespiegelt. Im Geschwindigkeitsraum läßt sich v0,⊥
v 0,|| auch
über den Winkel Θ zwischen �v und der Magnetfeldlinie interpretieren. Daraus
ergibt sich ein Fluchtkegel, dessen Raumwinkel sich mit zunehmendem
Verhältnis Bmax
Bmin verringert.
Das Spiegelfeld wird bei unserer Quelle über zwei zylindersymmetrisch angeordnete
Permanentmagnetringe realisiert, welche an den beiden Enden der
ebenfalls zylinderförmigen Plasmakammer angebracht sind und entgegengesetzt
gepolt ausgerichtet werden. Auf diese Weise wird aber nur ein axialer
Einschluß der Elektronen erreicht. Sowohl für die Energieverteilung der Elektronen
als auch für die Evolution hoher Ladungszustände der Ionen ist ein
guter radialer Plasmaeinschluß von essentieller Bedeutung.
Abbildung 3.3: Magnetisches Hexapolfeld Die um die Plasmakammer gruppierten
Permanentmagnete sorgen für einen radialen Plasmaeinschluß.
Man mache sich zunächst klar, daß sich die langsamen Ionen zur Aufrechterhaltung
der Quasineutralität des Plasmas bevorzugt in den Regionen hoher