Вестник НТУ ХПИ_55 2010_Оригинал_макет - Науково-Ñ‚ÐµÑ Ð½Ñ–Ñ‡Ð½Ð° ...

изотопа и производительности сепаратора.Плазма из источника, размещенного в области между двух несимметричныхмагнитных пробок, вытекает преимущественно в сторонуменьшей пробки и вдоль магнитного поля, через зону дрейфа,попадает в зону нагрева. Здесь, с помощью высокочастотных электрическихполей, селективно ускоряются ионы нужной массы, и затемхолодные и горячие ионы пространственно разделяются, с помощьюразличных систем отбора.Циклотронный нагрев или ускорение ионов (увеличение их поперечнойскорости) происходит в условиях, когда на замагниченные ионыплазмы действует переменная компонента радиального или вихревогоэлектрического поля Е r или Е ϑ (Е) , с частотой f, равной ларморовскойчастоте ионов, f ci , в магнитном поле Н (Э).f ci3−1= 1,52⋅10ZM H (Гц) , (4)где Z – заряд ядра; М − атомный вес; Z – заряд иона, обычно равен 1.В реальных условиях нагрев ведется в плазме, имеющей распределениевеличин V ll и V ⊥0 ≠0, вследствие чего возникает разброс поперечныхэнергий ионов ∆W ⊥ =±E⋅eV ⊥0 ⋅t. Причина дальнейшего разбросаэнергий ионов связана с тем, что в начальный момент не все ионы находятсяв фазе с ускоряющим полем.При циклотронном резонансе, т.е. при росте поперечной энергии,ларморовский радиус растет линейно со временем пролета ионов вдействующем электрическом поле (на длине антенны L):ri = 1,02⋅ 102 0,5 0,5 0,5 − 1M Z TiH (см) = E t H . (5)Время пребывания частицы в области нагрева t = L Vll, где величинапродольной скорости V ll является приблизительно постояннойвеличиной.Осевые неоднородности магнитного поля ∆H/H могут привести кнагреву частиц с массой М i, отличающейся от резонансной в поле H навеличину ∆М i . Поэтому требование к однородности продольного магнитногополя в области нагрева, например при ∆M = 2 и Mi= 100запишется как:−2∆H H = ∆M iM ≈ 2⋅10, (6)iгде ∆М i – минимальная разница масс между разделяемыми соседнимиизотопами.Соответственно, ширина спектра ВЧ-генератора ±∆ω ci должнаудовлетворять условию:ISSN 2079-3944. Вісник НТУ "ХПІ". 2010. № 55136