Separation of negative hydrogen ions from penning discharge with metal-hydride cathode

Abstract

In the paper we numerically investigate the separation of negative hydrogen ions extracted in the longitudinal direction from Penning discharge with a metal hydride cathode. For this purpose a cathode unit has been designed where the active element for H⁻ ions separation was electromagnetic filter. Basing on numerical solution of motion equations it was determined the trajectories of charged particles in the filter. A model that allows choosing the best external parameters for efficient separation of H⁻ ions and interpretation of subsequent experiments has been built. The experimental verification of the built model working ability was carried out.

Численно исследуется сепарация отрицательных ионов водовода, извлекаемых в продольном направлении из разряда Пеннинга с металлогидридным катодом. С этой целью разработана конструкция катодного узла, активным элементом которого для сепарации ионов Н⁻ является электромагнитный фильтр. На основании численного решения уравнения движения определены траектории заряженных частиц. Построена модель, позволяющая выбирать оптимальные внешние параметры для эффективной сепарации ионов Н⁻ и интерпретации последующих экспериментов. Проведена экспериментальная проверка работоспособности построенной модели.

Чисельно досліджується сепарація негативних іонів водню, видобутих у поздовжньому напрямку з розряду Пеннінга з металогідридним катодом. З цією метою розроблена конструкція катодного вузла, активним елементом якого для сепарації іонів Н⁻ є електромагнітний фільтр. На базі чисельного рішення рівняння руху визначені траєкторії заряджених частинок. Побудована модель, що дозволяє вибирати оптимальні зовнішні параметри для ефективної сепарації іонів Н⁻ і інтерпретації наступних експериментів. Проведено експериментальну перевірку працездатності побудованої моделі.