Zone for collecting the ions of a given mass range in the plasma filter of masses

Abstract

The trajectories of motion for atomic and molecular ions of a given mass range (M = 232...277) in the plasma mass filter, which is currently being developed, are calculated. The influence of the initial conditions (energy, angle, radius) on the ion trajectory to determine the dimensions of the collector for actinides, the so-called “pocket”, is studied. It is shown that the variable component of the radial electric field, tuned to a frequency equal to half the ion cyclotron frequency for M = 238 allows target ions to enter the “pocket”. An analysis of the calculations showed that there are limitations on energy, angle, and radius related to the initial conditions for the ion motion, that must be taken into account when creating the plasma source for the plasma mass filter.

Проведено розрахунки траєкторій руху атомарних і молекулярних іонів заданого діапазону мас (М = 232...277) у плазмовому фільтрі мас, який розробляється в даний час. Досліджено вплив початкових умов (енергії, кутку, радіусу) на траєкторії руху іонів для визначення геометричних розмірів зони збору актиноїдів, так званий «карман». Показано, що змінна компонента радіального електричного поля, що настроюється на частоту, рівну половині іонної циклотронної частоти для М = 238, забезпечує вхід цільових іонів у колектор-«карман». Аналіз розрахунків показав, що існують обмеження по енергії, кутку і радіусу, пов'язані з початковими умовами руху іонів, що необхідно врахувати при створенні плазмового джерела для плазмового фільтра мас.

Проведены расчеты траекторий движения атомарных и молекулярных ионов заданного диапазона масс (М = 232…277) в плазменном фильтре масс, который разрабатывается в настоящее время. Исследовано влияние начальных условий (энергии, угла, радиуса) на траектории движения ионов для определения геометрических размеров зоны сбора актиноидов, так называемый «карман». Показано, что переменная компонента радиального электрического поля, настраиваемая на частоту, равную половине ионной циклотронной частоты для М = 238, обеспечивает вход целевых ионов в коллектор-«карман». Анализ расчетов показал, что существуют ограничения по энергии, углу и радиусу, связанные с начальными условиями движения ионов, что необходимо учесть при создании плазменного источника для плазменного фильтра масс.