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प्रोटॅान लिनेक विकास प्रभाग RRCAT_Indore
फिलामेंट आर्क डिस्चार्ज आधारित नेगेटिव हाइड्रोजन आयन स्रोत

एक फिलामेंट आर्क डिस्चार्ज आधारित मल्टी-कस्प निगेटिव हाइड्रोजन आयन स्रोत को मूल रूप से प्रोटॅान लिनेक विकास प्रभाग के आयन स्रोत विकास और नैदानिक अनुभाग द्वारा डिजाइन और विकसित किया गया है। यह इंडियन फैसिलिटी फॉर स्पैलेशन रिसर्च के नेगेटिव हाइड्रोजन लिनेक के लिए एक इंजेक्टर के रूप में इस्तेमाल किया जाएगा।

मल्टी-कस्प प्लाज्मा चैम्बर के अंदर पृष्ठभूमि ग्लो डिस्चार्ज हाइड्रोजन प्लाज्मा बनाने के लिए एक उच्च वोल्टेज (-5.5 किलो वोल्ट डी सी , ~2 मिलीअंपिएर) फ्लोटिंग इग्निशन इलेक्ट्रोड विकसित किया गया है। इस व्यवस्था से फिलामेंट को ठंड की स्थिति में संचालित किया जा सकता है। यह न केवल फिलामेंट को गर्म करने के लिए ऊर्जा की आवश्यकता को कम करता है, बल्कि फिलामेंट के निरंतर क्षरण और स्पंदन को भी कम करता है। इस प्रकार, यह फिलामेंट के संचालन के जीवनकाल को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है। मुख्य हाइड्रोजन प्लाज्मा 100 अंपिएर करंट से स्पंदित आर्क डिस्चार्ज द्वारा बनाया जाता है। प्लाज्मा चैम्बर, ग्राउंड इलेक्ट्रोड के सापेक्ष में -50 किलो वोल्ट डीसी फ्लोटिंग विभव पर रहता है जिससे आयन बीम को त्वरण मिलता है। इस तरह ऋणात्मक हाइड्रोजन आयन बीम ग्राउंड इलेक्ट्रोड की ओर त्वरित होता है। यह आयन स्रोत स्पंदित चाप विधा में संचालित होता है और तीन इलेक्ट्रोड निष्कर्षण प्रणाली का उपयोग करके ऋणात्मक हाइड्रोजन आयन बीम को निष्कर्षित कर लिया जाता है। प्लाज्मा चैंबर को निष्कर्षण कक्ष से पृथक करने के लिए मेटलॉन (50 मिमी) और पीवीडीएफ (80 मिमी) से बने दो डिस्क और उच्च वोल्टेज प्रतिरोधों से बने दो उच्च वोल्टेज आइसोलेटर उपयोग किए गए हैं। यह आयन स्रोत को -50 किलोवोल्ट क्षमता पर संचालित करने में सक्षम बनाता है। निष्कर्षण कक्ष में वैक्यूम स्तर 8.0 x 10-5 मिलीबार (लगभग) पर बनाए रखा जाता है। इस आयन स्रोत से 50 किलोवोल्ट बीम ऊर्जा पर अधिकतम 12 मिलीअंपीएर ऋणात्मक हाइड्रोजन आयन वर्तमान निकाला गया है।ऋणात्मक हाइड्रोजन आयन बीम सिग्नल को स्थिर होने में लगभग 100 माइक्रो-सेकंड का समय लगता है। ऋणात्मक हाइड्रोजन आयन बीम से सह-निकले इलेक्ट्रॉनों और उन्हें निष्कर्षण इलेक्ट्रोड पर डंप करने के कारण थर्मल प्रभावों से बचने के लिए, आयन स्रोत 2 हर्ट्ज पुनरावृत्ति दर पर संचालित किया जाता है।

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फिलामेंट आर्क डिस्चार्ज आधारित मल्टी-कस्प नेगेटिव हाइड्रोजन आयन स्रोत
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