Sur la neutralisation de la charge d'espace des faisceaux d'ions positifs par accumulation d'électrons; étude du temps de neutralisation

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Sur la neutralisation de la charge d’espace des faisceaux

d’ions positifs par accumulation d’électrons; étude du

temps de neutralisation

René Bernas, Louis Kaluszyner, Jean Druaux

To cite this version:

273.

SUR LA NEUTRALISATION DE LA CHARGE D’ESPACE

DES FAISCEAUX D’IONS POSITIFS PAR ACCUMULATION

_{D’ÉLECTRONS;}

ÉTUDE

DU TEMPS DE NEUTRALISATION.

Par RENÉ

_BERNAS,

Attaché de Recherches au C. N. R. S.

LOUIS KALUSZYNER et JEAN

_DRUAUX,

Commissariat à

l’Énergie

atomique. Service de Physique Nucléaire.

Sommaire. - Une méthode

expérimentale simple permet d’étudier la _compensation de la _charge

d’espace dans des faisceaux intenses d’ions positifs. L’existence et les variations du temps T nécessaire à la _compensation permettent de confirmer le rôle des électrons dans ce processus ainsi que leur mode de

production. Les mesures de T obtenues _{varient de 30 à 200 03BCs suivant les conditions. Quelques} consé-quences pratiques de ces _expériences sont discutées.

JOURNAL

j5

19v4,

Introduction. -- Les

progrès

effectués dans la réalisation des sources d’ions ont

_{permis depuis}

quelques

années d’extraire des faisceaux d’ions

positifs

atteignant

dans certains cas

_quelques

dizaines de

_{milliampères.}

L’utilisation la

_{plus importante}

de

courants

d’ions aussi élevés a été faite dans les

_séparateurs

électromagnétiques d’isotopes

[1], [2]

mais en

dehors de ce domaine on

_peut

citer notamment

leur

_emploi

dans les accélérateurs de faible

_énergie

qui,

par l’intermédiaire de réactions

nucléaires,

telles que 2H

(d, n)

3He ou Li

_{(p, y)}

Be,

fournissent des sources intenses et très

_avantageuses

de neutrons ou de _{rayons y pour des} études de réactions nucléaires. On

_peut

les rencontrer

_également

dans les

_premiers

stages

d’accélération et la

_région

voisine de la source

des

_grands

accélérateurs.

Dans toutes ces

utilisations,

_que le faisceau soit

pulsé

ou

_continu,

il doit

_parcourir

des distances

importantes

alors que son

_énergie

ne

dépasse

_pas

quelques

dizaines de kilovolts. Ceci amène aussitôt à considérer les effets de la

_répulsion

due à la

_charge

d’espace

sur la densité de ces faisceaux.

Différents chercheurs ont calculé ces effets et

diverses méthodes de correction ont été

_proposées

avec _{des résultats que} nous

_{analyserons plus}

loin.

Nous avons montré

_{précédemment}

_[3]

_qu’il

était

possible

de compenser la

charge

d’espace positive

par une accumulation d’électrons dans le faisceau.

Nous nous sommes

_proposés

dans ce travail de mettre

en évidence l’existence d’un

_temps

minimum néces-saire à cette

_opération

et d’étudier ses variations

en fonction de divers facteurs. De

_plus

nous avons

pu vérifier que

l’origine

des électrons neutralisatcurs

est bien

compatible

avec

_{l’hypothèse}

de leur

forma-tion _{par l’ionisation du gaz résiduel par} les ions

positifs

accélérés.

Il résulte de ces

_expériences

_quelques

_{conséquences}

pratiques

relatives à l’utilisation des faisceaux intenses.

Divergence

due à la

_{charge d’espace.}

- De

nombreux auteurs ont calculé la

_divergence

de

fais-ceaux d’ions sous l’action de la

_charge

_{d’espace [4].}

Ils donnent

_[5],

dans le cas d’un faisceau à

_{symétrie plane,}

d’ions de masse

_{atomique A,}

d’intensité

_I(A/cm)

et accélérés sous une différence de

_{potentiel V (V~}

pour un faisceau initialement

_{parallèle, Zo}

étant

l’épaisseur

initiale du faisceau et Z celle

_{qu’il prend}

à la distance d

_(cm).

Dans le cas d’une

_symétrie

cylindrique,

l’expres-sion devient :

où ro est le rayon initial.

Ces

_expressions

_cependant

conduisent à des valeurs de la

_divergence

nettement

_{plus grandes}

_que celles observées. Elles ne seraient

valables,

_compte

tenu des

_{hypothèses simplificatrices}

_employées,

que dans le cas où la densité de courant ne varierait

que faiblement suivant l’axe du

faisceau,

ce

_qui

est réalisé _{pour des faisceaux}

_parallèles

peu intenses

ou très

_énergiques.

Cependant

la

_divergence

due à la

_{charge d’espace}

et observée

_{expérimentalement}

est suffisamment

grande

pour que la nécessité de l’éliminer

s’impose.

Plusieurs

_procédés

_peuvent

être utilisés à cet effet. L’un des

premiers,

étudié notamment par

¡

Smith et Hartman

_[4]

et Pierce

_[6],

consiste à réaliser

’

18

274

le

_long

du

_trajet

_{parcouru par le faisceau} une varia-tion du

_potentiel

de la forme

obtenue directement par la solution de

_{l’équation}

de Poisson relative au faisceau

_(M,

m, masses de

. l’ion accéléré et de

l’électron).

Des solutions

analogues

basées sur une variation de V en fonction de d ont

été

_{proposées [6];}

elles sont

_applicables

sur de

courtes distances

_pendant

la

_période

d’accélération des

ions,

mais elles ne sont

_guère

satisfaisantes dès

qu’il

est nécessaire de les réaliser sur

_plusieurs

dizaines de centimètres ou même

_quelques

mètres.

Enfin elles ne conviennent

_plus

en

_présence

de

champs électriques

ou

_magnétiques

annexes.

L’atténuation de la

charge

d’espace positive

par

une

_charge

_d’espace

de

_signe

_opposé

a été tentée avec succès _{par Smith} et Hartman

_[4].

En

_présence

d’un

_champ

_magnétique

axial,

ils accélèrent un

faisceau d’électrons à l’intérieur et en sens inverse du faisceau d’ions.

_Cependant

les limitations de

cette méthode sont évidentes et elle ne semble

pas avoir donné lieu à

application.

Neutralisation de la

_charge

_d’espace

par accumulation d’électrons. ~-~-

Smith,

Parkins et

Forrester

_[5]

ont

_suggéré

les

_premiers

l’accumu-lation d’électrons lents au sein du faisceau

_positif

pour rédnire la

charge d’espace,

mais aucune

tenta-tive

_{expérimentale}

n’a été

_publiée.

_Cependant,

un

procédé analogue

avait

_déjà

été utilisé et mis en

application

pour la neutralisation de la

charge

d’espace

des faisceaux intenses d’électrons

_[7].

_(Dans

ce cas la réalisation est _{facilitée par la faible mobilité}

des ions

_{positifs lents.)}

Dans une

_publication

récente,

l’un de nous a

décrit un

_dispositif

de

_compensation

utilisant les

électrons

_produits

au sein même du faisceau par

l’ionisation du _{gaz résiduel}

_[3].

On sait que le passage d’un faisceau d’ions

rapides

CA. +)

dans un _{gaz B donne lieu}

essentiel-lement à trois

_types

de collisions

_{inélastiques qui}

sont _{par ordre}

_{d’importance}

décroissante

Ce sont les électrons

_produits

par le processus

(b)

qui

permettent

la neutralisation de la

_charge

_d’espace

positive.

Le rôle de ces électrons a été mis en évidence

par la relation

expérimentale

existant entre l’inten-sité du

_rayonnement

X issu de la source et la

concen-tration du faisceau

_[3].

Pour obtenir la neutralisation nous avons vu

_qu’il

était nécessaire d’éliminer tout

_gradient

de

_potentiel

dans

_l’espace

parcouru par les ions

_(et

notamment

de masquer les surfaces isolantes en

_regard

direct

du

_faisceau).

Les ions

lents,

bien que

produits

au sein du fais-ceau _{par les réactions}

_(a)

et

(b)

en

_{plus grand}

nombre

que les

électrons,’subissent

l’effet de la

charge

d’espace

pré-existante

et sont accélérés hors du faisceau. Ils ne

_jouent

un rôle

_important

_que

_lorsque

la

_charge

d’espace électronique

devient voisine de celle des ions

_rapides.

Ils contribuent alors à accroitre le

temps

nécessaire à l’obtention de la neutralisation totale de la

_{charge d’espace}

du faisceau.

D’autre

_part,

au fur et à mesure de la diminution

de la

_{charge d’espace}

_positive,

des électrons de moins en moins

_énergiques

sont

capables

de

_quitter

le faisceau et

_{l’équilibre}

est atteint

_lorsqu’un

nombre

égal

d’électrons et d’ions lents

_{disparaissent}

ainsi. Pendant la

_{période précédant}

la neutralisation les

pertes

d’électrons sont essentiellement dues à la recombinaison. Il ressort des travaux récents

_[13]

que deux processus essentiels interviennent :

le second

_ayant

un rôle

_{prépondérant}

sauf en l’ab-sence totale d’ions moléculaires

_[8].

Tenant

_compte

_{des processus}

_(b)

et

_(d),

_(e),

on

peut

écrire : .

où n-, n+, m+,

_No

sont

_{respectivement}

les

concen-trations en

électrons,

ions

rapides,

ions lents et

molécules neutres dans le faisceau. a et

_p

sont les

coefficients de recombinaison

_{correspondant}

aux

ions

_rapides

et lents et ab la section efficace

corres-pondant

à

_(b).

On

_pourrait

à

_partir

de cette

_expression

calculer le

_temps

nécessaire à la neutralisation totale de la

charge

d’espace. Cependant

la fonction m.~ =

f (t)

_ne

pouvant

être calculée aisément et, d’autre

_part,

les

valeurs de oc et

_p

étant faibles nous nous bornerons

pour la

comparaison

avec les résultats

_{expérimentaux}

à _{n’utiliser que le}

_premier

terme

_{de (1)}

en

_négligeant

pour le moment la recombinaison.

Pour obtenir une concentration en électrons

_égale

à celle des ions

rapides,

c’est-à-dire

n-==n+==

v

(v

étant la vitesse des ions

_rapides),

il faudra un

temps

T donné par

M,

masse

_atomique

de

l’ion;

e,

_{charge électronique;}

Dispositif expérimental.

- Le

dispositif

expé-rimental utilisé pour mettre en évidence et mesurer T est

_représenté

_{par la}

_{ligure 1 .}

Fig. t.’- Dispositif expérimental utilisé pour la mesure

du _temps de neutralisation.

S, Source d’ions; A, Analyseur magnétique; E, Electrode

accélératrice; Gl, G2, Grilles; R, Compartiment haute

pression; Jl, J,, Jauges à ionisation; T, Arrivée de gaz; K, Diaphragme; C, Canal à section _{rectangulaire;} D,

Dia-phragme ; P, Collecteur; 1 et 2 _Images de la source avec

et sans influence de la _{charge d’espace;} V, Plaque polarisée négativement par rapport à P et D.

Il est constitué essentiellement _par

_{l’analyseur}

magnétique

du

_{séparateur d’isotopes}

du C. E. A.

_[9].

Le faisceau d’ions issu de la source S franchit

Fig. 2. - Schéma d’un

enregistrement oscillographique.

Partie _{supérieure :} variation de tension de la _{grille G1;} Partie

intérieure: courant d’ions reçu sur le collecteur.

l’électrode accélératrice E et les

_{grilles Gl,}

_G2

_puis

l’espace

équipotentiel

R avant d’entrer dans

l’ana-lyseur.

Une

_image

de la fente-source est obtenue

sur le collecteur P.

Lorsque

la

_{charge d’espace}

du faisceau est

neutra-lisée

_{(VG, négatif) l’image}

de S se forme sur

_P;

par contre une

_{partie importante}

du courant d’ions

est

_interceptée

_{par le}

_diaphragme

D

_quand

(charge

d’espace

non

_compensée).

Pour effectuer les mesures, la

_{grille G,}

est reliée

a. Durée du _signal sur _{Gi : 35o u.s. Le temps} de transit des ions _peut être distingué en _{position et} du schéma _{(A +} dans A, p = 2,5.10 4 mm Hg; H. T. _{15 kV);}

b. Durée du _{signal :} 210 lis. Le temps de transit est visible

au début de la courbe _(Mg+ dans _{N2, p} = 8,5.10-5 mm Hg;

H. T. 1 5 kV).

Fig. 3. - Oscillogrammes typiques.

à un

_générateur

de

_signaux

_{rectangulaires}

four-nissant des

_impulsions

de durée variable entre 150

eut 10 ooo avec un

_temps

de montée de l’ordre

de la

_{microseconde,}

et une

_fréquence

de

_répétition

de 5o

_{p /s.}

276

La

_figure

2

représente schématiquement

la forme ’.

des

_signaux

obtenus sur l’écran de

_{l’oscilloscope}

:

(Cossor,

modèle

_1035).

A la

_partie

_supérieure,

la durée du

_{signal rectangulaire appliqué}

sur la

_grille

sert

_{d’étalonnage}

en

_temps.

La

_portion

ab de la courbe

_(de

_{même que} e

_{- f )}

est due au

_temps

de

transit des ions entre la

_grille

et le collecteur

(dis-tance, 25o

_cm).

De b à c l’accumulation des électrons diminue sensiblement la

_{charge d’espace}

et le

fais-ceau se concentre

_rapidement.

De c à

d,

la neutrali-sation est ralentie _{par la recombinaison ainsi que}

nous avons vu

_plus

haut et en d la

_{charge d’espace}

étant

neutralisée,

l’intensité reçue reste constante

(1).

Il en est

_{ainsi jusqu’en}

_f

où le

_potentiel

de la

_grille

étant nul

_{(ou légèrement positif}

_pour

_balayer

les électrons avant le

_cycle

suivant)

le faisceau

_diverge

à nouveau. Les

_{photographies}

de la

_figure

3 montrent

immédiatement l’existence d’un

_temps

de neutrali-sation. Dans la

partie (b),

l’échelle des

_temps

est

modifiée

_{(une portion}

du

_signal

de durée

_{150 p.s}

apparaît

sur

_{l’oscillographe)}

et le

_temps

de transit

est nettement visible. Nous avons défini comme

.

temps

de neutralisation le

temps

déterminé par

l’intersection h de la

_{partie rectiligne}

bc

_(fig.

₂₎

avec

_di.

En

_{première approximation,}

nous _pouvons

considérer _que r serait le

_temps

nécessaire à la neutralisation de la

_charge

_d’espace

si la recombi-naison n’intervenait _{pas. Pour que ceci soit le} cas,

il est nécessaire

_cependant

_{que la}

_largeur

de la fente du

_diaphragme

D ne soit pas

_supérieure

à la

_largeur

du faisceau le

_plus

concentré;

nous nous sommes

efforcés de maintenir cette condition. Dans les

expé-riences dont nous

_présentons

les résultats

_plus

_loin,

nous nous sommes

_plus

orientés vers la détermi-nation

_{approximative}

de T et attachés à rechercher

les Variations relatives de ce

_temps

avec les condi-tions

_{expérimentales qu’à}

obtenir des indications absolues.

Résultats. - Les valeurs due ; obtenues

d’après

la méthode

_indiquée

ci-dessus sont

_portées

sur les

figures

4

et 5 _{ainsi que g} à I 2 en fonction de différents

facteurs.

Chacun des

_points

de ces courbes a été obtenu par la mesure de 2 à

₄

_{oscillogrammes.}

Dans la

_première

série de mesures le faisceau était constitué d’ions argon et _{le gaz} introduit dans le

_compartiment

R

_également

de

l’argon.

Dans la deuxième série

d’expériences,

le

fais-ceau était constitué d’ions

Mgt

et différents gaz

(N2, O2, H2, A)

introduits dans le

_compartiment

R. Dans l’un et l’autre cas le faisceau

_comprenait

également

6 à 8 pour ioo de

_particules

doublement

ionisées,

et _{pour les ions}

_Mg+

l’efficacité de la

neutra-lisation a _{été suivie par} l’observation de la raie relative à

_l’isotope

de masse

_Z4

_(abondance

rela-tive 77 pour

ioo).

Lntensité

(fig.

- Dans la limite des

erreurs

Fig. l~. - Valeurs de _T

pour diverses intensités

du courant d’ions.

expérimentales,

r est

_indépendant

de l’intensité du courant d’ions. Ceci ne

_peut

être le cas _{que si la}

quantité

m+ de la relation

(1)

est faible

’devant

I,

ce _que les résultats

_{expérimentaux}

semblent

indiquer.

Vitesse

_(fig.

_5).

- Nous _avons

représenté

sur

Fig. 5. - Variation du

temps de neutralisation

en fonction de l’énergie des ions.

cette

_figure

en

_plus

des valeurs

expérimentales

deux

courbes

_(a)

et

_{(b) correspondant}

à une variation de T

1 q

en V 2 ou

y-ï ( V,

tension d’accélération des

_ions).

Si cb dans la relation

(2)

était

indépendant

de

V,

z devrait ne

_dépendre

_que de v et décroître suivant

_(a).

Cependant,

les

_expériences

de Sherwin

_[10]

_indiquent

(1) La courbure de la _partie cd de la _figure 2 est _également,

et pour une _part non _{négligeable,} due au _{fait que la densité}

une

_dépendance

de a- en fonction de

_l’énergie

des

ions. Dans la

_majorité

des cas étudiés cette variation

est de la forme o- = OEo + a V

_(de

6 à

_2!~

_kV),

une

valeur de a

correspondant

à

_{chaque système}

ion-gaz. La courbe

(b)

que nous avons tracée

corres-pondrait

au cas extrême _{(j 0} = o.

Nous _{voyons que la} diminution observée du

_temps

de neutralisation avec l’accroissement de

_l’énergie

des ions est donc tout à fait

_compatible

avec les

prévisions

tirées de la relation

_(2).

Pression. - Pour

permettre

la mesure de z _dans

un

_grand

domaine de

_pressions

sans réduire

considé-rablement le libre parcours moyen des

ions,

nous avons limité au

_compartiment

R de la

_figure

i la

zone de

_pression

élevée

(2).

Les gaz sont introduits

directement en R et leur évacuation se _{fait par}

l’intermédiaire du canal C dont la section est

_juste

suffisante pour ne _pas

_intercepter

le faisceau d’ions.

En l’absence du faisceau la

_{pression (pi)}

est mesurée par la

jauge

à ionisation

J1 dépourvue

de son

envie-loppe

de verre et introduite directement en R. Une

deuxième

_jauge

_J2

donne les indications relatives

au reste de l’installation

_(p,).

Les

_jauges

_J1

et

_J2

ont été étalonnées au

_préalable,

_{pour les} différents

gaz

utilisés,

par

comparaison

avec une

jauge

de

Mc Leod. Seule

_J2

est utilisée lors _{du passage du} faisceau. Un

rapport P1

voisin de 5 a _{pu être} obtenu

fait que la zone de

_pression

élevée est limitée à R

et _{que le}

rapport P1

n’est _{pas constant}

_quand

_pj P2 -2

augmente.

Fig. 6. - Variation de T _en fonction de la _{pression d’argon.}

Fig. ;. - Influence de la vitesse des ions _sur la forme des

oscillogrammes : A dans _{A; (a) 1 4 keV; (b) 32 kV;}

(c) 38 kV.

par ce

_dispositif.

Les résultats

indiqués

_{par les}

figures

6 et g à 12 montrent _{que le}

_temps

de

neutra-lisation diminue effectivement

_lorsque

la

_pression

en R

_augmente,

mais

_qu’il

varie moins

_rapidement

que

p-1

comme le voudrait la relation

_(2).

Cette différence

_peut

être attribuée en

_partie

au

Discussion. - Valeur absolue de _T. -

D’après

la relation

₍₂₎

et _{pour des} conditions

expéri-mentales

_{correspondant}

à l’une de nos mesures :

p =

2,5

io-4 mm

_Hg;

ions :

_A+;

_{énergie : 15}

keV;

gaz : argon. On obtient :

La valeur

_{expérimentale correspondante}

_(fig]

6)

est 30 ce

_qui

_implique

(2) Cette approximation est en _{grande partie} justifiée par le fait que le faisceau a une ouverture angulaire voisine de 5°

(indépendamment de l’effet de la charge d’espace). C’est donc

essentiellement dans les _premiers centimètres de parcours que la répulsion due à la _{charge d’espace joue} un rôle

278

Fig. 8. _-Î Influence de la _{pressions :} -. _Mg+ dans _A, 15 kV;

S’il _{n’est pas}

_possible

de vérifier l’exactitude de

cette valeur à cause _{du manque de données} sur ’7b dans ce domaine

_{d’énergie,}

elle n’en reste _{pas moins}

d’un ordre de

_grandeur

satisfaisant : les valeurs

Fig. 9.

connues

_(pour

des

_particules

de 15 keV une fois

ionisées)

sont

_comprises

entre

o,3

et

_{1,25. 10-16}

cm2 pour des

systèmes hétérogènes.

Or,

dans le cas de

Fig. 11.

Fig. 12.

systèmes

homogènes (ion

dans gaz du même

élé-ment)

ces valeurs sont nettement

_{plus grandes}

_[11].

D’autre

_part,

en se basant sur les considérations

théo-riques

de

_Massey

et

_{Burhop [12],}

nous

_pourrions

nous trouver ici au

_voisinage

du maximum de la

fonction a- =

f (V).

L’accord est du même ordre avec les ions

_Mg+;

ainsi pour

Mg+

dans

H2

à 3o keV et p

= 4.10-4

mm

_Hg,

les valeurs

_{expérimentales}

et calculées coïncident

Dour

Fig. r 3. -

Oscillogramme dénotant la _présence d’ions _négatifs

dans le faisceau.

Ternp.s

total de neutralisation. --~ Le

temps z ainsi

que nous l’avons mentionné

_plus

_haut,

ne tient pas

compte

des

_phénomènes

de recombinaison ni d’autres

_pertes

_possibles

des électrons de neutrali-sation.

En

réalité,

la

_charge

_d’espace

du faisceau n’est neutralisée totalement

_qu’après

un

_temps

T

corres-pondant

au

_point

d de la

_figure

2. Le

rapport T

280

sur la

_position

du

point d

ne

_permet

_que des mesures très

_{approximatives}

de T.

Ions

_négatifs.

- La

présence

des ions

_négatifs

qui

devrait se _{manifester par} un accroissement du

temps

nécessaire au retour du faisceau à l’état de

charge

d’espace

non

_compensée

_apparaît

dans la

figure

13 b dans

_02,

_p =

3,3. 10-4 mm

Hg).

En se référant à la

_figure

2 on voit que la

_partie

_{f g}

de

_{l’oscillogramme}

se subdivise ici en deux dont

la

_première

_correspond

à l’élimination

_rapide

des

électrons et la seconde à celle

_{beaucoup plus}

lente des ions

_négatifs.

Lé

_rapport

des

_projections

de ces

deux

_parties

sur la verticale de

_{f peut}

servir à estimer

dans le cas de

_{l’oxygène l’importance}

relative des électrons et des ions

_négatifs

dans la neutralisation de

_{charge d’espace}

du faisceau.

Conclusions. - Le résultat des

mesures

précé-dentes a

_permis

de mettre en évidence et de mesurer le

temps

minimum nécessaire à la neutralisation de la

charge d’espace

dans un faisceau d’ions

_positifs.

Les

variations de ce

_temps

en fonction des différents

para-mètres

_(intensité,

H. T.,

pression,

etc.)

confirment que les électrons accumulés dans le faisceau sont

produits

par l’ionisation du gaz résiduel par les ions

_positifs

accélérés,

la

_présence

d’un

_champ

magnétique

axial ou transversal n’étant pas

néces-saire. Cette méthode de neutralisation ne nécessite aucun

dispositif

auxiliaire de

production

d’électrons

et elle est

_applicable

à une très

_grande

variété de gaz et d’ions. Une

_pression

résiduelle élevée ne

cons-titue pas une condition

_{indispensable.}

Si

_l’espace

traversé par un faisceau d’ions continu est

rigoureu-sement

_{équipotentiel,}

la

_pression

résiduelle

_peut

être

aussi _{basse que l’on} veut, car les molécules ionisées

sont

_expulsées

du

faisceau,

se neutralisent sur les

parois

et

_peuvent

à nouveau donner lieu à un choc

ionisant.

Par contre, la nécessité

_d’employer

_plusieurs

lentilles

_{électrostatiques impose}

une limite

supé-rieure relativement faible à la densité des faisceaux

d’ions

_parallèles

à moins

_qu’il

ne soit

_possible

dans certains cas

_particuliers

de limiter étroitement _par

des

_grilles

les

_régions

à

_gradient

de

_potentiel

élevé.

Enfin,

si par suite d’une

perturbation quelconque

des fluctuations

_importantes

d’intensité se

_produisent

avec une

_fréquence

élevée dans un faisceau d’ions

(oscillations

du

_plasma

de l’arc dans la source _par

exemple)

le taux de

_production

des électrons à

pression

résiduelle très faible

_peut

conduire à un

temps

de neutralisation

_supérieur

à la

_période

T’ des fluctuations. Dans ce cas la

pression [ou

tout autres

paramètre

de

_(2)]

devra être

_augmentée

de telle

sorte _{que l’on obtienne} T T’.

Il est nécessaire de tenir

_compte

de ces

considé-rations dans le cas de faisceaux intenses

_pulsés

ou

modulés. Elles

_expliquent

notamment l’échec aux

densités de courant élevés de certains

_types

de

séparateurs

d’isotopes

à

_temps

de vol

_[14]

dans

lesquels

la

_période

de modulation est _{faible par}

rapport

à T.

Remerciements. - Nos remerciements sont dus à MM. Chaminade et Fiehrer

_qui

ont réalisé et mis

au

_{point l’appareillage électronique}

nécessaire à ce

travail. Cet

_appareillage

avait été initialement conçu

pour

permettre

de

_pulser

le courant de

_décharge

dans la source

_d’ions,

_{et, par} ce _{moyen, le faisceau.}

Les

_{expériences préliminaires}

_{effectuées par M.}

Sar-rouy, que nous remercions

ici,

ont montré _que cette

méthode n’était pas utilisable à cause des

pertur-bations

_apportées

à la tension d’accélération des

ions _{par le passage} du faisceau.

, Manuscrit reçu le 19 octobre Ig53.

BIBLIOGRAPHIE. ’

[1] BELL et al. - Bull. Amer.

Phys. Soc., I953, 28, 5, 24. Cette _publication est la _première à notre connaissance

qui précise les valeurs des courants d’ions obtenus dans les _{séparateurs électromagnétiques} aux U.S.A.

Tous _{renseignements} sur ces _{appareils ayant} été considérés comme « secrets » _jusqu’ici.

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[12] MASSEY et BURHOP. 2014 _{Id., p. 44I et 5I4.}

[13] MASSEY et BURHOP. 2014 Id., p. 63I et _648.

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