Aufbau und Untersuchung einer Hochleistungs-Plateau-Elektron-Zyklotron-Resonanz-Ionenequelle zur Erzeugung intensiver Strahlen hochgeladener Ionen

Diese Arbeit stellt die weltweit erste 18 GHz Hochleistungs-Plateau-EZR-Ionenquelle vor. Durch ein homogenes Magnetfeld, Plateau genannt, kann im Zentrum des Plasmas ein großes EZR-Resonanzvolumen geschaffen werden, um eine intensivere EZR-Heizung und eine stärkere Konzentration der Elektronendichte auf die Achse zu erreichen. Mit einer Mikrowellenleistung von nur 500 W wurden Ionenströme von 1 mA Ar8+ und 6,8 µA Ar16+ erreicht. Zur Erzeugung von kurzen, intensiven Ionenstrompulsen wird das Magnetfeld auf der Extraktionsseite der Plasmakammer kurzzeitig reduziert. Mit dieser Technik konnten in einem Zeitraum von 50 µs mittlere Ionenströme von 240 µA Ar14+ und 49 µA Ar16+ erzeugt werden, bei guter Stabilität der Pulse. Durch selektive IZR-Heizung im Bereich des Resonanzvolumens konnten die Einschlusszeiten der Ionen erhöht werden. Damit ist wahrscheinlich eine Steigerung der extrahierten Ionenströme und eventuell auch eine kontrollierte Kernfusion in magnetischen Spiegelfeldern möglich. The first 18 GHz high performance plateau ECR ion source is presented. Using a homogenous magnetic field in the center of the plasma chamber a large ECR volume is created. Thereby a more intensive ECR heating and a higher electron density on axis is achieved. At 500 W microwave power 1 mA of Ar8+ and 6,8 µA of Ar16+ has been extracted. For the production of short and intensive ion pulses the magnetic field at the extraction side of the plasma chamber is reduced over a period of 50 µs. Stable pulses at 240 µA of Ar14+ and 49 µA of Ar16+ has been observed. Using ICR heating at the resonance volume ion confinement times has been enlarged. Therefore ICR heating may probably be used for the production of more intensive ion beams and possibly also to achieve controlled nuclear fusion in a magnetic mirror