Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 1407-1411 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:0197700120100140700

Megavolt heavy ion injector for a tandem accelerator

E.D. Berners, C.P. Browne, P.R. Chagnon, J.W. Kaiser et W.C. Miller

University of Notre Dame, College of Science, Notre Dame, Indiana 46556, U.S.A.

Abstract
A sputter ion source, Hiconex Model 833, is mounted in the terminal of the Notre-Dame ± 4MV electrostatic accelerator. The terminal contains a gridded einzel lens, an accelerating gap for external beam focus, and a 9° electrostatic deflector which prevents neutral caesium atoms from reaching the accelerating tube. Source parameters are observed through a 16 channel modulated light beam telemetry system. The existing terminal voltage stabilizing system which controls belt charge and tank liner voltage was modified for improved response to the generating voltmeter. A new generating voltmeter circuit which has no inherent frequency limitation has been developed and is functionning. Magnetic and electrostatic analysis of the accelerated negative ion beam provide mass resolution of 1.4 % (measured) and energy resolution of 0.1 % (calculated). Electrostatic steering and focusing elements transport the analyzed beam through 34 meters and a 123° deflection for injection into an FN Tandem. In early testing at 2MeV, an analyzed beam of 4 μA of 12C was obtained. We have also measured 50 nA of 11B, completely resolved from the 10B component and also from a large 12C contaminant beam.

Résumé
On a monté, au terminal du générateur électrostatique de ± 4 MV de l'Université Notre-Dame, une source d'ions lourds à sputtering du type 833 Hiconex. La source est munie d'une lentille Einzel à grille et d'un espace préaccélérateur qui permet la focalisation du faisceau externe. L'axe de ce groupe est décalée de 9° par rapport à celui de la machine. Ainsi les atomes neutres de césium ne peuvent pas atteindre le tube accélérateur. On contrôle les conditions de fonctionnement de la source au moyen d'un télémètre à faisceau lumineux modulé à 16 canaux. On a amélioré le système de réglage de tension accélératrice, qui contrôle le courant de courroi aussi bien que la tension du liner du tank. Nous avons un nouveau circuit de voltmètre générateur qui n'est sujet à aucune limite essentielle en fréquence. L'analyse, magnétique et électrostatique, du faisceau négatif accéléré permet une résolution de masse de 1,4 % (mesurée) et d'énergie de 0,1 % (calculée). Une ligne de 34 m qui fait un angle de 123° porte ce faisceau à l'entrée du Tandem FN, au moyen de déflection et de focalisation électrostatiques. Aux premiers essais, on a obtenu 4 μA analysé de 12 C. On a mesuré aussi 50 nA de 11B, entièrement séparés du faisceau de 10B et de 12C.

PACS
2910 - Preacceleration injection.
2915B - Electrostatic accelerators.
7410D - Particle sources and targets.

Key words
electrostatic accelerators -- ion sources -- heavy ion injector -- tandem accelerator -- sputter ion source -- Hiconex Model 833 -- terminal voltage stabilizing system -- generating voltmeter circuit -- mass resolution -- energy resolution