Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Диодные системы для формирования импульсных мощных ионных пучков 10
1.1 Отражательные диоды 11
1.2 Пинч - диодные системы 13
1.3 Магнитно-изолированные ионные диоды 16
1.3.1 Ионные диоды с Br - магнитным полем и пассивным анодом 16
1.3.2 Ионные диоды с Br - магнитным полем и активным анодом 23
1.3.3 Ионный диод полоскового типа с двухимпульсным режимом работы 26
1.3.4 Требования к магнитному полю ионного диода с Br - магнитным полем 28
Выводы 37
Постановка задачи 38
Глава 2 Аппаратура и методика проведения исследований 40
2.1 Сильноточный импульсный ионный ускоритель «ТЕМП» 40
2.2 Источник питания катушек магнитного поля 44
2.3 Диагностическое обеспечение ускорителя 48
2.3.1 Метод измерения магнитного поля в ускоряющем зазоре 50
2.3.2 Метод измерения импульсного давления 52
Глава 3. Исследование ионного диода с Br - магнитным полем 54
3.1 Конструкция ионного диода с Br - магнитным полем и пассивным анодом 54
3.2 Влияние магнитного поля на параметры ионного диода с Br - магнитным полем 57
3.3 Режимы работы ионного диода с Вr - магнитным полем 61
3.4 Исследование ионного диода с B r - магнитным полем в двухимпульсном режиме 64
3.5 Сравнительный анализ параметров ионного диода с Br - магнитным полем 70
Выводы 73
Глава 4. Короткоимпульсный имплантер 74
4.1 Исследование ресурса эмиссионного покрытия анода 74
4.2 Ограничение частоты следования импульсов при Газоотделении 78
4.3 Короткоимпульсная имплантация ионов углерода
в кремниевую мишень 87
Выводы 92
Заключение 93
Список литературы 95
- Магнитно-изолированные ионные диоды
- Ионный диод полоскового типа с двухимпульсным режимом работы
- Диагностическое обеспечение ускорителя
- Режимы работы ионного диода с Вr - магнитным полем
Магнитно-изолированные ионные диоды
Анод изготавливается из достаточно прозрачной сетки, тонких водородсодержащих пленок (толщиной единицы – десятки микрометров) либо металлической фольги, толщина которой значительно меньше длины пробега электронов в ней 1050 мкм. В случае использования металлических и диэлектрических пленок, они, как правило, разрушаются после каждого импульса тока МИП.
Основная особенность работы отражательных систем состоит в следующем. При подаче на анод (как правило, с максимально возможной прозрачностью для электронов) импульса положительной полярности, эмитируемые с катодов электроны, ускоряются в сторону анода и совершают колебания между катодами, многократно проходя через анод, разогревая его и образуя пароплазменное облако. При этом формируются два МИП, вытягиваемых из анодной плазмы в стороны катодов (рис. 1а). Для уменьшения расходимости ионного потока, необходимо прикладывать достаточно сильное продольное магнитное поле, которое снижает «уход» электронов из диода за счет рассеяния на аноде, при наличии лишь одного реального катода, с обратной стороны возникает виртуальный катод (ВК), формируемый пространственным зарядом осциллирующих электронов (рис. 1б). Благодаря высокой прозрачности анода электроны совершают большое число колебаний (как правило, более 57 колебаний), и соответственно увеличивается время их пребывания в А-К зазоре. Увеличенная плотность электронов вблизи анода позволяет существенно увеличить плотность ионного тока, эмитируемого плазмой за счет компенсации пространственного заряда ионов. Максимальные величины ионных и электронных токов протекающих в данных системах определяются законом Чайлда – Ленгмюра для биполярного потока.
Симметричные отражательные системы характеризуются резким уменьшением (коллапсом) импеданса [5] при достижении критического значения числа пересечений анода осциллирующими электронами. В реальных импульсных сильноточных ускорителях с конечным внутренним сопротивлением генератора, уменьшение импеданса отражательного триода вызывает его рассогласование с генератором (формирующими линиями) ускорителей и снижение ускоряющего напряжения. В результате этого уменьшается среднее число пересечений анодной фольги, и отражательный триод выходит на уровень меньших токов и увеличение импеданса. В экспериментах значение Ii/IiЧ.Л., где Ii – ток ионного пучка, IiЧ.Л. – ток рассчитанный по закону Чайлда – Ленгмюра, существенно больше единицы и растет с уменьшением импеданса генератора и увеличением напряжения на диодной системе. Например, в экспериментах [5] на импульсном сильноточном ускорителе с внутренним сопротивлением 1 Ом при увеличении числа пересечений анодной фольги, значение Ii/IiЧ.Л. достигало 50, в то время как в экспериментах [7] на сильноточном ускорителе с внутренним сопротивлением около 10 Ом это значение не превышало 10. При генерации МИП в асимметричных отражательных триодах и тетродах (рис. 1в) не наблюдается резкого уменьшения их импеданса [7]. Соответствующие значения токов МИП оказываются в 23 раза меньше, чем в триодном режиме.
Отражательные системы позволяют генерировать МИП [8] с энергией частиц от 100 кэВ до 1 МэВ, током МИП в диапазоне от 0,1 кА до 1 МА и с длительностями импульсов тока в несколько десятков наносекунд. Наибольшие значения эффективности генерации МИП отражательными системами, по оценке авторов [9], достигают 40% для симметричных и 70% для асимметричных триодов или тетродов, рис. 1б.
Практическое использование отражательных систем затруднялось рядом недостатков. Ресурс пленочных анодов отражательных систем рассчитан на десятки пересечений осциллирующими электронами с начальной энергией в диапазоне от 100 кэВ до 1 МэВ. Следовательно, режим работы отражательных триодов ограничен одиночными импульсами. Образование плазмы из материала анода с использованием осциллирующих электронов требовало значительного вклада энергии в анод, лежащего на уровне 1 кДж/г.
Для генерации МИП пинч - диодами используется сильное радиальное сжатие потока электронов к оси диода под действием собственного магнитного поля. Этот эффект называется пинчеванием пучка. Минимальный ток электронного пучка должен превосходить величину критического тока 1кр, создающего на периферии электронного пучка в диоде магнитное поле, достаточное для поворота электронов к оси диода. При этом увеличивается время нахождения электронов в А-К зазоре примерно в rk/d раз [5] по сравнению с «ламинарным» потоком электронов, рис. 2. В радиально сходящемся потоке электронов и при достаточно больших соотношениях rk/d, отношение тока ионов к току электронного пучка У1е превосходит единицу, а значение ионного тока Ii при этом составляет более половины полного тока диода.
В реальных пинч - диодах соотношение rk/d«10, как правило, радиус Гк 10 см, а значение d определяемое длительностью импульса и скоростью перекрытия плазмой А-К зазора составляет единицы и доли сантиметра.
Появлению потока ионов из материала анода в пинч - диоде предшествует формирование анодного плазменного слоя. Согласно результатам экспериментов с пинч - диодом на ускорителе NEREUS [7] появление анодной плазмы с плотностью 5Ю15 см"3 наступает спустя 30 нс после приложения высоковольтного импульса ускоряющего напряжения. При этом удельное поглощение энергии в аноде, соответствующее появлению анодной плазмы, лежит в диапазоне 0,31 кДж/г при соответствующем нагреве поверхностного слоя в течении нескольких десятков наносекунд до температуры плавления и испарения вещества анода. Эффективные удельные потери энергии электронов в веществе анода растут с увеличением атомного номера вещества. В экспериментах [10] с пинч - диодом на ускорителе Питон
Ионный диод полоскового типа с двухимпульсным режимом работы
Как отмечалось выше, образование плазмы в отражательных системах и пинч – диодах требует значительного удельного вклада энергии в поверхностный слой анода для генерации плотной анодной плазмы ( 51015 см 3). В настоящее время предпочтительным является использование поверхностного пробоя массивного диэлектрического анода для формирования тонкого слоя плотной плазмы 10171018 см-3 на фронте высоковольтного импульса. Данный подход реализован в нескольких ионных ускорителях на основе МИД [10, 13, 14]. В этом случае генерация МИП начинается значительно раньше, чем при разогреве анода осциллирующими электронами, и лежит в пределах единиц наносекунд. Кроме того, в отличие от триодных систем, в МИД движение анодной плазмы, приводящей к снижению импеданса диода, а в конечном итоге и к замыканию А-К зазора, происходит поперек магнитного поля. Наложение магнитного поля на А-К зазор МИД влияет на скорость движения анодной плазмы, уменьшая её до 0,30,5 см/мкс. Это обеспечивает возможность генерации МИП с микросекундными длительностями, поскольку типичное значение А-К зазора 1 см не успевает перекрыться плазмой.
Эмиссионная способность анода МИД определяется параметрами плазмы на поверхности анода. В работе [15] авторы выделяют несколько основных требований к анодной плазме. Для получения требуемых величин токов МИП плотность плазмы должна соответствовать значениям 1017 1018 см-3. Плазменный слой должен быть однородным в течении времени действия ускоряющего импульса напряжения и повторять форму поверхности анода. Сокращение А-К зазора за счет расширения плазмы не должно превышать приблизительно 10%, что позволяет сохранять импеданс диода практически постоянным. Это означает, что для ускорителей с низким импедансом и значением А-К зазора 510 мм сокращение ускоряющего зазора должно быть не более 0,51 мм. Ионы, эмитируемые с поверхности плазменного слоя должны обладать низкой поперечной кинетической энергией, определяющей расходимость ионного пучка, т. е. ионная температура плазмы должна быть по возможности низкой.
В МИД с внешним магнитным полем различают пассивные и активные источники плазмы по способу формирования плазменного слоя. Наиболее широко в качестве пассивных источников плазмы с поверхностным пробоем использовались аноды с диэлектрическими водородосодержащими покрытиями [16, 17, 18]. В первых экспериментах для формирования плазмы использовались диэлектрические аноды в виде нитей [5], на поверхности которых за счет емкостного деления на фронте импульса напряжения развивались электрические поля высокой напряженности, приводящие к поверхностному пробою вдоль нитей. Это предполагало использование импульсных генераторов с короткой длительностью фронта ускоряющего напряжения – единицы наносекунд. В дальнейшем в качестве пассивных источников плазмы наиболее широко получили распространение аноды с водородсодержащими включениями (эпоксидный компаунд или полиэтилен) [19]. В подобных системах наработка плазмы на поверхности анода осуществляется за счет поверхностного пробоя на фронте высоковольтного импульса напряжения, поэтому существует задержка эмиссии ионного тока относительно переднего фронта ускоряющего напряжения. Согласно результатам работы [16] длительность времени задержки составляет от 1020 нс.
В работе [20] использовались аноды большой площади (более 0,1 м2) с равномерно распределенными по поверхности иглами, залитыми эпоксидным компаундом. Данной конструкцией обеспечивалась генерация достаточно однородной плазмы плотностью 1016 1017 см-3. Аналогичные результаты [21] были получены и при использовании анодов, выполненных из полиэтилена, на поверхности которого создавали центры концентрации напряжений (сетка царапин, малые отверстия), либо при покрытии поверхности анода бархатом, который обеспечивал генерацию плазмы большой плотности.
Одним из примеров подобных систем [22] является анод в виде тора намотанного лентами алюминия и полиэстера (C10H8O4) толщиной 0,3 мм и 0,75 мм соответственно, и впаянного в медное основание, рис. 4. Анод выполнен в виде кольцевой поверхности состоящей из двадцати сферических витков и имеет площадь 100 см2. МИД с данным анодом при ускоряющем напряжении 0,6 МВ, длительности импульса 60 нс и полном токе диода 200 кА, обеспечивал генерацию МИП с током 120 кА. Доля протонов в пучке составляла 7080 %. Рис. 4 Схема МИД с Br – магнитным полем и полым катодом: 1 – анод, 2 и 3 – внешняя и внутренняя катушки магнитного поля соответственно, 4 и 5 – измерительные катушки, 6 – сетка
Эксперименты выполнялись при давлении остаточного газа в вакуумной камере 110-5 мм. рт. ст. Катоды имеют цилиндрическую форму и сделаны из нержавеющей стали толщиной 1 мм. Зазор анод – внутренний катод составляет 3 4 мм с точностью установки ±0,05 мм, зазор анод – внешний катод составляет 8 мм. Магнитное поле в диоде составляло Br=12 Тл с временем нарастания 100 мкс и создавалось током двух катушек 2 и 3, и азимутальными вихревыми токами в аноде. Конфигурация силовых линий магнитного поля была рассчитана с помощью программы SKIN.
Результаты исследований работы данного диода показывают [23], что МИД с анодами, содержащими диэлектрики, позволяют получать ионные пучки, в которых наряду с протонами содержатся, как правило, ионы углерода. Формирование плазмы на поверхности анода происходит не равномерно,
Диагностическое обеспечение ускорителя
Результирующие магнитное поле в А-К области образованно полем внешнего источника и магнитным полем вихревых токов (токи Фуко), наведенных в приповерхностном слое анода. Измерение величины индукции результирующего магнитного поля [66] в А-К зазоре исследуемого ионного диода осуществлялось с помощью датчика магнитного поля [67]. В ходе измерений датчик перемещался параллельно поверхности анода, это позволило получить распределения индукции результирующего магнитного поля у поверхности анода и в области кромок внешнего и внутреннего катодов ионного диода.
Датчик магнитного поля состоял из двух измерительных катушек ориентированных взаимно перпендикулярно, что позволило измерять нормальную и тангенциальную составляющие индукции магнитного поля в каждой точке. Данное положение катушек исключало их взаимное влияние. Катушки магнитного поля непосредственно измеряли напряжение UC(t) на выводах катушек, которое возникало при изменении магнитного потока, охватываемого катушкой, рис. 19.
Осциллограммы напряжения на измерительных катушках. Катушки расположены в области кромки внутреннего катода Значение индукции магнитного поля вычислялось следующим образом: , (12) где К – постоянная измерительной катушки равная произведению площади сечения катушки S на число витков N, – угол между направлением вектора и осью симметрии катушки. Результирующее значение индукции магнитного поля B вычислялось как
Измерения проводились в предположении, что значения и сохраняются постоянными по сечению измерительных катушек. Катушки имели равное сечение и число витков. Средний диаметр катушек c и высота h были равны c = h = 2,25 мм. Постоянная измерительных катушек равна K = 1,110-4 Витокм2.
Измерения установившегося и импульсного давлений в рабочей камере выполнялись с использованием ионизационного преобразователя ПМИ-51, рис. 20. Действие ПМИ-51основанно на ионизации молекул остаточного газа потоком электронов, испускаемых накаленным катодом.
Ионы улавливаются коллектором, создавая в его цепи ток пропорциональный давлению. С коллектора преобразователя относительно земли снимались осциллограммы напряжения. Перед выполнением измерений сигнал с коллектора был прокалиброван, и была проверена линейность преобразователя в диапазоне давлений 5.10-52.10-3 мм. рт. ст.
Таким образом, импульсный ускоритель «ТЕМП», ионный диод с Br – магнитным полем, и диагностическое оборудование обеспечивает выполнение задач исследований, сформулированных выше. Глава 3. Исследование ионного диода с Br – магнитным полем
Конструкция МИД: 1 – анод, 2 и 3 – внешний и внутренний катоды соответственно, 4 и 5 – катушки магнитного поля, 6 – опорный диск, 7 – диэлектрическое кольцо. Особенностью конструкции данного диода, в отличии от большинства аналогов, является то, что взрывная эмиссия электронов идет с кромки внешнего катода 2. Анод 1 диода выполнен из материала с низким удельным электрическим сопротивлением – алюминиевого сплава Д16. Эмиссионная поверхность анода имеет кольцевые канавки, глубина и ширина которых составляет 1,5 мм и 5 мм соответственно. Канавки заполнялись водородосодержащим диэлектриком - полиэтиленом или эпоксидной смолой. Площадь рабочей поверхности анода составляет 120 см2.
Система катодов содержит два кольцевых конусообразных катода 2 и 3, которые крепятся на опорном диске 6. Расстояние от кромки внешнего катода 2 до поверхности анода di=5 мм, от кромки внутреннего катода 3 - d2=7,5 мм. Катоды являются тонкостенными, толщина стенки 0,4 мм, и выполнены из немагнитного материала с низкой проводимостью - титана или нержавеющей стали. В этом случае глубина скин - слоя импульсного магнитного потока катушек 4 и 5 значительно больше толщены стенки катода и составляет « 1 мм. Угол наклона катодов относительно оси Х составляет 22. Катушки магнитного поля 4 и 5 соединены последовательно и установлены на опорном диске 6. Фокусное расстояние, измеренное относительно диска 6, составляет 170 мм. Система юстировки данного диода (на рис. 21 не показана) позволяет регулировать величину А-К зазора с шагом 0,1 мм, а также изменять положение катушек магнитного поля относительно анода с сохранением величины А-К зазора.
Также особенностью исследуемого диода является то, что на опорном диске 6 установлено конусообразное диэлектрическое кольцо 7, которое является продолжением катода 2. Данное кольцо обеспечивает нейтрализацию заряда ионного пучка в области без силового дрейфа, вследствие чего увеличивается плотность тока МИП, измеренное в фокальном пятне на оси симметрии диода (рис. 22а). Распределение плотности энергии по сечению пучка (рис. 22б), исследованное с помощь тепловизионной диагностики, показывает, что с установкой диэлектрического кольца уменьшается расходимость ионного пучка.
Часть ионов пучка за счет кулоновского расталкивания и рассеяния на молекулах остаточного газа попадают на кольцо 7 (рис. 21), что вызывает вторичную электронную эмиссию поверхностного разряда. Распределение плотности энергии по сечению пучка(а), плотность ионного тока (б) 1 – без диэлектрического кольца, 2 – с диэлектрическим кольцом Медленные электроны, вытягиваемые пространственным зарядом ионного пучка из этой плазмы и вторичные электроны, обеспечивают нейтрализацию положительного заряда тем самым вызывая улучшение транспортировки ионного пучка и соответственно снижение числа ионов попадающих на кольцо 7.
Для нейтрализации заряда ионного пучка в конструкциях ионных диодов также используют металлические сетки с прозрачностью свыше 80%, которые являются источником вторичных электронов, и устанавливаются на выходе диода. Конечная прозрачность сеток снижает энергию ионного пучка.
Функция магнитного поля заключается в замагничивании потока электронов в прикатодной области и формировании виртуального катода. Параметры тока МИП зависят как от выходного сопротивления генератора, амплитуды и длительности импульса ускоряющего напряжения, так и от величины и распределения индукции магнитного поля. Наведенное магнитное поле в приповерхностном слое анода усиливает магнитное поле внешнего источника у поверхности анода [47] и влияет на конфигурацию результирующего магнитного поля в А-К области.
Одним из требований предъявляемым к магнитному полю ионного диода является обеспечение замкнутого движения электронов в А-К зазоре. Замкнутый дрейф электронов обеспечивается градиентом радиально сходящихся силовых линий магнитного поля, при этом распределение индукции магнитного поля вдоль кромки внешнего катода с уменьшением радиуса должно возрастать быстрее, чем функция 1/R (рис. 23), в этом случае электроны совершают радиальное дрейфовое движение к оси Х вдоль поверхности анода [69].
Режимы работы ионного диода с Вr - магнитным полем
Продолжительность работы ионного диода во многом зависит от ресурса эмиссионного покрытия. Ресурс диэлектрического покрытия проявляется в постепенном снижении уровня энергии ионов, плотности тока ионного пучка, энергии переносимой ионным пучком, а также в ухудшении стабильности данных параметров. Ранее в двухимпульсном режиме работы ионного диода было зафиксировано снижение плотности тока МИП, которое обусловлено разрушением диэлектрического покрытия вследствие короткого замыкания А-К зазора диода.
При установлении факторов ограничивающих ресурс диэлектрических покрытий необходимо исключить рассогласование импедансов диода и ускорителя. В связи с этим данные исследования выполнялись на импульсном сильноточном ускорителе «ТЭУ-500» [80] при согласовании импедансов диода и ускорителя. В сравнении с ускорителем «ТЕМП» данный ускоритель обладает относительно высоким импедансом генератора 40 Ом, и формирует импульс напряжения более короткой длительности – 80 нс на полувысоте [81]. Характерные осциллограммы работы ионного диода с Br – магнитным полем на ускорителе «ТЭУ-500» приведены на рисунке 34.
При работе диода диэлектрическое покрытие анода подвергается воздействию радиационного излучения. Известно, что радиационное воздействие вызывает нарушение структуры материала диэлектрика, которое сопровождается изменением физических свойств. Например, радиационное воздействие на слюду приводит к изменению удельного сопротивления материала и к снижению электрической прочности материала. В связи с этим при выполнении исследований ресурса работы различных диэлектрических покрытий контролировалось их удельное электрическое сопротивление. Удельное сопротивление образцов предварительно измерялось при постоянном напряжении 2,5 кВ и комнатной температуре 25С (таблица 2). Рис. 34 Осциллограммы МИД: 1 – напряжение, 2 - полный ток МИД В исследованиях использовались анодные покрытия на основе эпоксидной смолы, полиэтилена и эпоксидной смолы с добавкой железного купороса. Первоначальное значение энергии МИП для каждого из покрытий составляло 90 Дж. Таблица Материал покрытия Начальное удельное сопротивление р, Ом хм Конечное удельное сопротивление р, Омхм Эпоксидный компаунд+FeS047H20 2-1010 11013 Эпоксидный компаунд 1-1012 11013 Полиэтилен 5-1012 11013
Результаты исследований покрытия на основе эпоксидной смолы показали, что первоначальный уровень энергии ионного пучка сохраняется, как правило, в течении 50-ти импульсов, и в последующих 150 импульсах энергия ионного пучка постепенно снижалась до 20 Дж. При осмотре анодного покрытия разрушение диэлектрика не наблюдалось, однако было заметно изменение цвета поверхности от светло-желтого до темно-коричневого. Ресурс полиэтиленового покрытия был сравним с ресурсом анодного покрытия на основе эпоксидной смолы, после приблизительно 200-та импульсов тока МИП поверхность полиэтиленового покрытия как бы вскипала.
Добавление в эпоксидный компаунд железного купороса (FeS047H20) в объемном соотношении 1:1 позволило уменьшить удельное электрическое сопротивление до уровня 21010 Омм. Для данного покрытия, в серии из 200 та импульсов энергия ионного пучка сохранялась на уровне 90 Дж, при этом эффективность преобразования энергии диодом сохранялась на уровне 0,6. Добавление в эпоксидный компаунд металлических опилок или мелкодисперсного железа разной концентрации не привело к увеличению ресурса данного покрытия. При малых концентрациях проводящих частиц энергия МИП была на уровне 90 Дж. С ростом концентрации проводящих частиц более 30% от объема диэлектрика первоначальное значение энергии ионного пучка снижалось, и эффективность диода не превышала 0,25.
Ограничение ресурса диэлектрических покрытий, при отсутствии короткого замыкания А-К зазора, вероятно связано с первоначально высоким удельным сопротивлением покрытий [82]. При попадании электронов на диэлектрическое покрытие происходит накопление заряда, пробой диэлектрика и его разогрев, в результате чего структура материала разрушается. В результате радиационного воздействия пучка электронов происходит изменение цвета поверхностного слоя диэлектрика (радиационное окрашивание). Таким образом, для обеспечения высокого ресурса диэлектрического покрытия необходимо создание устойчивой электрической проводимости диэлектрика для стока заряда и снижения вероятности теплового разрушения. Чтобы избежать теплового разрушения анодного диэлектрика в результате его нагрева электронами была уменьшена ширина канавок на поверхности анода с 5 мм до 2,5 мм. И при уменьшении первоначального значения энергии до 50 Дж, за счет увеличения индукции магнитного поля и увеличения А-К зазора, ресурс работы покрытия на основе эпоксидного компаунда и железного купороса составил 104 импульсов тока МИП. Во время работы ионного диода, цвет поверхностного слоя данного покрытия изменялся от синего до светло-коричневого.
Элементный состав МИП при работе с покрытием на основе эпоксидного компаунда и железного купороса исследован с использованием времяпролетной методики. В составе МИП наряду с протонами и однократно заряженными ионами углерода присутствуют и ионы кислорода, рис. 35.
Важным аспектом практического применения МИД является частота повторения пульсов. Увеличение частоты повторения импульсов МИД связано с диапазоном изменения давления в рабочей камере при условии сохранения стабильности параметров МИД [70, 82].
Экспериментальные исследования частоты повторения импульсов МИД были выполнены на импульсном наносекундном ускорителе ТЭУ – 500 [83, 84]. Ионный диод был установлен в вакуумной камере ускорителя, объем которой был равен 0,25 м3. Откачка объема камеры осуществлялась диффузионным насосом НВДМ-250 до пороговой величины давления 10-5 мм. рт. ст. Остаточное давление в вакуумной камере контролировалось с помощью ионизационного манометра ПМИ-51, который располагался на стенке вакуумной камеры, непосредственно над областью, где находился МИД.
В ходе исследований выполнялись измерения энергии МИП медными калориметрами различного диаметра, масса которых варьировалась от 0,08 до 0,2 кг. Элементный состав МИП был исследован по времени пролета ионов на оси диода несколькими КЦФ с магнитной отсечкой сопровождающих электронов. Также в ходе исследований контролировались полный ток диода I, ускоряющее напряжение U и плотность ионного тока J.
