Az Atomkiban üzemel Magyarország egyetlen elektron-ciklotronrezonanciás - röviden ECR
- ionforrása. Segítségével kis térfogatban nagy energia koncentrálható, ezzel előállítható az anyag egy különleges állapota, a plazma. A plazma ionok, elektronok és semleges atomok forró keveréke. A henger alakú, rozsdamentes acélból készült plazmakamrát szupererős
mágnesekből álló, hatpólusú mágnes veszi körül. A töltött részecskéket sugár-irányban
csapdázza.

A plazma tengelyirányú egybentartásáról nagyteljesítményű elektromágnesek
gondoskodnak. A kamra belsejében ellipszoid alakú koncentrikus, azonos mágneses erősségű felületek alakulnak ki. A plazma előállításához az ionizálni kívánt gázt, majd a mikrohullámú
sugárzást a kamrába bocsátjuk. A fizika törvényei által jól meghatározott módon a
mikrohullám a gázban levő szabad elektronokat felgyorsítja, melyek a gázatomokkal
ütközve további elektronokat és ionokat keltenek. Ebben a folyamatban egyes atomok
akár az összes elektronjukat is elveszíthetik.

A hatpólusú mágneses tér miatt a plazma hatágú csillag alakú, színe elsősorban az
ionizált gáz anyagától függ. A plazma ionjait elektrosztatikus tér vonja ki a kamrából. A berendezés tehát egy ionforrás, amit széles körben alkalmaznak nagyenergiájú részecskegyorsítóknál. További gyorsítás nélkül a plazmából kivont kisenergiájú ionnyalábot atomfizikai és anyagtudományi kutatásokra használják. Továbbá lehet vizsgálni magának a plazmának a tulajdonságait is.

Lőjjük át az ECR ionforrás plazmájából kivont kisenergiájú nehézionokat úgynevezett
szigetelő nano-kapillárisokon, azaz rendkívül kis átmérőjű szigetelő csöveken. Ekkor egy önszerveződő jelenség játszódik le, melynek következtében az ionok akkor is követik a kapilláris hossztengelyét, ha a tengely elfordul. Így az ionok terelése, fókuszálása nanométeres skálán válhat majd lehetségessé.

Az ECR ionforrás plazmájában lejátszódó folyamatok mélyebb megértését célzó kísérleteket, plazmadiagnosztikai vizsgálatokat is végzünk. A plazmában vagy közvetlen közelében elhelyezett kisméretű elektróda segítségével lokális, míg a plazma által kibocsátott fény elemzésével globális információkat nyerhetünk a plazmában lejátszódó folyamatokról. Az eredmények értelmezését saját fejlesztésű elektron-szimulációs program segíti. Az ECR ionforrás segítségével képesek vagyunk olyan különleges ionnyalábok előállítására is, mint kalcium, arany, szilícium vagy akár fullerén-nyaláb. Ezekkel a különleges ionnyalábokkal orvosi implantátumok anyagaként használt titán és cirkónium minták felületét sugározzuk be, módosítjuk a felszínhez közeli atomi rétegeket. Célunk, hogy az így kialakított felületen az élő sejtszövet könnyebben megtapadjon, jobban növekedjen.

Az Atomkiban üzemel Magyarország egyetlen elektron-ciklotronrezonanciás (ECR) ionforrása. Az ionforrásban létrehozott nagyfrekvenciás plazmából az ionjait elektrosztatikus tér vonja ki, melyet számos atomfizikai, anyagtudományi és plazmafizikai kutatásban is alkalmazhatunk.