Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бугаев С.П. -> "Электронные пучки большого сечения" -> 42

Электронные пучки большого сечения - Бугаев С.П.

Бугаев С.П., Крейндель Ю.Е., Щанин П.М. Электронные пучки большого сечения — М.: Энергоиздат, 1984. — 113 c.
Скачать (прямая ссылка): elektronpuchkisecheniya1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 52 >> Следующая


Сгусток плазмы неизбежно распадается под действием поля, приложенного между ним и катодной плазмой. Спад тока в диоде после всплеска

90
обусловлен рассасыванием этого заряженного сгустка и ликвидацией двойного электрического слоя.

В работе [105] эту ситуацию моделировали подачей на диод двух последовательных импульсов напряжения с паузой между ними. В течение первого импульса тока происходит образование катодной плазмы. Измерения потенциала плазмы с помощью плавающего зонда показали, что в этом случае при подаче на катод второго импульса положительно заряжается вся плазма, образованная при первом импульсе. Это происходит потому, что в период паузы плотная плазма ,,отрывается'" от катода и между ней и катодом образуется область плазмы пониженной концентрации.

В пользу этой модели свидетельствует также обнаруженная возможность намеренно вызвать всплески тока в диоде с ВЭЭ кратковременным, искуственно созданным увеличением поступления металла в катодный факел [104]. Временная корреляция между приходом импульса поджига на катод в период протекания тока и возникновением всплесков на электронном токе является доказательством справедливости этой модели.

В диодах со взрывной эмиссией плазма образуется в результате протекания тока через ЭЦ на катоде, поэтому любой всплеск тока вызывает всплеск в уносе металла с катода. Таким образом, любой случайный всплеск тока обязательно вызывает серию неслучайных, связанных с ним бросков тока за счет положительной обратной связи (ПОС) в системе ток — генерирование плазмы — ток. Если добиться ослабления этой ПОС, ограничивая рост тока любым способом, то возможен перлход к квазистационарному режиму, когда ток ВЭЭ постоянен и за счет этого поддерживается стабильным генерирование плазмы, что, в свою очередь, поддерживает неизменным ток в диоде.

Ограничить влияние ПОС можно включением в цепь каждого эмиттера сопротивлений. Падение напряжения на них изменяет потенциал эмиттера по отношению к общей катодной плазме, уменьшая катодное падение в данном эмиссионном центре, и тем самым ограничивает ток через ,,лиди-рующий" эмиссионный центр [106].

Эксперименты показали два исхода квазистационарного режима: самопроизвольный обрыв тока и повторный рост тока, приводящий через 100—300 мкс к пробою. При изучении самопроизвольных обрывов тока было обнаружено, что такие параметры, как пороговый ток, характерное время до обрыва тока и их зависимость от материала катода при взрывной эмиссии идентичны для соответствующих материалов аналогичным параметрам для электрической дуги в вакууме [107]. Это говорит о единой природе катодных процессов как в период формирования вакуумного пробоя — ВЭЭ, так и в конечной его стадии — переходе к низковольтному дуговому разряду в вакууме.

Комплекс экспериментальных исследований [103—105, 107] позволил выработать ряд рекомендаций для создания квазистационарных ПИЭЛ на базе ВЭЭ:

1. Для эмиттеров предпочтительно использовать материалы с малым пороговым током дуги (С, Hg, LaB6), чтобы не происходило самопроизвольных обрывов тока, поскольку токовая нагрузка на один эмиттер не превышает 10 А.

2. В качестве конструкционных материалов катодного узла, имеющих контакт с катодной плазмой, предпочтительно использовать материалы, на

91
которых затруднено образование новых ЭЦ во время соприкосновения элементов конструкции с плазмой (Mo, С).

3. Ограничивать площадь эмиссионной поверхности плазмы для предотвращения ее разлета. Для этого эмиттеры углубляют в открытую с одной стороны цилиндрическую полость катодного электрода (КЭ), который одновременно может служить фокусирующим электродом. Дополнительной функцией катодного электрода является обеспечение рекомбинации частиц плазмы на стенках полости, поскольку это позволяет обеспечить необходимое равновесие между поступлением плазмы с катода и ее рекомбинацией на стенках. Экспериментально подбирают такие условия, при которых плазма при заданном токе не выходит за пределы КЭ и ее эммиссионная поверхность ограничивается отверстием в полости КЭ,

4. Ограничивать площадь анода в соответствии с условием d > \/ Sд; d — расстояние от анода до эмиттирующей поверхности; — площадь сечения пучка в плоскости анода.

5. В цепь каждого эмиттера следует вводить элементы отрицательной обратной связи. Ими могут быть последовательно соединенные с эмиттером резисторы с активным или реактивным сопротивлением (/?, Rl.), а также различные их сочетания, препятствующие росту тока с отдельных эмиттеров.

6. Направлять истечение потока плазмы из ЭЦ так, чтобы исключить прямой выход потока на эмиттирующую плазменную поверхность. Эта мера позволяет также получить ток в ПИЭЛ с ВЭЭ практически без модуляции.

На основании этих рекомендаций были изготовлены и испытаны ПИЭЛ с ВЭЭ с длительностью импульсов тока 10“4 с при амплитуде тока 30 А и ускоряющем наряжении 200 кВ [108].

Дальнейшему увеличению длительности импульса препятствует самопроизвольный рост тока в таком источнике через (1—5) *10~4 с после начала импульса вследствие увеличения давления в ускоряющем промежутке из-за десорбции газа с электродов ПИЭЛ и стенок вакуумной камеры. Появление газа в ускоряющем промежутке и его ионизация приводят к росту электронного тока, зарядке диэлектрических пленок и образованию паразитных эмиссионных центров на конструкционных элементах и, в конечном счете, к пробою ускоряющего промежутка.
Предыдущая << 1 .. 36 37 38 39 40 41 < 42 > 43 44 45 46 47 48 .. 52 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed