Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.
Скачать (прямая ссылка):
возбудить атомы путем электронной бомбардировки - менее подвержен
вредному воздействию" посторонних процессов, которые полностью
перекрывают эффекты, связанные с метаста-бильными атомами.
"Поскольку стало ясно, что установка нуждается в серьезном
усовершенствовании, был создан ее новый цельнометаллический вариант, в
котором сделаны все необходимые улучшения. Тем не менее потребовалось еще
немало усовершенствований, прежде чем были получены сколько-нибудь
значительные результаты.
143
1
На рис. [7.4] представлена общая схема установки в горизонтальном
сечении, проходящем через ось двух круглых коаксиальных цилиндров,
образующих правую и левую камеры. Прямоугольное пространство J -
поперечное сечение прямоугольного волновода 3 см-диапа-зона, проходящего
через установку вертикально. Если
Полюсный наконечник магнита
1 дюйм
Рнс. 7.4. Поперечное сечение установки.
Л - печь водородного диссоциатора: В-экранирующие диафрагмы, С, Е, F G, И
- элементы устройства для электронной бомбардировки; D - область
бомбардировки, / - щели, / - волновод, К, - линия передачи, L, М-детектор
метаста* бильных атомов Остальные детали описаны в тексте [Phys. Rev.t 79
(1950),
стр. 564, рис. 19].
пренебречь краевыми эффектами, магнитное поле направлено под прямым углом
к волноводу и обеим камерам. Полюса магнита размещены в двух углублениях,
имеющих форму усеченных конусов. Наружная оболочка установки в основном
была изготовлена из меди.
...Атомы водорода выходили из диссоциатора А и проходили через область
взаимодействия D, где некоторые из них в результате электронной
бомбардировки возбуждались в состояние 25. Испытав небольшую отдачу, они
проходят через щели / и область РЧ-поля на мишень детектора L.
...Угол отдачи принимался во внимание при выборе относительного положения
водородного диссоциатора, электронной пушки и щелей
144
Детектирующие электроды состояли в основном из двух вольфрамовых пластин
L и М... Метастабильные атомы падали на пластину L и выбивали из нее
электроны, которые улавливались пластиной М (последняя имела потенциал на
3-4 В выще, чем потенциал L). Ток электронов измерялся электрометром
FP54...Ero чувстви-
ВолыррамоВоа трубки
Рис. 7.5 Устройство водородного диссоциатора [Phys, Rev, 79 (19. 0), стр
564, рис. 20].
дельность к метастабильным атомам незначительно зависит от напряжения на
коллекторе, пока оно находится в пределах 2-4 В.
Атомарный водород создавался в процессе тепловой диссоциации
молекулярного водорода... Детали соответствующей части схемы показаны на
рис. [7.5]. Тонкостенный вольфрамовый цилиндр сгибался из вольфрамовой
фольги, как показано на рисунке; вблизи центра параллельно оси цилиндра
делалась прорезь размером 0,008X0.060 дюйма. Затем цилиндр вставлялся в
отверстие, проделанное в молибденовых наконечниках электродов С водяным
охлаждением. Молекулярный во-
145
дород вводился через трубку внутри одного из подводящих воду каналов.
Центральная часть вольфрамовой трубки могла нагреваться до температуры,
обеспечивающей удовлетворительную степень диссоциации. Возникшие при этом
атомы выходили сквозь малую прорезь, которая и выполняла роль источника.
Рабочие температуры в центральной части цилиндра составляли обычно около
2500 К...
Переменный ток промышленной частоты оказался пригодным для нагревания
водородного диссоциатора. Типичные рабочие условия: ток 80 А и напряжение
около 2 В...
Устройство для электронной бомбардировки принесло брльше всего хлопот, и
было затрачено много усилий, чтобы сделать его работу достаточно хорошей.
Весьма нетрудно сформулировать условия, которым должна удовлетворять
идеальная электронная пушка в таком эксперименте. На практике, однако,
для получения достаточного уровня сигнала необходимо существенно отойти
от идеала.
Использованная электронная пушка состояла из катода, управляющей и
ускоряющей сеток и анода. Катод косвенного нагрева G имел оксидное
покрытие. Катод и управляющая сетка F были расположены полностью внутри
ускоряющего электрода Е, снабженного сеткой только со стороны анода. Это
было необходимо для экранирования области бомбардировки D - где
происходило возбуждение атомов - от влияния электрических полей,
действующих между ускоряющей сеткой и катодом. Экраны В препятствовали
попаданию излучения и продуктов испарения диссоциатора на электронную
пушку и детектор. В первоначальных схемах анод С отсутствовал, его роль
выполняла наружная оболочка. Однако такое устройство не позволяло с
определенностью регистрировать метастабильные атомы". Это было
обусловлено непредвиденным влиянием пространственного заряда, которое
удалось значительно снизить, лишь уменьшив межэлектродное пространство
путем введения дополнительного анода.
"Оказалось, что наиболее благоприятные рабочие условия создавались при
напряжении на ускоряющей сетке около 13,5 В и потенциале анода на 3 В
выше. Путем регулирования потенциала управляющей сетки под-
146
