Взрывоэмиссионный катод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области сильноточной электроники. Взрывоэмиссионный катод содержит металлическую подложку 1, в которой имеются отверстия под выводы резистивиых элементов 2, и равномерно установленные в изолирующей оболочке 3 инициаторы (И) 4 катодной плазмы, выполненные из резистивного материала, содержащего объемную композицию углерода со стеклом и минеральным наполнителем. Резистивный материал имеет проводимость о в интервале 8- , а зазор А между И 4 выбран из условия толщины rf И 4 0,3d ,8rf. Это приводит к равномерному протеканию тока по поперечному сечению, что устраняет эффект экранировки электрического поля в районе первичного факела и его эрозию. Взрывоэмиссионный катод имеет высокую эффективность. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU. 4 512 А 1 (51)5 Н

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТЖ (46) 23. 09. 90. Бюл. У 35; (21) 409!361/24-21 (22) 11.07.86 (71) Объединенный, институт ядерных исследований . (72) С. А. Коренев (53) 621.3,032.212 (088.8) (56) Месяц Г. А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. — М.: Сов. радио, 1974, с. 201-203.

Бурцев В. А. и др. Г1репринт НИИЭФА № П-К-0500, — Л.: 1981. (54) ВЗРЫВОЭМИССИОННЫИ КАТОД (57) Изобретение относится к области сильноточной электроники. Взрывоэмиссионный катод содержит металлическую подложку 1, в которой имеются отверстия под выводы резистивных элементов 2, и равномерно установленные в изолирующей оболочке 3 инициаторы (И) 4 катодной плазмы, выполненные из резистивного материала, содержащего объемную композицию углерода со стеклом и минеральным наполнителем. Резистивный материал имеет проводимость о в интервале 8.10 (cr<10 о, а зазор и между И 4 выбран из условия толщины af И 4 0;3d( (h(0,8d. Это приводит к равномерному протеканию тока по поперечному сечению, что устраняет эффект экранировки электрического поля в районе первичного факела и его эрозию. Взрывоэмиссионный катод имеет высокую эффективность. 2 ил.

1438512

0,3d(h(0,8d, 1

Изобретение относится к области сильноточной электроники. Оио может найти применение в ускорительной технике, лазерной технике, термоядерных исследованиях, в промышленной технологии (упрочнение сталей, отжиг полупроводников) и пр, Целью изобретения является увеличение эффективности катода за счет- получения поперечного однородного электронного пучка. Для этого инициаторы катодной плазмы взрывного типа, собранные в пакет, выполнены из резистивного элемента с объемной композицией углерода со стеклом и минимальным наполнителем; запрессованным в изолирующую оболочку (сопротивление типа ТВО, обрезанные со стороны анода) с проводимостью 8..10 (см)(о(10 (см), прн этом зазор между резистивными элементами h должен удовлетворяться условию о,за(Ь(0,8d, где d -- толщина резистивного элемента, Выполнение инициатора катодной плазмы из указанного резистивного элемента вследствие его объемной проводимости приводит к равномерному протеканию тока по поперечному сечению, что устраняет эффект экранировки электрического поля в районе первичного факела и его эрозию. Для этих целей подходят выпускаемые промышленностью сопротивления ТВО, которые с одной стороны обрезаются, например, на фрезерном станке. Сборка в пакет таких резисторов позволяет собрать катод любой площади.

Проводимость инициатора катодной плазмы определяется условиями токоограничения для получения микросекундных электронных пучков. Зазор определяется условиями формирования однородной катодной плазмы.

При этом однородная формируемая катодная плазма имеет большое поперечное се-. чение и электронный пучок имеет повышенную однородность.

На фиг. I схематично показан взрывоэмиссионный катод; на фиг. 2 — разрез

А-А на фнг. 1.

Взрывоэмиссионный катод содержит металлическую подложку i, вывод резистивногоэлемента 2 (сопротнвления типа ТВО), изолирующую оболочку 3, инициатор 4 катодной плазмы.

В м еталл и чес ко и подл ож ке н ме ются отверстия под выводы резистивных элементов (сопротивлений типа ТВО). Один конец сопротивления типа ТВ0 срезается, например, на фрезерном станке. Затем они набираются в пакет, заливаются эпоксидным компаундом, а после вся поверхность шлифуется. Набором в пакет сопротивлений ТВО можно получить катод большой площади.

Давление остаточного газа, при котором работает катод, составляет -5 ° 10 Тор.

Катод работает следующим образом.

При подаче на катод импульса отрицательной полярности на инициаторе 4 катодной плазмы формируется за счет взрыв2 иых эффектов катодная плазма, из которой электрическим ролем вытягивается электронный пучок. Поскольку в инициаторе 4 катодиой плазмы имеется зернистая проводящая структура островковою типа, оно обладает свойствами объемной проводимости и следствием последнего . является равномерное .распределение тока по поперечному сечению, что приводит к устранению эффекта экранировки электрического сечения в ра10 йоне первичного катодного факела. Последнее означает возможность получения катодной плазмы большой площади с катода той же площади. Кроме тою, малый размер частиц углерода (сажи) 100-3000 А приво15 дит к получению высокой напряженности электрического поля. иа инициаторах катодной плазмы, которой достаточно для формирования катодной плазмы. При токах пучка электронов порядка нескольких килоампер величина проводимости инициатора катодной плазмы должна составлять 8)(X 10 (см) (о(10 (см). При этих значениях проводимости сопротивление типа ТВО одновременно является токоограничивающим сопротИвлением и инициатором катодной плазмы. Значенйя проводимости инициатора катодной плазмы в приведенном диапазоне измерены при применении напряжения от 50 до 400 кВ и при энергии в емкостном накопителе энергии генератора импульсного напряжения 10-300 Дж. При этом контроль осуществляется по получению, электронного. пучка длительностью в несколько микросекунд. Оптимизация расстояния между резистивными элементами проведена экспериментальноо.

Схема эксперимента включала систему измерения поперечной плотности тока пучка электронов. Степень однородности плазмы определялась по степени однородности плотности тока пучка электронов. Как показали эксперименты, зазор между резистивными элементами (инициаторами катодной плазмы

Ь (фиг. 2) должен удовлетворять условию

45 где d — толщина резистивного элемента.

Из сопоставления условий видно, что для достижения поставленной цели подходят резисторы ТВО типа ТВО-0,5, ТВ0-1, ТВ0-2.

Опытный образец катода изготовлен в двух вариантах из сопротивлений типа ТВО-0,5 и ТВО-2 площадью 10Х10 см = =100 см . Конструкция катода получается существенно проще по сравнению с. прототипом, так как исключается соединение токоограничивающего сопротивления к инициа55 тору катодной плазмы. В прототипе неоднородность плотности тока .по поперечному сечению составляет -20Я, а в предложен.. ном -10Я на площади катода «100 см .

143851 фиГ f

Составитель Г. Кудинпева

Редактор М. Васильева Текред И. Верес Корректор С. Черни

Заказ 3328 Тираж 339 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

I 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., a. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Взрывоэмиссионный катод, содержащий металлическую подложку, на которой равномерно установлены инициаторы катодной плазмы взрывнбго типа, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности катода за счет получения поперечного однородного электронного пучка, инициаторы катодной плазмы выполнены из резистивного

9

4 материала, содержащего обьемную композицию углерода со стеклом и минеральным наполнителем, запрессованного в нзолн. рующую оболочку, причем проводимость резнстивного материала о лежит в интервале 8 .10 6 (g(! 0 4 (см), а зазор между инициаторами h выбран из условия

0,3d(h(0,8d, где d — толщина инициатора, м.