Источник молекулярного пучка

Источник молекулярного пучка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике физического эксперимента, в частности к источникам молекулярных пучков. Цель изобретения - увеличение плотности молекул газа в области фокусировки за коллиматором при неизменном расходе газа через источник молекулярного пучка. Источник молекулярного пучка содержит сферический коллиматор 1 с входной плоскостью 2, который состоит из пучка параллельных друг другу к оси набегающего потока газа тонкостенных капилляров 3. Коллиметр 1 имеет сферическое выходное сечение 4 и вакуумно плотно закреплен в перегородке 5, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, с помощью обоймы 6. 1 ил.

СОК)З СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ts»s H 05 Н 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 ка нера лол ъьчаах аа

Олиачла (21) 4394881/24-21 (22) 01.02.88 (46) 23.09.90. Бюл. ¹ 35 (71) Уральский политехнический институт им. С.M.Êèðîâà (72) С.Н.Сыромятников, Б.Т.Породнов, В.А.Поддубный и С.T.Áàðàøêèí (53) 621.384 (088,8) (56) Camparque R. High intensity supersonic

molemlar beam apparatus. — In. Rarefleld Gas

Dinamics, 4 — th intern. Sump., N 4 — L. Acad.

Press, 1966, v.2,р. 279-298.

Aubert D., Baldy А., Chautral Н.

Production de Jets moliculaires de haute

deusite et excitation du spectre dà emissidй.—

Entropie, 1971, № 42, р. 60-64.

Леонас В,6,Современное состояние и некоторые новые результаты метода молекулярного пучка, — УФН. 1964, N 2, с.287323.

Aubert D., Baldy А, Chautral Н, Proclcle

de fabrication de collimateurs muiti canaux

focailsauts. — Entropic, 1971, ¹ 42, р. 64 и 65.

Животов С.А., Неудачин И.Г, и др, Свободномолекулярное течение газа через канал с косыми срезами. Свердловск, 1982, 21 с. — Рукопись представлена Урал. политехн. ин-т. Деп, в ВИНИТИ, N 4763 — 82.

Барашкин С.Т. Экспериментальное исследование истечения газов в вакуум. Дис. канд. физ.-мат.наук, Свердловск, 1977, с.72.

Кошмаров Ю.А., Рыжов l0.À„Ñâèðèщевский С.Б, Экспериментальные методы в механике разреженного газа. М., 1981, 200 с.

Ямамото, Зонд давления в свободномолекулярном потоке. — PT и К, 1978, № 11, с. 76-80.

„„, Ы„„159471 0 А1 (54) ИСТОЧНИК МОЛЕКУЛЯРНОГО ПУЧКА (57) Изобретение относится к технике физического эксперимента, в частности к источникам молекулярных пуч лов. Цель изобретения — увеличение плотности молекул газа в области фокусировки за коллиматором при неизменном расходе газа через источник молекулярного пучка. Источник молекулярного пучка содержит .сферический коллиматор 1 с входной плоскостью 2, который состоит из пучка параллельных друг другу и оси набегающего потока газа тонкостенных капилляров 3, Коллиматор 1 имеет сферическое выходное сечение 4 и вакуумно-плотно закреплен в перегородке .5, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, с помощью обоймы 6. 1 ил, 1594710

Изобретение относится к технике физического эксперимента, в частности к источникам молекулярных пучков, где в качестве рабочей среды используются нейтральные молекулы разреженного газа.

Цель изобретения — увеличение плотности молекул газа в области фокусировки за коллиматором при неизменном общем расходе газа через источник молекулярного пучка, На чертеже показан предлагаемый источник.

Источник молекулярного пучка содержит сферический коллиматор 1 с входной плоскостью 2, который состоит из пучка параллельных друг другу и оси набегающего потока тонкостенных цилиндрических капилляров 3, полученного их спеканием с последующим вытягиванием. Коллиматор 1 имеет сферическое выходное сечение 4, ва. куумно-плотно закреплен в перегородке 5, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, с помощью обоймы 6.

Однородный прямолинейный поток разреженного газа направляют на коллиматор 1 (показано стрелками) с выходной плоскостью 2, Линии тока потока почти параллельны друг другу, центральной оси потока и, следовательно, составляют нулевой . угол атаки с продольными осями капилляров 3. Выходная плоскость капилляра 3 имеет косой срез, так как выходное сечение 4 коллиматора 1 сферическое. Поэтому, пройдя через капилляр 3, элементарный молекулярный пучок отклоняется на некоторый угол д, заключенный между углами д1 и дг, определяемыми, s свою очередь, условиями течения газа в капилляре 3 (например, режимом течения газа) и его геометрией, В итоге суммарный молекулярнь1й пучок в соответствии с выбранным радиусом кривизны сферического сечения 4 фокусируется в заданной области (область фокусировки схематично показана пунктиром). Для вакуумно-плотного закрепления пучка капилляров в перегородке 5 служит обойма 6, Необходимая степень разрежения в камере коллиматора и рабочей камере поддерживается вакуумной системой откачки (показано стрел ками).

При наличии нулевого угла атаки а на входе в коллиматор для всех его капилляров увеличивается плотность молекул в зоне фокусировки при неизменном расходе газа через источник. Для качественной оценки влияния ориентации капилляра коллиматора по отношеник> к линиям тока набегающего потока на величину плотности в зоне фокусировки в случае свободномолекуляр5

55 ного режима течения газа в капилляре коллиматора можно использовать выражение, полученное из формулы, устанавливающей связь давления в резервуаре Р1 свободномолекулярного зонда, расположенного под углом атаки Q к набегающему потоку, со статическим давлением этого потока, где зонд представляет собой цилиндрический канал с относительной длиной I= I /d ( длина канала, d — внутренний диаметр канала) с резервуаром на одном из его концов.

Р1 n> S, l,a

Рг nz ф(Б,1,а=О) где

gIS,I,>-йЛ вЂ” I a; S="Х М„

mr(O,I) = г где Рг, nz — давление и плоскость газа в резервуаре при а = 0; п1 — плотность газа в резервуаре при а О;

W(S,I, а),W(O,I) — коэффициенты Клаузинга соответственно для молекул газа, поступающих в резервуар через канал, и молекул газа, уходящих из,зонда;

S - скоростное отношение; у — показатель адиабаты;

Mco — число Маха в невозмущенном потоке.

При рассмотрении системы, связанной с молекулярным пучком, значение коэффициента Клаузинга в знаменателе фбудет иным, чем W(G,I), поскольку S =О. Однако для качественной оценки достаточно пренебречь влиянием угла а íà S за выходной плоскостью канала, где само S учитывается в функции распределения молекул по скоростям в молекулярном пучке и, следовательно, в коэффициенте Клаузинга, находящемся в знаменателе ф, Таким образом, коэффициенты Клаузинга, находящиеся в знаменателе, указанном в выражении взаимно уничтожаются и поэтому при оценке можно пользоваться значениями ф, полученными для зондов свободномолекулярного давления. Для длинного капилляра, например, выигрыш в плотности при S = 5, a = 30 сос-тавляет n>/nz = 63/18 = 3,5.

По сравнению с известным предлагаемый источник молекулярного пучка позволяет при неизменном расходе газа увеличить плотность в зоне фокусировки не менее чем в 3 раза, за счет увеличения коэффициента прозрачности коллиматора также увеличивается плотность молекул газа в зоне фокусировки. Если в известном источнике коэффициент прозрачности составляет не более 0,65, то в предлагаемом 0,95 и плотность молекул в зоне фокусировки толь1594710

Составитель А.Енбаев

Техред M.Mîðãåíòàë

Редактор А.Козориз

Корректор Л.Патай Заказ 2839 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ко при учете фактора прозрачности увеличивается в 1,5 раза. Снижаются также требования к быстроте действия вакуумной системы откачки источника молекулярного пучка. Например, при создании плотности в зоне фокусировки 10 — 10 м и сохранении давления в рабочей камере 5 .10 Па достаточна быстрота действия откачки

0,7 м /с (1,2 м /с в известном источнике).

Формула изобретения

Источник молекулярного пучка, содержащий коллиматор со сферической выходной плоскостью, вакуумно-плотно

5 закрепленный в перегородке, разделяющей камеру коллиматора и рабочую камеру, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения плотности молекул газа в области фокусировки за колл иматором и ри

10 неизменном общем, расходе газа через источник молекулярного пучка, капилляры в коллиматоре расположены параллельно друг другу и оси набегающего потока, при этом каждый капилляр имеет в выходном

15 сечении косой срез, выполненный так, что нормали к плоскости среза каждого из капилляров сходятся в точке фокуса,