Дуоплазматрон с изменяемой границей плазмы в экспандере

Дуоплазматрон с изменяемой границей плазмы в экспандере

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,1! 1>509I99

Ю

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕДЬСТВУ

Саюа Советских

Социалистических

Реслублиц (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.07.74 (21) 2042927/26-25 с присоединением заявки №вЂ” (23),Приоритет— (43) Опубликовано 25.06;77. Бюллетень № 23 (45) Дата опубликования описания 25.10.77 (5! ) M,Êë. Н 05 Н 1/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621,387,143 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. И. Кленов и В. П. Ларионов (71) Заявитель (54) ДУОПЛАЗМАТРОН С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГРАНИЦЕЙ

ПЛАЗМЫ В ЭКСПАНДЕРЕ

Изобретение относится к ускорительной технике, в частности к разработке ионных источников, а также к области создания ионных двигателей., Известен ионный источник типа дуоплазматрон, содержащий термокатод, промежуточный электрод, анод, экспандер, вытягивающий электрод, основной соленоид и кор ректирующий соленоид для изменения формы и положения грани цы плазмы в вкспандере.

Однако известное устройство для управления плазменной границей невозможно использовать для экспандеров любых размеров. При средних размерах экспандера диаметром порядка одного или нескольких сантиметров известное устройство действует вполне эффективно. При увеличении размеров экспандера до диаметра порядка десяти. сантиметров и больше габариты и вес узла, состоящего из экспандера и корректирующего соленоида, значительно возрастают, что ограничивает его применение.

С другой стороны, при уменьшении размеров экспандера до нескольких миллиметров, что необходимо для получения пучков с малым эмиттансом, возникают конструктивные трудности, изготовления соленоида столь малых размеров. Более того, экспандер таких размеров обычно совмещают с отверстием в аноде. В этом случае практическая реализация указанного метода управления плазменной границей с помощью корректирующего соленоида нецелесообразна.

Цель изобретения — уменьшение веса, га5 баритов, а также обеспечение возможности использования дуоплазматрона при любых размерах экспандера.

Эта цель достигается тем, что дуоплазматрон содержит управляющий электрод, кото10,рый расположен соосно внутри вытягивающего электрода.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Промежуточный электрод 1 пзготавливает15 ся из ферромапнетита и имеет форму цилиндра, переходящего затем в конус. Внутри промежуточного электрода 1 расположен вольфрамовый термокатод 2. Снаружи цилиндрической части промежуточного электрода расположен основной соленоид 8. Рядом с промежуточным электродом на расстоянии порядка ди аметра отверстия, сделанного в его конической части, расположен а под 4, изготавливаемый из меди. На аноде закреплен экспандер

5, отношение длины которого к его диаметру равно или больше единицы. На расстоянии порядка диаметра экспандера от его края расположен вытягивающий электрод 6, изготавливаемый из ферромагнетита, который имеет

30 форму усеченного конуса. Внутри вытягиваю509,199

Формула изобретения

Составитель Н. Воронин

Техред Н. Сметанина

Корректор В. Гутман

Редактор Г. Я ковлева

Заказ 534/1428 Изд. № 79 Тираж, 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» щего электрода расположен управляющий электрод 7, имеющий форму цилиндра, переходящего затем в конус. Диаметр отверстия в управляющем электроде одного порядка величины с диаметром экспандера.,Все элементы конструкции расположены соосно друг другу.

Перед началом работы устройства устанавливают следующие потенциалы на электроды

IID отношению к термокатоду 2: на аноде 4— положительный потенциал порядка 120 в, на ,промежуточном электроде 1 — положительный потенциал порядка 30 в. При этих потенциалах между термокатодом 2 и промежуточным электродом 1 возникает дуговой разряд, кото рый затем переходит на анод 4. В области отверстий в промежуточном электроде 1 и аноде

4 образуется плазма с высокой электронной температурой и большой плотностью заряжен ных частиц. Этому способствует сужение промежуточного электрода 1, а также неоднородное магнитное поле, создаваемое основным соленоидом 8. Проникая в экспандер 5, плазма приобретает развитую поверхность, с которой происходит отбор ионов с помощью вытягивающего электрода б. На вытягивающий электрод 6 подается отрицательный потенциал порядка 60 кв. Внутри экспандера 5 создаеткя при этом электрическое поле,,соответствующее этому потенциалу. Плазма в экспандере

5 занимает такое положение, при котором ее граница устанавливается вдоль той эквипотенциали, потенциал которой равен потенциалу плазмы, При этом необходимо, чтобы в каждой точке этой линии выполнялось одновременно условие равенства нулю напряженности электрического поля. Подавая на управляющий электрод 7 требуемые значения потенциала, получаем соответствующие распределения электрического оля в экспандере 5. При этом граница плазмы приобретает все время новую форму и положение, зависящие от значения потенциала на управляющем электроде 7.

Дуоплаз матрон с изменяемой границей плазмы в экспандере, содержащий термокатод, промежуточный электрод, соленоид, анод, экспандер и,вытягивающий электрон, о т л ич а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения веса и габаритов, а также возможности использования при любых размерах экспандера, он содержит управляющий электрод, размещенный соосно внутри вытягивающего электрода.