Электронно-ионный источник
Патент 551948
Авторы
Электронно-ионный источник
Иллюстрации
Реферат
ЭЛЕКТРОННО-ИОННЫЙ ИСТОЧНИК ' по авт.св. » 456322, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности, в отверстие второго катода помещена втулка, овразующая катодную полость и выполненная из металла, имеющего высокий коэффициент фотоэлектронной эмиссии, например магния.
.„Я0„„551948
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
Vl
РЕСПУБЛИН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) 456322 (21 ) 2309683/25 (22) 07.01.76 (46 ) 07.04.83. Вюл.913 (72) Ю.Л. Крейндель, В.A. Груэдев, С.И. Белюк, С.В. Гавринцев, В.П. Кокшаров и A Ô. Дэюба (53) 621 ° 387.424(088.8) 3(5п Н 01 Л 3/04 Н 01 У 3/02 (54 ) (57) ЭЛЕКТРОННО- ИОННЫЙ ИСТОЧНИК по авт.св. Р 456322, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения его эффективности, в отверстие второго катода помещена втулка, обраэукиаая катодную полость и выполненная иэ металла, имеющего высокий коэффициент фотоэлектронной эмиссии, например магния.
551948
Изобретение относится к плазменной технике, в частности к устройству плазменных источников заряженных частиц.
По основному авт.св. М 456322 известен универсальный электронноионный источник с продольным извлечением частиц из отражательного разряда с холодными катодами, содержащий катод с эмиссионным отверстием и расположенный против него второй катод, анод, систему вытягивания и систему электропи-ания, которая содержит дополнительный источник напряжения, причем катоды изолированы один от другого и присоединены к вы- 15 водам указанного источника напряжения, а во втором катоде имеется полость, через которую в источник подается рабочее вещество, Относительно высокая эффективность извлечения 20 электронов достигается в результате применения во втором катоде катодной полости, обеспечивающей стягивание разряда к оси, а также за счет подачи между изолированными .катодами напряжения смешения от дополнительного источника питания, снижающего катодное падение потенциала у эмиттерного катода. Однако снижение напряжением смещения величины катодного падения потенциала у эмиттерного катода до нуля невозможно, так как при этом нарушаются условия, необходимые для продольного кялебания электронов в разряде, и источник перестает работать вследствие погасания разряда. Поскольку в рабочем режиме источника у эмиттерного катода пониженное катодное падение потенциала, не все электроны, движущиеся из плазмы к эмиттерному катоду,способнй 40 выйти из разряда через эмиссионные отверстия, а только те, энергии которых достаточно для преодоления остаточного катодного падения потенциала — менее энергичные электроны тормозятся в катодном падении потенциала и возвращаются в плазму. Таким образом, в этом источнике возможная эффективность извлечения реализуется не полностью.
Целью изобретения является повышение эффективности источника.
Это достигается тем, что в отверстие полого катода помещена втулка, образующая катодную полость и выполненная из металла, имеющего высокий коэффициент фотоэлектронной эмиссии, например магния.
Предложенный электронный источник схематически изображен на чертеже. 60
Источник содержит холодный эмиттерный катод 1 с эмиссионным каналом, через который осуществляется извлече.ние электронов, холодный катод 2, в отверстие которого введена вставка
3, образующая катодную полость, цилиндрический анод 4 и извлекающий электрод 5. Магнитное поле между катодами обеспечивается постоянным кольцевым магнитом б. Рабочий газ поступает в разрядную камеру через катодную полость во вставке.
При подаче напряжения между катодами 1,2 и анодом 4, в разрядной камере сначала возбуждается обыкновенный пеннинговский разряд между плоскими частями катодов. С увеличением тоха этого разряда, когда протяженность области катодного падения у апертуры катодной полости становится меньше радиуса апертуры, плазма пеннинговского разряда проникает в полость, вследствие чего возбуждается эффект полого катода и пеннинговский разряд переходит в пслокатодный отражательный разряд. Основным видом эмиссии с катодов в пеннинговском разряде является ионно-электронная эмиссия, а в полокатодном отражательном разряде - фотоэлектронная эмиссия. Поэтому для снижения напряжения и тока пеннинговского разряда, при котором происходит эаживание полокатодного отражательного разряда, плоские части катодов в источнике изготовлены из материала с относительно высоким коэффициентом ионно-электронной эмиссии (например сталь ). Катодная вставка 3 выполнена из материала с высоким коэффициентом фотоэмиссии и низким коэффициентом ионно-электронной эмиссии (например магний ). Это обеспечивает относительно низкое напряжение горения полокатодного отражательного разряда, а также лучшее стягивание разряда к оси полости, поскольку при зажигании полокатодного отражательного разряда интенсивность эмиссионных процессов на плоских частях катодов существенно снижается.
Стягивание разряда приводит к резкому увеличению плотности плазмы у апертуры эмиссионного канала и, следовательно, к снижению в этой области протяженности катодного падения потенциала. При достаточно малом, для предлагаемой конструкции источника, токе полокатодного отражательного разряда протяженность катодного падения потенциала у апертуры эмиссионного канала становится меньше ее радиуса и. происходит разрыв слоя катодного падения потенциала в апертуре эмиссионного канала.
При этом плазма положительного отражательного разряда проникает в эмиссионный канал и становится возможным извлечение электронов с эффективностью, превышающей эффективность извлечения при наличии электрической асимметрии разряда (смещение ), но в от551948
Редактор Е.Зубиетова Техред Ж.Кастелевич Корректор И.Ватрушкина
Заказ á585/3 Тираж 701 Подпионое
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r.. Ужгород, ул. Проектная, 4
3&к l, "/ - $+ Perp. сутствие разрыва слоя катодного паде" иия потенциала.
Таким образом, применение в пред-, лагаемом источнике катодной вставки с высоким коэффициентом фотоэмиссии и низким коэффициентом ионно-элект ронной эмиссии позволяет повысить эффективность извлечения.