Плазменный эмиттер

Плазменный эмиттер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик о и и-о:Ф-и"и е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

,746769

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63 ) Дополнительное к авт. саид-ву. (22) Заявлено15.03. 78 (2l ) 2590714/18-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

Н 01 3/02

Гасударственный комитет

СССР (23) Приоритет(53) УДК621.384 (088.8) Опубликовано 07.07.80. Бюллетень ¹ 25 аа делам изобретений н открытий

Дата опубликований описания 09.07.80

Г. С. Казьмин, Н. Н. Коваль, Ю. E. Крейндель и П. М. Шанин (72) Авторы изобретения

Томский институт автоматизированных систем управления () Заявители и радиоэпектроники и Институт сильноточной электроники (7!) 3 т л

СО АН СССР (54) ПЛАЗМЕННЫЙ ЭМИТТЕР

Изобретение относится к технике получения электронных и ионных пучков и может быть использовано в электронных и ионных источниках, генерирующих пучки с бопьтпим поперечным сечением.

Йзвестны плазМенные эмиттеры дпя попучения эпектронных и ионных пучков бопьшого поперечного сечения т13.

В источниках заряженных частиц, испопьзующих эти эмиттеры, электроны или ионы поступают в ускоряющий промежуток

10 через ячейки анодной сетки из плазмы низковопьтно о тлеющего разряда, который зажигается между полым катодом и сетча тым анодом, имевшим размеры, сравни-

15 мые с размерами требуемого сечения пучка. Поскольку суммарная площадь эмиссионных отверсти1(в этом случае велика, давление в разряде равно давлению в ускоряющем промежутке, что значительно сни-,,жает его электрическую прочность..

Наибоиее близким к изобретению техническим рептением является плазменный эмиттер, содержащий ячейку Пеннинга, сое2 диненную с разрядной камерой, в аноде которой выполнена полость, ограниченная со стороны ячейки Пеннинга диафрагмой с контрагирующим отверстием, а с другой - перфорированным электродом-сет кой Г23.

В разрядной камере известного эмиттера генерируется плотная плазма, для создания которой применяется дуговой контрагированный разряд.

Перепад давления между разрядной камерой и ускоряквпим промежутком достигается благодаря малой пропускной способности анодного отверстия диаметром порядка 1 мм. Это позволяет обеспечить в ускоряющем промежутке высокий вакуум.

Недостатком такого эмиттера является существенно неоднородная плотность тока эмиссии с максимумом в центре. Это обуславливает неоднородное распределение ппотности тока по сечению пучка.

Цепью изобретения является повьпиение равномерности распределения плотности эмиссионного тока плазменного эмиттера.

3 7467

Юля достижения этой цели в полости анода установлен электрод, имеющий форму тела вращения, расположенный соосно отверстию в диафрагме. Указанный электрод может быть электрически соединен с анодом а 5

На чертеже изображен общий вид предлагаемого плазменного эмиттера.

Разрядная камера этого эмиттера включает в себя прямоугольную пеннинговскую 10 электродную систему образованную холодными катодами 1 и промежуточным анодом 2 с отверстием 3 малого диаметра.

Магнитное поле между катодами обеспечивается с помощью постоянного магнита 15

4 с магнитопроводами 5. Рабочий raa в камеру поступает по трубке 6. Анод разрядной камеры 7 выполнен в виде цилиндрического стакана, часть которого составляет анодную полость 8. На одном 20 торце эта полость имеет отверстие малого диаметра 9, соосное с отверстием про- межуточного анода, а на другом установлен перфорированный электрод-сетка 10.

Внутри полости анода на трех тонких 25 стержневых стойках 11 закреплен электрод 12, находящийся под потенциалом анода разрядной камеры. Этот электрод в приведенной на чертеже конструкции выполнен в виде конуса, обращенного вер- 30 шиной в стороку анодного отверстия, но может иметь также форму сферы.

Плазменный эмиттер работает следующим образом.

При подаче напряжения на электроды 35 разрядной камеры между катодами. 1 и анодом 7 зажигается разряд, который контрагируется отверстием 3 в промежуточном аноде 2. Генерируемая разрядом

Плазма через анодное отверстие 9 проии- 40 кает внутрь анодной полости 8, имея при этом неравномерное распределение плотности с максимумом вдоль оси анодного отверстия. Взаимодействие плазмы с электродом 12 приводит к перераспред -45 лению плотности плазмы за электродом

69 4. вблизи эмиттерной сетки 10, через ячейки которой происходит отбор заряженных частиц.

Использование электрода, установленного внутри анодной полости плазменного эмиттера, улучшает равномерность распределения плотности тока по сечению пучка.

Испытания эмиттера проводились в электронном ускорителе, который используется для возбуждения обьемного разряда высокого давления для электроионизационных лазеров и в экспериментах по радиоационно-стимулированному отвержде- нию тонкослойных лаковых покрытий. Испытания показали, что равномерность плотности тока по сечению пучка при использовании плазменного эмиттера с уста.новленным внутри анодной полости электродом улучшается в несколько раз.

Формул а изобретения

1, Плазменный эмиттер, содержащий ячейку Пеппинга, соединенную с разрядной камерой, в аноде которой выполнена полость, ограниченная со стороны ячейки

Пеннинга диафрагмой с контрагирующим отверстием, и с другой — перфорированным электродом-сеткой, о т л и ч а ю—

m и и с я тем, что, с целью повышения равномерности распределения плотности эмиссионного тока плазменного эмиттера в полости анода установлен электрод, имеющий форму тела вращения, расположенный соосно отверстию в диафрагме.

2. Эмиттер по п. 1, о т л и ч а ю— щ и Й с я тем, что электрод соединен с анодом разрядной камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США ¹ 3831052, кл. 313187, опублик. 20.08.74.

2. Крейндель Ю. Е., Плазменные источники электронов, М., Автомиздат,, 1977, с. 130 (прототип).

746769

Составитель В. О ухов

Редактор И. Гохфельд Техред А. Куликовская Корректор М. Коста

Заказ 3963/46 Тираж 844 Подписное

ЦНИИПИ 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