Способ осуществления несамостоятельного разряда

Способ осуществления несамостоятельного разряда

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз. Соеетскик

Социелистическик

Республик р911647

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050280 (21) 2880728/18-21

Р1)М gw 3 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Н 01 J 17/00

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 0703.82. Бюллетень М? 9 (53) УДЯ 621.375. . 8 (088.8) Дата опубликования описания 070382

A.Н.Васильева, И.A.Ãðèøèíà, A.Ñ.Ê валев,;В,.И.Ктито(>э, А.Т.Рахимов и С.Б.РЬз нов - ; j

l -: /

/ ::. )., Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской. Револщ4ии и ордена Трудового Красного Знамени государственниф университет нм. М.В. Ломоносова (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА

С ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ В ГАЗАК

Изобретение относится к технике газового разряда и может быть исполь.зовано для создания приборов, осно ванных на несамостоятельном газовом разряде (квантовые генераторы, плазмохимические установки и др.) при, повышенных давлениях газов.

Известны -несамостоятельные разряды, проводимость .которых обусловлена ионной подвижностью (1). Однако, такие разряды не пригодны для возбуждения оптической генерации газовых сред, неравновесных плазмохимических реакций и других неравновесных про-, цессов," способных развиваться в газоразрядной плазме.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ осуществления несамостоятельного разряда с электронной проводимостью в газах, заключающийся в IIQ» даче напряжения на катод и анод разрядного промежутка и воздействии на рабочий газ внешнего ионизирующего излучения (2).

Недостатком этого способа является то, что для осуществления эффективного вклада энергии в газ требуют,ся довольно высокие уровни мощности внешнего ионизатора. Это связано с тем, что в несамостоятельном разряде при низком уровне мощности ионизатора величина катодного падения потенциала может составлять существенную часть от полного. напряжения, приложенного.к разряду. Область катод.ного падения потенциала, помимо экранировки приложенного напряжения, является источником неустойчивостей, приводящих к срыву несамостоятельного. разряда в дугу и тем самым or" раничивающих предельную энергию, однородно вкладываемую. в газ.

Цель изобретения - повышеНие . удельной мощности разряда и его ста-. бильности.

Эта цель достигается тем, что в известном способе осуществления несамостоятельного разряда с электронной проводимостью в газах, заключающемся в подаче напряжения ла катод разрядной камеры и воздействии на рабочий газ внешнего ионизирующего иэлучеыия, на электроды разрядной

25 камеры подают высококачестотное напряжение с периодом (Т) меньшим времени формирования катодного слоя (Гк) .

На чертеже приведены вольт-ампер3О ные характеристики несамостоятельно911547 го В4 разряда при различных плотностях .тока электронного пучка.

В качестве рабочего газа используют, например, азот при давлении

90 Тор, ионизирующее излучение осуществляет пучок электронов с энергией 100 кэВ и с плотностью тока

1 — 10 MKA/см, а частота высококачественного напряжения 7 — 8 МГц.

Сущность изобретения заключается в том, что замена постоянного поля на высокочастотное с указанными выше характеристиками устраняет приэлектродные слои в плазме, являющиеся областями самостоятельной ионизации и выполняющйми роль эмиттера заряженных частиц. Дело в том, что при Тс Г, не успевает произойти экранировка приложенного напряжения, вызванная дрейфом электронов, приводящих к формированию катодного слоя. Значение Ц зависит от амплиту- 26 ды прикладаемого высокочастотного напряжения, мощности внешнего ионизатора, давления и состава газа.

Причем с повышением газового давления условия для выполнения неравен- 25 ства Т облегчаются из-за увеличения Г,. При устранении приэлектрод-. ных слоев устраняются предпосылки для зарождения приэлектродных неустойчивостей в плазме, а также об- 3ф ласти повышенного паразитного энерговыделения.

Экспериментальная проверка предлагаемого способа осуществляется в чистом азоте при давлении 90 Тор. 35

Один из электродов разрядной камеры есть выходным окном ускорителя электронов. Пучок электронов с энергией 100 кэВ вводится в камеру через алюминиевую фольгу тодциной 20 мкм.

Диаметр электродов составляет 40 мм, расстояние между ними — 30мм. К электродам прикладывается переменное напряжение частотой 7,5 МГц.

Длительность импульса тока электронного ускорителн составляет на полу- 45 высоте импульса 600 мкс.

На чертеже приведены начальные участки вольт-амперных характеристик несамостоятельного ВЧ разряда, полученные при различных плотностях тока электронного пучка (j ) вместе и с начальными участками аналогичных характеристик несамостоятельного разряда в постоянном поле, полученными при близких значених тока электронного пучка. Как видно из сравнения кривых, при близких плотностях тока электронного пучка величина тока ВЧразряда значительно превосходит величину тока разряда в постоянном поле.

Формула изобретения

1. Способ осуществления несамостоятельного разряда с -электронной проводимостью в газах, заключающийся в подаче напряжения на катод и анод разрядной камеры и воздействии на рабочий газ внешнего ионизирующего излучения, отличающийся тем, что, с целью повышения удельной мощности разряда и его стабильности, на электроды разрядной камеры подают высокочастотное напряжение с периодом меньшим времени формирования катодного слоя.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, в качестве рабочего газа используют азот при давлении 90 Тор, ионизирующее излучение осуществляет пучок электронов с энергией 100 кэВ и с плотностью тока 1 — 10 MKA/ñì, а частота высокочастотного напряжения 7 - 8 МГц.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизег

1). В.Л. Грановский. "Электрический ток в газе", М., Наука, 1971, с. 47-98.

2). Е.П.Велихов, В.Д.Письменный м ф ° ° f

A,Т.Рахимов. Несамостоятельный газовый разряд, возбуждающий непрерывные С0 -лазеры", Успехи физических наук, т.122, 1977, с.419 (прототип).

911б47

ы и«

Составитель А.Латай

Редактор М.Янович Текред Т.МаточкаКорректор Л.Бокшан

Закаэ i141/47 Тиразк 758 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н отнрытий, 113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/%

Филиал ППП Патент", r. Улгород, ул. Проектная, 4