Испытания проводились в импульсно-периодическом режиме с длительностью импульса 2 мс, при токе разряда до 10 А и ускоряющем напряжении Ua до 20 кВ. Длина и диаметр катода газоразрядной системы составляли 56 мм, а длина и диаметр анода были равны 40 и 3 мм, соответственно. Диаметр эмиссионного отверстия составлял 12 мм и такой же размер имело отверстие в ускоряющем электроде. Использовалась квазипирсовская геометрия [126] ускоряющей системы с длиной межэлектродного промежутка 12 мм.
Высоковольтный источник питания подключался к катоду газоразрядной системы. Результаты анализа, выполненного в [127] показывают, что такая схема более устойчива к росту тока пучка по сравнению со схемой с общим анодом, условие устойчивости которой получено в [124]. Кроме того использование схемы с общим катодом делает возможным применение менее мощного блока питания разряда БПР, который в этом случае, в отличие от схемы с общим анодом, должен обеспечивать введение в разряд не всей выделяемой в нем мощности Р=IdUd, а лишь некоторой ее части, которая определяется величиной тока в анодной цепи Р=IаUd. Подача ускоряющего напряжения приводит к росту полного тока разряда, протекающего в катодной цепи, на величину тока пучка Ib, при этом незначительная доля мощности Р=IbUd, поставляемой высоковольтным источником, выделяется в разряде, а большая часть Р=Ib(U-Ud), где U - напряжение, выдавемое высоковольтным источником, выделяется на мишени, бомбардируемой ускоренными электронами.
Вольт-амперные характеристики, снятые при давлении аргона 0.13 Па и величине магнитной индукции 4 мТл при частоте следования импульсов 5 Гц приведены на рис.6.6 для нескольких значений разрядного тока. С увеличением Id ток пучка также возрастает, что связано с действием двух факторов: увеличением концентрации плазмы и уменьшением протяженности прикатодного слоя, ограничивающего эмиттирующую электроны плазменную поверхность, которая формируется в эмиссионном отверстии. Длина слоя уменьшается, поскольку с повышением Id растет плотность ионного тока на катоде, а падение потенциала на слое, которое практически равно разрядному напряжению меняется незначительно, что уже отмечалось выше.
Рис.6.6. Вольт - амперные характеристики плазменного электронного эмиттера. Аргон, р = 0.13 Па, В = 4 мТл, f = 5 Гц, Id(A): 1 - 4, 2 - 6, 3 - 10.
Эффективность извлечения a= Ib / Id растет с увеличением ускоряющего напряжения, причем максимальная эффективность обеспечивалась при малых токах разряда, что связано с увеличением кривизны и площади эмиттирующей поверхности плазмы, При увеличении тока разряда и соответствующем увеличении концентрации плазмы форма поверхности становится ближе к плоской, и ее площадь уменьшается, что и приводит к снижению эффективности.
В целом при использовании разработанной газоразрядной системы типа обращенный магнетрон электронный источник обеспечивает генерацию пучков в миллисекундном диапазоне длительностей импульса с характеристиками, не уступающими параметрам электронных пучков термокатодных пушек. В то же время его использование обеспечивает возможность работы в изобарическом газовом режиме, в то время как при использовании термокатодного источника необходимо существенное понижение давления в ускоряющем промежутке по сравнению с рабочим давлением в области пучково-плазменного взаимодействия
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.