Классификация источников положительных ионов, страница 14

является источником Кауфмана с расходящимся полем и полым катодом. Эмитирующая вольфрамовая спираль и окружающий ее промежуточный электрод образуют в случае дуоПИГатрона полый катод. Этот катод, как и катод на рис. 8.17, работает в области с сильно ослабленным магнитным полем. В обоих случаях электроны с катода попадают в область со сравнительно сильным магнитным полем, силовые линии которого расходятся в направлении эмиссионной области. То, что идентичность этих источников не была сразу же замечена, связано в какой-то мере с несогласованностью действий и разобщенностью научных групп, занимающихся, с одной стороны, использованием источника Кауфмана и его разновидностей для создания ионных двигателей, а с другой стороны, — применением дуоПИГатрона для осуществления нейтральной инжекдии в термоядерную плазму, а также с. внешними различиями между этими источниками. Эти внешние различия в значительнюй мере обусловлены гораздо большим рассеянием энергии в случае источника легких ионов, таких, как Н⁺ или D⁺ по сравнению с источниками, предназначенными для работы с тяжелыми ионами типа Hg⁺ и Cs⁺, что требуется в ионных двигателях.

Расширяя последнее утверждение, отметим, что каждый из этих источников достиг уровня, когда ток пучка ограничен регулирующими способностями ускоряющей системы. Даже если ввести в рассмотрение другой фактор, такой, как требуемая энергия иона, то масса иона все равно остается доминирующим фактором и плотность тока, которую можно достичь, пропорцональна 1/. Ток примерно такой плотности приходит и на все границы плазмы. В нормальных условиях потенциал плазмы относительно ее границ составляет величину, не меньшую, чем показано на рис. 3.11. Это означает, что плазма вещества сбольшой атомной массой будет иметь более высокий потенциал, чем плазма легких веществ. Тем не менее, поскольку потенциал ионизации легких атомов (13,6 эВ для Н и 24,6 эВ для Не) выше, чем тяжелых (3,9 эВ для Cs и 10,4 для Hg), разрядное напряжение и температура разряда в легком газе оказываются существенно выше, чем в случае разряда в тяжелом веществе, и потенциал плазмы по отношению к границе в первом случае выше, чем во втором.

Для электродов, находящихся под потенциалом, близким к катодному, разрядное напряжение оказывается приложенным между этими электродами и плазмой. При большей плотности тока и большей разности потенциалов между плазмой и ее границами, существующих в плазме легких веществ, необходимы более массивная конструкция и более эффективная система охлаждения источника, чем в случае источника, работающего