Общие свойства плазменных источников электронов. Эмиссия электронов из плазмы и прохождение тока в диодах с плазменным катодом. Электронные источники на основе разрядов с холодным катодом в магнитном поле, страница 27

Характерной особенностью всех известных ПИЭЛ с жидким ртутным катодом является относительно низкое извлекающее напряжение 1—5 кВ, ограниченное пробоями в ускоряющем промежутке. Это свидетельствует о том, что до настоящего времени проблема обеспечения достаточного вакуума в системе извлечения ПИЭЛ с ртутным катодом при значительных токах разряда удовлетворительно не решена.

В табл. 4 приведены основные параметры некоторых ПИЭЛ с дуговым контрагированным разрядом.

                                                                                                                                                                                    Таблица 4

ГЛАВА 5

ЭЛЕКТРОННЫЕ ИСТОЧНИКИ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ТЛЕЮЩИХ РАЗРЯДОВ

13. ОБЩИЕ СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ТЛЕЮЩИХ РАЗРЯДОВ

Рассмотренные выше ПИЭЛ по существу являются обращенными ионными источниками, в конструкции которых внесены усовершенствования, обеспечивающие эффективное извлечение электронов из низковольтного разряда и электрическую прочность ускоряющего промежутка при прохождении в нем электронною пучка. При изменении полярности ускоряющего напряжения такие источники генерируют ионные пучки. Однако существуют ПИЭЛ, которые по принципу действия предназначены в основном для получения электронных пучков. К ним относятся, в частности, источники на основе высоковольтных тлеющих разрядов (см. рис. 1, г и д). В таких ПИЭЛ электроны самостоятельного газового разряда ускоряются и формируются в пучок в области пространственного заряда того же разряда.

Ограничение разрядного промежутка в осевом или радиальном направлениях при низких давлениях (1О³—10^-1 мм рт. ст.) затрудняет достижение на катоде ионного тока, необходимого для поддержания самостоятельного разряда. Условия поддержания такого разряда gQ_opd=1, совпадающие с условиями зажигания, соответствуют левой ветви кривой Пашена и обеспечиваются при высоких напряжениях горения разряда благодаря увеличению эффективного коэффициента ионно-электронной эмиссии gс ростом энергии ионов, бомбардирующих катод. Напряжение горения разряда при этом может составлять 10⁴—10⁵ В. Основная часть напряжения обычно сосредоточивается в относительно узкой области, напряженность поля в которой превышает критическое поле Драйсера.

Электроны, попадающие в область с таким полем, переходят от дрейфового движения в режим свободного ускорения и приобретают энергию, практически соответствующую пройденной разности потенциалов. В результате средняя длина их свободного пробега в газе значительно возрастает. Такой газовый разряд можно использовать для получения высокоэнергетичных электронных потоков.