Классификация источников положительных ионов, страница 2

198                                            Глава 8

вичных электронов, то плавающий потенциал должен быть выше, но даже и это значение приводит к плотности потока энергии на электрод 31 Вт/см2. Такая большая рассеиваемая мощность требует непрерывной циркуляции охлаждающей жидкости через этот электрод, что существенно усложняет конструкцию извлекающего электрода с достаточно высокой прозрачностью. Поскольку плотность ионного тока падает с ростом массы иона, то для тяжелых ионов, таких, как Hg⁺, Cs⁺ или Хе⁺, проблема организации теплоотвода становится значительно более простой.

8.2. Одноапертурные источники без магнитного поля

Содержание книги ориентировано на пучки ионов с очень высоким нормированным первеансом. Величина нормированного первеанса определяется уравнением (2.116) или (2.122). Получение таких пучков связано с необходимостью работы с многоапертурными извлекающими системами, включая и сеточную систему, рассмотренную в разд. 5.10. Поскольку появление источников с большой площадью эмиссии произошло в результате эволюции одноапертурных источников, полезно начать изложение с краткого описания этого класса источников.

Мы не ставим своей целью дать здесь исчерпывающий обзор одноапертурных источников. В этом разделе будут представлены лишь несколько типов источников, которые привели к возникновению больших многоапертурных источников. Некоторые из рассматриваемых здесь источников не вполне удовлетворяют этому признаку, на их примере можно продемонстрировать общие черты, свойственные ночным источникам. Магнитное поле играет ключевую роль в рабочих характеристиках источника, и этот признак положен ч основу классификации.

А. Канально-лучевой источник

Если между двумя холодными электродами приложить напряжение, то можно сформировать устойчивый тлеющий разряд. Этот разряд характеризуется наличием широкой области плазмы, обладающей небольшим положительным потенциалом по отношению к аноду и резким падением потенциала в прикатодном слое. Поддерживающие горение разряда электроны образуются в результате вторичной эмиссии под действием ионной бомбардировки поверхности катода.

Значение напряжения, необходимого для поддержания горения этого разряда, лежит в диапазоне 400—20000 В. Оно зависит от давления газа, которое должно быть выше 0,13 Па,

Классификация источников положительных ионов           199