В отличие от первой формы разряда, где напряжение все время сосредоточено в прикатодном слое, во второй к моменту срыва тока перед первой паузой слой пространственного заряда отходит от катода и перемещается вдоль столба разряда. Сначала скорость его движения составляет 2∙105 м/с, а затем уменьшается до 103 м/с и ниже. Отрыв слоя объясняется образованием и перемещением к аноду перепада концентрации плазмы в результате повышения концентрации плазмы у катода до 1019 м-3 и уменьшения ее в остальном объеме трубки. Увеличение концентрации прикатодной плазмы может вызываться газовыделением из катода и действием катодных пятен, а понижение происходит в результате взаимодействия сильноточного пучка с плазмой. После срыва тока концентрация анодной плазмы возрастает во время паузы примерно до 1018 м-3.
Сосредоточение напряжения, которое приложено к заполненному плазмой промежутку, в относительно узкой его области объясняется в работе не обрывами тока вследствие превышения в плазме поля Драйсера, а образованием двойного электрического слоя подобного слою, возникающему в контрагированных разрядах в местах сужения разряда. В обоих случаях двойной слой образуется за счет неоднородности плазмы. При этом перемещение двойного слоя вызывается несоответствием между эмиссионной способностью катодной плазмы на границе двойного слоя и пропускной способностью разрядного промежутка.
Обращает на себя внимание некоторая аналогия в поведении прямого разряда в промежутке, заполненном плазмой, и в формировании высоковольтного импульсного разряда в ускоряющем промежутке ПИЭЛ с поджигающим электродом. Подобие форм разряда и их последовательности при развитии разряда, качественно одинаковые зависимости тока и длительности токового импульса от напряжения (см. рис. 60), давления газа (начальной концентрации плазмы) и обезгаживания катода позволяют говорить об общности процессов в прямом разряде и в разряде, который возбуждается в диоде с плазменным катодом при взаимодействии электронного пучка с собственной плазмой.
Представляет значительный интерес еще один способ получения электронных пучков с помощью нестационарной плазмы. Было обнаружено, что в нецилиндрическом z-пинче в дейтерии с примесью ксенона при определенных условиях происходит срыв токовой оболочки и образуется мощный электронный пучок, попадающий на анод установки. Электроны в пучке, которым переносится весь разрядный ток порядка 106 А, ускоряются за счет энергии магнитного поля, запасенной в камере. О возникновении пучка с таким током и значительной энергией свидетельствует интенсивное коротковолновое рентгеновское излучение и откол металла с тыльной стороны анода. Образование пучка при разрушении токовой оболочки объясняется ухудшением проводимости в прианодной области в результате появления в ней плотных паров материала анода. Недостатками этого способа генерирования сильноточных электронных пучков являются относительно малая длительность пучка, составляющая 10-7 с, и широкий энергетический спектр электронов (30—100 кэВ).
ГЛАВА 7
ПЛАЗМЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОНОВ С ПЛАЗМОЙ, ПОЛУЧЕННОЙ ПРИ ПОВЕРХНОСТНОЙ ИОНИЗАЦИИ
Кроме плазмы, образованной в электрических разрядах, при инжекции электронных пучков в газ, а также при взаимодействии лазерного луча с твердой мишенью, для получения электронных пучков может использоваться плазма, которая возникает при поверхностной ионизации атомов на раскаленной металлической поверхности. В последнем случае обычно применяются полые накаленные катоды, в которых эмиссия электронов происходит с внутренних стенок полости, ионы в полости образуются в результате попадания на внутренние стенки потока атомов с малым потенциалом ионизации, а отбор электронов в ускоряющий промежуток производится с границы синтезированной в полости плазмы через апертуру полости. При этом основная функция плазмы в ПИЭЛ состоит в том, чтобы компенсировать отрицательный пространственный заряд у поверхности термокатода и обеспечить электронную эмиссию с плотностью тока, значительно превышающей плотность эмиссионного тока термокатода. Кроме того, использование явления эмиссии из плазмы уменьшает зависимость характеристик ПИЭЛ от бомбардировки катода высокоэнергетичными ионами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.