В работе показано применение ПИЭЛ, основанного на извлечении электронов из прианодной плазмы отражательного разряда с полым катодом, для размерной обработки алмазов. Для питания разрядной камеры ПИЭЛ используется импульсный генератор, который формирует синхронные с ускоряющим напряжением импульсы напряжения с амплитудой до 2 кВ при длительности 10-4 с и частоте следования 50 и 100 Гц. Длительность импульсов ускоряющего напряжения составляет 6∙10-5 с.
Опыт использования ПИЭЛ в установке для обработки алмазов позволяет сделать следующие выводы: несмотря на относительно большой по сравнению с термокатодом разброс электронов по скоростям, ПИЭЛ обеспечивает плотность мощности пучка (>107 Вт/см2), достаточную для высокопроизводительной размерной обработки алмазов; по сравнению с ранее применившимся на той же установке прямонакальным ленточным термокатодом ПИЭЛ обеспечивает лучшую форму поперечного сечения пучка, которая определяется формой эмиссионного отверстия разрядной камеры; независимость извлеченного тока ПИЭЛ при высоком ускоряющем напряжении от величины напряжения, что обусловлено стабилизацией плазменной эмиссионной поверхности, способствует уменьшению зависимости мощности пучка от колебаний этого напряжения и снижает требования к его стабильности; безынерционное с точки зрения требований к установкам размерной обработки управление мощностью пучка без нарушения фокусировки возможно путем модуляции разрядного напряжения.
Выявленным недостатком ПИЭЛ для размерной обработки является присутствующий «электронный фон», вызывающий в отсутствие предохранительных мер несколько больший разогрев обрабатываемых объектов по сравнению с пушкой с термокатодом.
В настоящее время электронные ускорители на малые и средние энергии (~1—100 МэВ) перестали быть только инструментом для исследований и широко применяются для различных практических целей. К областям использования ускорителей относятся неразрушающий контроль изделий с помощью тормозного излучения и электронных пучков, лучевая терапия, биологическая стерилизация сельскохозяйственных продуктов, радиационная химия и т. д. Эти применения повышают требования к надежности и долговечности ускорителей и стимулируют пересмотр принципов их конструирования. Наименее надежным элементом ускорителя обычно является электронный эмиттер, в качестве которого часто служат термокатоды. Замена термокатода ПИЭЛ может значительно повысить надежность всего устройства.
В гл. 3 рассмотрен ПИЭЛ (см. рис. 11) на основе отражательного разряда с холодным катодом, который используется в качестве инжектора электростатического генератора ЭГ-2,5. Специфика конструкции ускорителя определяет требования к ПИЭЛ, основными из которых являются высокая надежность, большой срок службы, малые расход газа и потребляемая мощность. Источник работает на ускорителе Томского политехнического института 7∙103 ч без замены деталей и ухудшения характеристик. На основе этого ПИЭЛ разработан и испытан универсальный электронно-ионный источник, который в зависимости от полярности извлекающего напряжения обеспечивает работу ускорителя в режиме ускорения электронов или ионов.
Искровой источник электронов для бетатрона обладает значительно большей долговечностью, чем инжекторы с термокатодом при импульсном или непрерывном накале. Конструкция источника показана на рис. 80. В результате вакуумного пробоя между молибденовым катодом 1 и поджигающим электродом 2 из нержавеющей стали образуется плазма, из которой извлекаются электроны с помощью ускоряющего электрода 3. Стеклянный цилиндр 4 улучшает фокусировку лучка за выходным отверстием в ускоряющем электроде. При напряжении 20—25 кВ инжектор обеспечивает импульсный электронный пучок длительностью 3∙10-7 с с током ~1 А.
 |
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.