Отбор электронов из разряда с поперечным сечением, соответствующим необходимому большому сечению пучка, требует возбуждения разряда в значительном объеме и затрудняет создание высокого вакуума в ускоряющем промежутке. Это ограничивает ускоряющее напряжение и длительность импульса электронного пучка. В некоторых случаях, задачу получения широких пучков можно решить более рационально при создании необходимой эмигрирующей поверхности в результате расширения первоначально плотной плазмы, проникающей через малое отверстие в специальный расширитель (экспандер). На этом принципе основаны применяемые для возбуждения объемных разрядов ПИЭЛ, в которых использован дуговой контрагированный разряд с холодным катодом в магнитном поле. Особенности электронных источников такого типа (см. рис. 30) рассмотрены в гл. 4. Конструкция и схема питания ПИЭЛ, обеспечивающего электронный пучок с поперечным сечением 35×35 см2, током 1 А, длительностью 10-4 с при энергии электронов 270 кэВ, приведена на рис. 86. Разрядная камера ПИЭЛ аналогична приведенной на рис. 30. Питание разряда осуществляется импульсами напряжения прямоугольной формы с амплитудой до 5 кВ и длительностью 10-4 с, которые формируются длинной линией 10, заряжаемой от источника 9. Рабочим газом служит воздух, напускаемый в разрядную камеру. Расход газа не превышает 50 см3/ч. Чтобы уменьшить запаздывание разряда, в разрядной камере непрерывно поддерживается разряд с током 10 мкА, для чего на анод 2 подается положительный потенциал через сопротивление 100 МОм. Ускоряющее напряжение от генератора импульсных напряжений (ГИН) 8 прикладывается между экспандером 4 и корпусом вакуумной камеры. Отбор электронов производится с плазменной поверхности, которая формируется выпуклым сетчатым экспандером, имеющим диаметр основания 20 см и обеспечивающим пучок с требуемым распределением плотности тока по сечению пучка. Окно для вывода пучка размерами 35×35 см2 закрывается лавсановой пленкой или фольгой из алюминиевого сплава. Ток пучка регулируется изменением зарядного напряжения линии при постоянном ускоряющем напряжении.
 |
|||
 |
|||
В гл. 6 рассмотрено образование мощных электронных пучков в прямых разрядах, которые возникают в промежутках, заполненных плотной плазмой, при наложении сильного электрического поля. Схема экспериментальной установки приведена на рис. 87. Вакуумная камера, состоящая из стеклянной 1 и металлической 2 частей, помещена в магнитное поле с индукцией до 0,25 Тл. В торце металлической части расположен коаксиальный плазменный инжектор 3, из которого водородная плазма с концентрацией 7∙1019 м-3 и электронной температурой ~2 эВ поступает вдоль оси установки в стеклянную секцию длиной 1,5 м через металлическую диафрагму 5 диаметром 12см. Катушки 7 образуют магнитную ловушку с пробочным отношением 2,5. После заполнения камеры плазмой между сплошным катодом 8 и сетчатым анодом 9 возбуждается прямой разряд в результате разряда конденсатора емкостью 0,2 мкФ, заряженного до 30 кВ. Электронный пучок, который образуется в прямом разряде, через сетчатый анод поступает в пробочную ловушку и производит сильный нагрев плазмы. Ток пучка равен току прямого разряда (15 кА). Энергия направленного движения электронов пучка составляет 2—30 кэВ. Давление нагретой плазмы в ловушке, измеренное по сигналу диамагнитных витков 11, достигает 6∙1021 эВ∙м-3 с временем удержания 2∙10-5 с. На расстоянии 1 м от анода прямого разряда энергия пучка составляет 80% энергии, запасенной в конденсаторе, а на расстоянии 2,5м—25%. При смене полярности напряжения между электродами прямого разряда нагрева плазмы не происходит.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.