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 8

Уравнение (30) решено аналитически и численно лишь для наиболее простых случаев. Показано, что при низких давлениях (Q₀pd<<1) электронный ток диода при наличии ионов связан с напряжением соотношением I = PU^3/2. Отношение, р/р₀, где P₀ – первеанс вакуумного диода, зависит от особенности источника ионов в диоде. Увеличение ионного тока вызывает стягивание поля к катоду и приводит к росту параметра γ₀ = (dj_e/dj_i). Этот параметр выражается количеством электронов, которое дополнительно может пропустить диод при появлении в нем одного иона. Рост γ₀ объясняется увеличением среднего времени жизни иона в промежутке и уменьшением времени пролета электронов в результате искажения ионами распределения поля по сравнению с распределением U=U_a(x/d)^4/3 в вакуумном диоде.

При росте интенсивности источника ионов, например за счет повышения давления газа, ток протекает устойчиво до тех пор, пока в диоде не нарушится монотонное распределение потенциала. Предельный режим, которому соответствует максимальное значение первеанса Р_макс, возникает при снижении напряженности поля до нуля в некоторой области межэлектродного промежутка за исключением катода [(dU/dz)=0, z ≠ 0]. Положение этой области зависит от источника ионов. Результаты анализа предельного токопрохождения в плоских диодах при нулевой напряженности поля на катоде и в сферическом диоде приведены в табл. 2.

Как следует из данных, приведенных в табл. 2, предельное значение первеанса меняется в значительных пределах, которые можно расширить при определенных условиях образования юное, например, изменяя распределение плотности газа в диоде.

Влияние ионизации на положение эмиттирующей плазменной поверхности. В диоде с фиксированным межэлектродным расстоянием и неограниченной эмиссионной способностью катода

Таблица 2.

появление ионов вызывает увеличение электронного тока, при котором у катода восстанавливается напряженность поля, равная нулю. В диоде с плазменным эмиттером, обладающим постоянной эмиссионной способностью, возникновение ионов должно привести к дополнительному разделению зарядов в плазме и расширению Слоя пространственного заряда, при котором напряженность поля на границе плазма –слой принимает значение, равное нулю.

С повышением давления эмиттирующая граница плазмы удаляется. В качестве ПИЭЛ использовали дуоплазматрон с накаленным катодом. Электроны извлекались из плазмы, проникающей изразряда в экспандер. Фокусировка пучка оценивалась током утечки на извлекающий электрод. Фокусировка улучшалась при увеличении не только напряжения, но и давления аргона в пространстве дрейфа пучка. Последний эффект объясняется увеличением вогнутости эмиттирующей поверхности плазмы при ее удалении вглубь экспандера под действием ионного потока, образующегося в результате ионизации газа электронным пучком.