Катод типа изображенного на рис. 7.19, б (см. также более схематичный рис. 6.2) описан в работе [83]. Пористая трубка из никеля служит для подпитки разряда цезием. Пористый металл является своего рода фитилем, подводящим жидкий цезий к нагретому краю. Часть нагревателя вокруг конца фитиля имеет отдельную регулировку, так что давление паров цезия и температуры эмитирующей поверхности изменялись независимо. Работа этого катода была достаточно полно описана в разд. 6.1. Эмитирующая поверхность представляет собой частично покрытую монослоем цезия внутреннюю поверхность цилиндра диаметром 6 мм и имеет низкую работу выхода. Эмиссионные характеристики цезия на вольфраме подробно описаны в разд. 9.4. Рабочая температура катода составляет 600 °С, поэтому .нет необходимости изготавливать цилиндр из тугоплавкого металла, можно использовать нержавеющую сталь или никель. Поскольку напряжение разряда в цезии довольно низкое (<10 В), очень мало распыление поверхности катода; распыляться главным образом будет возобновляемый монослой цезия. Никаких ограничений ресурса работы этого типа катода не было обнаружено. Из отверстия диаметром 1/8 мм извлекаются токи величиной порядка 5 А с очень небольшим расходом цезия при аккуратной работе.
Этот тип катода (см. рис. 7.19, б) был создан для нейтрализации пучков ионов Cs+ (см. раздел 6.1). Для нейтрализации пучков других ионов, когда цезий может являться вредной примесью, используется похожая конструкция, в которой активная поверхность образуется при нанесении на внутреннюю поверхность цилиндра смеси карбонатов бария, стронция и кальция (см. разд. 7.6) и подается любой газ или пар, приемлемый для пучка, например пары ртути для источника ионов Hg+. Для увеличения эмиссионной площади катода этого типа внутрь цилиндра помещали тонкую танталовую ленту [236], покрытую смесью карбонатов и свернутую в плотную спираль (рис. 7.20). Хотя первоначально такие катоды, имеющие малый диаметр (0 0,5 см) и еще меньший размер апертуры (Ø 0,2—0,5 мм),
Рис. 7.20. Ртутный плазменный нейтрализатор типа плазменного моста.
были разработаны для применения в качестве нейтрализаторов
типа плазменного моста, однако оказалось возможно использовать их как первичные
источники электронов в газоразрядных ионных источниках [209, 235, 145, 259].
(Источники такого 
типа будут описаны в гл.
8.) Особенно компактную конструкцию имеет катод Мура (рис. 7.21); в этом катоде
нагреватель включается только в начале работы.
Полый катод с цезиевым покрытием (рис. 7.19, в) использовался в источнике ионов Cs+ [258, 260]. Напуск рабочего вещества в источник осуществлялся через катод; нагреватель
Рис. 7.21. Полый катод Мура с использованием цезиевого покрытия.
служил только при зажигании разряда. Ионная бомбардировка поддерживала необходимый нагрев при длительной работе. Катод устойчиво работал при токе ~20 А и напряжении разряда 8 В. Из-за низкого напряжения разряда и восстановления слоя адсорбированного цезия не наблюдалось ни ухудшения работы катода, ни следов эрозии после нескольких тысяч часов работы.
Самовосстанавливающийся катод Холла, рассмотренный в разд. 7.7, по сути является полым катодом. Катод такого типа был нами конструктивно реализован (рис. 7.19, г), но в литературе его описание отсутствует. Катод имел диаметр 2,54 см и длину 2,54 см при диаметре апертуры 0,64 см.
В работах [112, 95, 111] использовался полый катод (рис. 7.19,д); в работе [113]—с La2О3 на молибденовой подложке. Диаметр эмиттера составил 2,54 см, длина 3,81 см, внутренний диаметр вольфрамового экрана — конденсатора был равен 3,81 см. Апертура обычно имела диаметр 0,64 ом. С помощью такого катода можно получить токи разряда в несколько сотен ампер в течение длительного времени работы.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.