Исследование характеристик зажигания разрядов с осциллирующими электронами при низких давлениях проводилось во многих работах [19-21,99], однако, следует отметить, что эти эксперименты проводились при существенно более низких давлениях, чем вышеуказанные, и в этом случае после зажигания разряда возникала высоковольтная форма разряда с напряжением горения, составляющим несколько киловольт и даже несколько десятков киловольт. Такой же порядок величины имели и напряжения зажигания разряда. В работах [20,21] были разработаны теоретические модели процесса зажигания для этих условий и результаты расчетов достаточно удовлетворительно согласуются с экспериментом.
Что касается экспериментальных данных о характеристиках зажигания разряда в условиях, когда возможно возникновение сильноточной формы, то здесь можно отметить работу [18] по инициированию разряда с полым катодом путем инжекции в полость плазмы вспомогательного разряда, а также по зажиганию Пеннинговского разряда с полым катодом [100]. Следует отметить, что эти работы проводились с целью разработки источников заряженных частиц с узким сфокусированным пучком и в них, как правило, использовались газоразрядные камеры небольших размеров и сильные магнитные поля, способствующие получению резко неоднородной плазмы. Для получения же пучков большого сечения, очевидно, необходимо использование газоразрядных систем с большими размерами и, как будет показано в следующей главе, целесообразно наложение слабых магнитных полей. Изучение характеристик зажигания в таких условиях к началу выполнения данной работы не проводилось. В настоящем параграфе описаны результаты экспериментального исследования зажигания разряда в слабых магнитных полях в диапазоне давлений, в котором реализуется сильноточная форма разряда.
Использовавшуюся в экспериментах электродную систему с равными основаниями можно назвать как системой типа обращенный магнетрон, так и системой с полым катодом в магнитном поле. Выполненный из вольфрама стержневой анод диаметром 3 и длиной 50 мм устанавливался на оси полого цилиндрического катода с закрытыми торцами. Катод был выполнен из нержавеющей стали, а его длина и диаметр были одинаковы и составляли 56 мм. Магнитное поле создавалось соленоидом. Индукция магнитного поля в центре системы регулировалось в пределах от 2 до 10 мТл. Зажигание разряда осуществлялось с помощью источника питания на основе пролетных пентодов. При подаче на управляющую сетку пентодов отпирающего сигнала на газоразрядном промежутке появлялось импульсное напряжение с амплитудой, регулировавшейся в пределах от 0.5 до 1.5 кВ. Длительность импульса напряжения составляла 300 мкс, а частота повторения импульсов fr могла плавно регулироваться в пределах от 10 до 250 Гц. Длительность фронта импульса напряжения составляла величину порядка 1 мкс.
Давление рабочего газа, в качестве которого использовались аргон и воздух, регулировалось измененением его напуска в откачиваемую вакуумную камеру, с которой газоразрядная камера сообщалась через приосевое отверстие в торце катода диаметром 12 мм. Давление менялось в пределах от 0.1 до 0.3 Па и измерялось ионизационным датчиком, установленным в вакуумной камере. Предполагалось, что давление в газоразрядной системе имеет ту же величину, поскольку через нее газ не прокачивался.
В ходе экспериментов исследовалось влияние индукции магнитного поля и давления газа на время запаздывания td и напряжение зажигания Ubr разряда. Время запаздывания определялось как длительность промежутка между моментом подачи напряжения и появлением на осциллограмме напряжения резко спадающего участка. При измерении напряжения зажигания амплитуда прикладываемого импульса постепенно уменьшалась, при этом происходило увеличение времени запаздывания и наконец при некотором значении пробой наступал в самом конце импульса напряжения. Это значение амплитуды импульса напряжения и считалось напряжением пробоя или напряжением зажигания разряда. Следует отметить, что при изменении длительности импульса напряжения получались несколько иные значения напряжения зажигания, но различие было несущественным, так как вблизи порога зажигания время запаздывания быстро нарастало с уменьшением амплитуды импульса напряжения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.