Плазменный источник электронов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 01 7 37/077 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСНОМУ СВИД ЬСТ игол й маг ийс е ных ов, В.А.Петро ективныйепринт. Экспериментал ем линейного и ля, препринт 1979.4) (57) В, сос аано н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(56) Барабаш Л.С. и др. Коускоритель тяжелых ионов.ОИЯИ, Р 9-7679, 1974,Горинов Б.Г. и др.ные исследования систдукционного ускоритеОИЯИ 9-12148, Дубна,ЗИЕННЫИ ИСТОРИК ЭЛЕКТРОий из керамической раз.80114064 рядной трубки, располо ной внутрииндукционной секции, ьчатого катода, анода и анодно нитной линзы, о т л и ч а ю щ я тем,что, с целью повышения ресурса работы источника и стабилизации тока пучка за счет увеличения давления оста"точного газа в ооласти катода и амплитуды скачка плотности плазмы вобласти формирования плазменных электродов, разрядная трубка выполненаиз двух цилиндрических полостей, диаметры Й Й и длины 1, Г кото 1рых удовлетворяют условиям8 с - с 6йас 80,1равняется среднему диаметруой магнитной линзы,Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при создании электронных пушек для ускорителей.Известен плазменный источник электронов, состоящий из керамической разрядной трубки, расположенной внутри индукционной секции, металлического игольчатого катода, металлического сетчатого анода и анодной магнитной линзы. Натекание газа осуществляется со стороны катода, откачка - со стороны анода. Катод и анод разнесены в керамической трубке на расстояние, равное длине индукционной секции. Предварительная ионизация газа в трубке осуществляется с помощью вспомогательного генератора. Величина тока на выходе источника достигает 1,2 кА. Энергия пучка электронов - 400 кэВ.Недостатком источника являетсямалый ресурс источника при 1=50 Гц,который не превьппает нескольких секунд, а нестабильность тока достигает 10 Ж,В качестве прототипа рассматривается плазменный источник электронов,состоящий из керамической разряднойтрубки, расположенной внутри индукционной секции, игольчатого катода,анода и анодной магнитной линзы, Катодная игла изготовлена из графита.Анод представляет собой полый металлический цилиндр, разрезанный впродольном направлении. Катод и анодустановлены внутри разрядной трубкии разнесены на расстояние, равноедлине индукционной секции. Натеканиегаза осуществляется со стороны катода, откачка - со стороны анода, Предварительная ионизация газа в разрядной трубке осуществляется с помощьювспомогательного генератора.Недостатками прототипа являютсямалый ресурс работы источника и нестабильность тока и положения пучка.Целью изобретения является повышение ресурса работы источника и стабилизация тока пучка за счет увеличения давления остаточного газа в районе катода и амплитуды скачка плотности плазмы в области формированияплазменных, электродов,Поставленная цель достигается тем,что в плазменном источникеэлектронов, состоящем из керамической разрядной трубки, расположенно 9 внутри 406412индукционной секции, игольчатого ка-.тода, анода и анодной магнитной линзы, разрядная трубка выполнена из двух сообщающихся между собой цилиндрических полостей, диаметры ЙЙи длины 1, 1 которых удовлетворяют условиям8- 16 60- 80ЙД 9,1У1а 1 равняется среднему диаметруанодной линзы.Схема плазменного источника элек-:тронов изображена на чертеже.Источник состоит из разряднойтрубки 1 из диэлектрика, размещенной в индукционной секции 2, аноднойлинзы 3, игольчатого катода 4 и анода 5. Через натекатель 6 осуществляется подача газа в разрядную трубку.Потенциал на катод подается от вспо-могательного источника 7, а сам катод закреплен на катодном штоке 8.Плазменный источник электронов 25 работает следующим образом. В разрядной трубке 1 источникаформируется перепад давления от катода 4 к аноду 5, При подаче на катод30 импульса напряжения от вспомогательного 7 генератора происходит эмиссияэлектронов с катода и образованиеприкатодной плазмы, концентрация которой возрастает в течение импульсаЗ 5, тока, Когда плотность прикатоднойплазмы достигнет величины щ 10смнапряжение оказывается приложеннымне к катоду 4, а к границе расширяющегося облака плазмы. С этой грани 4 О цы будет происходить эмиссия электронов,Натекание газа осуществляется спомощью натекателя 6 через полый металлический катодный шток 8. Плазма45 постепенно заполняет разрядный про-межуток. При включении индукционнойсекции 2 напряжение сосредотачивается в узком слое, который делит плазменный шнур на две части: анодную,50 имеющую потенциал анода, и катодную,находящуюся под потенциалом катода.В этом слое происходит формированиеэлектронного пучка. Слой представляет собой область с пониженной концентрацией плазмы. Такая область появляется на определенном расстоянииот анодной линзы 3, равном ее среднему диаметру, в месте вознйкновениямагнитной "пробки".Редактор Т.Орловская Техред И.Попович Корректор В.Бутяга Заказ 6500/4 Тираж 643 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно полиграфическое предприятие,г.ужгород,.ул.Проектная,Ф 3При отношении - (60 происходитй,резкое падение ресурса из-за эрозии острия, катода, Верхний предел определяется возможностью создания разрядного шнура в газосфокусированной стадии пучка. Его превышение увеличивает. потери на стенке разрядной трубки. Выбор отношения диаметров йопределяется резким снижением усйДтойчивости параметров пучка прн величине его меньше 8 и понижением тока пучка при увеличении более 16. Выбор размера Й равным среднему ди 40641 4аметру анодной линзы определяетсяпространственным расположением слоя,имитирующего электроны.При соблюдении выбранных. соотношений увеличивается скачок плотности плазмы в месте возникновения слоя,что обеспечивает высокую стабильность тока. Источник работает с частотой следования посылок 50 Гц. Ре"10 сурс работы источника практическинеограничен, Нестабильность тока источника не превышает 1 Х, его пучокстабилен по положению, а его параметры не меняются от импульса к им 15 пульсу,