Плазменный диод

(391 00 А 1 ВСЕр . ;ь: ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОР СКОМ ЛЬСТВ Бюп, 114-21 титут ядерных ра (СЯ сильноЭ, 1977,луче нов. ьство ССС 1/30, 198 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Объединенный ин исследований(72) С, А. Коренев и (53) 621,5.032.212(0 (56) Смирнов В. П, П точных пучков электрЕ 2 с 7Авторское свидетел У 976804, кл. Н 01 Л(57) Изобретение относится к сильно- точной электронике. Плазменный диод содержит вакуумную камеру 1, проходной высоковольтный изолятор 2, ка,тодную ножку 3, оканчивающуюся плоской металлической подложкой, на которую осаждается твердьй гаэ-конденсат, и полость для заливки криолита, инициатор 4 катодной плазмы, анод 5, источник 6 газа и устройство 7 для напуска газа. Повьппается эффектнв" ность токоотбора пучка электронов за счет использования конденсированного газа в качестве инициатора катодной плазмы, 1 ил.1362343 45 формула изобретенияПлазменный диод, включающий вакуумную камеру, проходной высоковольтИэобретецце относится к сильноточцой электронике и может найтиприменение в ускорительной, лазерной технике, промышленной технологии,связанной с применением электронныхпучковЦелью изобретения является повышение эффективности токоотбора пучкаэлектронов за счет использования кон 10денсированного газа в качестве инициатора катодцой плазмы.На чертеже схематично показанплазменный диод,Диод содержит вакуумную камеру 1, 1проходной высоковольтный изолятор 2,катодную ножку 3 с криогентом, инициатор 4 катодной плазмы, анод 5,источник 6 газа и устройство 7 длянапуска газа, 20Диод состоит из катодного узла,который содержит криогент, заливаемый азотом, в катодной ножке 3, оканчивающейся плоской металлическойподложкой, на которую осаждается 25твердый газ - конденсат. Кроме этого, в вакуумную камеру 1 введеноустройство 7 для напуска газа, соединенное с источником 6 газа. Анод 5имеет стандартное исполнение - фоль- З 0га или металлическая сетка. Вакуумная камера 1 может быть металлической, Давление остаточного газа в диоде - 10Торр,Устройство работает следующимобразом.Вначале в вакуумную камеру 1 плазменного диода напускается гаэ илипары жидкости от источника 6 газа(пара) через устройство 7 для напуска газа (натекатель). При этомподдерживается некоторое давлениеостаточного газа в вакуумной камере 1. Затем осаждается инициатор 4катодной плазмы на металлическуюподложку катодной ножки 3 путем ееохлаждения жидким азотом посредствомего заливки в криогент, При этом взависимости от давления остаточногогаза и температуры подложки подбирают условия для создания слоя твердо"го газа. Так, при Р - 510 Торр итемпературе жидкого азота на поверхности подложки катодной ножки 3 будет наращиваться твердый слой молекул воды при цалуске паров воды.Согласно диаграмме тройной точки длякаждого газа можно найти температуруС С, при которой давление насыщенного пара меньше некоторого рабочегодавления в вакуумной кФмере 1.Это означает, что при данной температуре напускаемый газ будет кон"денсироваться на охлажденной поверх-.ности катодной ножки. Он будет представлять собой газ в твердой фазеи инициатор катодной плазмы, Поскольку слабая связь монослоев твердогогаза с инициатором катодной плазмынамного меньше внутренних связей всамом инициаторе, то при подаче им"пульса ускоряющего напряжения достаточно небольшой амплитуды 50 кВ.Происходит взрывообразное испарениеконденсированного газа. Затем он ионизируется автоэлектронами с инициатора катодной плазмы и таким образом Формируется катодная плазма, изкоторой электрическим полем вытягивается пучок электронов.В примерах реализации использовались пары воды и ксилола, у которыхпри температуре жидкого азота давление насыщенного пара меньше рабочегодавления в вакуумной камере 1 Р 510 Торр, Напускание паров осуществлялось посредством прецезионногонатекателя до Р 10 Торр. Затемпроисходило охлаждение катодной ножки азотом и на поверхности металлической подложки создавался инициатор катодной плазмы в виде твердогогаза, Частота работы диода при этомограничена временем намораживаниятвердого газа и в экспериментах составляло -0,01 Гц. Напряжение, прикотором Формировалась однороднаякатодцая плазма, составляло 3 45 кВпри зазоре между анодом и катодом" 1 см. При использовании в катоднойножке вместо подложки многоострийного катода порог по напряжению снижал"ся до 10 кВ,Предложенный диод позволяет повы-,сить эффективность токоотбора принизких. ускоряющих напряжениях надиоде.Техническое преимущество предложенного плазменного диода состоит вулучшении физических характеристикдиода по сравнению с известным, аименно в увеличении эффективноститокоотбора пучка электронов.з 1362343 ный изолятор, анод, катодную новку с инициаторбм катодной плазмы, о т л нч а ю щ н й с я тем, что, с целью повыше.ння эффективности токоотбора за счет использования конденсированного газа в качестве инициатора катодной ппазьн, вакуумная камера содерзвт устройство для напуска газа, а катоднаянонка дополнительно содержит объемдля заливки криолита,Составитель Г. ЖуковаРедактор Т, Иванова Техред Л.Сердюкова Корректор М, Максимишинец Заказ 3403 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5