Ускоритель ионов

3 1386004выполняющий функции коллектора ионного тока и укрепленный в торце спирали, удаленном от диода. От элементов диода электрод изолирован, Такимобразом, вначале в токовую цепь диоди плазменный размыкатель включены параллельно, Плазма 12 создается плазменными пушками 10.Ускоритель Работает следующим 10образом,Сначала производится зарядка медленного накопителя 1. По окончаниизарядки в расчетный момент временис срабатывают плазменные пушки 10 , 15выбрасывая плазму 12 в межэлектродный зазор плазменного размыкателя 8.Плазма 12 распространяется в радиальном и аксиальном направлениях соскоростью, определяемои ее темперайтурой и имеющей порядок 10 -10 м/с.По достижении плазмой 12 расчетнойплотности при заполнении ею радиального зазора в плазменном размыкателесрабатывает медленный накопитель 1 25и в цепи, содержащей медленный накопитель 1, передающую вакуумную ли-нию 2, включенные параллельно коаксиальный магнитоизолированный диод(состоящий из анода б и катода 5) и 30плазменный размыкатель 8 начнетнарастать ток. Фронт импульса,накопителя 1 имеет длительность поряцкасотен наносекунд - единиц микросекунд, поэтому процесс нарастания то"ка достаточно медленный - сПЙС (.(10 ф -10 ) Л/с. На диоде вихревоенапряжение в течение всего импульсанакачки тока через размыкатель 8 непревосходит (10 -10 ) В, а магнитное 40поле, создаваемое этим нарастающимтоком в А-К зазоре диода, оказывается больше критического значения,что обеспечивает магнитную изоляциюи соответственно отсутствие электронных потерь на аноде в диоде, Спустярасчетное время после срабатываниянакопителя 1 на аноде 6 диода сторонним источником создается плотнаяплазма 13. Расчетные времена (момент, срабатывания накопителя 1, моментсрабатывания источника) определяются исходя из параметров накопителяплазменных пушек, необходимости сог,ласования импеданса ионного диода с55ним и т.д, Первый момент должен бытьвыбран так, чтобы плотность плазмыгде 1 ш; итп ток, протекающий по цепи генератора;площадь токового контакта,скорость ионов в плазме;масса иона и электрона соответственно,а второй момент (учитывая движение плазмы в диоде), - чтобы эффективный зазор диода, обеспечивал необходимый согласованный импеданс последнего при генерации ионного пучка. При дальнейшем нарастании тока в цепи он достигает критического значения для плазмы 12, равного 1 кр)0,4 П 1 ех х (т; ш)" Б где П-плотностьл.плазмы,7- средняя скорость распространения плазмы; Б - площадь контакта плазмы с электродом 7; е - заряд электрона; гп ш- соответственно массы ионов и электронов), ивблизи спирального электрода 7 произойдет разрыв плазмы 12 с формированием двойного слоя. Процесс разрыва плазмы 12 с дальнейшим возрастанием двойного слоя сопровождается генерацией вихревой ЭДС, которая соответственно появляется между анодом б и катодом 5 диода, Под действием возникшей в диоде разности потенциалов, имеющей порядок 10 В, из имеющейся на поверхности анода 6 плазмы 13 (созданной к этому времени каким-либо способом,. например, пробоем по поверхности) будет вытягиваться ионный пучок 14, движущийся к катоду 5, прозрачность которого Ттес(, где с угол захода спиралей электрода 7 плазменного размыкателя 8. Ионный пучок 14, проходя сквозь отверстия в катоде 5, попадает на объект. взаимодействия (активная среда, поверхность металла и т,д.), с него на коллекторный электрод 11, соединенный с дальним от накопителя 1 торцом спирального электрода 7 и, возвращаясь таким образом в плазменный размыкатель 8, обеспечивает в нем такуюже величину магнитного потока, как если бы не было ответвления тока на диод, т.епри работе устройства обеспечены магнитная изоляция в ионном диоде, эффективная генерация ионного пучка благодаря размещению диода между. медленным накопителем и плазменным размыкателем Таким образом, по сравнению с традиционными устройствами такого типа достигается значитель5 138 б 004ное упрощение устройства за счет отсут-ствия промежуточного накопителя,ванически соединен с катодом вакуумного диода, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения устройства, в него введен дополнительныйцилиндрический электрод, гальванически изолированный от электродов вакуумногр. диода, который выполненкоаксиальным с внутренним катодом,имеющим форму полого цилиндра с открытыми торцами и прозрачного для ио-нов, входной торец которого соедингс центральным электродом передающейлинии, а анод - с внешним электродомпередающей линии и плазменного размыкателя, центральный электрод которого выполнен в виде многозаходнойспирали, на свободном дальнем от накопителя торце которой укреплен дополнительный электрод, расположенныйвдоль оси многозаходной спирали икатода вакуумного диода, прозрачностькоторого Т больше ли равна а, гдео - угол захода многозаходной спирали. Формула изобретения5 Ускоритель ионов, содержащий накопитель энергии, передающую вакуумную линию коаксиального типа, внешний электрод которой выполнен в виде вакуумно-плотного корпуса, вдоль оси которого расположен центральный электрод, гальванически соединенный с электродом отрицательной полярности накопителя энергии, соосно расположенные вакуумный диод, снабженный средствами для создания прианодной плазмы, и плазменный размыкатель, выполненный в виде коаксиально расположенных наружного цилиндрического 20 вакуумно-плотного электрода, на поверхности которого размещены радиально ориентированные на ось электрода плазменные пушки, и внутреннего электрода, один торец которого галь оставитель Е. Громовехред М.Ходанич Корректор,Л.Беск,Ходаков да Тираж 771 ственного комитет 113035 Москва, Заказ 490 ВНИИПИ Го Подписноепо изобретениям и открытиям при