Взрывоэмиссионный катод

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЬСТ АВТОРСКОМУ Сви исслемощных в. радио,ИИЭФА КАТОД и сильно нный каожку 1,ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТ(57) Изобретение относится к областточной электроники. Взрывоэмиссиотод содержит металлическую подл,.80., 4 512 А 1 в которой имеются отверстия под выводы резистивных элементов 2, и равномерно установленные в изолирующей оболочке 3 инициаторы (И) 4 катодной плазмы, выполненные из резистивного материала, содержащего объемную композицию углерода со стеклом и минеральным наполнителем, Резистивный материал имеет проводимость о в интервале 8 10 (а(10 , а зазор Ь между И 4 выбран из условия толщины сГ И 4 О;Зд( (Ь(О,Ы. Это приводит к равномерному протеканию тока по поперечному сечению, что устраняет эффект экранировки электрического поля в районе первичного факела и его эрозию. Взрывоэмиссионный катод имеет высокую эффективность. 2 ил.1438512 35 40 О,ЗИ(Ь:0,8 с 1,1Изобретение относится к области сильноточной электроники. Оно может найти применение в ускорительной технике, лазернойтехнике, термоядерных исследованиях, в промышленной технологии (упрочнение сталей,отжиг поЛупроводников) и пр,Целью изобретения является увеличениеэффективности катода за счет полученияпоперечного однородного электронногопучка. Для этого инициаторы катодной плазмы взрывного типа, собранные в пакет,выполнены из резистивного элемента с объемной композицией углерода со стеклом и минимальным наполнителем запрессованнымв изолирующую оболочку (сопротивлениетипа ТВО, обрезанные со стороны анода)с проводимостью 8, 10 ф (см)(о(10(см),прн этом зазор между резистивными элементами Й должен удовлетворяться условию0,3 с 1(Ь(0,8 д,где столщина резистивного элемента,Выполнение инициатора катодной плазмы из указанного резистивного элементавследствие его объемной проводимости приводит к равномерному протеканию тока попоперечному сечению, что устраняет эффектэкранировки электрического поля в районепервичного факела и его эрозию. Для этихцелей подходят выпускаемые промышленностью сопротивления ТВО, которые с однойстороны обрезаются, например, на фрезерномстанке. Сборка в пакет таких резисторовпозволяет собрать катод любой площади.Проводимость инициатора катодной плазмыопределяется условиями токоограничениядля получения микросекундных электронныхпучков. Зазор определяется условиямиформирования однородной катодной плазмы,При этом однородная формируемая катодная плазма имеет большое поперечное се-.чение и электронный пучок имеет повышенную однородность.На фиг, 1 схематично показан взрывоэмиссионный катод; на фиг. 2 - разрезА-А на фнг. 1.Взрывоэмиссионный катод содержит метаол ическую подложку 1, вывод резистивного.элемента 2 (сопротнвления типа ТВО),изолирующую оболочку 3, инициатор 4 катодной плазмы.В металлической подложке имеются отверстия под выводы резистивных элементов(сопротивлений типа ТВО). Один конецсопротивления типа ТВО срезается, например, на фрезерном станке. Затем они набираются в пакет, заливаются эпоксиднымкомпаундом, а после вся поверхность шлифуется. Набором в пакет сопротивлений ТВОможно получить катод большой площади.Давление остаточного газа, при которомработает катод, составляет -5 10 Тор.Катод работает следующим образом.При подаче на катод импульса отрицательной полярности на инициаторе 4 катодной плазмы формируется за счет взрыв 2иых эффектов катодная плазма, из которой электрическим ролем вытягивается электронный пучок. Поскольку в инициаторе 4 катодиой плазмы имеется зернистая проводящаяструктура островковою типа, оно обладает свойствами объемной проводимости и след.ствием последнего является равномерное распределение тока по поперечному сечению, что приводит к устранению эффекта экранировки электрического сечения в ра йоне первичного катодного факела, Последнее означает возможность получения катодной плазмы большой площади с катода той же площади. Кроме тою, малый размер частиц углерода (сажи) 100-3000 А приводит к получению высокой напряженности электрического поля иа инициаторах катодной плазмы, которой достаточно для формирования катодной плазмы. При токах пучка электронов порядка нескольких кило- ампер величина проводимости инициатора катодной плазмы должна составлять 8)( Х 10(см) (о(10(см), При этих значе.ниях проводимости сопротивление типа ТВО одновременно является токоограничивающим сопротивлением и инициатором катод.ной плазмы, Значенйя проводимости ииициа тора катодной плазмы в приведенном диапазоне измерены при применении напряжения от 50 до 400 кВ и при энергии в емкостном накопителе энергии генератора импульсного напряжения 10-300 Дж. При этом контроль осуществляется по получению, электронного пучка длительностью в несколько микросе.кунд. Оптимизация расстояния между резистивными элементами проведена экспериментально. Схема эксперимента включала систему измерения поперечной плотности тока пучка электронов. Степень однородности плазмы определялась по степени однородности плотности тока пучка электронов. Как показали эксперименты, зазор между резистивными элементами (инициаторами катодной плазмы Ь (фиг. 2) должен удовлетворять условию 45 где д - толщина резистивного элемента.Из сопоставления условий видно, чтодля достижения поставленной цели подходят резисторы ТВО типа ТВО,5, ТВ 0-1, ТВ 0-2.Опытный образец катода изготовлен вдвух вариантах из сопротивлений типаТВО,5 и ТВОплощадью ОХ 0 см= =100 см. Конструкция катода получается существенно проще по сравнению с. прототипом, так как исключается соединение токо.ограничивающего сопротивления к инициа тору катодной плазмы. В прототипе неоднородность плотности тока по поперечному сечению составляет -20 Я, а в предложен ном -10 Я на площади катода 100 см.1438513формула изобретенияВзрывоэмиссионный катод, содержащий металлическую подложку, на которой равномерно установлены инициаторы катодной плазмы взрывнбго типа, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности катода за счет получения поперечного однородного электронного пучка, инициаторы катодной плазмы выполнены из резистивногоФ 24материала, содержащего обьемную композицию углерода со стеклом и минераль. ным наполнителем, запрессованного в нзолн рующую оболочку, причем проводимость резнстивного материала о лежит в интер. аале 8.10 в (а( 0 4 см), а зазор между инициаторами Ь выбран из условия0,30(Ь(0,8 д,где Ы - толщина инициатора, м.Редактор М. Васильева Заказ 3328 ВНИИПИ Государственного ко 113035, Москва,Производственно.полнграфичеи Составитель Г, КудинцеваТекред И. Верес Корректор С. ЧернТираж 339 Подписноемитета СССР по делам изобретений и открытийЖ - 35, Раушская наб., д. 4/5ское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4