Плазменный эмиттер

(23) Приоритет 53) УДК,621,384 ( 088. 8) до делам изобретеии и открытий. Бюллетень М 2 9.07.80 та опубликований описа Коваль, Ю, Е, Крейндел. М. Шанин 72) Авторы изобретени зьмин, Н Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэпектроники и Институт сипьноточной электроникиСО АН СССР т) Заявители 54) ПЛАЗМЕННЫЙ ЭМИТТ но иченн дом-сет ти- об 1Изобретение относится к технике получения электронных и ионных пучков и может быть использовано в электронных и ионных источниках, генерирующих пучки с бопьтпим поперечным сечением.Йзвестны плазыенные эмиттеры дпя попучения эпектронных и ионных пучков бопьшого поперечного сечения Г 13.В источниках заряженных частиц, использующих эти эмиттеры, электроны или ионы поступают в ускоряющий промежуток через ячейки анодной сетки из плазмы низковопьтно о тлеющего разряда, который зажигается между полым катодом и сетчатым анодом, имеюшим размеры, сравни- мые с размерами требуемого сечения пучка. Поскольку суммарная площадь эмиссионных отверсти 1 в этом случае велика,. давление в разряде равно давлению в ускоряющем промежутке, что значительно сниг ,жает его электрическую прочность,.Наибоиее близким к изобретению техническим рептением является плазменный эмиттер, содержащий ячейку Пеннинга, соеиненную с разрядной камерой, воторой выполнена полость, ограно стороны ячейки Пеннинга диафконтрагирующим отверстием,другой - перфорированным электр кой Г 23.В разрядной камере известного эмиттера генерируется плотная плазма, для создания которой применяется дуговой контрагированный разряд.Перепад давления между разрядной камерой и ускоряющим промежутком дос гается благодаря малой пропускной снос ности анодного отверстия диаметром порядка 1 мм. Это позволяет обеспечить в ускоряющем промежутке высокий вакуум.Недостатком такого эмиттера является существенно неоднородная плотность тока эмиссии с максимумом в центре. Это обуславливает неоднородное распределение плотности тока по сечению пучка.Цепью изобретения является повышение равномерности распределения плотности эмиссионного тока плазменного эмиттера..Пля достижения этой цели в полости анода установлен электрод, имеющий форму тела вращения, расположенный соосно отверстию в диафрагме, Указанный электрод может быть электрически соединен с анодом а 5На чертеже изображен общий вид предлагаемого плазменного эмиттера.Разрядная камера этого эмиттера включает в себя прямоугольную пеннинговскую 10электродную систему образованную холодными катодами 1 и промежуточным анодом 2 с отверстием 3 малого диаметра.Магнитное поле между катодами обеспечивается с помощью постоянного магнита 154 с магнитопроводами 5. Рабочий гаэ вкамеру поступает по трубке 6. Анод-разрядной камеры 7 выполнен в виде цилиндрического стакана, часть которогосоставляет анодную полость 8. На одном 20торце эта полость имеет отверстие малого диаметра 9, соосное с отверстием промежуточного анода, а на другом установлен перфорированный электрод-сетка 10,Внутри полости анода на трех тонких 25стержневых стойках 11 закреплен электрод 12, находящийся под потенциаломанода разрядной камеры. Этот электродв приведенной на чертеже конструкциивыполнен в виде конуса, обращенного вершиной в стороку анодного отверстия, номожет иметь также форму сферы.Плазменный эмиттер работает следующим образом,При подаче напряжения на электроды 35разрядной камеры между катодами. 1 ианодом 7 зажигается разряд, которыйконтрагируется отверстием 3 в промежуточном аноде 2. Генерируемая разрядомПлазма через анодное отверстие 9 проНикает внутрь анодной полости 8, имеяпри этом неравномерное распределениеплотности с максимумом вдоль оси вводного отверстия. Взаимодействие плазмыС электродом 12 приводит к перераспреде 45лению плотности плазмы за электродом 69 4.вблизи эмиттерной сетки 10, через ячейки которой происходит отбор заряженных частиц.Использование электрода, установленного внутри анодной полости плазменного эмиттера, улучшает равномерность распределения плотности тока по сечению пучка.Испытания эмиттера проводились в электронном ускорителе, который используется для возбуждения обьемного разряда высокого давления для электроиониэационных лазеров и в экспериментах по радиоационно-стимулированному отвержде- нию тонкослойных лаковых покрытий. Испытания показали, что равномерность плотности тока по сечению пучка при использовании плазменного эмиттера с уста.- новленным внутри анодной полости электродом улучшается в несколько раз,формула изобретения1, Плазменный эмиттер, содержащийячейку Пеппинга, соединенную с разряднойкамерой, в аноде которой выполнена полость, ограниченная со стороны ячейкиПеннинга диафрагмой с контрагируюшимотверстием, а с другой - перфорированным электродом-сеткой, о т л и ч а ю -ш и й с я тем, что, с целью повышенияравномерности распределения плотностиэмиссионного тока плазменного эмиттерав полости анода установлен электрод,имеющий форму тела вращения, расположенный соосно отверстию в диафрагме,2. Эмиттер по п, 1, о т л и ч а ю -щ и Й с я тем, что электрод соединенс анодом разрядной камеры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 3831052, кл. 313187, опублик. 20.08.74.2. Крейндель Ю. ЕПлазменные источники электронов, МАвтомиздат1977, с, 130 (прототип).746769 Гох е еда илиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная Заказ 3963/46 ЦНИИ по 1130оставитель В. О)уховехред А. Куликовская Корректор М. Коста Тираж 844 И Государственного ком делам изобретений и о 5, Москва, ЖРа