Способ осуществления несамостоятельного разряда

(23) Приоритет Н 01 Ю 17/00 Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытий. 8 (088.8) Дата опубликования описания 070382 А.Н.Васильева, И.А.Гришина, А.С.К валев,. В,.И.КтнтЪ(зо,А.Т.Рахимов и С.Б.РозФнов/. ).,Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской. РеволкМнии ордена Трудового КрасногофЗнамени,государственныфуниверситет нм. М.В. Ломоносова(54) СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА С ЭЛЕКТРОННОЙ. ПРОВОДИМОСТЬЮ В ГАЗАК Изобретение относится к технике газового разряда и может быть исполь.зовано для создания приборов, основанных на несамостоятельном газовом разряде (квантовые генераторы, плазмохимическне установки и др.) при , повышенных давлениях газов.Известны несамостоятельные. разряды, проводимость .которых обусловлена ионной подвижностью (1. Однако, такие разряды не пригодны для возбуждения оптической генерации газовых сред, неравновесных плазмохимических реакций и других неравновесных про-, цессов, способных развиваться в газо- разрядной плазме.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ осуществления несамостоятельного разряда с электронной проводимостью в газах, заключающийся в подаче напряжения на катод и анод разрядного промежутка и воздействии на рабочий газ внешнего ионизирующего излучения (2).Недостатком этого способа является то, что для осуществления эффективного вклада энергии в газ требуют,ся довольно высокие уровни мощности внешнего ионнзатора. Это связано с тем, что в несамостоятельном разряде при низком уровне мощности ионизатора величина катодного паденияпотенциала может составлять существен"ную часть от полного. напряжения, приложенного.к разряду. Область катод.ного падения потенциала, помимоэкранировки приложенного напряжения,является источником неустойчивостей,приводящих к срыву несамостоятельного. разряда в дугу и тем самым ог"раничивающих предельную энергию,однородно вкладываемую в газ.Цель изобретения " повышеНие. удельной мощности разряда и его ста-.бильности.Эта цель достигается тем, что визвестном способеосуществления не"самостоятельного разряда с электронной проводимостью в газах, заключающемся в подаче напряжения ла катодразрядной камеры и воздействии нарабочий газ внешнего ионизирующегоизлучения, на электроды разрядной 25 камеры подают высококачестотное напряжение с периодом (Т) меньшим вре"мены формирования катодного слояго В 4 разряда при различных плотностях .тока электронного пучка.В качестве рабочего газа используют, например, азот при давлении 90 Тор, ионизирующее излучение осуществляет пучок электронов с энергией 100 кэВ и с плотностью тока5 1 - 10 мкА/см, а частота высококачественного напряжения 7 - 8 МГц.Сущность изобретения заключается в том, что замена постоянного поля на высокочастотное с указанными выше характеристиками устраняет пррэлектродные слои в плазме, являющиеся областями самостоятельной ионизации и выполняющйми роль эмиттера заряженных частиц. Дело в том, что при Тс Г, не успевает произойти экранировка приложенного напряжения, вызванная дрейфом электронов, приводящих к формированию катодного слоя. ЗначениеЦзависит от амплиту ды прикладаемого высокочастотного напряжения, мощности внешнего ионизатора, давления и состава газа. Причем с повышением газового давления условия для выполнения неравен ства ТСк облегчаются из-за увеличения Г,. При устранении приэлектрод-. ных слоев устраняются предпосылки для зарождения приэлектродных неустойчивостей в плазме, а также об- Зо ласти повышенного паразитного энерговыделения.Экспериментальная проверка предлагаемого способа осуществляется в чистом азоте при давлении 90 Тор. 35 Один из электродов разрядной камеры есть выходным окном ускорителя электронов. Пучок электронов с энергией 100 кэВ вводится в камеру через алюминиевую фольгу торщиной 20 мкм. Диаметр электродов составляет 40 мм, расстояние между ними " 30 мм, К электродам прикладывается переменное напряжение частотой 7,5 МГц. Длительность импульса тока электрон" ного ускорителн составляет на полу ф высоте импульса 600 мкс.На чертеже приведены начальные участки вольт-амперных характеристик несамостоятельного ВЧ разряда, полученные при различных плотностях тока электронного пучка ( ) вместеи с начальнымиучастками аналогичных характеристик несамостоятельного разряда в постоянном поле, полученными при близких значених тока электронного пучка. Как видно из сравнения кривых, при близких плотностях тока электронного пучка величина тока ВЧ- разряда значительно превосходит величину тока разряда в постоянном поле.формула изобретения1. Способ осуществления несамостоятельного разряда с электронной проводимостью в газах, заключающийся в подаче напряжения на катод и анод разрядной камеры и воздействии на рабочий газ внешнего ионизирующего излучения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения удельной мощности разряда и его стабильности, на электроды разрядной камеры подают высокочастотное напряжение с периодом меньшим времени формирования катодного слоя.2, Способпо п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, в качестве ра-. бочего газа используют азот при давлении 90 Тор, ионизирующее излучение осуществляет пучок электронов с энергией 100 кэВ и с плотностью тока 1 - 10 мкА/смф, а частота высокочастотного напряжения 7 - 8 МГц.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе:1). В.Л. Грановский, "Электрический ток в газе", М., Наука, 1971,с. 47-98.2). Е.П.Велихов, В,Д,Письменныймру А.Т.Рахимов. Несамостоятельный газовый разряд, возбуждающий непрерывные СО"лазерыф, Успехи физических наук, т.122, 1977, с,419911 б 47 оставитель А.ЛатайекредТ.МаточкаКорректор Л.Бокшан Редакт н Тирам 758 Подписное Государственного комитета ССС елам иэобретений н отнрытийМосква, Ж, Раущская наб.,41/4 ВНКИ акаэ по 1130