Установка для измерения газодиффузных характеристик материалов в условиях ионной бомбардировки

:"П:"ЛЬСТВ вакууме.зникова,иационнПодмиздат" ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИ(54)(57) УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГА ЗОДИФФУЗНЬБ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛО В УСЛОВИЯХ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКИ, со держащая камеру с пробным газом, измерительную камеру, выполненную изиспытуемого материала, герметичнуюстенку, разделяющую камеры, и источник ионов пробного газа, расположенный в камере с пробным газом, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения диапазона измеренийпутем получения непрерывного регулируемого энергетического спектра нонои упрощения эксплуатации установки,источник ионов выполнен в виде раз-рядной системы Пеннинга, в которойкатод образован герметичной стенкой,разделяющей камеры и соединенной сними через упругие элементы.Изобретение относится к области технической физики и предназначено для исследования газодиффузных характеристик материалов первой стенки термоядерных реакторовИзвестна установка для измерения проницаемости и других характеристик материалов, содержащая камеру с пробным газом, измерительную камеру и герметичную стенку, разделяющую камеры и выполненную из исследуемого образца, Недостатком этой установки является то, что она не позволяет моделировать ионное облучение образца,Известна установка для измерениягазодиффузных характеристик материалов в условиях ионной бомбардировки,содержащая камеру с пробным газом,измерительную камеру, стенку, выполненную из испытуемого материала, иисточник ионов пробного газа, расположенный в камере с пробным газом.Недостатком этой установки являетсято, что она не позволяет воздействовать на испытуемый материал пучкомионов с широким и регулируемым энергетическим спектром, содержащим разнородные ионы, без применения нескольких независимых ионных источникови получать непрерывный энергетическийспектр ионов. Установка сложна в эк 10 5 сплуатации.Целью изобретения является получение непрерывного регулируемого энергетического спектра ионов и упрощение эксплуатации установки, расширение диапазона измерений.Цель достигается тем, что в установке для измерения газодиффузных ха - рактеристик материалов в условиях ионной бомбардировки, содержащей камеру с пробным газом, измерительную камеру, выполненную из испытуемого материала, герметичную стенку, разделяющую камеры, и источник ионов пробного газа, расположенный в камере с пробным газом, последний выполнен в виде разрядной системы Пеннинга, в50 которой катод образован герметичной стенкой, разделяющей камеры и соединенной с ними через упругие элементы,На чертеже изображена установка, содержащая корпус 1, в котором с по 55 мощью электрического изолятора 2 установлен сотообразный анод 3, катод 4, образованный герметичной стенкой и выполненный из исследуемого матери -ала, Катод 4 герметично присо;1 ч 1 ен к корпус у с помощью диэлек трич еских разъемов 5, обеспечивающих измерение разрядного тока на катод, и сильфонных компенсаторов 6, обеспечивающих возможность плавного изменения расстояния от катода 4 до анода 3 без нарушения герметичности камеры, Анод 3 снабжен электрическим высоковольтным вводом 7. К корпусу 1 присоединены система высоковакуумной откачки 8 и блок напуска пробного газа 9, а также не показанные на схеме средФства вакууметрии, газоанализа и диагностики разряда. Разрядная камера помещена в магнитное поле, возбуждаемое с помощью обмотки 10, охватывающей магнитопровод 11 с полюсными наконечниками 12.Установка состоит из трех независимых камер; камеры с пробным газом и двух измерительных, с антоновыми системами откачки, вакуумметрии, газоанализа и газонапуска. Каждая из двух одинаковых измерительных камер состоит из плоского Коробчатого корпуса 13, к которому посредством переходника 14 подсоединены система измерения потока газа 15; система высокояакуумной откачки 16, а также не показанные на схеме средства вакуумметрии, газоанализа и измерения температуры катода. Одна из стенок корпуса 13 образована катодом 4, герметично присоединенным к корпусу 13 посредством диэлектрических разъемов 5. В полости корпуса 13 установлен блокрегулирования температуры катода.В упрощенном варианте одна из измерительных камер может отсутствовать.Установка работает следующим образом. После вакуумирования и вакуумной тренировки камер в обмотку 10 подается постоянный электрический ток, в результате чего в разрядной камере возбуждается магнитное поле, индукция которого регулируется изменением силы тока. При подаче на анод 3 электрического напряжения масштаба нескольких киловольт и напуске в каме- ру посредством блока 9 потока пробного газа (дейтериево-тритиевая смесь) между анодом 3 и катодом 4, образующими в совокупности разрядную систему Пеннинга, зажигается разряд, плотность тока которого пропорциональна давлению пробного газа и зависит,94448кроме того, от индукции магнитного поля, электрического напряжения и расстояния между анодом 3 и катодом 4. Катод 4 при этом бомбардируется потоками ионов дейтерня и трития, энер 5 гетический спектр и интенсивность которых регулируется вышеуказанными параметрами.Поток газа, диФФундирующий через 10 катод 4, выделяется в измерительной камере и индуцируется с помощью системы измерения 15. Известность параметров разряда, газового потока в измерительной камере и температура катода позволяют определить константу растворимости, коэФФициент диФФуэии, скорость газовыделения, скорость реэмиссии внедренных газовых ионов и 5. 4другие газодифФуэные характеристикиматериала катода в зависимости отэнергии, плотности и состава ионногопотока, бомбардирующего катод. Установка обладает рядом существенных преимуществ перед известными, Она позволяет проводить измерения при облучении образцов ионами и нейтральными атомами дейтерия, трития и других газов широкого и недрерывного энергетического спектра, что соответствует реальным условиям пристеночной области термоядерного реактора. Она отличается также простотой изготовления и эксплуатации, вдвое большей скоростью измерений, компактностью, меньшей стоимостью и энергоемкостью.944 ьь 85 едактор Н,Сильннгина Текред М.,1 оргентал Корректор С.Черни каэ 55 Тираж Подписно 11 ИИП митета СС ственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул оектная п13035,осударственноголам н обретений ква, а, Р; и открытии ка нисе, д