Электронно-лучевая и ионно-плазменная модификация электроизоляционных и диэлектрических конструкционных материалов импульсным форвакуумным плазменным источником электронов на основе дугового разряда (Промежуточный, 1 этап).

В ходе реализации проекта в течение первого года были выполнены следующие работы и исследования. Осуществлена модернизация экспериментальной установки для исследования генерации и формирования импульсного электронного пучка большого радиуса и пучковой плазмы в форвакуумном диапазоне давлений 3 – 20 Па. Исследованы особенности генерации импульсного электронного пучка с помощью форвакуумного плазменного источника электронов на основе дугового разряда с катодными пятнами и форвакуумного источника электронов на основе контрагированного дугового разряда. Показано, что обратный ионный поток из пучковой плазмы оказывает существенное влияние на генерацию электронного пучка с помощью источника на основе контрагированного дугового разряда. В форвакуумных источниках на основе дугового разряда с катодными пятнами и на основе контрагированного дугового разряда протяженность ускоряющего промежутка, которая определяет величину обратного потока ионов, оказывает влияние на эффективность извлечения электронов из эмиссионной плазмы. При этом влиянии протяженности ускоряющего промежутка гораздо сильнее для форвакуумного источника на основе контрагированного дугового разряда. Проведены исследования формирования импульсного электронного пучка большого радиуса в форвакуумном диапазоне давлений. Исследовано формирование пучковой плазмы с помощью импульсного электронного пучка большого радиуса. Плотность пучковой плазмы возрастает при увеличении тока электронного пучка (тока эмиссии) и давления рабочего газа, при этом в зависимости от расстояния от экстрактора источника плотность пучковой плазмы может немонотонно зависеть от ускоряющего напряжения, определяющего энергию электронов пучка. Показано, что при наличии диэлектрической мишени в области транспортировки электронного пучка плотность пучковой плазмы выше, чем в случае генерации пучковой плазмы без мишени. Кроме того при достижении некоторого порогового ускоряющего напряжения плотность пучковой плазмы вблизи диэлектрической мишени может существенно превышать плотность плазмы в случае ее генерации без мишени. Все запланированные на 1 этап проекта работы выполнены.