Плазменный эмиттер импульсного форвакуумного источника электронов на основе дугового разряда

Результат выполнения проектно-конструкторской работы. Устройство относится к области плазменной техники и может быть применено при разработке электронно-лучевых устройств, а также использовано в электроннолучевой технологии, экспериментальной физике, плазмохимической технологии. Разработано техническое решение со следующими техническими результатами: 1) Увеличение площади теплового рассеяния за счет увеличения диаметров токоведущей части до 20 мм, катода до 6 мм. 2) Уменьшение теплопередачи от наиболее нагретой части катодного узла к капролоновому изолятору, за счет введения в конструкцию специальных защитных колец, обеспечивающих не плотный контакт между токовводом и капролоновым изолятором. Техническое решение обеспечило значительно меньший нагрев токоввода, что привело к меньшему нагреву изолятора и соответственно снизило выделение газов в результате нагрева изолятора. В свою очередь продукты газовыделения перестали попадать в разрядную камеру и ускоряющий промежуток. Вследствие чего заметно снизилось количество пробоев ускоряющего промежутка (не более 2 пробоев на 1000 импульсов). Также данное техническое решение позволяет установить (задать) оптимальное значение длины катод-анодного промежутка, которое отличается для различных режимов работы (для рода газа, давления). 3) Токоввод и катод были разделены, что позволило упростить сборку/разборку и техническое обслуживание плазменного источника при смене катода, в том числе соблюдение симметрии разрядного и ускоряющего промежутка. Плазменный эмиттер импульсного форвакуумного источника электронов на основе дугового разряда работает следующим образом. По достижении в вакуумной камере давления 3-30 Па к промежутку катод-анод и одновременно на промежуток катод - поджигающий электрод подают импульсное напряжение от блока питания импульсного дугового разряда, который работает в условиях частичного разряда конденсатора. Дуговой разряд инициируется вспомогательным разрядом по поверхности керамического изолятора между катодом и поджигающим электродом. Подача импульса на поджигающий электрод возбуждает скользящий разряд по поверхности диэлектрика (керамического изолятора), который создает вблизи катода плотную плазму. Ионы из плазмы вспомогательного разряда бомбардируют катод, инициируя на его поверхности катодное пятно, которое служит для развития дугового разряда в цепи катод-анод и заполнения плазмой полости плазменного эмиттера. При протекании тока разряда через токоввод к поджигающему электроду в нем выделяется Джоулево тепло. За счет изменения формы токоввода, включая размещение защитных колец, удалось значительно уменьшить нагрев токоввода, что привело к меньшему нагреву изолятора, отсутствию его деформации и газовыделению, и как следствие уменьшению количества пробоев ускоряющего промежутка (пробой ускоряющего промежутка является не рабочим режимом функционирования источника электронов). При приложении напряжения между сетчатым анодом и экстрактором электронного источника происходит эмиссия электронов из плазменного эмиттера и формирования электронного пучка. URL: https://new.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=0002759425&TypeFile=html (дата обращения: 12.12.2023)