"Журнал технической физики"
Издателям
Вышедшие номера
Кольцевой ионный диод с магнитной самоизоляцией
Пушкарев А.И.1, Исакова Ю.И.1
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
Email: aipush@mail.ru
Поступила в редакцию: 5 апреля 2011 г.
Выставление онлайн: 20 января 2012 г.

Представлены результаты исследования процесса генерации импульсного ионного пучка гигаватной мощности, формируемого диодом с взрывоэмиссионным потенциальным электродом в режиме магнитной самоизоляции. Исследования проведены на ускорителе ТЕМП-4М в режиме формирования двух импульсов --- первый отрицательный (300-500 ns, 100-150 kV) и второй положительный (150 ns, 250-300 kV). Плотность ионного тока 20-40 A/cm2, состав пучка --- протоны и ионы углерода. Для увеличения эффективности генерации ионного тока предложена кольцевая геометрия диода. Показано, что в диоде новой конструкции происходит эффективное плазмообразование на всей рабочей поверхности графитового потенциального электрода. В течение генерации ионного пучка выполняется условие магнитной отсечки электронов по всей длине диода (B/Bcr>=q 3). Но из-за высокой скорости дрейфа время нахождения электронов в анод-катодном зазоре составляет 3-5 ns, а время ускорения ионов углерода C+ превышает 8 ns. Это указывает на низкую эффективность магнитной изоляции в диоде выбранной конструкции. В то же время экспериментально обнаружено, что в течение генерации ионного тока (второй импульс) происходит подавление электронной компоненты полного тока в 4-5 раз. Предложен новый механизм ограничения эмиссии электронов, объясняющий процесс снижения величины электронной компоненты полного тока в кольцевом диоде с магнитной самоизоляцией.
  • Langmuir I. // Phys. Rev. 1929. Vol. 2. P. 450
  • Sudan R.N., Lovelace R.V. // Phys. Rev. Lett. 1973. Vol. 31. N 16. P. 1174
  • Dreike P., Eichenberger C., Humphries S., Sudan R. // J. Appl. Phys. 1976. Vol. 47. N 1. P. 85
  • Фурман Э.Г., Степанов А.В., Фурман Н.Ж. // ЖТФ. 2007. Т. 77. Вып. 5. С. 86
  • Humphries S. // Plasma Phys. 1977. Vol. 19. P. 399
  • Быстрицкий В.М., Диденко А.Н. Мощные ионные пучки. М.: Энергоатомиздат, 1984. 152 с
  • Zhu X.P., Lei M.K., Ma T.C. // Rev. Scientific Instr. 2002. Vol. 73. P. 1728
  • Pushkarev A.I., Isakova J.I., Saltimakov M.S., Sazonov R.V. // Natural Science. 2010. Vol. 2. N 5. P. 419
  • Pushkarev A.I., Isakova Y.I., Vahrushev D.V. // Phys. of Plasmas. 2010. Vol. 17. P. 123 112
  • Пушкарев А.И. // ЖТФ. 2008. Т. 78. Вып. 3. С. 78
  • Pushkarev A.I., Sazonov R.V. // IEEE Trans. on Plasma Science. 2009. Vol. 37. N 10. Part 1. P. 1901
  • Pushkarev A.I., Isakova J.I., Saltimakov M.S., Sazonov R.V. // Phys. of Plasmas. 2010. Vol. 17. P. 013 104
  • Remnev G.E., Isakov I.F., Pushkarev A.I. et al. // Surf. Coat. Technol. 1999. Vol. 114. P. 206
  • Пат. РФ 86374. МПК8 H05H 9/00. Импульсный ионный ускоритель / А.И. Пушкарев, В.А. Тарбоков, Р.В. Сазонов. Заявлено 27.04.2009; Опубл. 27.08.2009, Бюл. N 24. 6 с
  • Исакова Ю.И., Пушкарев А.И., Тарбоков В.А. // Изв. Томского политехнического ун-та. 2010. Т. 316. N 2. С. 76
  • Калантаров П.Л., Цейдлин Л.А. Расчет индуктивностей. Справочная книга. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 488 с
  • Davis H.A., Bartsch R.R., Olson J.C., Rej D.J., Waganaar W.J. // J. Appl. Phys. 1997. Vol. 2. N 7. P. 3223
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.