Вышедшие номера
Влияние анодной и катодной плазмы на работу электронного диода со взрывоэмиссионным катодом
РФФИ, 19-38-90001
Пушкарев А.И. 1, Полисадов С.С.1
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
Email: aipush@mail.ru, polisad95@gmail.com
Поступила в редакцию: 11 августа 2021 г.
В окончательной редакции: 9 ноября 2021 г.
Принята к печати: 10 ноября 2021 г.
Выставление онлайн: 10 декабря 2021 г.

Представлены результаты моделирования и экспериментального исследования формирования анодной и катодной плазмы в вакуумном диоде со взрывоэмиссионным катодом при генерации импульсного электронного пучка с плотностью тока 0.3-0.4 kA/cm2, ускоряющем напряжении 300-500 kV и длительности импульса 100 ns. Установлено, что концентрация анодной плазмы не превышает 1010 сm-3 и она не вносит заметного вклада в работу диода и что формирование катодной газовой плазмы с концентрацией ~1016 cm-3 обеспечивается полной десорбцией молекул с рабочей поверхности взрывоэмиссионного катода и высокой эффективностью ударной ионизации атомов. Показано, что заряд взрывоэмиссионного плазменного слоя значительно меньше заряда электронного пучка и основным источником электронов является не взрывоэмиссионная плазма, а катодная газовая плазма, при этом электронный ток ограничивается концентрацией катодной плазмы. Использование катода с развитой поверхностью (катод с покрытием из углеродной ткани) позволяет увеличить полный заряд электронного пучка более чем в 1.5 раза без изменения диаметра катода и анод-катодного зазора. Ключевые слова: сильноточный электронный пучок, взрывная эмиссия, концентрация плазмы, электронно-стимулированная десорбция.
  1. С.П. Бугаев, Ю.Е. Крендель, П.М. Щанин. Электронные пучки большого сечения (Энергоатомиздат, М., 1984)
  2. Г.А. Месяц. Импульсная энергетика и электроника (Наука, М., 2004)
  3. С.Ю. Соковнин. Наносекундные ускорители электронов для радиационных технологий (Изд-во Уральского ГАУ, Екатеринбург, 2017)
  4. Ю.А. Котов, С.Ю. Соковнин, М.Е. Балезин. ЖТФ, 73 (4), 124 (2003)
  5. Ya.E. Krasik, A. Dunaevsky, J.Z. Gleizer, J. Felsteiner, Yu.A. Kotov, S.Yu. Sokovnin, M.E. Balezin. J. Appl. Phys., 91, 9385 (2002). DOI: 10.1063/1.1476964
  6. Э.Н. Абдуллин, Г.П. Баженов. ЖТФ, 51 (9), 1969 (1981)
  7. I. Langmuir. Phys. Rev., 2, 45, (1913)
  8. R.K. Parker, R.E. Anderson, C.V. Duncan. J. Appl. Phys., 45 (6), 2463 (1974)
  9. А.И. Пушкарев, Р.В. Сазонов. Приборы и техника эксперимента, 6, 103 (2008)
  10. С.Я. Беломытцев, С.Д. Коровин, Г.А. Месяц. Письма в ЖТФ, 6 (18), 1089 (1980)
  11. И.В. Пегель. Нестационарные процессы генерации сильноточных электронных пучков и мощных импульсов электромагнитного излучения. Диссертация на соискание ученой степени доктора физ.-мат. наук (Томск, 2006), 213 с
  12. Г.А. Месяц, Д.И. Проскуровский. Импульсный электрический разряд в вакууме (Наука, Новосибирск, 1984)
  13. Li Limin, L. Chang, J. Liu, G. Chen, J. Wen. Laser and Particle Beams, 30 (4), 541 (2012)
  14. D. Yarmolich, V. Vekselman, V.Tz. Gurovich, J.Z. Gleizer, J. Felsteiner, Ya.E. Krasik. Phys. Plasmas, 15, 123507 (2008)
  15. Д.И. Проскуровский. Плазменная электроника (Изд-во ТПУ, Томск, 2010)
  16. А.И. Пушкарев, Ю.Н. Новоселов, Р.В. Сазонов. Приборы и техника эксперимента, 5, 117 (2007)
  17. Ю.И. Исакова, А.И. Пушкарев, Г.Е. Холодная. Приборы и техника эксперимента, 2, 39 (2011)
  18. А.И. Пушкарев. ЖТФ, 78 (3), 78 (2008)
  19. В.Н. Агеев, О.П. Бурмистрова, Ю.Л. Кузнецов. УФН, 158 (3), 389 (1989).
  20. C.E. Young, J.E. Whitten, M.J. Pellin, D.M. Gruen, P.L. Jones. Proceedings of the Fourth International Workshop Desorption Induced by Electronic Transitions DIET IV, (1989), p. 187
  21. P. Feulner. Proceedings of the Second International Workshop Desorption Induced by Electronic Transitions. DIET II., (1984), p. 142
  22. Z.W. Gortel, H.J. Kreuzer, P. Feulner, D. Menzel. Proceedings of the Third International Workshop Desorption Induced by Electronic Transitions. DIET III. (1987), p. 173
  23. Электронный ресурс. Режим доступа: https://physics.nist. gov/PhysRefData/Ionization/atom\_index.html
  24. P. Sigmund. Particle Penetration and Radiation Effects. Volume 2: Penetration of Atomic and Molecular Ions (Springer International Publishing. 2014)
  25. M. Berger, J. Coursey, M. Zucker, Chang J. NIST Standard Reference Database, 124 (2017). https://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/ESTAR.html
  26. T.E. Madey, R. Stockbauer. Experimental methods in electron and photon-stimulated desorption. In Methods of Experimental Physics: V. 22. Ed. by R.L. Park, M.G. Lagally (Academic Press Inc., 1985)
  27. В.П. Кривобоков. Радиационные и плазменные технологам: терминологический справочник (Наука, Новосибирск, 2010)
  28. В.Н. Агеев, Ю.А. Кузнецов, Б.В. Якшинский. ФТТ, 24, 349 (1982)
  29. V.N. Ageev, O.P. Burmistrova, B.V. Yakshinskn. Surf. Sci., 194, 101 (1988)
  30. T.E. Madey, J.T. Yates. J. Vacuum Sci. Technol., 8, 525 (1971)
  31. D. Menzel. Topics Appl. Phys., 4, 101 (1975)
  32. P.H. Dawson. Surf. Sci., 65, 41 (1977)
  33. В.Е. Миронов, Б.А. Шестаков. Сообщения объединенного института ядерных исследований. Дубна. 9-86-304, 1-7. (1986)
  34. A. Fridman. Plasma Сhemistry (Cambridge Univer. Press, NY., 2008)
  35. P.M. Bellan. Fundamentals of Рlasma Рhysics (Cambridge Univer. Press, 2006)
  36. V.S. Vorob'ev. Plasma Sources Sci. Technol. 4, 163 (1995)
  37. L.M. Biberman, V.S. Vorobjev, L.T. Yacubov. Adv. Phys. Sci., 107, 353 (1972)
  38. Г.Е. Озур, Д.И. Проскуровский. Источники низкоэнергетических сильноточных электронных пучков с плазменным анодом (Наука, Изд-во СО РАН, Новосибирск, 2018)
  39. Y.-K. Kim, J.-P. Desclaux. Phys. Rev. A, 66, 012708 (2002). https://physics.nist.gov/cgi-bin/Ionization/ion\_data.php?id=NI \&ision=I\&initial=\&total=Y
  40. Г.А. Месяц. ПМТФ, 5, 138 (1980)
  41. А.И. Пушкарев, Ю.И. Исакова, Р.В. Сазонов, Г.Е. Холодная. Генерация пучков заряженных частиц в диодах со взрывоэмиссионным катодом (Физматлит, М., 2013)

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.