Взрывоэмиссионные источники широкоапертурных электронных пучков микросекундной длительности

• Автор: Абдуллин, Эдуард Нуруллович
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 229 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..............................................................4

Общая характеристика работы..........................................4

Актуальность

Материал катода поступает в межэлектродный промежуток в виде плазмы. Весь комплекс явлений получил название взрывной эмиссии электронов . К настоящему времени показано, что процессы на катоде при вакуумном пробое, взрывной эмиссии и в катодном пятне вакуумной дуги имеют одинаковую природу. Единичным актом этих процессов является эктон по первым буквам английского xiv . Г лапа 1. Взрывная эмиссия, как и эмиссия в катодном пятне вакуумной дуги, рассматривается как цепь последовательных эктонов. Процесс испускания эктона представляет собой элементарный цикл, включающий образование эмиссионного центра, его функционирование и разрушение собственным током. В процессе функционирования эмиссионного центра, как правило, создаются условия для инициирования нового центра, что и обеспечивает поддержание эмиссии. Если такие условия не создаются, то эмиссионный центр или катодное пятно в дуговом разряде гаснет, и эмиссия прекращается. При разработке мощных электронных источников одной из наиболее важных задач является инициирование большого числа эмиссионных центров на катоде, обеспечивающих возможность получения электронных пучков большого ссчсния. В таблице 1. Пк, определяемой как частное от деления длины промежутка на время спада напряжения от уровня 0. Глава 1. Процессы в межэлектролном промежутке . В то же время, к началу данной работы графит, однако, не применялся для изготовления катодов источников электронных пучков большого сечения. Таблица 1. Характеристики пробоя в зависимости от материала электродов. Ы 6 смс 2. Увеличение напряженности электрического поля на катоде приводит к сокращению времени до взрыва микроострий, образованию плазмы и пробою межэлектродного промежутка. Эксперименты проводились как в техническом, так и в сверхвысоком вакууме . На межэлектродный промежуток длиной 0. В от кабельного генератора. Под временем запаздывания пробоя понималось время, соответствующее достижению тока в межэлектродном зазоре 0. Увеличение напряженности поля приводило к уменьшению времени Так для случая медных электродов при средней напряженности поля 1. Всм не, при напряженности поля 2. Всм это время составляет 2Знс. При одинаковых значениях 3 материалы располагались в ряд по мере увеличения электрической прочности графит, свинец, алюминий, медь, молибден наличие подобной зависимости между материалом электродов и электрической прочностью отмечалось также в , однако инициирование пробоя связывалось с процессами на аноде. Переход от технического вакуума к более чистым вакуумным условиям приводит к увеличению импульсной электрической прочности исследуемых промежутков. Глава 1. Уменьшение запаздывания возникновения пробоя по мере увеличения крутизны подаваемого на электроды высоковольтного импульса наблюдалось также в , при этом пробивное напряжение возрастало. Значение определяется свойствами материала катода. Для медного катода 4. А2ссм4. Величина плотности тока определяется напряженностью электрического поля в соответствии с уравнением ФаулераНордгейма, в результате время запаздывания инициирования эмиссии сильно зависит от напряженности поля
Из изложенного видно, что для устойчивого инициирования взрывной эмиссии необходимы высокие напряженности электрического поля Всм в мсжэлектродном зазоре. Данные значения представляют собой средние значения Еср напряженности поля, Еср , напряжение на промежутке, межэлектродный зазор. В соответствии с ,, действительная напряженность поля на катоде Е в ц раз превышает величину средней напряженности поля Е цЕср, где ц коэффициент усиления поля. Присутствие микроострий и диэлектрических включений на поверхности плоского катода приводит к усилению поля, при этом может достигать нескольких десятков и более . В диодах с многоострийными катодами значение . Наличие микрорельефа на поверхности эмиттера, образующегося в процессе функционирования эмиссионных центров, дополнительно увеличивает напряженность поля . Наличие загрязнений и адсорбированных газов на электродах снижает пробивное напряжение межэлектродного промежутка.