SU888797A1 - Gas-discharge plasma cathode - Google Patents
Gas-discharge plasma cathode Download PDFInfo
- Publication number
- SU888797A1 SU888797A1 SU802947107A SU2947107A SU888797A1 SU 888797 A1 SU888797 A1 SU 888797A1 SU 802947107 A SU802947107 A SU 802947107A SU 2947107 A SU2947107 A SU 2947107A SU 888797 A1 SU888797 A1 SU 888797A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- expander
- chambers
- window
- emission
- plasma cathode
- Prior art date
Links
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 2
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 claims 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000036470 plasma concentration Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Description
дл лучшего перекрывани распределений от отдельных разр дных камер. В описанной конструкции плазменного катода дл получени па площади 80x30 см распределени с неравномерностью около 20% при обш,ем токе эмиссии 15 А использовано четыре газоразр дных камеры, причем число камер определ лось не из требуемого тока эмиссии катода, а из условий обеспечени требуемой равномерности распределени плотности тока.to better overlap the distributions from individual bit chambers. In the described construction of a plasma cathode, four gas discharge chambers were used to obtain a pa distribution of 80x30 cm with an irregularity of about 20% with a total emission current of 15 A, and the number of chambers was determined not from the required emission current of the cathode current density.
Необходимость использовани большого числа разр дных камер дл улучшени распределени плотности тока эмиссии усложн ет конструкцию плазменного катода, затрудн ет синхронизацию зажигани разр да в камерах и снижает надежность работы катода.The need to use a large number of discharge chambers to improve the distribution of the emission current density complicates the design of the plasma cathode, makes it difficult to synchronize the ignition of the discharge in the chambers and reduces the reliability of the cathode.
Целью изобретени вл етс улучшение равномерности распределени плотности тока эмиссии и упрош,ение конструкции плазменного катода.The aim of the invention is to improve the uniformity of the distribution of the emission current density and to simplify the design of the plasma cathode.
Указанна цель достигаетс тем, что в плазменном катоде, содержащем газоразр дные камеры на основе дугового контрагированного разр да с холодным катодом и общий экспандер, выполненный в виде полого цилиндра, на боковой поверхности которого расположено закрытое сеткой эмиссионное окно, продольный размер которого близок к высоте цилиндра и в несколько раз превышает размер окна, на торцах экспандера установлены две газоразр дные камеры, оси симметрии которых наклонены относительно продольной оси экспандера в направлении эмиссионного окна. Форма эмиссионного окна плоска с размерами, сравнимыми с требуемым размером пучка, в отличие от цилиндрической формы у прототипа, примен вшейс дл получени в плоскости коллектора пучка с поперечным размером сечени , превышающим диаметр экспандера. Требуемый угол наклона камер зависит от соотношени продольных и поперечных размеров экспандера .This goal is achieved by the fact that in a plasma cathode containing gas discharge chambers based on an arc contracted discharge with a cold cathode and a common expander, made in the form of a hollow cylinder, on its side surface there is an emission window closed by a grid whose longitudinal size is close to the height of the cylinder and several times the size of the window, two gas discharge chambers are installed at the ends of the expander, the symmetry axes of which are inclined relative to the longitudinal axis of the expander in the direction of the emission window. The shape of the emission window is flat with dimensions comparable to the required beam size, unlike the cylindrical shape of the prototype, used to obtain a beam in the plane of the collector with a transverse dimension of the cross section exceeding the expander diameter. The required angle of inclination of the chambers depends on the ratio of the longitudinal and transverse dimensions of the expander.
На чертеже схематично изображен общий вид предложенного плазменного катода , содержащего две газоразр дные камеры 1 и цилиндрический экспандер 2, на боковой поверхности которого имеетс эмиссионное окно 3, закрытое сеткой 4. Сетка заглублена в прикатодный электрод 5.The drawing schematically shows a general view of the proposed plasma cathode containing two gas-discharge chambers 1 and a cylindrical expander 2, on the side surface of which there is an emission window 3 closed by a grid 4. The grid is recessed into the cathode electrode 5.
Нлазменный катод работает следующим образом.Nasma cathode works as follows.
При подаче разр дного напр жени в камерах 1 одновременно зажигаетс дуговой контрагированный разр д. Ускоренные в двойном слое на входе в канал коптрагировани быстрые электроны начинают ионизировать в экспандере через разр дные камеры 1 рабочий газ. Образующа с в экспандере плазма с более высоким, чем анодный , потенциалом способствует более полному выходу дуги в экспандер и обеспечивает услови дл распределенного горени разр да во всем объеме экспандера. Экспандер заполн етс газоразр дной плазмой , концентраци которой спадает по мере удалени от отверстий в анодах камер, вблизи которых плотность нейтралов и быстрых электронов максимальна. Распределение плотности плазмы аксиально симметричное с максимумом плотности по осисимметрни камер. Такой характер распределени позвол ет компенсировать уменьшение концентрации плазмы к центру эмиссионного окна посредством наклона осей камер в его направлении. Оптимальный угол наклона камер зависит от соотношени размеров экспандера. Из результатов экспериментов следует, что величина угла может быть определена как:When a discharge voltage is applied in chambers 1, an arc-contracted discharge is simultaneously ignited. Fast electrons accelerated in a double layer at the entrance to the coptragination channel begin to ionize in the expander through the discharge chambers 1 working gas. The plasma formed in the expander with a higher than anodic potential contributes to a more complete exit of the arc to the expander and provides conditions for the distributed burning of the discharge in the whole volume of the expander. The expander is filled with a gas-discharge plasma, the concentration of which decreases with distance from the holes in the anodes of the chambers, near which the density of neutrals and fast electrons is maximum. The plasma density distribution is axially symmetric with a density maximum at the axisymmetric chambers. This pattern of distribution allows one to compensate for the decrease in plasma concentration towards the center of the emission window by tilting the axes of the chambers in its direction. The optimum angle of inclination of the chambers depends on the ratio of the dimensions of the expander. From the results of the experiments it follows that the angle can be defined as:
«- arctg.“- arctg.
где d - поперечный размер экспандера; / - продольный размер экспандера. Извлечение электронов при работе плазменного катода в источнике осуществл етс через чейки сетки 4 под действием проникающего через чейки ускор ющего напр жени . Дл нлоскопараллельной геометрии ускор ющего промеж)тка распределение плотности эмиссионного тока соответствует распределению плотности тока по сечению пучка и полностью определ етс распределением плотности плазмы у поверхности эмиссионного окна. Мен заглубление сетки 4 в прикатодном электроде 5, можно формировать пучок с заданной угловой расходимостью и требуемыми размерами в плоскости коллектора.where d is the transverse size of the expander; / - the longitudinal size of the expander. The extraction of electrons during the operation of the plasma cathode in the source is carried out through the cells of the grid 4 under the action of an accelerating voltage penetrating through the cells. For the acceleration of the parallel geometry, the distribution of the emission current density corresponds to the distribution of the current density over the beam section and is completely determined by the plasma density distribution at the surface of the emission window. The depth of the grid 4 in the cathode electrode 5 is men, it is possible to form a beam with a given angular divergence and the required dimensions in the plane of the collector.
Испытани опытного образца предложенного плазменного катода с большой эмиттирую щей поверхностью показали, что установка на торцах цилиндрического экспандера двух газоразр дных камер с наклоном осей симметрии камер в направлении расположенного на боковой поверхности экспандера эмиссионного окна позвол ет получить в плазменном катоде равномерность распределени плотности эмиссионного тока не хуже, чем при использовании многоэлементных термокатодов. В то же врем применение плазменного катода позвол ет значительно снизить потребл емую катодом мощность, особенно при работе в импульсном режиме, увеличивает срок непрерывной работы катода и делает его некритичным к вакуумным услови м. По сравнению с плазменным катодом, вз тым в качестве прототипа, предлагаемый катод позвол ет улучшить распределение плотности эмиссионного тока, уменьшить количество газоразр дных камер и, как следствие этого, упростить конструкцию и повысить надежность работы плазменного катода.Testing a prototype of a proposed plasma cathode with a large emitting surface showed that installing two gas discharge chambers with cylindrical chambers of symmetry axes in the direction of an emission window located on the side surface of the expander of an emission window on the ends of the cylindrical expander ensures that the emission current density is not worse than than when using multi-element thermal cathodes. At the same time, the use of a plasma cathode makes it possible to significantly reduce the power consumed by the cathode, especially when operating in a pulsed mode, increases the duration of the cathode's continuous operation and makes it uncritical to vacuum conditions. Compared to a plasma cathode taken as a prototype, the proposed The cathode allows to improve the distribution of the emission current density, reduce the number of gas discharge chambers and, as a result, simplify the design and increase the reliability of the plasma cathode.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802947107A SU888797A1 (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Gas-discharge plasma cathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802947107A SU888797A1 (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Gas-discharge plasma cathode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU888797A1 true SU888797A1 (en) | 1982-10-23 |
Family
ID=20904646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU802947107A SU888797A1 (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Gas-discharge plasma cathode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU888797A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2250577C2 (en) * | 2003-07-15 | 2005-04-20 | Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук | Gas-discharge plasma cathode |
-
1980
- 1980-06-27 SU SU802947107A patent/SU888797A1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2250577C2 (en) * | 2003-07-15 | 2005-04-20 | Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук | Gas-discharge plasma cathode |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tarasenko et al. | High-power subnanosecond beams of runaway electrons generated in dense gases | |
| JP2750349B2 (en) | In particular, a plasma X-ray tube for gas laser X-ray-preionization, a method of generating X-ray radiation by this X-ray tube and its use | |
| JPH02276198A (en) | Neutron tube | |
| JP2750348B2 (en) | X-ray of gas laser, especially for plasma X-ray tube for pre-ionization and application as electron gun | |
| SU888797A1 (en) | Gas-discharge plasma cathode | |
| O'Brien Jr | Characteristics of a cold cathode plasma electron gun | |
| Bayless | Plasma‐cathode electron gun | |
| RU2240627C1 (en) | Cold-cathode ion source | |
| RU209138U1 (en) | Fore-vacuum plasma source of a pulsed electron beam based on a contracted arc discharge | |
| Rocca et al. | Hollow cathode electron gun for the excitation of cw lasers | |
| Kostyrya et al. | Formation of a volume discharge in air at atmospheric pressure upon application of nanosecond high-voltage pulses. | |
| RU2237942C1 (en) | Heavy-current electron gun | |
| Schanin et al. | Plasma-emitter electron accelerators | |
| Tarasenko et al. | Energy parameters and stability of the discharge in a nonchain, self-sustained-discharge-pumped HF laser | |
| EP0234702A3 (en) | Dual-discharge gas ion laser | |
| US7429761B2 (en) | High power diode utilizing secondary emission | |
| RU2816693C1 (en) | Plasma source of electrons with system for automatic ignition of glow discharge in hollow cathode, operating in medium vacuum | |
| RU2793616C1 (en) | Method for pumping in gas-discharge pulse lasers | |
| RU2759425C1 (en) | Plasma emitter of a pulse forevacuum electron source based on an arc discharge | |
| RU2221305C2 (en) | Method for producing electron beam (alternatives) | |
| RU820511C (en) | Method of producing electron beam | |
| Belchenko et al. | Recovery of cesium in the hydrogen negative ion sources | |
| RU2030015C1 (en) | Hollow cathode of plasma ion emitter | |
| RU2452056C1 (en) | Method for production of beam of atoms or molecules in glow discharge and device for method implementation | |
| SU854197A1 (en) | Source of negative ions |