СПОСОБ ОТКАЧКИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ ИЗ ВАКУУМНОЙ КАМЕРЫ И ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ОТКАЧНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2024 года по МПК H05H3/00 H01J41/12 

Группа изобретений относится к области вакуумной техники, а именно к способам и устройствам создания высокого и сверхвысокого вакуума и может быть использована, в частности, в технологических процессах напыления тонких пленок и покрытий.

Из описания авторского свидетельства SU 145689А1 МПК F04B37/14, опубл. 01.01.1963 г. и монографии Я. Грошковский Техника высокого вакуума, М.: Мир, 1975. - 622 с. известны способы откачки газов из вакуумной камеры, основанные на химической сорбции молекул откачиваемой среды высокопористым рабочим веществом, в которых в качестве материалов-сорбентов применяют цеолиты (силикагель, активированный уголь и т.д.). Также известны способы увеличения технологических возможностей сорбционных насосов с помощью охлаждения их рабочих поверхностей до криогенных температур (см., например, описание авторского свидетельства SU 1038557 А1 МПК F04B37/02, опубл. 30.08.1983 г.). Эти способы неэффективны при откачке ряда рабочих газов (например, водорода, гелия и неона) за счет насыщения сорбента и потери им своих свойств в процессе откачки при достаточном содержании перечисленных веществ в вакуумной камере. Также отметим, что применение такого способа откачки осложняет использование гелиевого течеискателя (в ходе пуско-наладочных работ все устройства и элементы, обеспечивающие функционирование вакуумной установки, подвергаются обязательной процедуре поиска течей). Кроме того, из-за химического механизма газопоглощения эти способы имеют высокую степень селективности откачных характеристик в зависимости от рода газа.

Известен способ откачки газов из вакуумной камеры, описанный в авторском свидетельстве SU 1130037А1 МПК F04B37/08, опубл. 30.01.1989 г. и основанный на конденсации газообразных веществ при взаимодействии их с поверхностями, которые имеют криогенную температуру, характеризующийся тем, что различие температур конденсации газов в смеси способствует возникновению высокой степени селективности откачных свойств в зависимости от рода газа, а откачка газовой смеси представляет собой ступенчатый процесс с высокой степенью нарушения стехиометрии химического состава. Этот способ характеризуется тем, что откачивание водорода и гелия может производиться только способом криоадсорбции, что влечет за собой соответствующие недостатки, свойственные криоадсорбционным методам откачки газов. Кроме того, этот способ имеет ограничение на предельное остаточное давление, которое определяется давлением насыщенных паров откачиваемых газов.

Известны (см., например, монографию Саксаганский Г.Л., Электрофизические вакуумные насосы, М: Энергоатомиздат, 1988 г. - 280 с.) электрофизические способы газопоглощения, основанные на химическом взаимодействии откачиваемых газов с геттерным материалом, осуществляемом при осаждении возобновляемой тонкой пленки геттера, которая образуется за счет испарения или распыления объема рабочего материала (титан, лантан и др.). В частности, процесс термического испарения геттера может быть осуществлен за счет Джоулева нагрева или нагрева направленным потоком энергии, например лазером или электронным пучком (см., например, описание авторского свидетельства SU 328259 А1 МПК F04B37/00, опубл. 05.12.1975 г.). Основным недостатком таких электрофизических способов газопоглощения является отсутствие возможности поглощения водорода и инертных газов, а также высокая степень селективности откачки, обусловленная различием химических свойств откачиваемых газов. Также проблемой является интенсивное испарение геттерного материала в откачиваемую область, что замедляет диффузию газа из основного объема вакуумной камеры и способствует запылению элементов откачной системы.

Аналогичные недостатки имеют известные способы образования газопоглощающей пленки за счет распыления геттерного материала ионным пучком или эрозии под воздействием дугового (см., например, описание авторского свидетельства SU 1152433А1 МПК H01J41/20, опубл. 30.10.1988 г.) или искрового разряда.

Также из описания авторского свидетельства SU 618007 А1 МПК H01J41/12, опубл. 15.01.1979 г. и монографии Г.А. Васильев, Магниторазрядные насосы, М.: Энергия, 1970. - 112 с. известен способ образования газопоглощающей пленки за счет распыления катода из геттерного материала в газовом разряде с продольным магнитным полем (разряд Пеннинга). В отличие от описанных ранее электрофизических методов, в данном способе реализуется ионизация откачиваемого газа, степень которой увеличена за счет замагниченных электронов. Также этот способ позволяет осуществлять откачку водорода и гелия за счет диффундирования вглубь геттерного материала катода ионизованных атомов этих элементов (см. монографию Васильев Г.А. Магниторазрядные насосы, М.: Энергия, 1970 г. - 112 с). Тяжелые ионы имплантируются на меньшую глубину и по мере выработки катода вновь оказываются в объеме вакуумной камеры, что снижает эффективность работы откачной системы. Несмотря на возможность откачивания водорода и гелия, их поглощение производится механизмом имплантации в катод, а не хемосорбцией, что увеличивает степень селективности способа откачки. Значительной проблемой такого способа является интенсивный синтез водяных паров и углеводородов из-за плазмохимических реакций, каталитического влияния геттерных поверхностей и потоков заряженных частиц. В результате, эти вещества оказывают существенное воздействие на формирование остаточной газовой среды и снижают эффективность способа (см. монографию Г.Л. Саксаганский, Электрофизические вакуумные насосы, М.: Энергоатомиздат, 1988 г. - 280 с.).

Из изобретения по патенту KR 100318898 В1 МПК F04D17/16, опубл. 29.12.2001 г., известен способ откачки газов из вакуумной камеры, основанный на ионизации газовой среды в разрядном промежутке группы электродных элементов постоянного или переменного напряжения с опциональным наличием магнитного поля для реализации газового разряда Пеннинга с целью увеличения степени ионизации. Откачивание газа осуществляется путем извлечения ионов из плазмы газового разряда, которое может быть реализовано несколькими способами. В первом случае, ионы газоразрядной плазмы нейтрализуются при контакте с одним из элементов электродной группы, который расположен под некоторым углом для отражения нейтрализованных ионов в направлении газоотводного отверстия. Во втором случае, ионы вытягиваются из плазменной области и ускоряются в направлении газоотводного отверстия ионно-оптической системой в виде отдельной группы электродных элементов. Основным недостатком описанного способа откачки газа из вакуумной камеры является наличие предельного остаточного давления, которое обусловлено сложностью или невозможностью зажигания газового разряда в условиях высокого и сверхвысокого вакуума. В первом случае осуществления способа откачки газа отражающиеся ионы распыляют поверхность одного из электродов в откачиваемую область, снижая эффективность метода. Кроме того, непосредственный контакт плазменной области с группой электродных элементов и остальными компонентами конструкции снижает ресурс непрерывной работы устройства, реализующего соответствующий способ. Двухэлектродная ионно-оптическая система, применяемая в способе, находится под воздействием не только плазмы газового разряда, но и медленных ионов, родившихся в результате резонансной перезарядки ускоренных ионов на атомах фоновой среды. Образующиеся медленные ионы за пределами откачиваемой области бомбардируют и распыляют анод ионно-оптической системы, снижая его ресурс и изменяя геометрическую форму.

Наиболее близким по технической сущности решением является способ откачки газа, описанный в изобретении по патенту US 10455683 В2 МПК Н05Н3/02, опубл. 22.10.2019 г., характеризующийся тем, что содержит этапы перемещения нейтральных частиц откачиваемой среды в область ионизации откачной системы; ионизации газовой среды в области ионизации откачной системы; взаимодействия ионов газа и электромагнитного поля ионно-оптической электродной группы для их вытягивания из плазменного объема; нейтрализации взаимодействующих положительно заряженных ионов; откачивания нейтрализованных ионов вспомогательным насосным агрегатом. Нейтральная газовая среда перемещается из объема вакуумной камеры в рабочую область насоса под воздействием диффузии и за счет насоса предварительной откачки. Во внутренней области насоса производится ионизация откачиваемой среды любым методом. В результате образуется плазменная область, состоящая из ионной и электронной компоненты. Процесс ионизации может реализовываться любым доступным методом, например, используя энергию электрического поля или ультрафиолетового излучения. Кроме того, для ионизации может быть использована плазма газового разряда и электронные пучки. Сформированный плазменный объем, под воздействием внешнего электромагнитного поля ионно-оптической электродной группы, становится источником ионов, которые вытягиваются, ускоряются и покидают откачиваемую область через отверстие малого диаметра и низкой газовой проводимости, предварительно пройдя через дополнительную фокусировочную систему. Основным недостатком описанного способа откачки газовой среды является возможность контактирования ионов плазменной области с поверхностями элементов конструкции, что приводит к их нейтрализации. Нейтрализация снижает энергетическую эффективность откачной системы, так как в процессе откачки могут участвовать только заряженные частицы. Также, прямой контакт плазменной области с элементами конструкции может приводить к их распылению ионами, что влечет за собой увеличение концентрации частиц откачиваемой среды и, следовательно, снижает энергетическую эффективность откачной системы. Рассмотренный способ реализуется с помощью двух принципиально раздельных электродных групп, одна из которых является источником ионизации, а вторая - ионно-оптическая электродная группа, конфигурация которой должна реализовывать и вытягивание ионов из плазменной области и их фокусировку в пучок для проведения через канал низкой газовой проводимости. Такой подход к организации процесса откачки характеризуется повышенными энергетическими затратами и увеличенной сложностью конструкции электродных групп, реализующей данный способ откачки.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная группа изобретений, является создание способа откачки газовой среды из вакуумной камеры в области высокого и сверхвысокого вакуума, отличающегося повышенной энергетической эффективностью по сравнению с известными способами и создание системы, его реализующей.

Технический результат в части способа достигается за счет того, что в способе откачки газа, содержащем этапы инициирования электронного пучка группой электродных элементов; образования ионов газа в канале электронного пучка; взаимодействия ионизованного газа и собственного отрицательного заряда электронного пучка; аккумулирования ионизованного газа в канале электронного пучка под действием электростатических кулоновских сил; взаимодействия ионов газа, находящихся внутри канала электронного пучка, с электромагнитным полем группы электродных элементов, предназначенных для инициирования электронного пучка; вытягивания ионов из откачиваемой области, плотность тока поперечного сечения электронного пучка имеет вид функции, содержащей хотя бы один строго локальный максимум; ионизация атомов откачиваемой среды производится в канале электронного пучка; ансамбль ионов удерживается в канале электронного пучка в виде хотя бы одной продольной структуры; вытягивание ионизованного газа из откачиваемой области производится источником ионизации - группой электродных элементов, предназначенных для инициирования электронного пучка.

Технический результат в части системы достигается за счет того, что в откачной системе, содержащей электродные элементы, включающие не менее одной пары соосных основных эмиссионных катодных электродов с собственными электростатическими фокусирующими электродными элементами и содержащей не менее одного анода, конструкция генератора электронного пучка способна выполнять функции ионно-оптической системы по вытягиванию ионов из откачиваемой области; генератор электронного пучка и ионно-оптическая система представляют собой единую группу электродных элементов; применяется не менее одной пары генераторов электронного пучка с соосными катодными электродами; катодные электроды имеют центральное отверстие.

Группа изобретений в части способа поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - изображение поперечной динамики ионной компоненты;

фиг. 2 - изображение продольной динамики ионной компоненты.

Способ реализуется следующим образом. Производится эмиссия электронов с дальнейшим инициированием электронного пучка группой электродных элементов путем подачи на них управляющего сигнала (на фиг. 1, 2). Механизм электронной эмиссии может быть любым (см., например, монографию Ю.С. Протасов, С.Н. Чувашев, Физическая электроника газоразрядных устройств. Эмиссионная электроника.: Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 1992 г. - 464 с.), а ее источник не ограничивается твердыми телами. Допустимо использовать плазменные источники электронов, однако они не являются предпочтительными из-за наличия расхода рабочего газа во внешнюю область. Управляющий сигнал, конструкция электродных элементов, конфигурация межэлектродной и заанодной области выбираются и/или проектируются таким образом, что плотность тока поперечного сечения электронного пучка имеет вид функции, содержащей хотя бы один строго локальный максимум. Отметим, что исходя из известных принципов проектирования большинства генераторов электронных пучков, функция плотности тока поперечного сечения электронного пучка имеет более простой вид (частный случай функции, содержащей хотя бы один строго локальный максимум) и представляет собой распределение близкое к нормальному с максимумом на оси пучка (см. монографию Шиллер З., Электронно-лучевая технология: Пер. с нем. / 3. Шиллер, У. Гайзиг, З. Панцер.: Энергия, 1980. - 528 с., ил.). Прохождение электронного пучка в газовой среде сопровождается образованием ионов, которые взаимодействуют с электрическим полем его собственного объемного заряда - попадают в потенциальную яму. Образование потенциальной ямы происходит за счет неравномерного распределения плотности электронов в радиальном направлении, в соответствии с описанной функциональной зависимостью. Таким образом, происходит накопление ионов 12 в объеме электронного пучка 11, которые осциллируют около его оси (фиг. 1). Далее, производится удаление ионов за пределы рабочей области (области распространения электронного пучка) в продольном направлении. Разность потенциалов в межэлектродной области 25, приложенная к группе электродных элементов (катод 21 и анод 22) и инициирующая электронный пучок 24, аналогично воздействует на ионы 23, ускоряя их в противоположном направлении относительно электронов пучка, тем самым вытягивая из откачиваемого объема. Образовавшийся дефицит положительного объемного заряда и концентрации тяжелых частиц компенсируется за счет смещения ионов из заанодной области 26 в направлении откачки. Данное движение обусловлено возникновением неоднородности потенциала в продольном направлении и диффузией соответственно (фиг. 2). Таким образом, описанный способ позволяет производить откачку любых веществ, в том числе водорода и гелия, единым механизмом с незначительной степенью селективности, которая обусловлена только различием сечений ионизации и не связана с химическими свойствами веществ. Произведение откачки данным способом в незначительной степени нарушает стехиометрию откачиваемой среды (пропорционально различию сечений ионизации) за счет единого механизма газопоглощения, а также отсутствия распыления большого количества твердого материала элементов конструкции и растворенных в нем газов в рабочий объем.

Из описания авторского свидетельства SU 363811 МПК F04B37/02, опубл. 25.12.1972 г., известно устройство, реализующее способ химической сорбции и/или криоадсорбции - сорбционный насос, который содержит емкость с сорбентом, имеющую сообщение с откачиваемым объемом вакуумной камеры. Емкость может охлаждаться криогенными жидкостями для увеличения эффективности сорбции. Помимо недостатков способа получения вакуума, устройство характеризуется эксплуатационными проблемами. В основном к ним относится необходимость частой регенерации сорбционного вещества и наличие конечной емкости такого насоса, а физический принцип функционирования системы не позволяет каким-либо образом влиять на ее откачные свойства в процессе работы.

Из описания изобретения по патенту СА 2856806 С МПК F04B15/08, F04B37/08, опубл. 23.04.2019 г. и из описания авторского свидетельства SU515884 А1 МПК F04B37/08, опубл. 30.05.1976 г. известно устройство, реализующее способ конденсации газообразных веществ - криогенный насос, основными элементами которого являются конденсационные криопанели первой, второй, третьей ступени и охлаждающий их рефрижератор. Первая ступень имеет температуру около 80 К и предназначена для откачивания молекул водяного пара и углеводородов. Вторая ступень осуществляет откачивание азота, кислорода, аргона и т.д., так как имеет температуру около 20 К. Для откачивания газов с затрудненным переходом в твердую фазу, применяется третья ступень, осуществляющая метод криоадсорбции. Из-за различных температур поверхностей ступеней, по мере понижения давления, происходит переконденсация газа на поверхности с более низкими температурами, приводящая к снижению эффективности работы откачной системы. Наибольшей эксплуатационной проблемой таких насосов является наличие конечной емкости и ее зависимость от рода откачиваемого газа. За счет этого, система нуждается в периодической регенерации, которая заключается в отсечении криогенного насоса от объема вакуумной камеры, нагреве конденсационных поверхностей и откачивании образовавшихся испарений. Каждая регенерация сопровождается длительным процессом выхода устройства на рабочий режим. В процессе работы, на рабочих поверхностях образуется слой из сконденсированной откачиваемой среды. Слой имеет температурный градиент по толщине с наибольшей температурой на внешней поверхности, что снижает скорость откачки и требует дополнительных затрат энергии. Рост такого слоя может привести к откалыванию и падению фрагмента в вакуумную камеру, что приведет к его мгновенному испарению и скачку давления.

Из изобретения по патенту US 3141986 МПК H01J41/20, опубл. 21.07.1964 г. известно устройство, реализующее способ образования химических связей с тонкой пленкой геттера и/или имплантации ионов откачиваемой среды в катод - электрофизический насос. Наиболее универсальным и распространенным является магниторазрядный (ионно-геттерный) насос, способный откачивать в том числе инертный газ. Его конструкция состоит из геттерного распыляемого катода, магнитной системы и анода, на который осаждается тонкая пленка геттера. Конфигурация электромагнитного поля способствует направленному движению ионов и замагничиванию электронов для увеличения эффективности ионизации и эти устройства позволяют получать наиболее глубокий вакуум. Однако, их эксплуатация сопровождается множеством компромиссов и проблем. Катоды таких насосов должны иметь высокую чистоту химического состава, так как примеси могут попасть в откачиваемую область и снизить эффективность. Откачивание инертных газов в больших количествах также влияет на эффективность, из-за их попадания в откачиваемую область по мере распыления геттера. Аналогично, вызывает проблемы длительная откачка водорода из-за его образования твердого раствора с материалом катода. Таким образом, перечисленные недостатки приводят к формированию зависимости откачной системы от эксплуатационных условий и истории, из-за изменения химического состава катода. По причине активного газопоглощения геттерного материала магниторазрядный насос чувствителен к прорыву атмосферы, после чего требуется длительная дегазация для выхода системы на рабочий режим. Кроме того, для эффективной работы магниторазрядных насосов требуется магнитное поле, которое способно негативно влиять на работу устройств и систем, применяемых в непосредственной близости от данной откачной системы.

Из описания авторского свидетельства SU 433568А1 МПК H01J41/00, опубл. 25.06.1974 г. известен электрофизический насос, содержащий катодный электрод, состоящий из двух пластин, выполненных в виде электродов пушки Пирса, магнитную систему и анодный блок, представляющий собой два цилиндрических коаксиальных электрода, разделенных изолирующей прокладкой. Согласно описанию к этому патенту, конфигурация электродов способствует уплотнению электронной компоненты разряда Пеннинга в области, равноудаленной от катодов, что должно обеспечить более высокую скорость и стабильность откачки в расширенном диапазоне давлений. Однако, электродная конфигурация в виде фокусирующей системы Пирса предназначена только для увеличения плотности плазмы газового разряда Пеннинга в определенной области насоса. Поэтому, несмотря на отличие в конфигурации разряда, данное устройство функционирует аналогично классическому ионно-геттерному насосу и имеет свойственные ему недостатки, описанные ранее.

Общая проблема рассмотренных устройств проявляется еще на стадии их проектирования и проявляется в виде сложности и неточности прогнозирования параметров конструкции из-за несовершенной методики расчета различных механизмов взаимодействия поверхностей с молекулами откачиваемых газов, отсутствия точных экспериментальных данных и их сложной зависимости от условий работы.

Из описания авторского свидетельства SU 750612 А1 МПК H01J41/12, опубл. 23.07.1980 г. известны вспомогательные системы инжекции электронов в область газового разряда, применяющиеся в электрофизических ионно-геттерных насосах. В основном, они представляют собой прямонакальный проволочный термокатод и применяются для зажигания разряда в условиях высокого и сверхвысокого вакуума. Формирование тлеющего разряда, реализуемого в ионно-геттерных насосах, основано на вторичных электронах. В условиях высокого и сверхвысокого вакуума процесс возникновения электронной лавины затруднен из-за низкой концентрации нейтральных частиц фонового газа и, соответственно, большой длины свободного пробега. Для увеличения вероятности ионизации атомов и поддержания электронной лавины применяется инжекция дополнительных электронов. Эмитированные электроны не образуют направленный и упорядоченный ансамбль частиц, например - пучок, который бы мог существенным образом повлиять на движение ионов (удержание и направленное перемещение), а также не обладает начальной энергией, достаточной для ионизации атомов. Поэтому, откачной процесс в системе со вспомогательной инжекцией электронов организован аналогично стандартному ионно-геттерному насосу.

Из изобретения по патенту US 3406305 МПК H01J3/02; H01J37/075, опубл. 15.10.1968 г. известны устройства - генераторы электронного пучка, применяемые в качестве основных элементов систем, работающих на основе электронно-лучевых технологий. Работа таких устройств сопровождается возникновением ионной компоненты. Этот эффект особенно существенен в генераторах пучка с массивным дисковым термокатодом, которые применяются в основном в электронно-лучевых пушках (см, напр. монографию Шиллер З., Электронно-лучевая технология: Пер. с нем. / З. Шиллер, У. Гайзиг, 3. Панцер. - М: Энергия, 1980 г. - 528 с.). Данные системы предназначены для получения электронных пучков заданной конфигурации, а ионная компонента не является целью работы устройства и используется в качестве вспомогательного фокусирующего фактора (ионная фокусировка). Для увеличения эффективности работы такой системы, могут применяться дополнительные устройства в конструкции генератора пучка, которые ограничивают движение ионов в направлении катода и способствуют их накоплению в канале пучка (см. монографию Шерстнев Л.Г., Электронная оптика и электроннолучевые приборы, Учебник для студентов высш. техн. учебн. Заведений, М., «Энергия», 1971). Рассматриваемое устройство не предназначено для наиболее эффективной ионизации фонового газа и удаления образовавшихся ионов за пределы откачиваемой области, следовательно, оно не может применяться в качестве эффективной откачной системы.

Из публикации V.P. Ovsyannikov, G. Zschornack, First investigations on the Dresden EB1S-A, Journal of Physics: Conference Series 58, 2007 г., 399-402 с. и из публикации В.П. Вадеев, Е.Д. Донец, В.Г. Дудников, Л.П. Зиновьев, А.И. Пикин, Применение электронно-лучевого ионного источника «КРИОН-1» для ускорения ядер С, N, О и Ne на синхрофазотроне ОИЯИ, Сообщение Объединенного института ядерных исследований, Дубна, 1977 г. известны устройства лабораторного назначения, принцип работы которых основан на ионизации газовой среды известного состава электронным пучком и удержании в его потенциальной яме образовавшихся ионов. Такие устройства предназначены для накопления и изучения многозарядных ионов, а не для получения вакуума. Накопление осуществляется за счет конфигурации электродов, которая способствует запиранию ионной компоненты в продольном направлении, тогда как откачная система подразумевает, напротив, наиболее быстрое и эффективное удаление ионов из рабочей области.

Из описания заявки на изобретение JP 2020-053125 А МПК H01J41/14; H05F3/04; H05F3/06, опубл. 02.04.2020 г. известен электрофизический насос, содержащий прямонакальный термокатод, ускоряющий сеточный анод, ионно-индуцирующий электрод и нейтрализатор ионов. Принцип действия устройства характеризуется этапами эмитирования электронов термокатодом, их ускорением сеточным анодом в область откачки газовой среды с дальнейшей ионизацией, вытягиванием образовавшихся ионов ионно-индуцирующим электродом за счет электростатического потенциала, нейтрализацией ионов до нулевого заряда и откачкой вспомогательным насосом. Основным недостатком описанного устройства является зависимость откачных параметров от взаимного расположения эмиттера электронов и ионно-индуцирующим электродом. В области высокого и сверхвысокого вакуума значительная часть энергии, вложенной в электроны, будет тратиться на нагрев элементов системы, так как длина свободного пробега частиц в соответствующих диапазонах давлений гораздо больше характерных размеров установки. Кроме того, катодные электроды, в особенности ионно-индуцируемый электрод, подвержены распылению ионным потоком, что негативно влияет на ресурс системы, запыляет поверхности ее элементов и уменьшает эффективность откачки за счет затрат на ионизацию распыленных частиц в откачиваемую область.

Наиболее близкой по технической сущности является откачная система, описанная в изобретении по патенту US 10455683 В2 МПК Н05Н3/02, опубл. 22.10.2019 г., содержащая источник ионизации, ионно-оптическую систему, барьер газовой проводимости и секцию нейтрализации ионов, принцип работы которого построен на формировании плазменной области на основе откачиваемой газовой среды и вытягивании образовавшихся ионов ионно-оптической системой за пределы рабочей области с дальнейшей нейтрализацией и откачкой вспомогательной откачной системой. Плазменная область может быть образована за счет энергии электрического поля, ультрафиолетового излучения или электронных пучков. Ионно-оптическая система представляет собой группу электродных элементов, которые могут быть выполнены, например, в виде сеток с соосными отверстиями или колец. Помимо вытягивания ионов из плазменной области, ионно-оптическая система выполняет функцию фокусировки ионного потока для его проведения через отверстие малой газовой проводимости. Основным недостатком рассматриваемого устройства, помимо описанных проблем соответствующего способа откачки газовой среды, является прямой контакт плазмы с элементами конструкции, особенно с ионно-оптической электродной группой, что негативно влияет на их ресурс посредством фактора ионного распыления. В случае применение сеток как элементов электродной группы ионно-оптической системы, по мере их катодного распыления изменяется форма отверстий и нарушается соосность, что может приводить к неэффективным режимам работы или прекращению функционирования системы. Существенность описанной проблемы подтверждается наблюдениями за эксплуатацией аналогичных ионно-оптических систем в конструкциях ионных двигателей, применяемых в космической отрасли (см, например монографию А.А. Чернов, М.В. Краев, Ионные ракетные двигатели, Секция «Энергодвигательные установки и системы терморегулирования», Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева, Красноярск, 2010 г.). Кроме того, описанная группа электродных элементов ионно-оптической системы предназначена для вытягивания ионов из инициируемой плазменной области, однако, в случае применения электронного пучка как источника ионизации, плазменная область (электронно-пучковая плазма) будет образовываться только в случае достаточно высокого давления откачиваемой газовой среды (см. публикацию Аунг Чжо У, Ие Хлаинг Тун, М.Н. Васильев, Генерация электронно-пучковой плазмы вблизи поверхности проводящих и диэлектрических дисков, Труды МФТИ, 2020 г., Том 12, №1, 5-11 с). В противном случае, при характерных давлениях высокого и сверхвысокого вакуума, реализуется конфигурация ионов, характеризующаяся образованием ионов газа в канале электронного пучка; взаимодействием ионизованного газа и собственного отрицательного заряда электронного пучка; аккумулированием ионизованного газа в канале электронного пучка под действием электростатических кулоновских сил в форме продольной структуры.

Группа изобретений в части системы поясняется следующими фигурами:

фиг. 3 - изображение электронно-лучевой откачной системы с плоскими дисковыми термокатодами косвенного накала и раздельными анодами (первый вариант исполнения);

фиг. 4 - схематичное изображение электронно-лучевой откачной системы в составе вакуумной камеры с поглощением газовой среды в ионных уловителях;

фиг. 5 - изображение электрической схемы развязки основных термокатодов (генераторов пучка) и раздельных анодов;

фиг. 6 - изображение полной электрической схемы в конфигурации откачной системы с двумя раздельными анодами и электродными группами косвенного накала;

фиг. 7 - изображение электронно-лучевой откачной системы со сферическими дисковыми термокатодами косвенного накала и раздельными анодами (второй вариант исполнения);

фиг. 8 - изображение электронно-лучевой откачной системы спроволочными спиральными термокатодами прямого накала и раздельными анодами (третий вариант исполнения);

фиг. 9 - изображение электронно-лучевой откачной системы с плоскими дисковыми термокатодами косвенного накала и общим анодом (четвертый вариант исполнения);

фиг. 10 - изображение электрической схемы развязки основных термокатодов (генераторов пучка) и общего анода;

фиг. 11 - изображение полной электрической схемы в конфигурации откачной системы с общим анодом и электродными группами косвенного накала;

фиг. 12 - изображение электронно-лучевой откачной системы со сферическими дисковыми термокатодами косвенного накала и общим анодом (пятый вариант исполнения);

фиг. 13 - изображение электронно-лучевой откачной системы с проволочными спиральными термокатодами прямого накала и общим анодом (шестой вариант исполнения);

фиг. 14 - изображение электронно-лучевой откачной системы с плоскими дисковыми термокатодами косвенного накала, раздельными анодами и секцией нейтрализации ионов (седьмой вариант исполнения);

фиг. 15 - схематичное изображение электронно-лучевой откачной системы в составе вакуумной камеры с нейтрализацией ионов и дальнейшей откачкой вспомогательной откачной системой;

фиг. 16 - изображение электронно-лучевой откачной системы с катодным электродом в виде множества отдельных электродов - многоячеечная электронно-лучевая откачная система (восьмой вариант исполнения);

фиг. 17 - изображение многоячеечной электронно-лучевой откачной системы в изометрическом виде (восьмой вариант исполнения);

фиг. 18 - изображение вида расположения катодных электродов с общим фокусировочным электродом и ионных уловителей (восьмой вариант исполнения).

Варианты исполнения электронно-лучевой откачной системы отличаются формой термокатода и конфигурацией анода. Рассмотренные конструкции генераторов электронного пучка основываются на конструкции пушки Пирса (см. монографию Дж.Р. Пирс, Теория и расчет электронных пучков / Д.Р. Пирс. - 2-е изд. - Москва: Советское радио, 1956. - 217 с.)

В случае первого варианта исполнения (фиг. 3), электронно-лучевой насос состоит из внутренних узлов Венельта, которые включают в себя внутренний цилиндр Венельта (фокусирующий электрод косвенного накала) 31, ионный уловитель 32а, косвенный накал 33; внешних узлов Венельта, которые содержат внешний цилиндр Венельта (фокусирующий электрод дискового термокатода) 34, дисковый термокатод35а; раздельных анодов 36а и магнитной линзы 38. Позицией 37 обозначен электронный пучок. Компоновка электронно-лучевой откачной системы с поглощением газовой среды в ионных уловителях в составе вакуумной камеры (фиг. 4), содержащая вакуумную камеру 41, откачиваемую газовую среду 42, патрубок откачной системы 43, вакуумную и электрическую изоляцию 44, генераторы электронного пучка 45, ионные уловители 46, ионизованную откачиваемую газовую среду 47, электронный пучок 48, может быть выполнена с креплением к вакуумной камере непосредственно через известный фланец или через любую известную вакуумную арматуру, например, затвор или колено (на фиг. 4 не показано).

Конструкция электронно-лучевой откачной системы допускает использования катодов с другими механизмами эмиссии электронов, в том числе эмиссией электронов из плазмы, однако термоэмиссия из твердотельного катода является предпочтительной за счет возможности достижения больших значений сил тока и отсутствия напуска газа в откачиваемую область.

Основной дисковый термоэмиссионный катод 35а должен иметь как можно более низкую работу выхода для снижения энерговклада и термической нагрузки на общую конструкцию, а также наименьший коэффициент ионного распыления и термического испарения для предотвращения попадания стороннего материала в откачиваемую область и увеличения ресурса работы. В зависимости от условий эксплуатации может накладываться дополнительное требование - отсутствие эффекта отравления катода при периодическом взаимодействии с атмосферой. В качестве материалов, отвечающих перечисленным требованиям, могут использоваться, например, тугоплавкие металлы (вольфрам, тантал, молибден, рений) или соединение гексаборид лантана. Возможны применения различных покрытий, снижающих работу выхода электронов. Также, возможна реализация термокатода из титана с целью осуществления дополнительной откачки возобновляемой геттерной пленкой, за счет испарения термокатода под воздействием тепловых нагрузок и ионного распыления.

К материалу косвенного накала 33 предъявляются аналогичные требования. Если в качестве электродов косвенного накала применяется спираль из проволоки, то материал должен обеспечить возможность изготовления электрода заданной формы.

Ионный уловитель 32а подвергается, в основном, распылению ионным пучком, поэтому материал его изготовления должен иметь минимальный коэффициент ионного распыления. Для этих целей может быть использован, например, молибден, углерод или композиционные материалы на его основе - углерод-углерод. Также, возможно применение геттерных материалов, например, титана, для образования химических связей с откачиваемым газом.

Выбор материала внешнего и внутреннего цилиндров Венельта 34, 31 зависит от термического режима работы системы и организации охлаждения рассматриваемых элементов. В приоритете находятся материалы, способные сохранять механические характеристики при выбранном режиме работы, а в случае невысоких температур (до 600°С) может применяться, например, нержавеющая сталь, в частности 12Х18Н10Т.

Аноды 36а практически не испытывают ионное распыление и находятся на значительном удалении от термокатода, однако они могут быть подвержены нагреву электронами периферийной области пучка. В отличие от внешнего и внутреннего цилиндров Венельта, аноды могут иметь активную систему охлаждения (например, жидкостную), поэтому предпочтительнее в качестве материалов изготовления применять металлы с наибольшей теплопроводностью, например, медь или алюминий.

Магнитная линза 38 может иметь броневой корпус, который изменяет конфигурацию магнитного поля. Такой корпус изготавливается из ферромагнитных сплавов, которые характеризуется прямоугольностью петли гистерезиса (коэрцитивной силой), к материалам с высокими магнитопроводящими свойствами относится, например, сплав 79НМ на основе никеля, железа и молибдена.

В остальных вариантах исполнения электронно-лучевого насоса, требования к материалам изготовления его элементов - аналогичны.

В случае первого варианта исполнения (фиг. 3), работа электроннолучевого насоса осуществляется следующим образом. Через косвенный накал 33 проходит электрический ток, разогревая его до температур термоэмиссии. Ток эмитированных электронов, обеспечивающий нагрев основного термокатода 35а, индуцируется за счет разницы потенциалов между косвенным 33 и основным дисковым термокатодом 35а (косвенный накал имеет отрицательный потенциал относительно основного). Фокусировка электронов косвенного накала обеспечивается внутренним цилиндром Венельта 31, находящего под тем же потенциалом, что и косвенный накал 33. Далее, нагретый до рабочей температуры дисковый термокатод с центральным отверстием генерирует электронный пучок расчетной силы тока, ускоряемый разностью потенциалов между ним и анодом 36а (анод заземлен). Для обеспечения прямолинейности траекторий электронов пучка в межэлектродном пространстве, на основе теории Пирса (см. монографию Дж.Р. Пирс, Теория и расчет электронных пучков / Д.Р. Пирс. - 2-е изд. - Москва: Советское радио, 1956. - 217 с.) применяется фокусировочный электрод - внешний цилиндр Венельта 34 с полууглом раскрытия конической поверхности 67,5°, находящийся под потенциалом основного термокатода. Аналогичная форма применяется и в случае внутреннего цилиндра Венельта 31 для равномерного нагрева основного термокатода 35а. В заанодном пространстве электронный пучок 37 расширяется под воздействием собственного объемного заряда. Его фокусировка производится с помощью магнитной линзы 38. Далее, сфокусированный электронный пучок 37 попадает на противоположный дисковый основной термокатод 35а, который расположен симметрично относительно магнитной линзы 38 во втором генераторе пучка. Противоположный основной дисковый термокатод разогревается до рабочих температур под воздействием электронного пучка 37 и дополнительного подогрева собственным косвенным накалом 33. В то же время, ансамбль частиц ионизованного газа перемещается из откачиваемой области в ионный уловитель через центральное катодное отверстие согласно способу, описанному в независимом пункте формулы. При соответствии геометрических параметров ионного уловителя значениям, указанных в описании заявки на изобретение DD 153280 А1 МПК H01J37/06, опубл. 30.12.1981 г., происходит процесс распыления материла ионного уловителя с дальнейшим осаждением непосредственно внутренней поверхности отверстия ионного уловителя, образующим химическую связь частицами, удаленными из откачиваемой области. Легкие вещества, например, водород - диффундируют вглубь материала ионного уловителя по аналогии с процессами в ионно-геттерных насосах. Тяжелые инертные газы могут быть откачаны вспомогательной известной откачной системой. Повторное попадание в откачиваемую область этих и/или других газов предотвращается малой газовой проводимостью катодного отверстия и встречным направленным потоком ионов из откачиваемой области.

Описанный процесс производится при подаче отрицательного ускоряющего потенциала на один из генераторов пучка, в то время как другой генератор заземлен для свободного прохождения и попадания пучка 37 на его основной дисковый термокатод 35а. Описанная конфигурация соответствует электрической схеме развязки генераторов пучка и раздельных анодов (фиг. 5), в которой: ключ КЛ1 - разомкнут, КЛ2 - замкнут, КЛ3 - замкнут, КЛ4 - разомкнут; или КЛ1 - замкнут, КЛ2 - разомкнут, КЛ3 - разомкнут, КЛ4 - замкнут. После достижения вторым дисковым термокатодом рабочей температуры, конфигурация ключей меняется на противоположную и процесс повторяется, но уже в отношении второго генератора пучка. Подача ускоряющего электрического потенциала на катодные электроды (фиг. 6) ключом КЛ11 производится в зависимости от подачи электрического потенциала на основные катодные электроды. Включение в общую электрическую цепь катодных электродов косвенного нагрева осуществляется ключами КЛ5, КЛ6, КЛ7, КЛ8. Заземление катодных электродов производится ключами КЛ9 и КЛ10. Электронный пучок, созданный двумя симметричными генераторами пучка, можно рассматривать как постоянный из-за малого времени переходного процесса переключения между ними. Реализация описанного алгоритма подачи/изменения потенциала на электродных элементах не ограничивается приведенными электрическими схемами и может быть любой, например, алгоритм может быть осуществлен с использованием источников питания переменного напряжения.

Наибольшая эффективность работы устройства достигается при энергии электронов пучка 100-200 эВ, что соответствует максимальным сечениям ионизации атомов большинства веществ. При некотором значении силы тока пучка, собственного объемного заряда становится достаточно для его запирания около термокатода. При осуществлении сжатия пучка - плотность объемного заряда увеличивается и происходит его запирание. В таком случае требуется увеличение ускоряющей разности потенциалов или уменьшение силы тока пучка, что негативно сказывается на эффективности работы откачной системы. Предотвращение сжатия пучка сильнее чем в прикатодной области осуществляется с помощью геометрической конфигурации электродов: основной дисковый термокатод 35а - плоский, внешний цилиндр Венельта 34 - с полууглом раскрытия конической поверхности 67,5° (см. монографию Дж.Р. Пирс, Теория и расчет электронных пучков / Д.Р. Пирс. - 2-е изд. - Москва: Советское радио, 1956. - 217 с). Реализация этих требований позволяет получить прямолинейный пучок в межэлектродном пространстве, который расходится после прохождения анода 6.

В соответствии с описанным способом откачки газовой среды электронным пучком, при его прохождении через газовую среду, вдоль траектории образуются ионы. В рассматриваемом варианте исполнения с двумя анодами, можно выделить характерные области движения ионов (фиг. 2): межэлектродная область 25, в которой ионная компонента вытягивается из откачиваемой области ускоряющей разностью потенциалов с дальнейшей имплантацией в ионный уловитель 32а; и заанодная область 26, в которой движение ионов осуществляется в основном за счет собственного объемного заряда и диффузии. Скорость перемещения ионной компоненты в сторону откачки, как правило, в заанодной области 26 - ниже, чем в межэлектродной 25. Следовательно, увеличение скорости откачки может быть осуществлено путем уменьшения заанодной области. Однако, межэлектродное пространство 25 не может быть сколь угодно большим, а от длины пучка зависит количество аккумулируемых ионов.

Второй вариант исполнения (фиг. 7) электронно-лучевого насоса отличается от описываемого выше тем, что рабочая поверхность основного дискового термокатода сферической формы 35б, а полуугол раскрытия конической поверхности внешнего цилиндра Венельта 34 имеет меньшее значение. Такая конфигурация требует увеличенной ускоряющей разности потенциалов или сниженной силы тока пучка относительно первого варианта исполнения из-за формирования области сжатия. Однако, в данном случае, угол расхождения пучка в заанодном пространстве больше, что позволяет более эффективно использовать магнитную линзу.

Третий вариант исполнения (фиг. 8), содержащий цилиндр Венельта 51, ионный уловитель 52а, раздельные аноды 54а, магнитную линзу 56, отличается от описываемого выше тем, что в нем для инициализации электронного пучка 55 использован прямонакальный проволочный катод 53, что позволяет значительно упростить конструкцию устройства, а также снизить цену эксплуатации. Однако, максимальная сила тока проволочного катода ниже, чем у дискового.

Четвертый вариант исполнения (фиг. 9) отличается от описываемого выше тем, что в нем использован одинарный общий анод 36б. За счет этого из конструкции исключается заанодная область 26 (фиг. 2), а образовавшиеся ионы сразу оказываются в ускоряющем электрическом поле и наиболее быстро покидают откачиваемую область. Однако, в данном случае электронный пучок должен обладать такими параметрами, чтобы эффект расхождения под влиянием собственного объемного заряда был пренебрежимо мал. Электрическая развязка генераторов пучка, общего анода (фиг. 10), полная электрическая схема с электрической развязкой катодных электродов (фиг. 11) и алгоритм ее функционирования аналогичны варианту исполнения электронно-лучевой откачной системы с раздельными анодами.

Пятый вариант исполнения (фиг. 12) отличается от описываемого выше тем, что в нем использован одинарный общий анод 36б, а рабочая поверхность термокатода имеет форму сферы 35б. Использование конструкции с одинарным общим анодом аналогичны четвертому варианту исполнения.

Шестой вариант исполнения (фиг. 13) отличается от описываемого выше тем, что в нем использован прямонакальный проволочный катод 53 и одинарный общий анод 54б. Использование конструкции с прямонакальным проволочным катодом и одинарным общим анодом аналогичны третьему и четвертому варианту исполнения соответственно.

Седьмой вариант исполнения (фиг. 14), содержащий внутренние узлы Венельта, которые включают в себя внутренний цилиндр Венельта (фокусирующий электрод косвенного накала) 31, нейтрализующую секцию 32б, косвенный накал 33; внешние узлы Венельта, которые содержат внешний цилиндр Венельта (фокусирующий электрод дискового термокатода) 34, дисковый термокатод 35а; раздельные аноды 36а и магнитную линзу 38, позицией 37 обозначен электронный пучок, отличается от описываемого выше тем, что в нем использована секция нейтрализации ионов 326 вместо ионного уловителя 32а. При соударении ионов с данной секцией происходит их нейтрализация, после которой нейтральные частицы могут быть откачаны вспомогательной откачной системой. Компоновка электронно-лучевой откачной системы с нейтрализацией ионов и дальнейшей откачкой вспомогательной откачной системой в составе вакуумной камеры (фиг. 15), содержащая вакуумную камеру 41, откачиваемую газовую среду 42, патрубок откачной системы 43, вакуумную и электрическую изоляцию 44, генераторы электронного пучка 45, нейтрализующие секции 46б, ионизованную откачиваемую газовую среду 47, электронный пучок 48, нейтрализованные ионы 49, патрубок вспомогательной откачной системы 50, может быть выполнена с креплением к вакуумной камере непосредственно через известный фланец или через любую известную вакуумную арматуру, например, затвор или колено (на фиг. 15 не показано).

Восьмой вариант исполнения (фиг. 16, 17, 18), содержащий катодный электрод 63, анод 64, фокусировочный электрод 61, ионные уловители 62, отличается от описываемого выше тем, что в нем в катодный электрод выполнен в виде множества отдельных электродов, необязательно одинакового размера, с независимым управлением величиной электростатического потенциала, которое осуществляется аналогично устройству, описанному в независимом пункте формулы. Позицией 65 обозначены электронные пучки. Аналогично описанным выше конфигурациям электронно-лучевой откачной системы, в данном варианте исполнения может быть использован катодный электродный элемент с любым механизмом эмиссии, а в случае реализации термоэмиссии - катодный элемент может быть как прямонакальным, так и содержать систему косвенного накала с собственным фокусировочным электродным элементом (не показано на фиг. 16, 17, 18). Может быть реализована конфигурация как с одним анодом, так и с двумя, в том числе с системой охлаждения. Возможна организация откачного процесса с применением нейтрализующей секции вместо ионного уловителя (не показано на фиг. 16, 17, 18). Также возможно применение магнитных линз, соосных электронным пучкам для их фокусировки. Магнитные линзы могут иметь броневой корпус. Особенность такой реализации электронно-лучевой откачной системы заключается в необходимости учета влияния множества электронных пучков друг на друга.

Изобретение относится к области вакуумной техники, а именно к способам и устройствам создания высокого и сверхвысокого вакуума, и может быть использовано, в частности, в технологических процессах напыления тонких пленок и покрытий. Технический результат - повышение энергетической эффективности по сравнению с известными способами и создание системы, реализующей способ. В способе откачки газа, содержащем этапы инициирования электронного пучка группой электродных элементов; образования ионов газа в канале электронного пучка; взаимодействия ионизованного газа и собственного отрицательного заряда электронного пучка; аккумулирования ионизованного газа в канале электронного пучка под действием электростатических кулоновских сил; взаимодействия ионов газа, находящихся внутри канала электронного пучка, с электромагнитным полем группы электродных элементов, предназначенных для инициирования электронного пучка; вытягивания ионов из откачиваемой области, плотность тока поперечного сечения электронного пучка имеет вид функции, содержащей хотя бы один строго локальный максимум. Ионизация атомов откачиваемой среды производится в канале электронного пучка; ансамбль ионов удерживается в канале электронного пучка в виде хотя бы одной продольной структуры. Вытягивание ионизованного газа из откачиваемой области производится источником ионизации - группой электродных элементов, предназначенных для инициирования электронного пучка. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Способ откачки газовой среды из вакуумной камеры, содержащий этапы инициирования электронного пучка группой электродных элементов; образования ионов газа в канале электронного пучка; взаимодействия ионизованного газа и собственного отрицательного заряда электронного пучка; аккумулирования ионизованного газа в канале электронного пучка под действием электростатических кулоновских сил; взаимодействия ионов газа, находящихся внутри канала электронного пучка, с электромагнитным полем группы электродных элементов, предназначенных для инициирования электронного пучка; вытягивания ионов из откачиваемой области, отличающийся тем, что процесс ударной электронной ионизации откачиваемого газа осуществляется посредством электронного пучка, плотность тока поперечного сечения которого имеет вид функции, содержащей хотя бы один строго локальный максимум; ионизация атомов откачиваемой среды производится в канале электронного пучка; ансамбль ионов удерживается в канале электронного пучка в виде хотя бы одной продольной структуры; вытягивание ионизованного газа из откачиваемой области производится группой электродных элементов, предназначенных для инициирования электронного пучка.

2. Откачная система, содержащая электродные элементы, включающие не менее одной пары соосных основных эмиссионных катодных электродов с собственными электростатическими фокусирующими электродными элементами; не менее одного анода, отличающаяся тем, что конструкция генератора электронного пучка способна выполнять функции ионно-оптической системы по вытягиванию ионов из откачиваемой области, генератор электронного пучка и ионно-оптическая система представляют собой единую группу электродных элементов, применяется не менее одной пары генераторов электронного пучка с соосными катодными электродами, катодные электроды имеют центральное отверстие.

3. Откачная система по п. 2, отличающаяся тем, что основные эмиссионные катодные электроды термоэмиссионного типа являются электродами с косвенным накалом.

4. Откачная система по п. 3, отличающаяся тем, что катодные электроды термоэмиссионного типа косвенного накала содержат собственный электродный элемент фокусировки.

5. Откачная система по п. 2, отличающаяся тем, что основные эмиссионные катодные электроды термоэмиссионного типа являются прямонакальными.

6. Откачная система по п. 2, отличающаяся тем, что устройство содержит магнитную катушку, соосную электронному пучку, для фокусировки электронного пучка.

7. Откачная система по п. 6, отличающаяся тем, что магнитная катушка имеет броневой корпус для изменения конфигурации фокусирующего магнитного поля.

8. Откачная система по п. 2, отличающаяся тем, что устройство содержит ионный уловитель.

9. Откачная система по п. 2, отличающаяся тем, что устройство содержит секцию нейтрализации ионов.

10. Откачная система по п. 2, отличающаяся тем, что аноды имеют систему охлаждения.

11. Откачная система по п. 2, отличающаяся тем, что катодный электрод выполнен в виде множества отдельных электродов с независимым управлением величиной электростатического потенциала.

12. Откачная система по п. 11, отличающаяся тем, что основные эмиссионные катодные электроды термоэмиссионного типа являются электродами с косвенным накалом.

13. Откачная система по п. 12, отличающаяся тем, что катодные электроды термоэмиссионного типа косвенного накала содержат собственный электродный элемент фокусировки.

14. Откачная система по п. 11, отличающаяся тем, что основные эмиссионные катодные электроды термоэмиссионного типа являются прямонакальными.

15. Откачная система по п. 11, отличающаяся тем, что устройство содержит магнитные катушки, соосные электронному пучку, для фокусировки электронных пучков.

16. Откачная система по п. 15, отличающаяся тем, что магнитные катушки имеют броневой корпус для изменения конфигурации фокусирующего магнитного поля.

17. Откачная система по п. 11, отличающаяся тем, что устройство содержит ионный уловитель.

18. Откачная система по п. 11, отличающаяся тем, что устройство содержит секцию нейтрализации ионов.

19. Откачная система по п. 11, отличающаяся тем, что аноды имеют систему охлаждения.