Автоэмиттер заряженных частиц Советский патент 1984 года по МПК H01J1/304 H01J3/04 

о сферическим утолщенней на верши е.

Полевой эмиттер состоит из конического острия 1 и сферического утолщения 2.

Подготовка эмиттера к работе и его работа осуществляется следующим образом.

Приготовленное электролитическим травлением коническое острие из вольфрама чистотой 99,98 крепится на держателе. Затем держатель с эмиттером устанавливают в вакуумную камеру. Сферическое утолщение на вершинб острия получают прогревом в вакууме 1 мм рт.ст, при 1100°С в течение 3 мин. Соотношение диаметров D/ J 1350 А/715 А 1,9 измеряют по тегевому изображению в электронном микроскопе УЭМВ-Юав, х 10000. Острие с утолщением устанавливают затем в гелиевый автоионный микроскоп. Нагружение острия электрическим полем производят от высоковольтного генератора с плавной регулировкой напряжения в интервале от 1 до 30 кВ с длительностью импульса 5-10 с. Скорость подъема напряжения 4 кВ/мин. Генератор обеспечивает максимальный ток в импульсе 150 А. При этом получено значение плотности тока б -10 А/см-. Вблизи граничных значений отношеНИИ диаметров (D/d 1140A /330 ,5; 1) /сЗ 2270 А /2080 А 1,1) значение плотности тока остается постоянным.

Анализ продуктов испарения при механическом отрыве сферического утолщения на вершине показал, что механический отрыв утолщения, приводящий к повышению напряженности поля, приводит к резкому возрастанию плотности ионного тока, не связанному с плазменным пробоем промежутка анод-катод.

Таким образом, настоящий эмиттер позволяет получить плотность тока на порядок вышеплотности в прототипе Так, с помощью эмиттера, выбранного в качестве прототипа, была получена плотность тока 10 А/см, в то время как с помощью предлагаемого полевого ионного эмиттера была получена плотность тока 6:10 А/см , В связ с этим, эффект, который может быть получен при использовании изобретения по сравнению с прототипом, будет заключаться в энерговыигрыше, пропорциональном возрастанию плотности тока. Этот энерговыигриш увеличится соответственно на порядок при работе предла.гаемого полевого ионного эмиттера при облучении ионным пучком мишени (например, в термоядерном реакторе).

I

Кроме того, данный полевой ионный эмиттер можно получить на стандартном оборудовании и в достаточном количестве, так как возможно одновременное изготовление серии игольчатых эмиттеров с помощью прогрева их в высокотемпературном термостате.

АВТОЭМИТТЕР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, выполненный в ниде металли-ческого острия с коническим оснокани:e.-i, переходящим сфеоичесгкое утог,щение :- Берпины, о т л и ч а ю щ и с я тем, что, г :;i,e. повьиенкя плотьссти ионного тока, отношение диаметра, сферического утод1 1ения D к наи--ены-:ему диаметр - конического осн;ойан ля .- заключено в пределах .. 6 а V Г Сч С с прочность эмиттера на ра: пороговая напряженность ; рения материала рмиттега длeктpичecки 1 полем; потенциал эмиттера. ю