Плазменный диод Советский патент 1988 года по МПК H05H1/00 H01J1/30 

точной электронике и может найти применение в ускорительной, лазерной технике, промышленной технологии связанной с применением электронных пучков.

Целью изобретения является повышение эффективности токоотбора пучка электронов за счет использования конденсированного газа в качестве инициатора катодной плазмы.

На чертеже схематично показан плазменный диод.

Диод содержит вакуумную камеру 1, 15 точно небольшой амшштуды 50 кВ.

проходной высоковольтный изолятор 2, катодную ножку 3 с криогентом, ини циат.ор 4 катодной плазмы, анод 5, источник 6 газа и устройство 7 для напуска газа.

Диод состоит из катодного узла, который содержит криогент, заливаемый азотом, в катодной ножке 3, оканчивающейся ппоской металлической . подложкой, на которую осаждается твердый газ - конденсат. Кроме этого, в вакуумную камеру введено устройство 7 для напуска газа, соединенное с источником 6 газа. Анод 5 имеет стандартное исполнение - фоль- ЗО натекателя до Р 8 Ю Торр. Затем

Происходит взрывообразноё испарение ко щенсированного газа. Затем он ио низируется автоэлектррнами с инициа тора катодной плазмь и таким обра-

20 зом формируется катодная плазма, из которой электрическим полем вытяги- .вается пучок электронов.

В примерах реализации использова лись пары воды и ксилола, у которых

25 при температуре жидкого азота давле ние насыщенного пара меньше рабоче давления в вакуумной камере IP «-5 10 Торр, Н any екание паров осуществлялось посредством прецезионно

,

га или металлическая сетка. Вакуумная камера 1 может быть металлической, Давление остаточного газа в диоде - .

Устройство работает следующим образом. . °

Вначале в вакуумную камеру 1 плазменного диода напускается газ или пары жидкости от источника 6 газа (пара) через устройство 7 для напуска газа (натекатель). При этом поддерживается некоторое давление остаточного газа в вакуумной камере 1. Затем осаждается инициатор А катодной плазмы на металлическую подложку катодной ножки 3 путем ее охлаждения жидким азотом посредством его заливки в криогент. При.этом в зависимости от давления остаточного газа и температуры подложки подбирают условия для создания слоя твердого газа. Так, при Р - 5-10 Торр и температуре жидкого азота на поверхности подложки катодной ножки 3 будет наршциваться твердый слой моле- кул воды при напуске паров воды.. Согласно диаграмме тройной толчки для каждого газа можно найти температуру t°C, при которой давление насьпденнодавления в вакуумной камере 1.

Это означает, что при данной тем- пературе напускаемый газ будет конденсироваться на охлажденной поверх-; кости катодной ножки. Он будет представлять собой газ в твердой фазе и инициатор катодной плазмы. Посколь- ку слабая связь монослоев твердого газа с инициатором катодной плазмы намного меньше внутренних связей в самом инициаторе, то при подаче импульса ускоряющего напряжения достанатекателя до Р 8 Ю Торр. Затем

Происходит взрывообразноё испарение ко щенсированного газа. Затем он ионизируется автоэлектррнами с инициатора катодной плазмь и таким обра-

зом формируется катодная плазма, из которой электрическим полем вытяги- вается пучок электронов.

В примерах реализации использовались пары воды и ксилола, у которых

при температуре жидкого азота давление насыщенного пара меньше рабочего давления в вакуумной камере IP «-5 10 Торр, Н any екание паров осуществлялось посредством прецезионного

,

5

0

происходило охлаждение катодной ножки азотом и на поверхности металли- . ческой подложки создавался инициатор катодной плазмы в виде твердого газа. Частота работы диода при этом ограничена временем намораживания твердого газа и в экспериментах составляло 0,01 Гц. Напряжение, при котором формировалась однородная катодная плазма, составляло 545 кВ при зазоре между анодом и катодом- I см. При использовании- в катодной ножке вместо подложки многоострийно- го катода порог по напряжению снижал5 ся до 10 кВ.

Предложенный диод позволяет повысить эффективность токоотбора при низких, ускоряюи их напряжениях на диоде.

Техническое преимущество предложенного пдазменного диода состоит в улучшении физических характеристик диода по сравнению с известным, а именно в увеличении эффективности

е токоотбора пучка электронов.

Формула изобретения Плазменный диод, включающий вакуумную камеру, проходной высоковольт0

313623АЗ4

ный изолятор, анод, катодную ножку св качестве инициатора катодной ппазинициатор м катодной плазмы, от л и мы, вакуумная камера содержит устройчающийся тем, что, с целью повыше- ство для напуска газа, а катодная ния эффективности токортбора за счет ножка дополнительно содержит объем использования конденсированного газа для заливки криолита.

Составитель Г. Жукова Редактор Т. Иванова Техред Л.СердюковаКорректор М. Максимишннец

Заказ 3403. Тираж 746Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий Н3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое пр1едщ иятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к сильноточной электронике. Плазменный диод ;содержит вакуумную камеру 1, проходной высоковольтный изолятор 2, ка.тодную ножку 3, оканчивающуюся плоской металлической подложкой, на которую осаждается твердый газ-конденсат, и полость для заливки криолита, инициатор 4 катодной плазмы, анод 5, источник 6 газа и устройство 7 для напуска газа. Повъппается эффективность т окоотбора пучка электронов за счет использования конденсированного газа в качестве инициатора катодной плазмы. 1 ил. с У////////////////////////У YM7//jY//////// у; т У//А 7///////У/7///У//////.уУ/////// f т f