Отражательный триод Советский патент 1979 года по МПК H05H5/00 

1

Изобретение относится к области ускорительной техники и может найти применение для получения сильноточных ионных пучков.

Известен отражательный триод для получения интенсивного ионного пучка, состоящий из анода, вьшолнешюго в виде тонкой (единицы , десятки мкм) водородсодержащей (найлоновой) сетки, укрепленной на металлическом кольце - анододержателе, и металлического катода {l} . При приложении высоковольтного положительного импульса к анодуэлектронный пучок, эмиттируемый катодом, проходит через анод, разогревает его и создает плазму, служащую источником ионов. В связи с. тем, что электроны, прошедщие через анод, создают по другую сторону от него вир уальшз1й катод, ионы, вытягиваемые из анодной плазмы электрггче- ским полем, одновременно движутся к реальному и виртуальному катоду, формируя два ионных пучка, один из которых (движущийся в сторону реального катода)

расходует свою энергиЕо на разогрев катода, а второй (движущийся в сторону виртуального катода) может быть выведен из отражательного-триода для исполь- зоваш я по назначению.

это устройство характеризуется большими потерями электронного пучка из-за попадания на анододержатель; вынужденной генерацией двух ионных пучков один из которых выводится из отражательного триода и, следовательно, не используется по назначению, что также снижает КПД устройства.

Прототипом изобретения является от- ражательнъп1 триод, содержащий соленоид, катод, анод с металлическим анододержа- телем с укрепленной на немводородсоде{ жащей пленкой 2 Цель изобретения - увеличение КПД отражательного триода.

Цель достигается тем, что анод выполнен в виде Гкольца на одном торце которого укреплена тонкая (единица, десятки мкм) водрродсодержащая пленка, а на другом торне, oG|ia uonnciM к катоду, - металлигческая сетка с г1 1Озрг1чиостью О,80,9 на тяжелогчз тугопллвкогх металла (на111)имер, тантала), причем высота кольца d соотносится с длительностью высоковольтного импульса tr , прилпгаемогх) к аноду, как d 10 Т, где d - в сантиметрах, а ТГ - в секундах. На чертеже дана принципиальная схема отражающего триода. Триод состоит из катода 1, анода 2, размешенных в корпусе 3, установленнокс внутри соленоида 4, создающего продольное магнитное поле. На торцах анода 2 укреплены со стороны катода 1 сетка 5 большой прозрачности (0.8-О,9), выполненная из тяжелого тугоплавкого металла, например тантала, а с противоположной стороны - тонкая (единица, деСятки мкм) пленка 6 из водородсодержащего материала, например полиэтилена. В триоде предусмотрен патрубок 7 для вывода ионного пучка. Устройство работает .следующим образом. При поступлении высоковольтного положительного импульса на анод 2 электронный пучок 8, эммитируемый с катода L, движется в сторону анода 2 и, многократно проходя через водородсодержащую пленку 6, генерирует водородсодержащую плазму. При этом со стороны выводного патрубка 7 колеблющиеся электроны создают виртуальный катод 9. Благодаря большой прозрачности сетки 5 и ее высокой тугоплавкости плазма на поверхности сетки не образуется. Ионы водорода, вытягиваемые из плазмы, образованной на поверхности пленки со стороны виртуального катода, движутся к нему, формируя ионный пучок 1О, который выводится через патрубок 7 для использования по назначению. В то же время электрическо поле редльного катода 1 блокировано сет кой 5 и не проникает к пленке 6, вследствие чего ионы плазмы, генерированной на пленке (J со стороны реаль.ного като- да 1, не будуг ускоряться в его сторону. Эта картина наблюдается в .течение времени, необходимого для прохождения плазмой, образованной на пленке, paccTXJяния, равного высоте кольца - анододержателя. Исходя из того, что экспериментально определенная скорость плазмы составляет (2-8) 10 см/с, необходимая высота кольца анододержателя может быть определена из следующего соотношения: d io-tr, где - длительность используемого импульса высокого напряжения, прилагаемого к аноду, в секущах. Например, для С 10 с d 0,8 см. Формула изобрете ни я Отражательный триод, содержащий соленоид, катод, анод с металлическим анододержателем с укрепленной на нем водородсодержащей пленкой, отлич.ающ и и с.я тем, что, с целью увеличения КПД, анод выполнен в виде кольца, на одном торце которого, обращенного к кй- тоду и противоположного торту с водородсодержащей пленкой, укреплена металлическая сетка с прозрачностью 0,8-О, 9, вьшолненная из тугоплавкого металла, причем высота кольца S соотносится с: длительностью приложенного импульса Т , как d 10 , где - в секундах, d - в сантиметрах. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Заявка № 2431О12/18-25, кл. И О5 Н 5/ОО, 1976, по которой принято решение о вьщаче авторского .. свидетельства. 2.a.Cioe.een e-tat.. ph-ss-R.e.v. Le-ttev-, vot- , Humt&r iB, -1 noNjyevnber,p 1256 -12 ьа