ПЛАЗМЕННЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОНОВ Советский патент 1997 года по МПК H01J37/77 

Изобретение относится к электродуговым источникам плазмы, служащим для формирования электронных пучков.

Известны источники электронов в виде разрядной ячейки Пеннинга с извлекающим электродом [1]
Их недостаток состоит в ограничении сверху по току пучка электронов.

Наиболее близким по технической сути является плазменный источник электронов, содержащий катод, промежуточный электрод с контрагирующим отверстием, анод, управляющий и ускоряющий электроды, формирующие пучок электронов [2]
В данном источнике ионизации рабочего вещества осуществляется дуговым разрядом, сжатым отверстием в промежуточном электроде. Повышенные плотность и степень ионизации плазмы позволяют значительно увеличить ток пучка электронов. Однако этот параметр нестабилен, а в ускоряющем промежутке относительно часто наблюдаются пробои.

Целью изобретения является стабилизация тока пучка электронов и повышение электрической прочности ускоряющего промежутка.

Поставленная цель достигается тем, что в плазменном источнике электронов, содержащем катод, промежуточный электрод с контрагирующим отверстием, анод, управляющий и ускоряющий электроды, на поверхности промежуточного электрода, обращенной к катоду, выполнен кольцевой выступ, при этом промежуточный электрод отделен от катода пластиной, поперечный размер который превосходит диаметры как катода, так и выступа, а расстояние между пластиной и промежуточным электродом, равное внутреннему диаметру кольцевого выступа, на порядок величины больше диаметра контрагирующего отверстия.

Устройство, выполненное согласно данному изобретению, представлено на чертеже.

Оно состоит из катода 1, промежуточного электрода с контрагирующим отверстием 2, анода 3, управляющего электрода 4, ускоряющего электрода 5. На электроде 2 выполнен кольцевой выступ 6 и установлена пластина 7, поперечный размер которой превосходит диаметры как выступа 6, так и катода 1.

Работает данное устройство следующим образом. Рабочую полость устройства вакуумируют, между электродами 1 и 3 поджигают дуговой разряд, который сжимается отверстием в электроде 2. Между электродами 4 и 5 прикладывают высокое напряжение, чем формируется электронный пучок. Наличие выступа 6 на электроде 2 и пластины 7 предотвращает попадание паров катода в контактирующее отверстие электрода 2 и в ускоряющий промежуток между электродами 4 и 5. Первый фактор стабилизирует ток пучка электронов в силу стабилизации параметров плазмы, второй повышает электрическую прочность ускоряющего промежутка.

Плазменный источник электронов, содержащий катод, промежуточный электрод с контрагирующим отверстием, анод, управляющий и ускоряющий электроды, отличающийся тем, что, с целью стабилизации тока пучка электронов и повышения электрической прочности ускоряющего промежутка, на поверхности промежуточного электрода, обращенной к катоду, выполнен кольцевой выступ, при этом промежуточный электрод отделен от катода пластиной, поперечный размер которой превосходит диаметры как катода, так и выступа, а расстояние между пластиной и промежуточным электродом, равное внутреннему диаметру кольцевого выступа, на порядок величины больше диаметра контрагирующего отверстия.

Плазменный источник электронов, содержащий катод, промежуточный электрод с контрагирующим отверстием, анод, управляющий и ускоряющий электроды, отличающийся тем, что, с целью стабилизации тока пучка электронов и повышения электрической прочности ускоряющего промежутка, на поверхности промежуточного электрода, обращенной к катоду, выполнен кольцевой выступ, при этом промежуточный электрод отделен от катода пластиной, поперечный размер которой превосходит диаметры как катода, так и выступа, а расстояние между пластиной и промежуточным электродом, равное внутреннему диаметру кольцевого выступа, на порядок величины больше диаметра контрагирующего отверстия.