Проведены исследования эмиссионных свойств плазмы сильноточных импульсных дуговых разрядов с полым анодом в наносекундном временном интервале. При ускоряющем напряжении (200-240) кВ и длительности импульса до 300 нсек получен электронный пучок с током 1000-1200 А при плотности тока до 10 А/см2.

Было установлено, что данный тип эмиттеров не уступает ферроэлектрическому и металлокерамическому катодам по величине тока пучка, и в то же время заметно превосходит их по ресурсу, стабильности параметров пучка в течение импульса, их повто-ряемости от импульса к импульсу, а также по равномерности распределения плотности электронного тока по сечению пучка. От систем на основе тлеющего разряда с полым катодом данные эмиттеры обеспечивают больший электронный ток и более высокую однородность распределения плотности тока. Предполагается использование данного типа эмиттеров в СВЧ генераторах типа Passotron. Работы проводятся совместно с институтом "Технион", Хайфа, Израиль.

Созданы и исследованы два типа плазменных эмиттеров электронов на основе дугового разряда. В плазменном эмиттере электронов на основе вакуумного дугового разряда (рис.1) для улучшения равномерности распределения плотности тока по сечению пучка и увеличе-ния ресурса эмиттера использованы шесть дуговых генераторов Во втором типе эмиттере (рис.2). генерация плазмы осуществляется дуговым контрагированным разрядом. Отличительной особенностью использования плазменных эмиттеров такого типа является их работа в режиме предварительного заполнения плазмой ускоряющего промежутка. Значительно снизить (на два порядка) концентрацию плазмы в зазоре удалось подбором эмиссионной сетки и выбором резистора автосмещения в цепи сетки. Практически оба типа эмиттеров имеют близкие параметры и практически одинаковые распределения по сечению электронного пучка, достигнутые без применения специальных мер по улучшению распределения. Однако ток эмиссии второго ограничивался контракцией разряда, в то время как для первого пока не вы-явлено ограничение по разрядному току. Несмотря на это второй эмиттер имеет больший ресурс работы.


Рис.1. Плазменный эмиттер на основе дугового разряда низкого давления: ток разряда 3,6 кА, длительность разрядного тока 5-6 мкс, давление в вакуумной камере (3-4) 10-4 мм рт ст, ток пучка 1000-1200 А. нестабильность амплитуды тока электронного пучка менее 10%.


Рис.2. Схема источника электронов с эмиттером на основе дугового контрагированного разряда низкого давления: ток основного разряда 800-1000 А, форма импульса тока разряда синусоидальная с длительностью по основанию 4-5 мкс. Ток пучка 700-900 А.

Руководитель работ - д.т.н. Окс Е.М.