Эмиссия электронов десорбционными плазменными катодами - источниками пучков высокой яркости тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

РГ6 о

ИНСТИТУТ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ

На правах рукописи

ВЫСОЦКИЙ Сергей Александрович

Эмиссия электронов десореционныии гчяавменнмми катодами — источниками пучка» высокой яркости.

Специальность 01.04.20 - Физика пучков наряженных частиц

и ускорительная техника

Автореферат/диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1394

Овшая харак теристика равоты

Актуальность, темы.

В последние годы проявляется интерес к совершенствоваии» существующих и созданию новых линейных индукционных ускорителей электронов а свяаи с исследованиями, связанными с разработкой лазеров н* свободных электронах, созданием энергоемких радиаиион-но-технологических установок для разрушения горных пород» для получения мощных импульсов нейтронов и для использования в медицине. К параметрам этих ускорителей преъявляются специальные трактования, важнейшим из которых является возможность получения лучка электронов с высокой яркость«.

Поскольку яркости пучка на выходе из ускорителя » значитель-ной степени определяется условиями его формирования в инжекторе -электронной пушке и, особенно, используемым катодом, то весьма (актуальной является, задача раэравотки катодов» овеспечиваюших, наряду С другими параметрами, высокую яркость пучка.

В первых ЛИУ использовались термокатоды. Исследования по улучшению их параметров продолжаются и в настоящее apene. Использование наиболее совершенных диспенсериых термокатодов • ряде ЛИУ Позволило получить пучки электронов с относительно' высокой яркость». Эти катоды Имеют стабильные эмиссионные свойства, достаточно долговечны.; В то же время диспенсерные катоды овладеют рядом ««достатков, характерных для оксидных эмиттеров, к их числу относятся! ограниченная эмиссионная способность, высокие требования к вакуумным условиям. Большая мощность нагрева катодов, осовенно при »o/tfaunix площадях эмиттируюшей поверхности, приводит к значительному усложнению конструкции инжектор*, при атом Ме удается получить

печати начали появляться данные экспериментов, проведенных американскими физиками с десорвционными плазменными катодами с диэлек-трическими элементами, выполненными и» ворсовой ткани. Результаты испытаний этих ««толов показали перс пек тивнос т ь применения «тих катодов в ЙИУ.

Ал* оценки возможности применения десорвционмых плазменных катодов в ускорителе ЛИУ 5/5000 на его инжекторе выл выполнен ряд экспериментов, показавшие, что поаовмые катоды имеет . ставильные эксплуатационные характеристики и перспективны для получеш*и лучков электронов высокого качества.

Так как в ранее проведенных исследованиях основное внимание уделялось эксплуатационной пригодности лесорвиионных плазменных катодов, то физика их раеоты оставалась недостаточно изученной. Отсутствовали данные о поэтапной детализации эмиссионного процесса и о влиянии конструкцииквтодов накачествопучка.

Диссертация поевимена решению актуальной задачи - создание новых высоко Эффективных немакаливаемых катодом для сильноточных пушек с высокой яркосты» лучка,

Целью диссертационной равоты является экспериментальное изу-- -чение процесса эмиссии электронов десарвционными плазменными катодами! создание на основе полученных результатов подельного теоретического описания равоты исследованных катодов! разработка рекомендаций по созданию десорвционных ' плазменных катодов, имеющих вольту» долговечность и стабильность равоты« низкий порог, начала эмиссии, высокие эмиссионные характеристик*« и эмиттирукпиих электронные пучки с яркость» на уровне 10*-10" А/рад*см".

чторааотадесорсциоииых плалши тмх катоде» оиределеетея конструкцией катода, .цр»1 т> п тии характеристиками «ысокоеольтных импульса® н« >мюре диада и геометрией оптики пуеки. Поаггому * каждом конкретном случае, подвирая конструкции катода и Форму импульс* напряжении еоэможноадатгтирожать вмиттер -к условиями его екеплуатации и получить пучок электронов с тревуемыми характеристиками. Ра»ра-вотана методика еывора конструкции катода с учетом условий -его эксплуатации.

:3. Дан» рекомендации пс шобру материале» для : иаготовлени* диелектричеекнх агяементо» катода», аееспечивамних высокую долга-вечность источника алектромо». Предложена технологи« изготовления катодов.

■ 1У методика исследования процесса амиссми »лектромо» десоре-

- циоинщми катодами;

- - гг твхиичвскив рвавни«« исполь»ожвнмые при со»д*нии диагиос-• тической аппаратур«»

' ЗТреаул^таты исследования процесса эмиссии влек тронов да сор- ■ ■ анионными ■ плазме» »«ыии катодами^

4) экстагримеитальбиые даинме о влиянии конструкции катода на

- ■■ характеристики пучкам ■

• 5) ' качественная мзде«* »миссии электронов ' десораиионмыни ■

М) -нртодйка вмвора конструкции катодое » зависимости от уело• ■ вий «кспяуатацищ ' .

Основные реэуйьтаты диссертации докладывались

и оасуждались

I *

I

4

I

a. с я г

S £

■h * è g

1

0 «

«r §

ï

* i

ИП

x ï

0 ж

1 ?

e ' i

». «

i i

% ь

с и

11

1 и X

!

« *

п в

I

I I

1

I

и

Г

?

г

з

§

*

fr X

tr

«г

s

я

I«

г

I ««

Л Ь' с «

•т f

g t

X

и «

т

IV Í

*

8

!

*

• X

§ «

S

I «

I

о

m SS

f b

IÍ

Í- Ü

*

Ir

U

! «

¡

H

?5

I s

f í

?