CS200163B2 - Method of high frequency electrical oscillations exciting and device for execution of this method - Google Patents

Method of high frequency electrical oscillations exciting and device for execution of this method Download PDF

Info

Publication number
CS200163B2
CS200163B2 CS722486A CS248672A CS200163B2 CS 200163 B2 CS200163 B2 CS 200163B2 CS 722486 A CS722486 A CS 722486A CS 248672 A CS248672 A CS 248672A CS 200163 B2 CS200163 B2 CS 200163B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
plasma
dielectric
chamber
potential
metastable atoms
Prior art date
Application number
CS722486A
Other languages
English (en)
Inventor
Pavel Imris
Original Assignee
Pavel Imris
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pavel Imris filed Critical Pavel Imris
Publication of CS200163B2 publication Critical patent/CS200163B2/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/26Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using energy levels of molecules, atoms, or subatomic particles as a frequency reference
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/01Handling plasma, e.g. of subatomic particles

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu buzení vysokofrekvenčních oscilací a zařízení pro provádění tohoto způsobu. Využívá se vyzařování energie z metastabilních atomů v plazmatu, přičemž energie se uvolňuje v důsledku nepružných srážek mezi atomy a nabitými částicemi, například ionty a elektrony plazmatu. Srážky nastávají na vnitřním povrchu stěn dielektrické radiační komory, ve které se plazma vytváří.
K buzení vysokofrekvenčních elektrických oscilací se až dosud používaly elektronické generátory nejrůznějšího provedení, ve kterých se jako . aktivních prvků používá elektronek a různých ’ polovodičových součástek. Elektronické generátory mají společný nedostatek spočívající v tom, že se jejich účinnost při zvyšování kmitočtu snižuje. Zejména při použití polovodičových aktivních součástek je pak na vysokých kmitočtech omezen i výkon těchto elektronických generátorů.
Úkolem vynálezu je odstranění nedostatků známých způsobů a zařízení pro buzení vysokofrekvenčních oscilací. Úkolem vynálezu je tedy nalezení ' principiálně odlišného způsobu a zařízení, které umožní zvětšení kmitočtového rozsahu a získání oscilací o dosud neznámém průběhu.
Uvedený úkol je vyřešen způsobem buze- ?
ní vysokofrekvenčních elektrických oscilací, jehož podstata spočívá podle vynálezu v tom, že se vytváří plazma obsahující metastabilní atomy v dielektrické komoře, toto plazma se udržuje na vyšším potenciálu, než· je potenciál země a podél . povrchu dielektrika této komory se udržuje dostatečná . koncentrace na povrchu tohoto dielektrika pro vytvoření iontového proudu na tomto povrchu a tím pro vytvoření vysokofrekvenčních impulsů elektrického pole z nepružných srážek metastabilních atomů s nabitými částicemi na povrchu dielektrika.
Jeden povrch dielektrika se přitom udržuje na prvním potenciálu vytvářením plazmatu obsahujícího metastabilní atomy na povrchu tohoto dielektrika a . na protilehlém povrchu dielektrika se umístí · druhé plazma, přičemž vytvářené plazma vytváří dostatečnou koncentraci metastabilních . atomů na prvním povrchu dielektrika . pro vyvolání iontového proudu na tomto povrchu dielektrika.
Povrch dielektrika se . na prvním potenciálu udržuje přiváděním elektrického potenciálu na elektrický vodič umístěný u tohoto povrchu dielektrika.
Plazma se vytváří z přibližně 1 % nabitých ’ ‘ častit, například iontů a elektronů, přibliž20016 3 ně z 33 % kvazineutrálních částic, přičemž zbývající částice plazmátu jsou neutrální.
Uvedený úkol je rovněž vyřešen zařízením pro provádění uvedeného způsobu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje komoru, jejíž alespoň jedna stěna je z dielektrika, dále prostředky pro udržování jednoho povrchu této dielektrické stěny na prvním potenciálu. a konečně prostředky pro vytváření plazmatu obsahujícího metastabilní atomy u protilehlého povrchu této dielektrické stěny . a pro udržování tohoto plazmatu na potenciálu vyšším než je potenciál země.
Prostředky pro udržování jednoho povrchu tohoto dielektrika na prvním potenciálu zahrnují prostředky pro vytváření jiného plazmatu vybuzených a metastabilních atomů u uvedeného povrchu dielektrika.
Prostředek pro udržování jednoho povrchu této dielektrické stěny na prvním potenciálu je tvořen elektrickým vodičem, umístěným u tohoto povrchu.
Nový vyšší . účinek způsobu a zařízení · podle vynálezu spočívá v tom, že umožňuje buzení vysokofrekvenčních impulsů, které mají vlastnosti zcela odlišné od vlastností běžných vysokofrekvenčních impulsů. Zařízení podle vynálezu představuje zdroj pilovitých impulsů, avšak tyto impulsy, které mají jednu polaritu, mají na své vzestupné hraně dosud neznámou podélnou oscilaci elektrického pole. Tato podélná oscilace je v kmitočtovém rozsahu podobném kmitočtovému rozsahu fotonů, například asi 1012 až ΙΟ23 kmitů za sekundu. Když takové podélné oscilace elektrických.polí jsou buzeny v uzavřeném elektrickém obvodu na odporu nebo jakékoliv jiné vhodné zátěži, pak proud, který je provází, jeví neobvyklé vlastnosti a neřídí se klasickým Ohmovým zákonem. Tyto vlastnosti budou popsány níže.
Označení „kmitočet“ označuje střední · opskovací kmitočet impulsů. Pod označením „podélné oscilace“ se rozumí dosud neseznané podélné oscilace, které se vyskytují na vzestupných hranách impulsů a jsou označovány OS/s. Tyto podélné oscilace mají kvantové vlastnosti a nejsou kumulativní.
Zdrojem energie vysokofrekvenčních oscilací podle vynálezu je vyzařování energie z metastabilních atomů v plazmatu. K tomu účelu se užívá zařízení podle vynálezu, ve kterém se vytváří plazma. . Zařízení .je vždy zapojeno v elektrickém obvodu, takže plazma je udržováno na vysokém elektrickém potenciálu proti zemi a metastabilní atomy samotné jsou nuceny se koncentrovat na povrchu stěn zařízení. Iontový elektrický proud proudí po vnitřním povrchu dielektrických stěn zařízení a mezi metastabilnímí atomy. Dochází k nepružným srážkám soustředěných metastabilních atomů s nabitými částicemi, ionty a elektrony iontového proudu a . na povrchu dielsktrika.
Elektrické . impulsy vznikají na vnitřním povrchu dielektrických stěn zařízení, kde nastávají nepružné srážky mezi skupinami metastabilních atomů a nabitými částicemi iontového proudu. Skupiny metastabilních atomů, koncentrovaných na povrchu dielektrické stěny, mohou být považovány za řadu mikrokondenzátorů napříč dielektrické stěny a proti zemi. Kapacita) daného mikrokondenzátoru je určena řadou činitelů:
Povrchovou plochou, kterou zaujímá skupina metastabilních atomů, obvykle v rozsahu angstromů, počtem metastabilních atomů ve skupině, zdánlivým vnějším nábojem metastabilních atomů ve skupině vůči zemi, tento zdánlivý nebo fiktivní náboj je přímo úměrný absolutnímu potenciálu a má teoretickou horní mez 10u voltů, dielektrickou konstantou dielektrika a tloušťkou dielektrika.
Předpokládá se, že · nepružnou srážkou skupiny metastabilních atomů s nabitými částicemi iontového proudu nastává následující děj: Metastabilní atomy ve skupině tvoří zhušťující se shluk, čímž se zmenší plocha, kterou skupina zaujímá. Zmenšení plochy vyvolává zmenšení kapacity mikrokondenzátoru. To zase vyvolá zvýšení potenciálu mikrokondenzátorů, a tak, protože kapacitní odpor kondenzátoru je nepřímo úměrný potenciálu, vyvolá zvýšení potenciálu mikrokondenzátoru stoupnutí potenciálu na dobu, o které se předpokládá, že v ní vznikne jeden pozoruhodný impuls.
Doba nabíhání impulsu je v podstatě doba, kterou skupina metastabilních atomů potřebuje pro soustředění na malou oblast na vnitřním povrchu dielektrické stěny. Tento čas je důležitým parametrem a může být definován jako „kinetika srážky“ mezi metastabilními atomy a mezi nabitými částicemi iontového proudu. Tato kinetika může být ovlivněna tím, že se mění některé parametry, což bude popsáno později.
Tato doba je důležitá také pro určení průběhu podélných oscilací na vzestupných hranách .impulsů. V okamžiku, kdy se nabité částice srazí s metastabilními atomy stěsnanými na malé povrchové ploše, klesne elektron ve vnější oběžné dráze metastabllního atomu na oběžnou dráhu s nižší energií nebo na svou · normální dráhu. Normálně lze očekávat, že energie uvolněná při takovém ději se vyzáří fotony jako světlo. Avšak . za podmínek podle vynálezu tomu tak není. Energie uvolněná metastabilním atomem se přemění na oscilační energii elektrického pole . mikrokondensátoru. Tato oscilace je ve stejném ' oscilačním rozsahu ' jako oscilace fotonu vysílaného za normálních podmínek jako světlo. Předpokládá se dále, že tato uvolněná energie budí podélné oscilace podle vynálezu.
Zařízení podle vynálezu používá plazmatu složeného přibližně z . 1 · % nabitých částic, například iontů a elektronů, z přibližně 33 % kvasineutrálních částic a zbytek · částic je pro velmi krátké období tvořen neutrálními atomy. M^1^<^^itabilní atomy . vznikají jako část plazmatu na poměrně krátkou
S 6 dobu z kvasineutrálních částic a z neutrálních atomů plynu.
Plazma může být získána nejrůznějšími techniKami, napfíKlad.
Ionizačním dějem v normálním doutnavém výboji buzeném v plynech o nízkém tlaku; ionizačním dějem buzeným proudem kondenzátoru v zařízení podle vynálezu; částečnou ionisací buzenou radioaktivní emisí, alfa, beta a gama; ionisací vznikající v důsledku vysokých teplot; kombinací uvedených technik.
V zařízení podle vynálezu se plazma vytváří v blízkosti dielektrika. Dobrá funkce zařízení závisí na kontrole poměru počtu metastabilních atomů к počtu nabitých částic v plazmatu. Tento poměr určuje tvar výstupního impulsu, na jehož vzestupné hraně jsou podélné oscilace. Kmitočet impulsů a podélných oscilací je dán poměrem počtu metastabilních atomů к počtu nabitých částic iontového proudu protékajícího v plazmatu. Počet metastabilních atomů může být řízen:
Absolutním elektrickým potenciálem plazmatu proti zemi; tlakem plynu v plazmatu; elektrickou vodivostí plazmatu; dielektrickou konstantou a tloušťkou dielektrika v zařízení.
Počet nabitých částic iontového proudu může být ovlivňován zátěží zařízení.
Kmitočet impulsů je dán celkovou vnitřní povrchovou plochou dielektrické stěny zařízení.
Kmitočet podélných oscilací závisí na použitém plynném prostředí, tlaku uvnitř zařízení a podobných činitelích, které by řídily vlastnosti vysílaného světla za normálních podmínek.
Podélná oscilace na vzestupné hraně impulsu vznikají v důsledku použití zvláštního plazmatu a celkové konstrukce zařízení. Parametry plazmatu se regulují tak, aby se udrželo maximální soustředění metastabilních atomů v zařízení, přibližně 1 % nabitých částic kladných a záporných iontů, včetně elektronů a kvasineutrálních a neutrálních atomů. Alespoň jedna stěna zařízení, která odděluje plazma od referenčního potenciálu země, je z dobrého dielektrického materiálu. Plazma se udržuje na vysokém elektrickém potenciálu proti zemi. Tento elektrický potenciál plazmatu proti zemi je nazýván absolutním potenciálem. Absolutní elektrický potenciál vytváří metastabilní atomy a udržuje je po poměrně dlouhou dobu na stěnách radiační komory; také vybírá metastabilní atomy ze směsi plazmatu a řídí je nebo tlačí je ke stěně zařízení. Zařízení je konstruováno tak, že napříč plazmatu může proudit proud iontů a elektronů. Tento proud iontů a elektronů teče mezi metastabilními atomy na povrchu dielektrika v zařízení. Absolutní potenciál plazmatu má přídavnou úlohu, to jest tlačí proud iontů a elektronů ke stěnám zařízení v sousedství metastabilních atomů. Zařízení podle vynálezu lze považovat za analogii nebo za zjednodušený případ elektrického kondenzátoru, jehož desky jsou tvořeny plazmatem. Desky tohoto náhradního kondenzátoru jsou připojeny na elektrody v sérii s'napájecím zdrojem a s vysokým ohmickým odporem. Na tomto ohmickém odporu se vytváří absolutní potenciál plazmatu. proti zemi.
Vynález je v dalším objasněn na neomezujícím příkladu jeho provedení, který je popsán pomocí připojených výkresů, kde schematicky znázorňuje:
obr. 1 v částečném řezu a šikmém průměru část zařízení podle vynálezu při užití čtyř elektrod, obr. 2 v částečném řezu a šikmém průmětu část jiného provedení zařízení podle vynálezu při použití dvou elektrod, obr. 3. v částečném šikmém průměru jiné provedení zařízení při užití čtyř elektrod a dvou souosých skleněných válců, které tvoří dvě oddělené komory pro plazma, obr. 4 v částečném řezu a v šikmém průmětu další provedení zařízení podle vynálezu s dvěma elektrodami a jedinou komorou s plazmatem, obr. 5 v průřezu další provedení zařízení podle vynálezu s dvěma elektrodami a dvěma komorami s plazmatem, obr. 6 v částečném řezu další provedení zařízení podle vynálezu s jedinou komorou s plazmatem a kovovou deskou, obr. 7 v řezu zařízení obdobné zařízení z obr. 5, rozdíl spočívá v tom, že mezi oběma komorami s plazmatem jsou vytvořeny otvory, obr. 8 v částečném řezu a v šikmém průměru další provedení zařízení podle vynálezu, ve kterém je použito jediné komory, dvou elektrod a vnitřní dielektrické desky, oddělující elektrody, obr. 9 v částečném řezu a v šikmém průmětu část zařízení podobného zařízení z obr. 1, s tím rozdílem, že obě komory s plazmatem jsou odděleny kovovou deskou, obr. 10 zjednodušené schéma základního elektrického obvodu, ve kterém je zapojeno zařízení podle vynálezu v provedení podobném provedení z obr. 3, obr. 11 zjednodušené schéma jiného elektrického obvodu, ve kterém je zapojeno zařízení podle vynálezu, kde je jako zátěže na obvodu užito elektrostatického srážecího přístroje, obr. 12 pohled na elektrický obvod, ve kterém je zapojeno zařízení podle vynálezu, znázorněné v řezu. Zařízení je v provedení z obr. 9, obr. 13 elektrický obvod, ve kterém je zapojeno zařízení podle vynálezu v provedení podle obr. 5, obr. 14 průběh výstupních impulsů ze zdroje stejnosměrného proudu, které jsou generovány zařízením podle vynálezu, obr. 15 průběh výstupních impulsů ze zdroje střídavého proudu, které jsou vysílány zařízením podle vynálezu a obr. 16 závislost součinu celkové energie impulsu a kmitočtu impulsů na tlaku plazmatu v pascalech.
Na obr. 1 je znázorněna část zařízení podle vynálezu, které je . tvořeno čtyřelektrodovou radiační komorou, která sestává ze dvou komor 11, 12, které jsou · vymezeny vnitřní stěnou 13 z dielektrika, která komory 11, 12 odděluje, a vnějšími stěnami 14, které uzavírají a vymezuje obě komory 11, 12, to jest oddělení s plazmatem. Vnější stěny 14 jsou, rovněž z dielektrickélio materiálu. Jedna dvojice elektrod 15, 16 je umístěna v komoře 12 v blízkosti · horního a spodního konce této komory 12 a těsně u povrchu vnitřní . stěny. 13. Podobná dvojice elektrod 17, 18 je umístěna v komoře 11 v blízkosti protilehlých konců této komory 11 a těsně u povrchu vnitřní stěny 13. K elektrodám 15, 16, 17, 18 jsou připojeny elektrické přívody 19, 28, 21, 22, které procházejí vnější stěnou 14 zařízení na vnější stranu zařízení. Při obvyklém způsobu provozu zařízení se k svorce přívodu 19 připojí vysoké napětí. Přívody 20 a 21 jsou navzájem . propojeny odporem nebo jinou impendancí a přívod 22 je přes zátěž spojen se zemí. Mezi elektrodami 15 a 16 a elektrodami 17 a 18 se vytváří plazma. Při provozu zařízení je iontový proud 'přítomen na obou povrchách dielektrické vnitřní stěny 13. Elektrody 15, 1G, 17 a 18 mají s výhodou půlkruhový průřez, přičemž plochá část je umístěna těsně u povrchu vnitřní stěny 13.
Elektrody 15, 16, 17, 18 mohou být z . jakéhokoliv kovu, který je dobrým vodičem a nepřekáží vytváření plazmatu. Vnitřní stěna 13 ' a dielektrický materiálu vnějších stěn 14 zařízení mohou být tvořeny keramickými materiály nebo křemenem, s výhodou s vysokou dielektrickou konstantou.
Na obr. 2 je obměna zařízení podle vynálezu. Toto ' dvouelektrodové provedení zařízení je v určitém smyslu podobné jedné polovině zařízení podle . obr. 1. Komora 25 s plazmatem je vymezena pláštěm 26 z . dielektrika, který. je . znázorněn se čtyřmi . stěnami. Elektrody 27,. 28 . jsou- umístěny v horní m ve spodní části komory 25 u jedné stěny pláště
26. Elektrody 27 a 28 mají také půlkruhový průřez a jejich plochá část je umístěna těsně u vnitřního povrchu stěny 26a. Elektrody
27, 28 jsou spojeny s přívody . 29, 30, které procházejí na vnější stranu komory 25, kde jsou Zapojeny do elektrického obvodu, který bude popsán později.
Na dielektrické stěně 26a, je přiložena kovová deska 32. Tato kovová deska 32 je s výhodou položena na dielektrický materiál stěny 28a. Jedním způsobem pro uvedení této kovové .desky 32 do těsného styku se stěnou ; 26a je napařit kovovou vrstvu na vnější povrch. stěny . 2Sa. . K protilehlým koncům kovové desky 32 . jsou připojeny dva přívody 33, 34.
Na obr. 3 je znázorněno čtyřelektrodové zařízení válcového tvaru.1 Toto zařízení je znázorněno v šikmém průmětu, přičemž část vnějších stěn je odstraněna, aby byly patrné vnitřní detaily. Toto zařízení sestává ze dvou souosých . skleněných válců 35, 36, které vymezují dvě oddělené komory 37, 38 s plazmatem. Vnitřní komora . 37 je uvnitř vnitřního válce 36 a vnější komora 38 s plazmatem je v prostoru mezi vnějším povrchem vnitřního válce 36 a vnitřním povrchem vnějšího válce 35. Dvojice elektrod 39, 40 je uložena uvnitř . vnitřního válce 36 poblíž konců tohoto vnitřního válce 36. Elektrody 39, 40 mají s výhodou válcový tvar a dosedají na stěny vnitřního válce 36. Druhá dvojice elektrod 41, 42 je umístěna ve . vnější komoře 38 s plazmatem poblíž vnějšího konce válce 35 obklopujícího vnitřní válec 36 a zhruba v místě, kde jsou uspořádány elektrody 39 a 40 vnitřního válce 36. Ke čtyřem elektrodám 30, 46, 41 a 42 jsou připojeny čtyři přívody 43, 44, 45 a 46, které procházejí na vnější stranu zařízení.
Na obr. 4 je znázorněn šikmý průmět dalšího provedení zařízení, přičemž na přední straně zařízení je část vynechána, aby byly patrné podrobnosti uvnitř. Komora 46 s plazmatem je uzavřena . válcovým pláštěm 47, který je obvykle z. dobrého dielektrického materiálu, například skla nebo křemene. U konců válcovitého pláště. 47 jsou uspořádány elektrody 48 a 49 válcového tvaru, které dosedají na vnitřní povrch válcového pláště 47. Z elektrod 48, 49 vybíhají stěnou válcového pláště 47 na vnější stranu zařízení přívody 50, 51.
Kolem válcového pláště 47 je . uspořádán válec 52 přiléhající těsně na tento válcový plášť 47 a opatřený naprotilehlých koncích přívody 53, 54. Druh elektrické vodivosti válce 52 . je jedním z činitelů určujících vlastnosti vysílaných impulsů. Je-li válec 52 z látky o dobré elektrické vodivosti, například médi nebo z jiného kovu, pak napětí vysílaných impulsů bude podél podélné osy zařízení konstantní. Jestliže válce 52 . jsou z materiálu o vysokém elektrickém odporu, pak potenciál impulzu se bude podél zařízení měnit a nebude konstantní. Předpokládá se, že příčina tohoto . jevu spočívá . v tom,. . že rozložení elektrického potenciálu po válci . 52 je takové, že neustále mění své místo nebo místní absolutní potenciál plazmatu měřeného vůči zemi nebo vůči jinému referenčnímu potenciálu. Je-li průběh odporu válce 52 podél jeho délky lineární, bude . se napětí vytvářených impulsů měnit lineárně. Jestliže však průběh odporu válce 52 není lineární, sleduje napětí impulsů nelineární rozložení absolutního potenciálu.
Podobné jevy lze pozorovat u ostatních provedení zařízení podle vynálezu.
Na obr. 5 je znázorněn řez jiným provedením zařízení podle vynálezu. Zařízení je opatřeno dvěma elektrodami . 57, 62 a jsou v něm vytvořeny dvě komory 55, 60 s plazmatem. Vnitřní komora 55 s plazmatem je vy200163 mezena· válcem 5S z dielektrlckého materiálu. Do jednoho konce válce 56 zasahuje kovová elektroda ,57, která je vůňrválci 5$ . utěsněna a;je k němu připojena · těsněním 58 ’ 2 díelekrického materiálu. K elektrodě 57 je připojen přívod 59, který prochází na vnější stranu · zařízení. Vnější komora 60 · s plazmatem’ je ’ vymezena vnější stranou válce 56 a vnitřní stranou druhého válce ’ 61 z dielektrického materiálu, ktéřý ’ obklopuje · tu část prvního válce 56, ve které ’ sé vytváří plazma. Oba válce 56, 61 jsou navzájem 'spojeny neznázorněným těsnicím kroužkem. ’ Do' ’ vnější komory 60· s plazmatem vybíhá od jednoho konce válce 61 elektroda 62, která je uložena v těsnění 63 z dielektrlckého materiálu. S vnější stranou zařízení · je elektroda 62 spojena přívodem 64. Zařízení v tomto provedení je vyrobeno například ze skla nebo křemene. Hlavy · elektrod 57, 62 mají s výhodou tvar polokoule.
Na obr. 6 · je znázorněn řez jiným provedením zařízení podle vynálezu. Toto zařízení je obdobou zařízení podle obr. 5 s tím rozdílem, že vnější komora je nahrazena kovovým pláštěm 65. Obdobné součásti obou provedení jsou opatřeny stejnými vztahovými značkami. Komora 55 s plazmatem ’ je vymezena válcem 56 z dielektrického materiálu, na jehož konci je uspořádána elektroda 57, uložená ve válci 56 těsněním 58· a spojená s přívodem 59. Válec 56 je obklopen pláštěm 65. Válcový plášť 65, který je elektricky vodivý, je spojen s elektrickým přívodem 66.
Na obr. .7 je znázorněno další provedení zařízení podle vynálezu, které je obdobou zařízení podle obr. 5. Obdobné součásti těchto provedení jsou označeny shodnými vztahovými, značkami. . V obou provedeních je vytvořena vnitřní komora 55 s plazmatem a vnější komora 60 s plazmatem. Vnitřní komora 55 je vymezena válcem 56 z dielektrického materiálu a vnější komora 60 je vymezena stěnou válce 61 z dielektrického materiálu. ’ V jednotlivých komorách 55, 60 s plazmatem jsou uspořádány elektrody 57, 62, které jsou spojeny s přívody 59, 64. · Konstrukční rozdíl mezi provedeními z obr. 5 a 7 spočívá v tom, že v provedení podle obr. 7 je · vytvořeno spojení mezi vnitřní komorou 55 a vnější komorou 60 s plazmatem. Toto · spojení je provedeno řadou otvorů 67, které jsou vytvořeny po obvodu horní části vnitřního válce 56. Rozdíl v ’ činnosti mezi provedeními znázorněnými na obr.- 5 ’ a 7 spočívá v tom, že v obou komorách 55, 60 se metastabilní atomy nacházejí na vnitřních a vnějších stranách válce 56. Metastabilní atomy vykonávají nepružné srážky s nabitými částicemi, například elektrony a ionty, a tím vzniká' elektrický · proud. U zařízení podle obr. 7 se vyskytuje přídavný iontový proud, který ’ z jedné komory 55 do · druhé komory 66 prochází otvory 67.
Obr. 8 znázorňuje další jiné zařízení podle vynálezu. V praxi se ověřilo, že toto provedení je ze všech popsaných provedení nej 10 ř , . .
účinnější. Komorami s plazmatem jé vymezena vnějším pláštěm 72' z dielektrického materiálu. Vnitřní válec.· 73 z dielektrického materiálu probíhá v podsatě podél celé délky zařízení a'je · na jednom konci ’ otevřen. . Válcová elektiOda 74 je těsně- uspořádána, uvnitř vnitřního ’ válce 73 poblíž jeho -uzavřeného konce. Elektrický· přívod ’’’ ’ ’připojený k této elektřoďě ’74 prochází ’ na vnější stranu zařízení. Drůhá^alcóváulěktroda 75 je uspořádána na vnější straně vnitřního válce 73, avšak uvnitř · vnějšího ·.pláště 72 na ’ jednom konci zařízení’ ve stejné oblasti jako vnitřftí elektrody' 74. Tato vnější elektroda · 75 je s vnější stranou zařízení, spojena přívodem ’ 76.
Lze předpokládat, že kovové válcové elektrody 74, 75 tvoří klasický kondenzátor s dielektrikem tvořeným vnitřním válcem · 73. Kapacitní proud může proto procházet jako v běžném kondenzátoru. Hodnotu proudu lze ovlivnit velikostí elektrod · 74, 75 a jinými shora uvedenými činiteli. .
U tohoto provedení je kmitočet impulsů vytvářen plazmatem na obou stranách vn'třníh oválce ·73. . Lze předpokládat, . že metastabilní atomy jsou přítomny na vnitřním i vnějším povrchu vnitřního válce 73 a že · -na povrchu tohoto vnitřního válce 73 moho ' téci dva různé ’ druhy iontového druhu. Jedním je kapacitní . proud přiřazený vnitřnímu a · vnějšímu plazmatu, který obtéká vnitřní válec 73; druhým je . iontový proud, který teče mezi elektrodami 74 a · 75 a podél vnitřního a vnějšího -povrchu vnitřního válce 73. Jakost a kmitočet podélných oscilací vytvářených zařízením lze ovlivňovat různými způsoby. Zvetší-li se například průměr vnitřního válce · 73, zvýší se kapacitní proud ’ a kmitočet impulsů se rovněž zvýší. Podle · předpokladu se tak děje z toho důvodu, že absolutní . počet metastabilních atomů, · které jsou k dispozici, se zvětší a tím se také zvýší počet srážek těchto metastabilních atomů s nabitými částicemi.
Dalším parametrem, ’ který · lze měnit, je tlak plynu v plazmatu. Zvýší-li ss tlak plynu v plazmatu v komoře 71, sníží se vodivost plazmatu; iontový proud mezi elektrodami 74 a 75 kolem povrchu vnitřního válce 73 se tedy zmenší. ’ Tímto způsobem lze řídit počet srážek mezi metastabilními atomy a nabitými částicemi.
Lze měnit také další parametry, jako je teplota plazmatu, tlak, radioaktivní ionisace, velikost elektrod 74, 75, rozměry zařízení a složení plynu a poměr metastabilních atomů a nabitých částic, například iontů. Lze řídit také kmitočet impulsů a podélné oscilace, jakož i . · poměr stejnosměrného proudu k proudu impulsů.
Na obr. 9 je znázorněno další provedení, které je poněkud podobné provedení podle obr. 1. Obdobné součásti obou . provedení jsou označeny stejnými vztahovými značkami. V provedení podle obr. 9 jsou . dvě komory 11 a 12 s plazmatem. Místo jediné vnitřní steny 13 oddělující obě komory 11, 12, která je znázorněna.v obr. 1, jsou zde však použity dvě samostatné stěny 13a, 13b, jedna pro každou komoru 11, 12. Lze je považovat za dvě úplně oddělené a navzájem vzdálené radiační komory. Mezi oběma vnitřními stěnami 13a a 13b je vtí’ styku s nimi uspořádána kovová deska 90, ke které je připojen přívod 91. Kovová deska 90 muže být považována za kolektor impulsů a zařízení podle obr. 9 lze použít pro odfiltrování čistého stejnosměrného proudu z výstupních impulsů. Kovová deska 93 představující kolektor impulsů vybírá pouze takovou frekvenci impulsů, která může být přívodem 91 vedena do jiného obvodu nebo antény. Při praktickém použití slouží kovová deska 90 jako filtr, který blokuje signály o nízkém kmitočtu.
Na obr. 10 je znázorněn základní elektrický obvod, ve kterém je použito zařízení podle obr. 3. Napájecí zdroj 162 je připojen ke spodním vnějším elektrodám uvnitř zařízení 101. Mezi zem a dolní vnitřní elektrodu zařízení 101 je zapojena zátěž 103, znázorněná jako proměnný odpor. Zátěž 103 lze použít pro řízení absolutního potenciálu plazmatu v zařízení 101 proti zemi. Potenciál plazmatu přitom musí být větší než potenci-, ál země.
Mezi horní vnější elektrodou zařízení 101 a dolní vnitřní elektrodou zařízení 101 lze volitelně připojovat odpor 104, kondenzátor 135 a diodu 106, které jsou zapojeny v sérii se spínači 107, 103 a 109. Uvedený odpor 104, kondenzátor 105 a dioda 106 mohou řídit poměr počtu metastabilních atomů к počtu nabitých částic na povrchu dielektrika v zařízení 101.
Pa ale ně ke vstupním elektrodám zařízení 101 je připojen odpor 110 a kondenzátor 111. О /.рог 110 a kondenzátor 111 mohou být podle volby zapojovány do obvodu spínači 112, 113. Tyto součásti lze použít pro řízení poměru absolutního potenciálu plazmatu к proudové hustotě iontového proudu v plazmatu. Odpor 119 a kondenzátor 111 jsou vhodné zejména pro jednoelekrodová nebo clvouelektrodová zařízení. Potřeba použití jednoho nebo všech odporů 104, 110, kon denzátorů 105, 111 a diody 106 závisí na tom, použije-li se střídavého nebo stejnosměrného napájecího zdroje 102.
Odpor 104, kondenzátor 105 a dioda 106 připojované к horní elektrodě zařízení 101 jsou přitom méně důležité.
Zařízení 101, které je provedení znázorněno v obr. 3, může být nahrazeno zařízením znázorněným v obr. 8. V tomto případě mohou odpadnout vnější elektrické součásti, to iesi odpor 104, kondenzátor 105, dioda 106, odpor 110 a kondenzátor 111, protože tyto součásti mohou být nahrazeny vnitřní konstrukcí zařízení podle obr. 8.
Na obr. 11 je znázorněno zapojení obsahující zařízení podle vynálezu propojené s elektrostatickým srážecím přístrojem tvořícím zátěž. Zařízení 115, použité v obr. 11 je v provedení z obr. 5. Dolní svorka zařízení 115 je spojena s napájecím zdrojem 116; horní svorka zařízení 115 je spojena se zátěží, která je tvořena elektrostatickým srážecím přístrojem 117. Jedna svorka napájecího zdroje 116 je uzemněna a jeho druhá svorka je pres diodu 118 spojena se zařízením 115. Elektrostatický srážecí přístroj 117 je opatřen dvěma elektrodami 119 a 120. Elektro- , da 119 je spojena se zařízením 115 a druhá elektroda 120 je uzeměna. Mezi elektrodami 119 a 120 vznikne doutnavý výboj, jehož vlastnosti se řídí kmitočtem impulsů a podélnými oscilacemi ze zařízení 115. Zbylá část obvodu je tvořena nastavitelným kondenzátem 121, nastavitelným odporem 122 a nastavitelnou tlumivkou 123, které jsou zapojeny paralelně se svorkami zařízení 115 a jsou s nimi v sérii zapojeny spínače 124, 125 a 126. Těmito součástmi se řídí poměr mezi proudem vysokofrekvenčních impulsů a proudem napájecího zdroje 116. Kmitočet impulsů a podélné oscilace na těchto impulsech mohou být řízeny ‘ plazmatem a rozměry zařízení 115.
Tabulka I popisuje zařízení 181 doutnayého výboje v elektrostatickém srážecím přístroji 117 zařízením 115 zapojeným jako vysokofrekvenční generátor.
Tabulka I
Mezera mezi elektrodami srážecího přístroje Intenzita elektrického pole na mezeře mezi elektrodami bez generátoru s generátorem bez prachu s prachem bez prachu s prachem
cm kV/cm kV/cm kV/cm kV/cm
2 6,3 4,2 9,7 7,9
4 3,7 3,0 7,0 6,5
6 2,5 2,7 5,3 5,7
8 2,0 2,8 4,4 5,0
10 1,8 3,2 4,1 4,8
12 1,7 3,6 4,2 4,8
Intenzita elektrického pole v mezeře, mezi elektrodami 119 . a 120 elektrostatického srážecího přístroje 117 byla měřena se zařazením 115 do obvodu a bez něho. Použitý kmitočet impulsů byl 2 X 108 Hz; kmitočet podélných oscilací byl v . rozsahu 10*2 až 1014 Hz. Poměr impulsního . proudu k proudu napájecího zdroje 115 byl 15 ' až 20 %.
Údaje v tabulce I - .ukazují, že intenzita elektrického pole při zařazení generátoru do obvodu je .vyšší než bez tohoto generátoru. Tabulka I také ukazuje, že tento výsledek je konstantní, ať je, nebo není v mezeře elektrostatického srážecího přístroje 117 nebo v oblasti doutnavého výboje přítomen prach. Praktickým důsledkem zařazení generátoru do obvodu s -elektrostatickým srážecím přístrojem 117 je zvýšení účinnosti tohoto elektrostatického srážecího přístroje 117. Zvýšení intenzity pole při zařazení generátoru do obvodu lze vysvětlit dvěma . jevy. Předevší práce pro uvolnění elektronu ze záporné výbojové elektrody elektrostatického srážecího přístroje 117 je při vytváření vysokofrekvenčních impulsů podstatně nižší. - Za druhé, za přítomnosti vysokofrekvenčních impulsů se podstatně zvětší homogennost doutnavého výboje v elektrostatickém srážecím přístroji 117. Tuto homogennost lze pozorovat zrakem nebo sledovat pomocí fotografických emulzí.
Na obr. 12 jé znázorněn obvod, jehož lze použít pro buzení čistých vysokofrekvenčních impulsů. Zařízení 130 je v provedení z obr.
9. Zařízení 1^310 má dvě samostatné komory s plazmatem, mezi kterými je uspořádána vodivá deska 131, která tvoří výstup zařízení 130 je opatřeno pěti přívody. Napájecí zdroj 132 je jednou svorkou spojen se - zemí a druhou svorkou je spojen s prvním přívodem zařízení 130, to jest s jednou elektrodou v jedné z komor s plazmatem. Druhá elektroda této komory s plazmatem je přes nastavitelný odpor 133 spojený s třetím přívodem zařízení 130, to jest horní- elektrodou umístěnou v druhé komoře s plazmatem. Spodní elektroda druhé komory s plazmatem je spojena sériovou kombinací filtru 134 a nastavitelného odporu 135 se zemí. Tímto způsobem vznikne uzavřený elektrický obvod tvořený napájecím zdrojem 132, první komorou s plazmatem.· - zařízení 130, nastavitelným odporem 133, druhou komorou s plazmatem zařízení 130, filtrem 134 a nastavitelným odporem· 135. Filtr 134 je opatřen výstupem 136. Lze použít druhého výstupu, který je spojen s vodivou deskou 131. Jak bylo uvedeno, slouží tato vodivá deska 131 jako filtr. K vodivé desce 131 je připojen vstup modulátoru 137 impulsů, k jehož výstupu 138 je připojena neznázorněná anténa nebo jiná zátěž.
Zařízení 130 podle obr. 12 může být použito spolu se střídavým nebo stejnosměrným napájecím zdrojem, 132. Při užití stejnosměrného napájecího . zdroje - 132 teče iontový proud z tohoto zdroje přes elektrody v jedné komoře- s plazmatem nastavitelným přes . - odpor 133 elektrodami druhé komory s plazmatem, přes frekvenční filtr 134, nastavitelný odpor 135 a - nakonec k zemi. Impulsy vytvářené na povrchu dielektrika v zařízení 139 procházejí dielektrikem ke kovové vodivé desce 131, mohou pak být modulovány modulátorem 137 impulsů a nakonec vysílány neznázorněnou anténou nebo z výstupu 138 vedeny do jiné zátěže. Stejnosměrný proud z napájecího zdroje 132 - nemůže projít dielektrikem k vodivé desce 131, takže je od impulsů odfiltrován.
Jestliže je na výstupu napájecího zdroje 132 - střídavé - napětí, nestačí k oddělení vysokofrekvenčních impulsů od střídavého napájecího napětí pouze vodivá deska 131. Za tím účelem- lze do obvodu vložit filtr - 134, který slouží pro oddělení vysokofrekvenčních impulsů od střídavého napájecího - napětí.
Zařízení 133 znázorněné v obr. 12 je vhodné v případě použití stejnosměrného napájecího zdroje - 132. Jestliže je však napájecí zdroj 132 střídavý, je vhodné jiné provedení zařízení, například dvouelekrodové s oddělenými komorami s plazmatem. Taková soustava je znázorněna na obr. 13.
Obr. 13. znázorňuje schéma generátoru, ’ který obsahuje zařízení 140, které . je obdobou zařízení znázorněného v obr. 5. Napájecí zdroj 142 je zapojen mezi referenční potenciál - zde znázorněný jako zem, a mezi spodní elektrodu zařízení 140. Horní elektroda zařízení 140 je spojena přes zátěž tvořenou frekvenčním filtrem 143 a přes nastavitelný odpor 144 se zemí. Modulátor. - 145 připojený k frekvenčnímu filtru 143 slouží k modulování impulsů z výstupu tohoto frekvenčního filtru 145. K výstupu 146 může být přípoje- _ na anténa nebo jiná zátěž. . Důležitým prvkem tohoto -obvodu je uzemněné kovové pouzdro 148, které má tvar - válce obklopujícího zařízení 140. Toto kovové - pouzdro 148 je vodičem 149 -spojeno s referenčním potenciálem nebo se zemí. Mezi vnitřní stěnou kovového pouzdra 148 a mezi vnější stěnou zařízení 140 je mezera 150, která je znázorněna v přehnaném zvětšení. Kovové pouzdro 148 lze použít pro všechna . popsaná provedení zařízení podle vynálezu. - Kovové pouzdro přivádí potenciál země nebo referenční potenciál do těsnější blízkosti zařízení 140 a předpokládá se, že přítomnost tohoto potenciálu v těsné blízkosti - zlepšuje práci zařízení 140 a buzení - oscilací v,tomto zařízení 140, .což usnadňuje praktické použití- generátoru s tímto zařízením 140.
V . obvodu podle obr. 13 lze použít stejnosměrného napájecího zdroje 142 s impulsním výstupem napětí nebo střídavého napájecíhozdroje 142. Do obvodu je zařazen frekvenční filtr 143 pro odebírání čisté impulsové frekvence ze zařízení 140. K výstupu 146'- může být připojena anténa nebo sdělovací vedení, popřípadě jiná průmyslová zařízení vyžadující napětí o vysokém kmitočtu. V případech, kdy se nevyžaduje čistý vysoký kmitočet, ný200163 brž směs - jak základního proudu z 'napájecího zdroje 142 s vysokofrekvenčními impulsy, mohou být vhodné obvody znázorněné v obr. 10 nebo 11.
Obvody znázorněné v obr. 10 až 13 mohou obsahovat kterékoliv ze zařízení znázorněných - v obr. 1 . až 9. Kterého ze zařízení se v daném obvodu vysokofrekvenčního generátoru užije, bude záviset na podmínkách aplikace nebo na jiných konstrukčních úvahách.
Na obr. 14 je znázorněn průběh impulsů P, které jsou vysílány z vysokofrekvenčního generátoru napájeného stejnosměrným napájecím zdrojem. Vodorovná osa představuje čas a svislá osa představuje napětí nebo elektrický , potenciál. Jestliže tedy uplynulý čas, vyznačený v obr. 14 v jednotkách Hz, představuje například jednu mikrosekundu, pak kmitočet impulsů - P bude 2 MHz. Podélná oscilace, označená Os, jsou označeny řadou obloučků na vzestupné hraně* každého impulsu P. Je patrný rovněž průběh sestupných hran D impulsů P, maximální elektrický . potenciál Vp impulsů P. a absolutní elektrický potenciál VA plazmatu vůči zemi. Obvykle je to napětí napájecího zdroje.
Kmitočet impulsů P může být vypočten ze vztahu
kde f je kmitočet impulsů P v Hz,
L a je celková délka dielektrika, na které jsou přítomny metastabilní atomy, (v angstromech),
Ba je celková šířka dielektrika, na které jsou přítomny metastabilní atomy, (v angstromech],
S(a)2 je oblast, kterou zaujímá skupina metastabilních atomů, tvořená deskou mikrokondenzátoru těsně před tím, než dojde ke srážkám metstabilních atomů s ionty; tato oblast se může měnit od 102 do 106 (A)2 a /ÍR je počet - kolisí iontů s metastabilními atomy za sekundu v mikrooblasti S <ap tato frekvence může kolísat mezi 0 až 108 srážek za sekundu.
Potenciál Vp . impulsů může být vypočten z následujícího vztahu:
Va je absolutní - potenciál plazmatu vůči zemi ve voltech (napětí napájecího zdroje);
Ci je kapacita mikrokondenzátoru před shluknutím metastabilní skupiny, to jest těsně před srážkou s ionty;
C2 je - kapacita mikrokondenzátoru, když metastabilní atomy skupiny jsou koncentrovány na nejvyšší stupeň, to jest když oblast, kterou skupina zaujímá, je minimální.
Ci a Cž mohou být vypočteny v jednotkách 10_7 pikofaradů.
Energie impulsů P není určena pouze - potenciálem Vp impulsu, protože při náběžné době každého impulsu . P současně vznikají oscilace.- Celková energie impulsu P se vypočte z následujícího vztahu:
kde .
eV je celková energie impulsu v jednotkách elektrovoltů; - může být - převedena na jakékoliv - energetické jednotky, například ergy, jouly, kalorie nebo watty;
v je frekvence oscilací elektrického pole, když konstanta Ri má jednotkovou hodnotu; je to kmitočet fotonu, který by byl vyslán z metastabilních - atomů plazmatu za normálních podmínek, to jest bez vynálezu;
h je Planckova konstanta;
Ri je bezrozměrové číslo mezi jedničkou a 108; je to integrační konstanta, jejíž hodnota je funkcí četných parametrů popisujících stav plazmatu a - rozměrů zařízení;
Va je - absolutní potenciál plazmatu proti zemi ve voltech;
Ci - je kapacita mikrokondenzátoru před shluknutím metastabilní - skupiny, - to jest -těsně - před srážkou s ionty;
Cz je kapacita mikrokondenzátoru, když metastabilní atomy skupiny jsou koncentrovány na nejvyšší stupeň, to jest když oblast, kterou skupina zaujímá, je minimální.
Obr. 15 znázorňuje průběh impulsů P při použití střídavého napájecího zdroje. Význam všech symbolů, s výjimkou symbolu F v obr. 15 - je stejný jako v obr. 14. Symbol F pouze označuje základní průběh střídavého proudu.
Pohyb metastabilních atomů na povrchu dielektrika zařízení lze pozorovat fotograficky. -Nahradí-li se vodivá deska 131 v obr. 12 fotografickou - emulzí, pak tato emulze po vyvolání podle předpokladu ukáže obrazec podobný Lichenbergovým obrazcům. Obrazce získané podle vynálezu jsou mnohem menší než obrazce pozorované Lichtenbergem - a mohou být rozeznány pouze vhodným mikroskopem. Od roku - 1777 byly Lichtenbergerovy obrazce mnohokrát uveřejněny. I když Líchtenbergovy obrazce a obrazce získané vykde
Vp je potenciál impulsů - ve voltech;
1β nálezem se liší co. do velikosti a co do způsobu, jakým byly získány, je zřejmé, že oba typy obrazců jsou - si v - zásadě podobné. To znamená, že záření zasahující emulzi v obou případech, je výsledkem podélných oscilací vyzařovaných z metastabilních a vybuzených atomů v plazmatu.
Mnoho parametrů, které ovlivňují podélné oscilace, kmitočet impulsů a energii imulsů, závisí na stavu plazmatu. Vztah počtu metastabilních atomů k počtu nabitých částic — ' (pozitivní a negativní ionty a elektrony) —, a k počtu neutrálních -atomů a jeho závislost na tlaku plazmatu, ionizačním záření a teplotě, je znázorněn - průběh na obr. 16. Na svislou - osu je - vynesen součin celkové ener gie impulsů a kmitočtu impulsů, na vodorovnou osu je vynesen tlak plazmatu v Pa. Všechny tři průběhy mají tvar teoretické Gaussovy křivky. Průběh 1 znázorňuje celkovou energii impulsů (eV) . (Hz) na tlaku plynu plazmatu v rozsahu 1,33 Pa až 500 kPa. Toto - plazma lze vytvořit v běžné - výbojové trubici. Maximum· u křivky 1 nastává přibližně při tlaku 13 kPa až 65 kPa. Výška maxima .závisí - na složení plynu plazmatu.
Průběh 2 - znázorňuje celkovou - energii - impulsů v závislosti na tlaku plynu v rozmezí přibližně - 1,3 kPa až 1,3 MPa. Toto plazma bylo vytvořeno v zařízení podle vynálezu pomocí vnitřního nebo vnějšího ionizačního zdroje, například - zdroje paprsků alfa, beta,gama a rentgenových paprsků. Současně s tímto vnitřním nebo vnějším lonisačním zdrojem - existuje samozřejmě iontový proud mezi elektrodami zařízení. Tlak plazmatu, vnitř ní - nebo - -vnější ionizační zdroje a proudová hustota iontového proudu z napájecího zdroje jsou parametry, které lze -použít - pro řízení - poměru mezi metastabilními nabíjecími částicemi, kvasineutrálními - částicemi a neutrálními atomy v zařízení.
Průběh 3 je obdobou průběhů 1 a 2; - avšak v případě průběhu 3 -se na plazma působilo vysokou teplotou, která ovlivňuje poměr různých druhů částic plazmatu. V případě- průběhu 3 je tlak v rozmezí od 1,3 kPa do 130 MPa, přičemž maximum energie nastává přibližně při 1 MPa.
Z průběhů podle -Obr. 16 vyplývá, že celková energie impulsů se spolu se zvětšením tlaku' plynu v zařízení zvětšuje. Je to důsledek koncentrace - metastabilních atomů na povrchu dielektrika, která se tlakém plynu zvyšuje. Při vyšších tlacích může být pro udržení iontového proudu v plynu zapotřebí přídavných ionizačních zdrojů, -například radioaktivních nebo tepelných zdrojů.
Údaje v tabulce li demonstrují odchylku od Ohmová zákona, jestliže vysokofrekvenční proud buzený zařízením podle vynálezu prochází - odporem -58 megaohmů, vytvořeným ze' spékaného uhlíku. Proud - v miliampérech procházející odporem byl měřen jako funkce napětí v kilo.voltech - na odporu při třech různých kmitočtech impulzových ' - frekvencích 10'8, 109 a 1010 Hz. Podélné oscilace byly ve všech případech stejné, to jest 1012 —•1016 Os/s. z údajů- je - zřejmé, že měřený proud se zvětšuje s kmitočtem impulsů a je vyšší než proud vypočtený z Ohmová - zákona.
Tabulka ii
Podélné oscilace 1012—1016 Os/s 2.10® Hz mA , 1012—1016 Os/s 3,5.109 Hz Měřený proud mA 10^-1018 Os/s 1,8.101° Hz mA
Kmitočet impulsů napětí na odporu kV -=1 odpor Mil vypočtený proud* mA
10 58 0,17 —. · ' —
15 58 0,25 0,20 0,40- 1
20 58 0,34 0,50 0,70 0,50
40 '58 0,69 1,10 1,80 2,90
60 58 1,03 1,90 3,10 5,20
80— 58 1,38 “ 2,60 4,00 7,80
90 58 1,55 2,80 4,80 8,70
* Vypočteno z Ohmová zákona
Podélné oscilace Kmitočet impulsů napětí na odporu kV 18 odpor Ω Tabulka III 20 1012—1016 Os/s. 3,5.109 Hz Měřený proud mA 1012—1016 Os/s 1,8.10 Hz mA
vypočtený proud* mA 1012-1016 Os/s 2.108 Hz mA
10 1013 0 — .
15 1013 0 0,15 0,75
20 1013 0 0,30 1,30 2,Ю
40 1013 0 0,65 3,00 11,20
60 1013 0 1,15 5,75 19,70
80 1013 0 1,75 7,35
90 1013 ' 0 1,85 8,10
* Vypočteno z Ohmová zákona a příliš zanedbatelné, než ' aby ' bylo vyznačeno, takže se pokládá prakticky rovno nule.
Stejný druh údajů je sestaven v tabulce III, s tím rozdílem, že měření byla provedena na odporu tvořeném jedním krychlovým decimetrem kapalného chloridu uhličitého.
Další příklady popisují použití odporů tvořených destilovanou a deionisovanou vodou a kapalným eutektikem sodíku a draslíku ' při 40 °C. Měření s kmitočtem impulsů 1014 Hz a podélnými oscilacemi 1012 až 1016 Os/s prokázala, že uvedené kapaliny jsou supravodivé při teplotě místnosti nebo v blízkosti této teploty.
Takové odchylky od Ohmová zákona mohou být pozorovány u četných materiálů, které se všeobecně pokládají za dobré elektrické odpory. Jestliže podélné oscilace mají kmitočet 1O12 Os/s nebo vyšší, pozbývá Ohmův zákon platnosti.
V předchozím popisu bylo popsáno zařízení, které vytváří impulsy o pilovém nebo hrotitém průběhu, jejichž vzestupná hrana je tvořena podélnými oscilacemi o extrémně vysokém kmitočtu. Zařízení podle vynálezu může být použito v nejrůznějších průmyslových odvětvích, například pro vytváření výboje v elektrostatickém srážecím přístrojí, který se používá pro čištění vzduchu.

Claims (7)

1. Způsob buzení vysokofrekvenčních oscilací, vyznačující se tím, že se vytváří plazma . obsahující metastabilní atomy v dielektrické komoře^ tato plazma se - udržuje na vyšším potenciálu, než je potenciál země a podél povrchu dielektrika této komory se udržuje dostatečná koncentrace na povrchu tohoto dielektrika pro vytvoření iontového proudu na tomto povrchu a tím pro vytvoření vysokofrekvenčních impulsů elektrického pole z nepružných srážek metastabilních atomů s nabitými částicemi na povrchu dielektrika.
2. Způsob podle . bodu 1, vyznačující se tím, že jeden povrch dielektrika se - udržuje na prvním potenciálu vytvářením plazmatu obsahujícího metastabilní atomy na povrchu tohoto dielektrika a na protilehlém po-, vrchu dielektrika se umístí druhá plazma, přičemž vytvářená plazma vytváří dostatečnou koncentraci metastabilních atomů na prvním povrchu dielektrika pro vyvolání iontového proudu na tomto povrchu dielektrika.
.
3. Způsob podle bodu - 1, vyznačující se tím, že se povrch dielektrika udržuje na prvním - potenciálu přiváděním elektrického potenciálu na elektrickém vodiči umístěný u tohoto povrchu dielektrika.
4. Způsob podle bodů 1, 2 nebo 3, vy značující se tím, že se plazma vytváří z přibližně 1 % nabitých částic, . například iontů a elektronů, přibližně z- 33 % - kvazineutrálních -. částic, přičemž zbývající částice plazmatu jsou neutrální,
5. Zařízení pro - provádění způsobu - podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že obsahuje komoru (12, 25, 37, 46, 55 ,71), jejíž alespoň jedna stěna (13, -26, 36, 47, 56, 73) je z - dielektrika, dále prostředky (17, 18, 32, 41, 42, 52, 62, 65, 75) - pro - udržování jednoho povrchu této dielektrické stěny na prvním potenciálu a konečně prostředky (15, 16, 27, 28, 39, 40, 48, 49, 51, 74, 75) pro vytváření plazmatu obsahujícího - metastabilní atomy u protilehlého povrchu této dielektrické stěny a - pro - udržování tohoto plazmatu - na potenciálu vyšším, - než je potenciál země.
6. Zařízení podle bodu 5, vyznačující se tím, - že prostředky pro - udržování jednoho povrchu tohoto dielektrika na prvním - - potenciálu zahrnují prostředky (11, 17, 18, 38, 41, 42, 60, 62) pro vytváření jiného plazmatu vybuzených a - metastabilních atomů u uvedeného povrchu - dielektrika.
7. Zařízení podle bodu 5, vyznačující se tím, že prostředek (32) pro udržování jednoho povrchu této dielektrické stěny - (26) na prvním potenciálu je tvořen elektrickým vodičem (32), umístěným u tohoto povrchu.
CS722486A 1971-04-13 1972-04-13 Method of high frequency electrical oscillations exciting and device for execution of this method CS200163B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13357771A 1971-04-13 1971-04-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS200163B2 true CS200163B2 (en) 1980-08-29

Family

ID=22459297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS722486A CS200163B2 (en) 1971-04-13 1972-04-13 Method of high frequency electrical oscillations exciting and device for execution of this method

Country Status (5)

Country Link
CA (1) CA980880A (cs)
CS (1) CS200163B2 (cs)
FR (1) FR2133442A5 (cs)
GB (1) GB1394125A (cs)
SE (1) SE377872B (cs)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3221084C2 (de) * 1982-06-04 1984-05-30 Pavel Dr. 3257 Springe Imris Elektrische Entladungsvorrichtung
DE3817897A1 (de) * 1988-01-06 1989-07-20 Jupiter Toy Co Die erzeugung und handhabung von ladungsgebilden hoher ladungsdichte
CA1330827C (en) * 1988-01-06 1994-07-19 Jupiter Toy Company Production and manipulation of high charge density
US5054046A (en) * 1988-01-06 1991-10-01 Jupiter Toy Company Method of and apparatus for production and manipulation of high density charge
US5123039A (en) * 1988-01-06 1992-06-16 Jupiter Toy Company Energy conversion using high charge density
US5153901A (en) * 1988-01-06 1992-10-06 Jupiter Toy Company Production and manipulation of charged particles
US5018180A (en) * 1988-05-03 1991-05-21 Jupiter Toy Company Energy conversion using high charge density
GB2235086A (en) * 1989-06-01 1991-02-20 Ion Tech Ltd Ion beam source
RU2285982C1 (ru) * 2005-05-30 2006-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский государственный университет (КубГУ) Способ генерирования электрических колебаний с частотами, близкими к наблюдаемым у биологических объектов
US9006975B2 (en) 2011-02-09 2015-04-14 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for removal of surface oxides via fluxless technique involving electron attachment
US9053894B2 (en) 2011-02-09 2015-06-09 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for removal of surface oxides via fluxless technique involving electron attachment

Also Published As

Publication number Publication date
SE377872B (cs) 1975-07-28
FR2133442A5 (cs) 1972-11-24
CA980880A (en) 1975-12-30
GB1394125A (en) 1975-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69809943T2 (de) Glimmentladungs-plasmavorrichung
DE3888281T2 (de) Plasmabündelungsvorrichtung mit feldverzerrendem element.
US2240914A (en) Device for converting atoms
CS200163B2 (en) Method of high frequency electrical oscillations exciting and device for execution of this method
US3015745A (en) Apparatus for ionising a gas to obtain high intensity pulsed ions or electrons
Boulos et al. Basic concepts of plasma generation
DE1539277A1 (de) Thermionischer Wandler mit hoher Ionendichte der ionisierfaehigen Substanz
Cook et al. Energy anomalies observed in ion beams produced by rf sources
US3612937A (en) Low-pressure controlled discharge device with trigger electrode within hollow cathode
US4097781A (en) Atomic spectrum light source device
US3898518A (en) Gas filled thyratron type switching discharge tubes
US3320476A (en) Starting circuit for high intensity short arc lamps
DE1291026B (de) Ionenquelle
US3532915A (en) High frequency ion source formed by a discharge between a secondary-emitting electrode and a grid
Lamar et al. The Production of Proton Beams
US5048068A (en) Magnetically operated pulser
RU993758C (ru) Электродная система проточного газового лазера
US3295013A (en) Electron tubes containing gas below critical pressure
US3039018A (en) High temperature production
US2535886A (en) Electronic switch
Vályi et al. Investigations of a long-lived radiofrequency ion source
Kaneda The influence of a transverse magnetic field on a glow discharge tube
US3339109A (en) Light sources, of the lyman type, emitting a spectrum in the ultra-violet range
US1987845A (en) Electric gaseous discharge device
US2049139A (en) Electrical discharge relay