DE69104142T2 - Plasma neutralization cathode. - Google Patents
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Abstract
Description
Diese Erfindung betrifft allgemein Glühneutralisationskathoden und insbesondere Plasmaneutralisationskathoden.This invention relates generally to thermoneutralization cathodes and more particularly to plasma neutralization cathodes.
Es ist eine Glühkathode (vgl., Schats M.F. "Heaterless Ignition of Inert Gas. Ion Thruster Hollow Cathodes" AJAA Paper, 1985) bekannt, die ein Gehäuse mit einem zylindrischen Einsatz, der an der inneren Oberfläche des Gehäuses befestigt ist und als thermischer Emitter arbeitet, einen Heizer der an der äußeren Seite des Gehäuses befestigt ist, und eine Öffnung, die an der Endfläche des Gehäuses befestigt ist und als das Auslaßloch der Kathode wirkt, umfaßt. Diese Konstruktion einer Kathode erfordert Hochleistungsheizer, um den thermischen Emitter auf eine Temperatur zu erwärmen, die eine thermoionische Emission gewährleistet, die zur Aufrechterhaltung einer stabilen Entladung ausreichend ist.A hot cathode (cf., Schats M.F. "Heaterless Ignition of Inert Gas. Ion Thruster Hollow Cathodes" AJAA Paper, 1985) is known which comprises a housing with a cylindrical insert attached to the inner surface of the housing and acting as a thermal emitter, a heater attached to the outer side of the housing, and an opening attached to the end face of the housing and acting as the outlet hole of the cathode. This construction of a cathode requires high power heaters to heat the thermal emitter to a temperature that ensures a thermionic emission sufficient to maintain a stable discharge.
Es ist auch eine Plasmaneutralisationskathode bekannt (vgl., L.A. Artsimovich, et al "Razrabotka statsionarnogo plazmennogo dvigatelya i ego ispytanie na iskusstvennom sputnike Zemli Meteor", Kosmicheskie issledovania, 1974, tom XII, vyp. 3, Seiten 455 und 456, Fig. 5). Diese Neutralisationskathode weist ein Gehäuse mit einem Auslaßloch an einer Wand davon auf, wobei das Gehäuse koaxial zu seinem Auslaßloch einen rohrförmigen Halter aufnimmt, der einen thermischen Emitter mit einem zentralen Durchgang aufnimmt. Die Neutralisationskathode enthält auch einen Heizer, der den Rohrhalter umgibt, und Wärmeschirmungen, die sich zwischen dem Halter und den Gehausewanden befinden. Ein Rohr zum Einspeisen von Gas zu dem Inneren des Gehäuses und zu dem Durchgang des thermischen Emitters durch seinen Einlaßteil ist mit dem rohrförmigen Halter verbunden. Dieses Rohr ist über einen Isolator in dem Gehäuse befestigt.A plasma neutralization cathode is also known (cf., LA Artsimovich, et al "Razrabotka statsionarnogo plazmennogo dvigatelya i ego ispytanie na iskusstvennom sputnike Zemli Meteor", Kosmicheskie issledovania, 1974, tom XII, vyp. 3, pages 455 and 456, Fig. 5). This neutralization cathode has a housing with an outlet hole on one wall thereof, the housing receiving coaxially to its outlet hole a tubular holder which accommodates a thermal emitter with a central passage. The neutralization cathode also contains a heater which directs the tubular holder, and thermal shields located between the holder and the housing walls. A tube for feeding gas to the interior of the housing and to the passage of the thermal emitter through its inlet part is connected to the tubular holder. This tube is fixed in the housing via an insulator.
Im Betrieb der Neutralisationskathode wird Gas durch den rohrförmigen Halter zu dem Durchgang des thermischen Emitters überführt. Der auf eine hohe Temperatur erwärmte thermische Emitter gewährleistet eine für die Aufrechterhaltung einer stabilen elektrischen Entladung zwischen der inneren Oberfläche des thermischen Emitters und einer Anode der Plasmaquelle genügende Emission von Elektronen. Nachdem das Gerät in gleichbleibende Betriebsbedingungen gebracht ist, wird der Heizer abgeschaltet und die Neutralisationskathode fährt fort, in automatischer Weise zu arbeiten, wobei die bevorzugte Temperaturhöhe durch die in der katholytischen Schicht freigesetzte Energie sichergestellt wird, die näherungsweise dem Produkt des ionischen Stromes entspricht, der sich aus der Entladung durch den Potentialabfall an der Kathode ergibt. Im Laufe des Betriebs kann sich jedoch die Entladung von dem Durchgang des thermischen Emitters zu dem Inneren des rohrförmigen Halters bewegen, was zu einer Verdampfung des Materials des Halters führt und den Durchgang mit Haltermaterial fast bis zur vollständigen Verstopfung verschmutzen kann. Folglich neigen die Thermoemissionsoberflächen dazu, sich abzubauen, und der Thermoemissionsstrom neigt dazu, abzunehmen, wodurch die Wartungslebensdauer der Neutralisationskathode auf nur einige zehn Stunden reduziert wird. Zusätzlich führt die direkte Verbindung des Halters des thermischen Emitters mit dem Gasspeiserohr zu einem kräftigen Wärmeübergang von dem Emitter zu anderen Strukturteilen, und folglich zur Bewegung des hauptsächlich katholytischen Potentialabfalls, der die zur Aufrechterhaltung der automatischen Betriebsbedingungen notwendigen Energie sicherstellt. Ein ausgeprägterer katholytischer Potentialabfall führt auch zu einer verminderten Wartungslebensdauer des thermischen Emitters aufgrund verstärktem ionischen Bombardement. Zusätzlich ist der enge Kontakt des thermoemittierenden Materials mit dem auf hohen Arbeitstemperaturen befindlichen Halter von aktiven chemischen Wechselwirkungen begleitet, wie beispielsweise dem Eindringen von Bor gefolgt von der Bildung von metallischen Borverbindungen, die ihrerseits eine Versprödung und das Brechen des Haltermaterials und des thermischen Emitters hervorrufen, was zu einer irreversiblen Deformation des Halters führt. Dieser nachteilige Effekt ist bei den von den höchsten Temperaturwerten begleiteten Anfangsbetriebsbedingungen besonders ausgeprägt, was die Wartungslebensdauer beschränkt und die Gesamtanzahl der Einsätze der Neutralisationskathode reduziert. Ferner ist der den rohrförmigen Halter umgebende schneckenförmige Heizer durch eine geringe Festigkeit gekennzeichnet, was zu einer Durchbiegung und Deformation seiner Spulen führt, was wiederum zu einem möglichen Kontakt der Spulen mit dem Halter oder der thermischen Wärmeschirmungen und einem Kurzschluß des Heizers führt. Dies führt wiederum zu wenigeren Einsätzen der Neutralisationskathode und einer verminderten Wartungslebensdauer. Zusätzlich kann das Arbeitsgas vernachläßigbare Mengen von Zusätzen wie Sauerstoff, Wasser oder ähnlichem enthalten, die dazu neigen, bei hohen Arbeitstemperaturen mit dem Material des thermischen Emitters zu reagieren und die Thermoemissionscharakteristiken des Materials zu beeinflussen. Ein längerer Betrieb über einige zehn oder hundert Stunden macht diesen nachteiligen Effekt sogar noch ausgeprägter und vermindert dabei die Wartungslebensdauer der Neutralisationskathode.During operation of the neutralizing cathode, gas is transferred through the tubular holder to the passage of the thermal emitter. The thermal emitter, heated to a high temperature, ensures an emission of electrons sufficient to maintain a stable electrical discharge between the inner surface of the thermal emitter and an anode of the plasma source. After the device is brought into steady operating conditions, the heater is turned off and the neutralizing cathode continues to operate in an automatic manner, the preferred temperature level being ensured by the energy released in the catholytic layer, which approximately corresponds to the product of the ionic current resulting from the discharge by the potential drop at the cathode. In the course of operation, however, the discharge may move from the passage of the thermal emitter to the interior of the tubular holder, which leads to evaporation of the material of the holder and may foul the passage with holder material almost to the point of complete blockage. Consequently, the thermal emission surfaces tend to degrade and the thermal emission current tends to decrease, reducing the maintenance life of the neutralization cathode to only a few tens of hours. In addition, the direct connection of the thermal emitter holder to the gas feed pipe leads to a vigorous heat transfer from the emitter to other structural parts, and consequently to the movement of the mainly catholytic potential drop, which reduces the the automatic operating conditions. A more pronounced catholytic potential drop also leads to a reduced maintenance life of the thermal emitter due to increased ionic bombardment. In addition, the close contact of the thermal emitting material with the holder at high working temperatures is accompanied by active chemical interactions, such as the penetration of boron followed by the formation of metallic boron compounds, which in turn cause embrittlement and breakage of the holder material and the thermal emitter, leading to irreversible deformation of the holder. This adverse effect is particularly pronounced at the initial operating conditions accompanied by the highest temperature values, which limits the maintenance life and reduces the total number of uses of the neutralization cathode. Furthermore, the helical heater surrounding the tubular holder is characterized by low rigidity, which leads to bending and deformation of its coils, which in turn leads to possible contact of the coils with the holder or thermal shields and short circuit of the heater. This in turn leads to fewer uses of the neutralization cathode and a reduced maintenance life. In addition, the working gas may contain negligible amounts of additives such as oxygen, water or similar, which tend to react with the thermal emitter material at high working temperatures and affect the thermal emission characteristics of the material. Prolonged operation over several tens or hundreds of hours makes this adverse effect even more pronounced, thereby reducing the maintenance life of the neutralization cathode.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, eine Plasmaneutralisationskathode zu schaffen, die so konstruiert sein soll, um die Entladungszone in dem Durchgang des thermischen Emitters festzuhalten, eine chemische Wechselwirkung des thermischen Emitters mit dem Material des Halters und mit dem thermischen System, das automatisch die bevorzugte Temperatur des thermischen Emitters bei minimalisiertem kathodischen Potentialabfall aufrechterhält, zu vermeiden und ferner die Festigkeit des Heizers erhöht und die Reinigung des Gases von Verunreinigungen zusätzlich erleichtert.The present invention aims to provide a plasma neutralization cathode designed to retain the discharge zone in the passage of the thermal emitter, avoid chemical interaction of the thermal emitter with the material of the holder and with the thermal system which automatically maintains the preferred temperature of the thermal emitter with minimized cathodic potential drop, and further increases the strength of the heater and further facilitates the purification of the gas from impurities.
Das Ziel der Erfindung wird durch eine Plasmaneutralistationskathode erreicht, die umfaßt ein Gehäuse, das koaxial zu seinem Auslaßloch einen hohlen, rohrförmigen Halter aufnimmt, der von einem Heizer umgeben ist, und einen thermischen Emitter mit einem zentralen Durchgang, der mit dem Inneren des Halters in Verbindung steht, wobei sich der thermische Emitter in dem Halter befindet, wobei die Kathode ferner umfaßt koaxiale Wärmeschirmungen, die zwischen dem Heizer und Wänden des Gehäuses angeordnet sind und ein Rohr zum Einspeisen eines Gases in das Inneren des Halters, wobei das Rohr in einem Tragisolator befestigt ist, wobei nach der Erfindung der zentrale Durchgang des thermischen Emitters an dem Ende des Emitters, das der Gaszugabe durch das Rohr näher liegt, blind ist, und mit dem Inneren des Halters über einen Hindurchgang, der in der Wand des thermischen Emitters derart vorgesehen ist, daß seine Achse die Achse des zentralen Durchgangs schneidet, und mit Längsrillen, die entlang der Seitenoberfläche des thermischen Emitters von der Stelle der Einlaßlöcher des Hindurchgangs zu dem Ende des Emitters, das dem Gasspeiserohr näher liegt, in Verbindung steht; ein Getter sich zwischen mechanischen Filtern an der Stelle, wo das Gas dem Inneren des Halters zugegeben wird, befindet; wobei das Innere des Halters mit dem Gasspeiserohr über einen abgedichteten Hohlraum in Verbindung steht, wobei der Hohlraum durch Zwischenräume zwischen den koaxialen Wärmeschirmungen, die der Reihe nach über Abstandsringe verbunden sind und an dem Gasspeiserohr befestigt sind, festgelegt ist, wobei ein Raum zwischen der inneren Oberfläche des Halters und einer Seitenoberfläche des thermischen Emitters eine Schicht eines Materials aufnimmt, das bei hohen Temperaturen gegenüber dem Material des Halters und des thermischen Emitters chemisch inert ist, wobei der Hohlraum den Getter aufnimmt, der sich zwischen dem Halter und dem Gasspeiserohr befindet; und wobei der Heizer an einem Mittelabschnitt davon mit einem Tragring versehen ist, der in einer Isolationsbuchse angebracht ist, die den thermischen Heizer von den koaxialen thermischen Schirmungen trennt.The aim of the invention is achieved by a plasma neutralization cathode comprising a housing which accommodates, coaxially with its outlet hole, a hollow tubular holder surrounded by a heater and a thermal emitter with a central passage communicating with the interior of the holder, the thermal emitter being located in the holder, the cathode further comprising coaxial heat shields arranged between the heater and walls of the housing and a tube for feeding a gas into the interior of the holder, the tube being fixed in a support insulator, according to the invention the central passage of the thermal emitter is blind at the end of the emitter which is closer to the gas addition through the tube and communicates with the interior of the holder via a passage provided in the wall of the thermal emitter such that its axis intersects the axis of the central passage, and with longitudinal grooves extending along the side surface of the thermal emitter from the location of the inlet holes of the passage to the end of the emitter, which is closer to the gas feed pipe; a getter is located between mechanical filters at the point where the gas is added to the interior of the holder; wherein the interior of the holder communicates with the gas feed pipe via a sealed cavity, the cavity being defined by spaces between the coaxial thermal shields which are connected in series via spacer rings and secured to the gas feed pipe, a space between the inner surface of the holder and a side surface of the thermal emitter accommodating a layer of a material which is chemically inert to the material of the holder and the thermal emitter at high temperatures, the cavity accommodating the getter located between the holder and the gas feed pipe; and wherein the heater is provided at a central portion thereof with a support ring mounted in an insulation bushing separating the thermal heater from the coaxial thermal shields.
Die Verwendung eines thermischen Emitters mit einem speziellen Durchgang zum Einspeisen von Gas, einer Schicht von chemisch inertem Material, einem System von koaxialen Wärmeschirmungen, einem Tragring, einer Isolationsbuchse, einem Getter, und mechanischen Filtern in der vorgeschlagenen Plasmaneutralisationskathode macht es möglich, die Wartungslebensdauer wesentlich zu verlängern und die Gesamtanzahl von Betätigungen der Kathode zu erhöhen.The use of a thermal emitter with a special passage for feeding gas, a layer of chemically inert material, a system of coaxial thermal shields, a support ring, an insulating bushing, a getter, and mechanical filters in the proposed plasma neutralization cathode makes it possible to significantly extend the maintenance life and increase the total number of actuations of the cathode.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf eine spezielle Ausführungsform davon in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen in größerem Detail beschrieben, in denen:The invention will now be described in more detail with reference to a specific embodiment thereof in conjunction with the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine allgemeine Ansicht der vorgeschlagenen Plasmaneutralisationskathode zeigt; undFig. 1 shows a general view of the proposed plasma neutralization cathode; and
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11 in Fig. 1 darstellt.Fig. 2 shows a section along the line 11 in Fig. 1.
Eine Plasmaneutralisationskathode umfaßt ein Gehäuse 1 (Fig. 1) mit einem Einlaßloch 2. Das Gehäuse nimmt koaxial einen hohlen Halter 3 und einen thermischen Emitter 4 mit einem zentralen Durchgang 5 auf. Der Halter 3 befindet sich im Inneren des Gehäuses 1 koaxial zu dem Auslaßloch 2 und ist von einem Heizer 6 umgeben, der als eine Spirale ausgeführt ist, deren eines Ende an dem Gehäuse und deren anderes Ende an dem Halter 3 befestigt ist. Der Heizer 6 ist mit einem Tragring 7 versehen, der sich an seinem Mittelabschnitt befindet und als ein zusätzlicher Stützpunkt wirkt.A plasma neutralization cathode comprises a housing 1 (Fig. 1) with an inlet hole 2. The housing coaxially accommodates a hollow holder 3 and a thermal emitter 4 with a central passage 5. The holder 3 is located inside the housing 1 coaxially with the outlet hole 2 and is surrounded by a heater 6 which is designed as a spiral with one end attached to the housing and the other end attached to the holder 3. The heater 6 is provided with a support ring 7 located at its central portion and acting as an additional support point.
Der zentrale Durchgang 5 des thermischen Emitters 4 ist an der Seite der Gaszugabe blind und steht mit dem Inneren des Halters 3 über einen Zentraldurchgang 8 (Fig. 2), der in der Wand des thermischen Emitters 4 vorgesehen ist, wobei sich die Achse dieses Durchganges senkrecht zu der Achse des zentralen Durchgangs 5 erstreckt, und mit Längsrillen 9, die an der Seitenoberfläche des thermischen Emitters 4 an der Stelle der Einlaßlöcher des Hindurchgangs 8 vorgesehen sind, in Verbindung. Eine Schicht 10 (Fig. 1) eines chemisch bei hohen Temperaturen gegenüber den Materialien des Halters 3 und thermischen Emitters 4 inerten Materials nimmt den Raum zwischen der inneren Oberfläche des Halters 3 und einer Seitenoberfläche des thermischen Emitters 4 ein. Zwischen dem Heizer 6 und den Wänden des Gehäuses 1 ist ein System von koaxialen Wärmeschirmungen 11 angeordnet, die der Reihe nach über Abstandsringe 12 verbunden sind und an einem Rohr 13 zum Einspeisen von Gas befestigt sind, um einen abgedichteten Hohlraum 14 zu definieren, durch den das Innere des Halters 3 mit dem Gasspeiserohr 13 verbunden ist. Ein Abstand zwischen dem Halter 3 und dem Rohr 13 nimmt eine Getter 15 auf, der sich zwischen mechanischen Filtern 16 befindet, wobei das Rohr 13 in einem Tragisolator 17 befestigt ist. Der Heizer 6 ist durch eine Isolationsbuchse 18, in der der Tragring 7 befestigt ist, von dem System von Wärmeschirmungen 11 getrennt.The central passage 5 of the thermal emitter 4 is blind on the side of gas addition and communicates with the interior of the holder 3 through a central passage 8 (Fig. 2) provided in the wall of the thermal emitter 4, the axis of this passage extending perpendicular to the axis of the central passage 5, and with longitudinal grooves 9 provided on the side surface of the thermal emitter 4 at the location of the inlet holes of the passage 8. A layer 10 (Fig. 1) of a material chemically inert at high temperatures to the materials of the holder 3 and thermal emitter 4 occupies the space between the inner surface of the holder 3 and a side surface of the thermal emitter 4. Between the heater 6 and the walls of the housing 1, a system of coaxial heat shields 11 is arranged, connected in series by spacer rings 12 and fixed to a pipe 13 for feeding gas, to define a sealed cavity 14 through which the interior of the holder 3 is connected to the gas feed pipe 13. A The space between the holder 3 and the tube 13 accommodates a getter 15 located between mechanical filters 16, the tube 13 being fixed in a support insulator 17. The heater 6 is separated from the system of heat shields 11 by an insulating bushing 18 in which the support ring 7 is fixed.
Im Betrieb der vorgeschlagenen Plasmaneutralisationskathode fließt das Gas entlang dem Rohr 13 durch den Getter 15 und den mechanischen Filtern 16 zu dem Inneren des Halters 3, und dann durch die Rillen 9 und den Hindurchgang 8 zu dem zentralen Durchgang 5 des thermischen Emitters 4. Der Heizer 6 wikt dahingehend, den thermischen Emitter 4 auf eine Temperatur zu erwärmen, die eine Emission von Elektronen gewährleistet, die zur Aufrechterhaltung einer stabilen elektrischen Entladung zwischen der inneren Oberfläche des thermischen Emitters 4 und einer Anode (nicht dargestellt) einer Plasmaquelle ausreichend ist. Nachdem das Gerät in gleichbleibende Betriebsbedingungen gebracht wurde, wird der Heizer 6 abgeschaltet und die Neutralisationskathode arbeitet automatisch, wobei die erforderliche Temperaturhöhe des thermischen Emitters 4 aufgrund der Energie, die von der Entladung hervorgerufen wird, gewährleistet wird.In operation of the proposed plasma neutralization cathode, the gas flows along the tube 13 through the getter 15 and the mechanical filters 16 to the interior of the holder 3, and then through the grooves 9 and the passage 8 to the central passage 5 of the thermal emitter 4. The heater 6 functions to heat the thermal emitter 4 to a temperature that ensures an emission of electrons sufficient to maintain a stable electrical discharge between the inner surface of the thermal emitter 4 and an anode (not shown) of a plasma source. After the device has been brought into steady operating conditions, the heater 6 is turned off and the neutralization cathode operates automatically, ensuring the required temperature level of the thermal emitter 4 due to the energy generated by the discharge.
Wenn der zentrale Durchgang 5 an der Zugabeseite des Gases blind ist, kann die elektrische Entladung in dem Durchgang durch eine Änderung des Gasdruckes und der Abmessungen des Durchgangs 5 stabilisiert werden. Dies verhindert eine Festlegung der Entladung an den Wänden des Halters 3, was zu einer Verschmutzung und Verstopfung des Durchganges 5 des thermischen Emitters 4 führt, wodurch die Aufrechterhaltung der anfänglichen thermalen Emission von der inneren Oberfläche des thermischen Emitters 4 erleichtert wird und die Wartungslebensdauer der Neutralisationskathode wesentlich erhöht wird. Die Positionierung der Schicht 10 von Material, das gegenüber dem Material des Halters und des thermischen Emitters 4 chemisch inert ist, zwischen der inneren Oberfläche des Halters 3 und der Seitenoberfläche des thermischen Emitters 4 verhindert eine chemische Wechselwirkung und Diffusion von Materialien, wobei eine irreversible Deformation des Halters 3 und ein Reißen des Halters 3 und thermischen Emitters 4 unmöglich gemacht wird. Der damit verbundene Vorteil ist die wesentlich erhöhte Anzahl von Betätigungen und die verlängert Wartungslebensdauer der Kathode.If the central passage 5 is blind on the gas supply side, the electrical discharge in the passage can be stabilized by changing the gas pressure and the dimensions of the passage 5. This prevents the discharge from settling on the walls of the holder 3, which leads to contamination and clogging of the passage 5 of the thermal emitter 4, thereby facilitating the maintenance of the initial thermal emission from the inner surface of the thermal emitter 4 and significantly increasing the maintenance life of the neutralization cathode. The positioning of the layer 10 of material, which is chemically inert to the material of the holder and the thermal emitter 4, between the inner surface of the holder 3 and the side surface of the thermal emitter 4 prevents chemical interaction and diffusion of materials, making irreversible deformation of the holder 3 and cracking of the holder 3 and thermal emitter 4 impossible. The associated advantage is the significantly increased number of actuations and the extended maintenance life of the cathode.
Das System koaxialer Wärmeschirmungen 11 definiert mit dem Gasspeiserohr 13 und dem Halter 3 einen abgedichteten Hohlraum 14, wodurch ermöglicht wird, den Wärmefluß von dem Halter 3 des thermischen Emitters 4 zu anderen Teilen der Kathodenstruktur wesentlich zu vermindern und infolgedessen den Potentialabfall an der Kathode auf die Höhe des Gasionisationspotentials zu reduzieren und wesentlich die Wartungslebensdauer der Neutralisationskathode zu verlängern.The system of coaxial heat shields 11 defines with the gas feed tube 13 and the holder 3 a sealed cavity 14, thereby making it possible to significantly reduce the heat flow from the holder 3 of the thermal emitter 4 to other parts of the cathode structure and consequently to reduce the potential drop at the cathode to the level of the gas ionization potential and to significantly extend the maintenance life of the neutralization cathode.
Die Verwendung des in der Isolationsbuchse 18 befestigten Tragringes 7 ermöglicht es, die Festigkeit der Heizspirale 6 zu erhöhen, wobei ein Kurzschluß der Heizspirale 6 (nämlich ein Eingriff der Spiralenspulen mit dem Halter 3 oder den Schirmungen 11) sogar bei einer wesentlichen Deformation der Spiralenspulen aufgrund mehrfacher Ausführungen von Thermozyklen verhindert wird. Dies ermöglicht wiederum, die Anzahl von Betätigungen zu erhöhen und verlängert die Wartungslebensdauer der Neutralisationskathode.The use of the support ring 7 fixed in the insulation sleeve 18 makes it possible to increase the strength of the heating coil 6, preventing a short circuit of the heating coil 6 (namely an engagement of the spiral coils with the holder 3 or the shields 11) even in the event of a significant deformation of the spiral coils due to multiple executions of thermal cycles. This in turn makes it possible to increase the number of actuations and prolongs the maintenance life of the neutralization cathode.
Die Verwendung der vorgeschlagenen Neutralisationskathode mit einem Getter 15, der sich zwischen den mechanischen Filtern 16 unmittelbar an der Stelle, wo das Gas in das Innere des Halters 3 zugegeben wird, bietet eine besonders feine chemische Reinigung des Gases von Beimischungen von Sauerstoff, Wasser und ähnlichem und gewährleistet stabilere Thermoemissionscharakteristiken des thermischen Emitters 4, die zu einer verlängerten Wartungslebensdauer der Neutralisationskathode führen.The use of the proposed neutralization cathode with a getter 15, which is located between the mechanical filters 16 directly at the point where the gas is added to the interior of the holder 3, offers a particularly fine chemical purification of the gas from admixtures of oxygen, water and the like and ensures more stable thermal emission characteristics of the thermal emitter 4, resulting in an extended maintenance life of the neutralization cathode.
Die Erfindung kann zur Neutralisierung von Ionenstrahlen in Beschleunigern mit geschlossener Elektronendrift und verlängerter Beschleunigungszone, in Beschleunigern mit anodischen Schichten und enger Beschleunigungszone, in Plasmaionenbeschleunigern, und auch zum Ausgleich von Raum- und Oberflächenentladungen verwendet werden.The invention can be used for neutralizing ion beams in accelerators with closed electron drift and extended acceleration zone, in accelerators with anodic layers and narrow acceleration zone, in plasma ion accelerators, and also for balancing space and surface discharges.
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