SU1045777A1

SU1045777A1 - Charged particle autoemitter

Info

Publication number: SU1045777A1
Application number: SU813364071A
Authority: SU
Inventors: И.М. Михайловский; П.Я. Полтинин; Л.И. Федорова
Original assignee: Предприятие П/Я В-8851
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1981-12-18
Publication date: 1984-12-07

Abstract

АВТОЭМИТТЕР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ, выполненный в ниде металли-ческого остри с коническим оснокани:e .-i, переход щим сфеоичесгкое утог,щение :- Берпины, о т л и ч а ю щ и с тем, что, г :;i,e. повьиенк плотьссти ионного тока, отношение диаметра, сферического утод1 1ени D к наи--ены-:ему диаметр - конического осн;ойан л .- заключено в пределах .. 6 а V Г Сч С с прочность эмиттера на ра: порогова напр женность ; рени материала рмиттега длeктpичecки 1 полем; потенциал эмиттера. юAUTO EMITTER OF CHARGED PARTICLES, made in the form of a metal spike with a conical base: e.-I, passing spheological loss, - Berpins, with t and h and; i, e . poviyenk flesh ion current, the ratio of the diameter of the spherical uodod1 1eni D to naeny--: its diameter is conical; oyan l .- lies within .. 6 a VG MF With the emitter strength at ra: threshold voltage The rmitia material is rmittega for 1 field; emitter potential. Yu

Description

о сферическим утолщенней на верши е.about spherical thickening at the top e.

Полевой эмиттер состоит из конического остри 1 и сферического утолщени 2.The field emitter consists of a conical tip 1 and a spherical thickening 2.

Подготовка эмиттера к работе и его работа осуществл етс следующим образом.Preparation of the emitter to work and its work is carried out as follows.

Приготовленное электролитическим травлением коническое острие из вольфрама чистотой 99,98 крепитс на держателе. Затем держатель с эмиттером устанавливают в вакуумную камеру . Сферическое утолщение на вершинб остри получают прогревом в вакууме 1 мм рт.ст, при 1100°С в течение 3 мин. Соотношение диаметров D/ J 1350 А/715 А 1,9 измер ют по тегевому изображению в электронном микроскопе УЭМВ-Юав, х 10000. Острие с утолщением устанавливают затем в гелиевый автоионный микроскоп . Нагружение остри электрическим полем производ т от высоковольтного генератора с плавной регулировкой напр жени в интервале от 1 до 30 кВ с длительностью импульса 5-10 с. Скорость подъема напр жени 4 кВ/мин. Генератор обеспечивает максимальный ток в импульсе 150 А. При этом получено значение плотности тока б -10 А/см-. Вблизи граничных значений отношеНИИ диаметров (D/d 1140A /330 ,5; 1) /сЗ 2270 А /2080 А 1,1) значение плотности тока остаетс посто нным.A conical tip made of electrolytic etching from tungsten with a purity of 99.98 is mounted on a holder. Then the holder with the emitter is installed in a vacuum chamber. Spherical thickening at the tip of the tip is obtained by heating in vacuum 1 mm Hg at 1100 ° C for 3 minutes. The diameter ratio D / J 1350 A / 715 A 1.9 is measured by the tag image in a UEMB-Yuav electron microscope, x 10000. The tip is then installed with a thickening ion in a helium auto-ion microscope. The point is loaded with an electric field from a high-voltage generator with a continuously adjustable voltage in the range from 1 to 30 kV with a pulse duration of 5-10 s. The voltage rise rate is 4 kV / min. The generator provides a maximum current in a pulse of 150 A. At the same time, the value of current density b -10 A / cm is obtained. Near the boundary values of the diameter ratios (D / d 1140A / 330, 5; 1) / s 3 2270 A / 2080 A 1.1), the value of the current density remains constant.

Анализ продуктов испарени при механическом отрыве сферического утолщени на вершине показал, что механический отрыв утолщени , привод щий к повышению напр женности пол , приводит к резкому возрастанию плотности ионного тока, не св занному с плазменным пробоем промежутка анод-катод.Analysis of the evaporation products during mechanical separation of a spherical thickening at the apex showed that mechanical separation of the thickening, leading to an increase in the field strength, leads to a sharp increase in the ion current density, which is not associated with anode – cathode plasma breakdown.

Таким образом, насто щий эмиттер позвол ет получить плотность тока на пор док вышеплотности в прототипе Так, с помощью эмиттера, выбранного в качестве прототипа, была получена плотность тока 10 А/см, в то врем как с помощью предлагаемого полевого ионного эмиттера была получена плотность тока 6:10 А/см , В св з с этим, эффект, который может быть получен при использовании изобретени по сравнению с прототипом, будет заключатьс в энерговыигрыше, пропорциональном возрастанию плотности тока. Этот энерговыигриш увеличитс соответственно на пор док при работе предла.гаемого полевого ионного эмиттера при облучении ионным пучком мишени (например , в термо дерном реакторе).Thus, the present emitter allows to obtain a current density for the order of superheavy in the prototype. Thus, using an emitter selected as a prototype, a current density of 10 A / cm was obtained, while using the proposed field ion emitter current 6:10 A / cm. In connection with this, the effect that can be obtained by using the invention in comparison with the prototype will be in the energy gain proportional to the increase in current density. This energy gain increases accordingly by an order of magnitude when the proposed field ion emitter is operated when the target is irradiated with an ion beam (for example, in a nuclear fusion reactor).

II

Кроме того, данный полевой ионный эмиттер можно получить на стандартном оборудовании и в достаточном количестве, так как возможно одновременное изготовление серии игольчатых эмиттеров с помощью прогрева их в высокотемпературном термостате.In addition, this field ion emitter can be obtained on standard equipment and in sufficient quantities, since it is possible to simultaneously produce a series of needle emitters using their heating in a high-temperature thermostat.

Claims

AUTOMATED CHARGED PARTICLES, made in the form of a metal tip with a conical base, where l. = 0.72;

C = O 5 0 5;

from? - tensile strength of the emitter;

5 ,, is the threshold intensity of evaporation of the material of the emitter by an electric field;

V is the emitter potential. S

I Λ, totof

Sp. ', ^; .! L 3 YAYA Lto '. THAT

GL ipiTOTO- ·: -.;:: TO

KtotoL '·:' with a spherical thickening on the top not.