SU1275795A1 - Ионна пушка - Google Patents

Abstract

ИОННАЯ ПУШКА, содержаща  размещенные в общем корпусе катод выполненный в виде замкнутого с од ного конца плоского витка с отверсти ми дл  вывода ионного пучка. плоский анод, расположенный внутри катода и выполнеиньй со скруглени ми на торцах и диэлектрическими участками, размещенными напротив отверстий в катоде, источник тока, подключенньй к разомкнутым концам катода, и два цилиндрических провод щих экрана, установленных симметрично аноду между электродами катода и имеющих контакт с ними, о тличающа с  тем, что, с целью увеличени  однородности генерируемых пучков в их поперечном сечении , повышени  надежности и снижени  габаритов пушки, в нее введены полупроводниковые диоды, которые размещены между корпусом и катодом равномерно по его .длине, при этом аноды диодов подключены к катоду пушки , а катоды диодов - к корпусу пушки .

Description

Изобретение относитс  к ускорительной технике и может быть использовано дл  генерации мощных ионных пучков с большим поперечным сечением и с высокой однородностью тока и энергии по сечению пучка.

Целью изобретени   вл етс  увеличение однородности генерируемых пучков в их поперечном сеченИи, повышение надежности и снижение габаритов пушки путем шунтировани  с помощью диодов неоднородностей напр жени  на катоде пушки, возникающих за счет емкостной св зи между катодом и анодом, нагрузки пр мым ионным и обратным электронным токами и индуктивности катода.

.На чертеже приведена предлагаема  iионна  пушка.

Устройство содержит катод 1, выполненный в виде плоского витка с прорез ми 2 в верхней половине катодного витка, через которые выводитс  ионный пучок, плоский анод 3, имеющий округлени  на своих торцах, диэлектрические участки 4 на поверхности анода, служащие источником плазмы , цилиндрические провод щие экраны 5 и 6, имеющие электрический контакт с верхним и нижним электродамп-i виткового катода, источник 7 тока, подклю .ченный своими выводами к витково1.чу катоду, диоды 8, подключенные сво ки анодами к витковому катоду 1 и к корпусу 9 ионной пушки своими катодами.

V

Параметры диодов выбираютс  такими , чтобы во врем  нарастани  изолирующего магнитного пол  до максимальной величины диоды 6binvt надежно заперты и не проводили, а цри поступлении положительного высоковольтного импульса на анод диоды были бы открыты и соедин ли катод равномерно по всей длине с корпусом.

Устройство работает следующим образом .

Включаетс  источник 7 тока, под ключенный. своими выводами к электродам катода 1, и по катоду 1 протекает ток, создающий в анод-катодном зазоре изолирующее магнитное поле. Поскольку диоды 8 подключены к катоду 1 своими анодами, а к корпусу ион .ной пушки 9 - катодами, то дл  напр жени , по вл ющегос  между нижним и верхним электродом виткового катода из-за индуктивности его И; большой скорости нарастани  тока от источника 7

диоды оказываютс  включенными ); ;-ечно . Поэтому диоды не провод т ток при любой пол рности источника 7 тока .

Поскольку емкость обратносмещенных переходов диодов на несколько пор дков меньше емкости источника 7 тока (в случае использовани  емкостной батареи в качестве источника тока), ток катода в момент достижени  своего максимума по всей поверхности катода одинаков, одинаково и магнитное поле по всей длине анодкатодного промежутка. В момент максимума магнитного пол  на анод 3 от генератора высоковольтных импульсов подаетс  импульс напр жени  положительной пол рности. Происходит поверхностный пробой диэлектрических участков 4 на поверхности анода и образующа с  плотна  плазма служит источником ионов. Ионы, ускор  сь в анод-катодном промежутке, проход т через прорезь 2 в катоде. При поступ5 лении фронта положительного напр жени  на анод происходит первоначально зар д вакуумной емкости анод катод . Ток зар да этой емкости  вл етс  отпирающим дл  диодов 8, поскольку ток зар да замыкаетс  на кор-, пус пушки. Отпирающ1П4и токами дл  диодов  вл ютс  и ток образующего сло  электронов, и ток части иОнного пучка, попадающий на поверхность катода 1. Напр жение на пр мосмещенных диодах составл ет единицы-дес тки вольт, поэтому напр жение на анодкатодном зазоре одинаково с большой степенью по в-сей его длине.

Образующийс  слой взрывоэмиссионньк электронов начинает, дрейфовать в скрещенных, высокооднородных магнитном и электрическом пол х вдоль поверхности катода 1 . ПосколькУ скорость дрейфа электронного сло  с весьма большой степенью точности  вл етс  посто нной величиной в этом устройстве, накоплени  пространственного зар да электронов вдоль ускор ющего зазора не происходит, что обеспечивает высокую однородность сформированного ионного пучка. Этот пучок, нейтрализованный холодными электронами , из стенок прорезей 2 катода 1 может эффективно транспортироватьс  к месту использовани . Большие величины защитного показател  у современных силовых диодов позвол ют реа3 12757 лизовать предложенное устройство. отличающеес  весьма высокой надежкостью при любых режимах работы ионной пушки. В случае, когда возможны рассо-5 гласовки ионной пушки с генератором высоковольтных импульсов и на анод в течение длительного времени поступают разнопол рные импульсы значительной величины, целесообразно10 использовать диоды лавинного типа или ограничивать обратное напр жение на диодах с помощью параллельно подключенных полупроводниковых ограничителей напр жени , например,типа15 КСОЙЗ или КСОНЮ. 954 По сравнению с известным предлагаемое устройство позволит повысить однородность ионного пучка до уровн , определ емого, в основном, неоднородностью анодной плазмы. Значительно увеличиваетс  надежность ионной пушки, поскольку по сравнению с известной (при прочих равных услови х ) количество диодов, необходимых дл  работы пушки меньше на пор док и больше чем количество конденсаторов и диоды работают с кногократным запасом по току. Расшир етс  диапазон длительностей генерируемых , пучков до микросекундного диапазона. Уменьшаютс  габариты пушки.

Claims (1)

1. ИОННАЯ ПУШКА, содержащая размещенные в общем корпусе катод, выполненный в виде замкнутого с одного конца плоского витка с отверстиями для вывода ионного пучка, плоский анод, расположенный внутри катода и выполненный со скруглениями на торцах и диэлектрическими участками, размещенными напротив отверстий в катоде, источник тока, подключенный к разомкнутым концам катода, и два цилиндрических проводящих экрана, установленных симметрично аноду между электродами катода и имеющих контакт с ними, о тличающаяся тем, что, с целью увеличения однородности генерируемых пучков в их поперечном сечении, повышения надежности и снижения габаритов пушки, в нее введены полупроводниковые диоды, которые размещены между корпусом и катодом равномерно по его длине, при этом аноды диодов подключены к катоду пушки, а катоды диодов - к корпусу пушки.

   м СЛ

   СЛ