Динамическое Управление Мощностью Мегаваттного Электронного Пучка Субмиллисекудной Длительности В Источнике С Плазменным Катодом

Abstract

The paper describes a method for a controlled change in the power of an electron beam during a pulse of submillisecond duration, using a source "SOLO" with a plasma cathode. The beam power is controlled by changing the amplitude of the beam current with a corresponding change in the concentration of the emission plasma. This control method allows generating submillisecond beams of variable power (up to 10 MW at a maximum rate of change of no more than 0.5 MW/µs), which can be used for processing various metallic materials in order to change the functional properties of their surface with the ability to control the rate of input of beam energy into the surface of these materials.

Динамика Извлечения Электронов Из Сеточного Плазменного Катода На Основе Дугового Разряда Низкого Давления

“…Кроме того, измерения потенциала катодной плазмы в зависимости от величины ионного потока в плазменный катод [5] могут свидетельствовать в пользу того, что коэффициент извлечения электронов изменяется в течение импульса генерации пучка. О наличии переходных процессов на начальной стадии формирования пучка в первые 10−50 µs также свидетельствуют коллекторные измерения динамики радиального распределения тока в В источнике электронов с сеточным плазменным катодом и плазменным анодом с открытой границей плазмы ток в ускоряющем промежутке I g определяется несколькими составляющими [9,10]:…”

“…Возросший потенциал должен обеспечить суммарный ток плазменных ионов на отрицательные электроды такой же величины или незначительно меньше (на величину тока возможной вторичной эмиссии). После прекращения тока разряда электроды 1 и 3, по-прежнему подверженные бомбардировке ускоренными ионами из распадающейся анодной плазмы [9], приобретают положительный потенциал относительно эмиссионного электрода. При этом катод 1 оказывается изолированным от остальных электродов ячейки, и поступающий ток ионов должен быть компенсирован таким же по величине током плазменных электронов.…”

“…В последующие интервалы времени возможны изменения условий генерации вследствие инерционности процессов десорбции газа с электродов источника электронов и испарения мишени. Таким образом, следует ожидать изменения коэффициента извлечения электронов в течение всего импульса тока пучка субмиллисекундной длительности.Основополагающим условием для проведения настоящих экспериментов было использование схемы электропитания плазменного катода с низкой выходной индуктивностью, обеспечивающей сравнительно короткие срезы импульса тока дугового разряда ( t ≈ 150 А/µs)[9]. Условием применимости метода является несущественное изменение концентрации анодной плазмы за время среза импульса тока разряда.…”