Разрядные Характеристики Плазменного Источника Пеннинга

Abstract

Представлены результаты исследований разрядных характеристик плазменного источника Пеннинга. Измерены вольт-амперные характеристики (ВАХ), энергетическое распределение и масс-зарядовый состав ионов, эмитируемых из разряда при различных режимах его горения. Установлена связь между всплесками тока разряда и увеличением провисания потенциала (до 50% от напряжения на аноде). Измеренные ВАХ хорошо согласуются с теоретическими зависимостями. Показано, что содержание атомарных ионов водорода повышается с 5 до 10% при увеличении анодного напряжения от 1 до 3.5 kV и вкладываемой в разряд мощности (от 0.2 до 3 W).

Оценка Тока Разряда И Извлекаемого Тока Из Пеннинговского Ионного Источника

“…Для определения потенциала центра U 0 ячейки в горящем разряде были измерены энергетические спектры экстрагированных (в продольном направлении) ионов при различных напряжениях на аноде и давлениях [31,32]. Общий вид полученных энергетических спектров (cм., например, [31,32] и рис. 2) можно попытаться качественно интерпретировать следующим образом.…”

“…4 показана зависимость величины максимума энергетического спектра от напряжения на аноде при различных давлениях. Для регистрации энергетических спектров использовался четвертьсферический электростатический дефлектор с энергетическим разрешением от 0.8 до 1.5% [31,32], поэтому погрешность в определении максимума энергетического спектра составляет не более 2%. Таким образом, величина провисания потенциала определяется как разность между прикладываемым напряжением на аноде и максимумом в получаемом энергетическом спектре U = U a −E max /e.…”

“…Сечение ионизации рассчитывается по формуле Томсона для молекулярного водорода с потенциалом ионизации I ′ i = 15.5 eV. Будем считать, что в ПИИ образуется плазма, в основном состоящая из молекулярных ионов водорода [31]:…”

“…(1) к серьезным изменениям результатов). Значения потенциала центра ячейки брались на основании экспериментальных данных полученных энергоспектров [31,32].…”

Моды Разряда Пеннинговского Ионного Источника При Импульсном И Стационарном Режиме Питания

“…Данные моды влияют, прежде всего, на реальное распределение потенциала (в радиальном и осевом направлениях) внутри разрядной ячейки и, как показано в работах [8,10], определяют значения ионной и электронной компоненты разрядного тока. В большинстве современных работ, посвященных исследованиям ПИИ, приводятся зависимости тока разряда от различных физических параметров (давления, напряжения на аноде, величины магнитного поля) в стационарном режиме питания [5,[11][12][13][14][15][16][17]. В тоже время работ, в которых исследуется динамика зажигания разряда Пеннинга и его параметров при импульсной подаче напряжения на анод, крайне мало [3,[18][19][20].…”