ГЕНЕРАЦИЯ НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНОГО ОРБИТРОННОГО ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА ДЛЯ УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ НА ОСНОВЕ ИОННО-ЭЛЕКТРОННОЙ ЭМИССИИ

Введение 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 9
1.1 Ускорители электронов на основе термокатодов 9
1.2 Ускорители электронов на основе взрывоэмиссионных катодов 13
1.3 Источники ПБС с плазменным эмиттером 17
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 42
2.1 Описание ускорителя 42
2.2 Расчет идеального термокатода 46
2.3 Расчет параметров реального катода 48
2.4 Расчет баланса мощностей 49
2.5 Эксперимент с измерением тока эмиссии термокатода с помощью коллектора 50
2.6 Исследование зависимостей напряжения горения от давления стермокатодом 53
Заключение 56
Список использованных источников 58

Весь текст будет доступен после покупки

Ускорители электронов, способные увеличить скорость электронов и создать их пучки большого размера для использования в различных областях, становятся все более популярными [1]. Существует несколько типов таких устройств в зависимости от принципа работы. Так, устройства с термокатодами создают электронные пучки с изменчивой плотностью, устройства с взрывоэмиссионными катодами генерируют пучки с наивысшей плотностью тока за короткий промежуток времени, а устройства с плазменным катодом отличаются от других возможностью контролировать ряд важных параметров [2]. Особенно широко используется устройство на основе тлеющего разряда, которое применяется, например, для создания газовых лазеров и очистки сточных вод. [3]. Хотя такие устройства имеют свои преимущества, они также сталкиваются с проблемой возможного перехода в низковольтное горение из-за недостаточной электрической прочности. Один из способов решения этой проблемы – снизить рабочее давление, при этом используя термоэмиссионные катоды для поддержания разряда. Термоэмиссионный катод представляет собой специальный тип катода, который используется для генерации электронов методом термоэмиссии. Термоэмиссия – это процесс, при котором электроны высвобождаются из поверхности материала под воздействием тепловой энергии. Главным преимуществом термоэмиссионных катодов является их способность поддерживать стабильный разряд в условиях высоких температур и низкого давления. Это позволяет использовать их в таких отраслях, как вакуумная техника, электроника, оптика и другие.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
В современности наблюдается широкое применение электронных ускорителей в различных технологических областях. Облучение больших поверхностей стало обычной практикой в радиационной технике, производстве газовых лазеров, модификации полимеров, стерилизации медицинских инструментов и в других областях. В настоящее время также активно ведется исследование новых областей применения электронных пучков и их применение в науке и технике. Электронные пучки с большим сечением являются одним из ключевых элементов современных электронных систем. Изначально разработанные для использования в электронных микроскопах, они быстро нашли свое применение во многих других областях, включая телекоммуникации, научные исследования и промышленность. Основной характеристикой электронных пучков большого сечения является их способность генерировать электромагнитное излучение высокой интенсивности. Это делает их идеальным инструментом для наблюдения и анализа микроскопических структур и объектов. Благодаря своей высокой пространственной разрешающей способности, электронные пучки позволяют увидеть детали, недоступные для обычного оптического микроскопа. Более того, электронные пучки могут быть использованы для модификации поверхности различных материалов. Процессы, такие как нанесение покрытий, нанесение маскировочных слоев и гравировка, могут быть эффективно выполнены с использованием электронных пучков большого сечения. Это открывает возможности для создания новых материалов и улучшения функциональности микроэлектронных устройств.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Бугаев С. П., Крейндель Ю. Е., Щанин П. М., Электронные пучки большого сечения. М.: Энергоатомиздат, 1984.112 с.
2. Кузнецов М. С. Технология получения высокоэмиссионных материалов на основе гексаборида лантана в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза при механоактивации шихты: канд. техн. наук. Томск, 2016. 131 с.
3. Рау А. Г. Электронно-лучевая пушка с термокатодом для сварочной установки // Доклады ТУСУР. Томск, 2017. № 2(20). С. 129–131.
4. Дорошкевич С. Ю., Воробьев М. С. Эффективный способ генерации и вывода электронного пучка в атмосферу в широкоапертурном ускорителе на основе ионно-электронной эмиссии //Приборы и техника эксперимента. 2023. №. 3. С. 53-60.
5. Месяц Г. А. Импульсная энергетика и электроника. М.: Наука, 2004, 704 с.
6. Месяц Г. А. Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга. М.: Наука, 2000.
7. Бугаев С. П., Крейндель Ю. Е., Щанин П. М. Техника получения высокоэнергетических электронных пучков с большим поперечным сечением // ПТЭ. 1980. №1. С. 7– 24
8. Denisov G. V. Kuznetsov D. L., Novoselov Yu. N., Suslov A. L., Uster A. M. // Proc. XIII International Conference on High Power Particle Beams. Nagaoka, Japan. №49. P. 645
9. Кузнецов Д. Л., Малыгин А. В., Новоселов Ю. Н., Рукин С. Н., Харлов Е. А. Частотный наносекундный ускоритель электронов для инициирования плазмохимических процессов // Сборник трудов IV Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии (ISTAPC). Иваново. 2015. С. 12-16.
10. Бугаев С. П., Крейндель Ю. Е., Щанин П. М., Электронные пучки большого сечения. М.: Энергоатомиздат, 1984. 112 с.
11. Hollow cathode gas discharge device: пат. 38310052 США. Hollow cathode gas discharge device / R.C. Knechtli; заявл. 22.07.2015; опубл. 01.09.2019;
12. Gushenets V. I. Nanosecond high current and high repetition rate electron source // IEEE Transactions on Plasma Science. 1999. №4(27). Р. 1055–1059.
13. Н. В. Гаврилов, В. В. Осипов, О. А. Бурееви Плазменный катод электронного ускорителя с большим сечением пучка // Письма в журнал технической физики. 2005. № 3 (31). С. 72–78.

Весь текст будет доступен после покупки