Аннотация:
Представлены результаты моделирования и экспериментального исследования формирования анодной и катодной плазмы в вакуумном диоде со взрывоэмиссионным катодом при генерации импульсного электронного пучка с плотностью тока 0.3–0.4 kA/cm$^2$, ускоряющем напряжении 300–500 kV и длительности импульса 100 ns. Установлено, что концентрация анодной плазмы не превышает 10$^{10}$ сm$^{-3}$ и она не вносит заметного вклада в работу диода и что формирование катодной газовой плазмы с концентрацией $\approx$ 10$^{16}$ cm$^{-3}$ обеспечивается полной десорбцией молекул с рабочей поверхности взрывоэмиссионного катода и высокой эффективностью ударной ионизации атомов. Показано, что заряд взрывоэмиссионного плазменного слоя значительно меньше заряда электронного пучка и основным источником электронов является не взрывоэмиссионная плазма, а катодная газовая плазма, при этом электронный ток ограничивается концентрацией катодной плазмы. Использование катода с развитой поверхностью (катод с покрытием из углеродной ткани) позволяет увеличить полный заряд электронного пучка более чем в 1.5 раза без изменения диаметра катода и анод-катодного зазора.
Полный текст:
PDF файл (1024 kB)