Бакшт Е.Х. Беломытцев С. Бураченко А.Г. Гришков А. Шкляев В.А.
Стабильность формирования пучка убегающих электронов в азоте при давлении 100 Торр
Докладчик: Шкляев В.А.
Проведено экспериментальное и численное исследование влияния толщины рабо-чей кромки катода и состояния его эмиссионной поверхности на формирование пучка убегающих электронов и развитие пробоя в газе в резко неоднородном электрическом поле.
Разряд в газовом диоде возбуждался импульсом напряжения с амплитудой ~120 кВ в падающей волне и фронтом ~250 пс между трубчатым катодом (толщина рабочей кромки 30 или 800 мкм) и плоским анодам (межэлектродный зазор 12 мм).
Впервые для данных условий получен набор экспериментальных результатов, со-стоящий из большого количества (300) импульсов в одной серии экспериментов без сме-ны условий. Проведен анализ разброса экспериментальных результатов. Показано, что разброс значений тока пучка убегающих электронов, фиксируемый коллектором, покры-вает диапазон значений от 6 до 20 А.
Методом Particle-in-Cell проведено численное моделирование развития пробоя в условиях, когда реализуются различные по величине токи пучка убегающих электронов. Показано, что разброс значений тока пучка убегающих электронов связан с состоянием эмиссионной поверхности катода. Кроме того, состояние эмиссионной поверхности вли-яет и на механизм формирования пучка убегающих электронов. Так, при хорошей эмис-сионной способности катода, когда эмиссия начинается на стадии низковольтного предымпульса, формирование пучка происходит с границы плазменного слоя (рис. 1a). При этом ток пучка, регистрируемый коллектором, измеряется единицами ампер. При уменьшении эмиссионной способности (например, при полировке катода) формирование пучка происходит непосредственно у катода с образованием катодного слоя с падением потенциала в единицы киловольт (рис. 1b). В этом случае ток пучка на коллекторе до-стигает значений 15 А и более.
Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 14-02-00136 и № 15-08-03983.
| Файл тезисов: | GDPA-2017_Abstract.docx |
К списку докладов