О распределении плотности энергии в поперечном сечении радиально сходящегося низкоэнергетического сильноточного электронного пучка

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

С использованием секционированного трехканального калориметра измерено распределение плотности энергии в поперечном сечении радиально сходящегося низкоэнергетического (до 25 кэВ) сильноточного электронного пучка. Формирование пучка осуществлялось с помощью двухсекционного катодного узла. В кольцевой катод каждой секции, имеющий внутренний радиус 4 см, встроены 18 резистивно развязанных дуговых источников плазмы, инициируемых пробоем по поверхности диэлектрика. Расстояние между центрами секций составляло 4 см. Измерения проводились как в режиме вакуумного диода (давление остаточных газов 0.006 Па), так и газонаполненного диода (аргон при давлении 0.08 Па). Показано, что плотность энергии в центральной части пучка в среднем на 25‒30% выше, чем на его периферии, что может быть приемлемо для решения многих задач по поверхностной модификации металлов и сплавов. Ресурсные испытания катодного узла показали устойчивость его работы на протяжении минимум 50 000 импульсов.

Full Text

Restricted Access

About the authors

П. П. Кизириди

Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук

Email: ozur@lve.hcei.tsc.ru
Russian Federation, 634055, Томск, пр. Академический, 2/3

Г. Е. Озур

Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: ozur@lve.hcei.tsc.ru
Russian Federation, 634055, Томск, пр. Академический, 2/3

References

  1. Кизириди П.П., Озур Г.Е. // ПТЭ. 2022. № 6. С. 61. https://doi.org/10.31857/S0032816222060143
  2. Кизириди П.П., Озур Г.Е. // ПТЭ. 2023. № 4. С. 84. https://doi.org/10.31857/S0032816223030072
  3. Rotshtein V.P., Ivanov Yu.F., Markov A.B. et al. // Surface & Coatings Technology. 2006. V. 200. P. 6378.
  4. Марков А.Б., Соловьев А.В. // Известия вузов. Физика. 2022. Т. 65. № 11. С. 93. https://doi.org/ 10.17223/00213411/65/11/93
  5. Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. М.: Наука, 2004. С. 86.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. General view of the working chamber and the electron gun: 1 – cathode, 2 – ceramic tube, 3 – electrode of the arc plasma source, 4 – TVO-2 resistor, 5 – a bundle of copper wires, 6 – a rod anode with a diameter of 10 mm, 7 – high voltage pulse supplies to the cathode, 8 and 9 – collet current collectors, 10 and 11 – Rogovsky belts, 12 – working chamber, 13 – pumping pipe, 14 – working gas inlet pipe, 15 – viewing window, 16 – cup–shaped screen, 17 – accelerating voltage input insulator, 18 – gas pressure sensors, 19 - rod accelerating voltage input, 20 – connecting cup.

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic arrangement of a partitioned calorimeter: 1 – hollow anode, 2 – collimating holes, 3 – copper absorber, 4 – thermistor, 5 and 6 – current lines. The z = 0 coordinate corresponds to the position in the middle between the cathode sections, the distance between the centers of the cathode sections is 4 cm. The conclusions of the thermistors are conditionally not shown.

Download (204KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Oscillograms of pulses of accelerating voltage (1st channel, 20 kV/div.), total cathode current (2nd channel, 12 kA/div.) and beam currents to the anode (3rd and 4th channels, 10 kA/div.), Uch = 18 kV: a – gas–filled diode (argon at 0.08 Pa, anode radius -0.8 cm); b – vacuum diode (residual gas pressure – 0.006 Pa, anode radius – 0.8 cm); c - gas-filled diode (argon at 0.08 Pa, anode radius – 0.5 cm). The time scale is 1 microsecond/del.

Download (264KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Distribution of the beam energy density along the anode for different values of the charging voltage.

Download (319KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences