Дуга низкого давления с полым катодом

ДУГА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С ПОЛЫМ КАТОДОМ [c.289]

Аналитические и спектральные характеристики РПК. В РПК распределение атомов по возбужденным состояниям существенно отличается от равновесного. Это связано с тем, что разряд в полом катоде протекает при пониженном давлении газа, когда концентрация всех частиц, в том числе и электронов, существенно ниже, чем в разрядах при атмосферном давлении. При низком давлении газа значительно уменьшается число столкновений между частицами. Электроны, разгоняясь электрическим полем, приобретают значительно более высокую кинетическую энергию, чем в дуге или искре, так как не растрачивают ее при частых столкновениях. Кинетическая энергия более тяжелых частиц — атомов, ионов, молекул— оказывается значительно ниже. Равновесного распределения частиц по энергии не происходит. Температура электронов во много раз выше температуры других частиц, она может повыситься до нескольких сотен тысяч градусов, тогда как температура других частиц не превышает обычно нескольких сотен градусов. [c.91]

Для получения дополнительных электронов можно применить нагреваемый катод, который бы эмиттировал электроны в основном посредством термоэлектронной, а не вторичной эмиссии. В этом случае разряд, который иногда называется низковольтной дугой, обеспечивается электронным током даже в высоком вакууме. Однако в вакууме ток будет ограничиваться пространственным зарядом, поскольку в этом случае в непосредственной близости от катода образуется электронное облако, и весь ток эмиссии сможет попасть на анод лишь тогда, когда к электродам будет приложено очень высокое напряжение. В атмосфере газа низкого давления соударения электронов с атомами газа приводят к генерации ионов, если приложенное напряжение превышает потенциал ионизации газа. Как и в случае самостоятельного тлеющего разряда, медленные ионы будут накапливаться у катода, и здесь возникнет темное пространство. Это темное пространство существенно отличается от катодного темного пространства в самостоятельном тлеющем разряде. Оно состоит из электронной оболочки, непосредственно примыкающей к катоду, и ионной оболочки, граничащей с плазмой. Пространство это часто называют двойной оболочкой. Оно выполняет две функции. Менее важная — это нейтрализовать пространственный заряд электронов, и более важная — служить виртуальным анодом, очень близко расположенным к катоду, так что электрическое поле здесь становится сравнимым с полем в высоком вакууме при очень высоких напряжениях, приложенных ко всей трубке. [c.413]

Вследствие малости коэффициента разделения, достижимого непосредственно в илазме, основные усилия, связанные с разделением изотопов в разряде с полым катодом, были направлены на использование плазмы в качестве промежуточной среды, приводящей в движение нейтральный газ. Ожидалось, что таким иутем можно соединить высокую угловую скорость с относительно низкой температурой нейтрального газа. Предлагалось создавать вращающуюся плазму в форме полого цилиндра, заполненного нейтральным газом [7.35]. Продольное магнитное иоле должно быть достаточно сильным, чтобы уравновеьцивать давление нейтрального газа толщина плазменной оболочки должна быть больше длины свободного пробега нейтральных частиц в плазме. Измерения доплеровского сдвига спектральных линий в излучении внутренней области аргоновой дуги показали, что нейтральные атомы, действительно, могут достигать скорости ионов аргона. Однако большая их доля имеет температуру, равную температуре ионов. Очевидно, что взаимодействие плазмы с нейтралами определяется, главным образом, процессами перезарядки, которые, следовательно, играют важную роль и в разряде с полым катодом. [c.294]

Для фокусировки часто используют свет ртутной лампы низкого давления, а также дуги между электродами из железа или меди. Широко используются также газоразрядные трубки, в частности, небольшие неоновые лампы или гейслеровские трубки, заполненные инертными газами. Для фокусировки прибора высокой разрешающей силы применяют источники, дающие более узкие линии, например, газовый лазер или охлаждаемый полый катод. [c.146]

Реакторы с магнитной стабилизацией. В плазменных реакторах этой конструкции положение дуги стабилизируется при помощи магнитного поля. Реактор представляет собой конструкцию из концентрических труб, щ которой между двумя электродами горит радиальная дуга. Дуга быс1ро вращается под действием магнитного поля газ пропускается в осевом направлении через кольцевое пространство между электродами для предотвращения их перегрева. Положение вращающейся дуги зрительно иногда напоминает движение сгшц велосипедного колеса. Такая конструкция позволила расширить верхний предел рабочего давления до 105 ат без сколько-нибудь значительной эрозии электродов. Передний торец наружного электрода (обычно катода) служит в качестве смесительной камеры, которая, кроме того, гасит пульсации перед выбросом плазмы через выходное сопло. Недостат-iэтой модели является низкий к. п. д. [c.331]

Большую роль в этом случае играет электрическое поле между электродами, сильно влияющее на скорость движения ионов к катоду, что согласуется с вычислениями Боуманса. В присутствии носителей излучающие частицы распределены по всему объему плазмы. Однако для элементов с низким потенциалом ионизации большая концентрация частиц наблюдается у катода, с увеличением потенциала ионизации заметна тенденция смещения максимума излучения к аноду. Такое распределение можно объяснить тем, что присутствие, например, галлия изменяет условия в плазме, уменьшая температуру дуги с 6500 до 5800 К, увеличивая электронное давление с 2,1-10 Па до 3--10 Па и уменьшая степень ионизации атомов. В связи с этим электрическое поле по-другому влияет на движение и распределение частиц. Следовательно, носители способствуют равномерному распределению излучающих атомов и ионов по всему объему плазмы. Это приводит к уменьшению атомной и ионной плотностей в каждой точке объема плазмы, что, в свою очередь, должно приводить к уменьшению столкновений. Это вызывает увеличение почернения линий микроэлементов в присутствии галлия. Причем наибольшее почернение линий наблюдается для 2п и А1 — элементов с высоким потенциалом возбуждения и [c.74]