Multi-arc plasma electron emitter for generation of radially converging beam

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Представлены результаты исследований по генерации радиально сходящегося электронного пучка в источнике с многодуговым сеточным плазменным эмиттером. Достигнуты режимы генерации электронного пучка, достаточные для модификации поверхности металлических материалов и изделий цилиндрической формы с расчетной плотностью энергии пучка на коллекторе до 20 Дж/см2 при длительности импульса до 500 мкс. С использованием автоматизированной системы измерения параметров плазмы и одиночного зонда Ленгмюра в диапазоне тока дугового разряда 50-120 А и длительности импульса 50-500 мкс проведены измерения распределения параметров эмиссионной плазмы в сеточном плазменном эмиттере в азимутальном и аксиальном направлениях. Приведены сравнения электронных ветвей зондовой характеристики при различных давлениях рабочего газа (p = 5 ∙ 10-2 Па и p = 8.5 ∙ 10-2 Па). Созданный источник электронов открывает новые возможности для модификации поверхности различных материалов и изделий цилиндрической или более сложной форм с целью изменения функциональных и эксплуатационных свойств этой поверхности.

About the authors

M. S. Torba

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: torba@opee.hcei.tsc.ru
Akademicheskii Ave., 2/3, Tomsk, 634055

S. Yu. Doroshkevich

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: torba@opee.hcei.tsc.ru
Akademicheskii Ave., 2/3, Tomsk, 634055

M. S. Vorobyev

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: torba@opee.hcei.tsc.ru
Akademicheskii Ave., 2/3, Tomsk, 634055

A. A. Grishkov

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: torba@opee.hcei.tsc.ru
Akademicheskii Ave., 2/3, Tomsk, 634055

N. N. Koval

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: torba@opee.hcei.tsc.ru
Akademicheskii Ave., 2/3, Tomsk, 634055

R. A. Kartavtsov

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: torba@opee.hcei.tsc.ru
Akademicheskii Ave., 2/3, Tomsk, 634055

M. A. Mokeev

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: torba@opee.hcei.tsc.ru
Akademicheskii Ave., 2/3, Tomsk, 634055

D. A. Shpanov

Institute of High Current Electronics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: torba@opee.hcei.tsc.ru
Akademicheskii Ave., 2/3, Tomsk, 634055

References

  1. Бугаев С.П., Крейндель Ю.Е., Щанин П.М. Электронные пучки большого сечения. М.: Энергоатомиздат, 1984.
  2. Гаврилов Н.В., Гушенец В.И., Коваль Н.Н., Окс Е.М. и др. Источники заряженных частиц с плазменным эмиттером. Екатеринбург: Наука, 1993.
  3. Коваль Н.Н., Окс Е.М., Протасов Ю.С., Семашко Н.Н. Эмиссионная электроника. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.
  4. Крейндель Ю.Е., Мартенс В.Я., Съедин В.Я., Гавринцев С.В. // ПТЭ. 1982. No 4. С. 178.
  5. Ефремов А.М., Ковальчук Б.М., Крейндель Ю.Е., Толкачев В.С., Щанин П.М. // ПТЭ. 1987. No 1. С. 167.
  6. Источники электронов с плазменным эмиттером / Под ред. Ю.Е. Крейнделя. Новосибирск: Наука, 1983.
  7. Grigoriev S.V., Koval N.N., Devjatkov V.N., Teresov A.D. // Proc. 9th Intern. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Tomsk, 2008. P. 19.
  8. Григорьев С.В., Девятков В.Н., Миков А.В., Москвин П.В., Тересов А.Д. // Известия вузов. Физика. 2014. Т. 57. No 11/3. C. 58.
  9. Иванов Ю.Ф., Коваль Н.Н. Структура и свойства перспективных металлических материалов / Под ред. А.И. Потекаева. Томск: НТЛ, 2007.
  10. Гришунин В.А., Громов В.Е., Иванов Ю.Ф., Денисова Ю.А. Электронно-пучковая модификация структуры и свойств стали. Новокузнецк: Полиграфист, 2012.
  11. Волков К.В., Громов В.Е., Иванов Ю.Ф., Гришунин В.А. Повышение усталостной выносливости рельсовой стали электронно-пучковой обработкой. Новокузнецк: Интер-Кузбасс, 2013.
  12. Райков С.В., Будовских Е.А., Громов В.Е., Иванов Ю.Ф., Ващук Е.С. Формирование структурно-фазовых состояний и свойств поверхности титановых сплавов при электровзрывном легировании и последующей электронно-пучковой обработке. Новокузнецк: Интер-Кузбасс, 2014.
  13. Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Коновалов С.В., Аксенова К.В. Усталость силумина, модифицированного электронно-пучковой обработкой. Новокузнецк: Полиграфист, 2016.
  14. Эволюция структуры поверхностного слоя стали, подвергнутой электронно-ионно-плазменным методам обработки / Под ред. Н.Н. Коваля, Ю.Ф. Иванова. Томск: НТЛ, 2016.
  15. Воробьев М.С., Григорьев С.В., Москвин П.В., Сулакшин С.А. // Изв. вузов. Физика. 2014. Т. 57. No 11/3. С. 199.
  16. Воробьев М.С., Гамермайстер С.А., Девятков В.Н., Коваль Н.Н., Сулакшин С.А., Щанин П.М. // Письма в ЖТФ. 2014. Т. 40. No 12. С. 24.
  17. Воробьев М.С., Девятков В.Н., Коваль Н.Н., Сулакшин С.А. // Изв. вузов. Физика. 2017. Т. 60. No 8. С. 109.
  18. Кизириди П.П., Озур Г.Е. // ПТЭ. 2023. No 4. С. 84. https://doi.org/10.31857/S0032816223030072
  19. Энгелько В.И., Павлов Е.П., Ткаченко К.И., Щеголихин Н.П. // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Ядерно-реакторные константы. 2019. No 1. С. 67. https://doi.org/10.55176/2414-1038-2019-1-67-74
  20. Коваль Н.Н., Девятков В.Н., Воробьев М.С. // Изв. вузов. Физика. 2020. Т. 63. No 12. С. 7. https://doi.org/ 10.17223/00213411/63/10/7
  21. Torba M.S., Doroshkevich S.Y., Vorobyov M.S. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2023. No 87. Suppl. 2. P. 318. https://doi.org/10.1134/S1062873823704798
  22. Doroshkevich S.Y., Vorobyov M.S., Kovalsky S.S. et al. // J. Physics: Conference Series. Proc. 14th Inter. Conf. "Gas Discharge Plasmas and Their Applications". 2019. V. 1393. 012006. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1393/1/012006

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).