Процесс нагрева газа

Многолучевая газоразрядная электронная пушка ЭГП-24 была создана для нагрева и ионизации газа. Она состоит из следующих основных элементов: катодного узла; анодного узла и изолятора.

Катод ЭГП изготавливался со сферической кривизной поверхности из алюминия, был сменным и водоохлаждаемым. Радиусы кривизны сменных катодов составляли: 150, 200, 300 мм. Анод пушки позволял формировать электронный пучок заданного профиля путем создания в нем отверстий нужного сечения. Изолятор выполнен в виде цилиндра из керамики типа 22ХС, обеспечивающей высокое электрическое сопротивление и рабочую температуру до 200°С. Толщина керамики - 8 мм, диаметр цилиндра - 103 мм. Для повышения электрической прочности по поверхности между катодом и изолятором сделан зазор величиной 1 мм. Для работы ЭГП в режиме многолучевого конусного пучка используется вогнутый катод и анод с заданным количеством отверстий, выполненных под определенным углом к поверхности анода. Особенностью схемы является то, что расстояние анод-катод фиксировано, задается углом а и фокусным расстоянием R. Для создания одинакового расстояния поверхность анода, обращенного к катоду, также выполнялась сферической с радиусом кривизны R = (R-LAK). Фокус электронных пучков находился на расстоянии 200 мм от центра торца катода.

В результате исследований показана возможность работы ЭГП в двух режимах: ионной фокусировки и плазменно-пучкового разряда (ППР).

Отличие их заключается в следующем. В режиме ионной фокусировки наблюдаются электронные пучки вследствие свечения кроссовера пучка из-за ионизации молекул остаточного газа. Этот режим используется в технологических процессах, где электронный пучок является высококонцентрированным источником энергии. В режиме ППР происходит взаимодействие электронного пучка с образованной им плазмой. В результате возбуждаются плазменные колебания, которые эффективно преобразуют энергию электронного пучка в энергию нагрева и ионизации газа. Использование сходящихся электронных пучков позволило удалить область зажигания ППР от области зажигания высоковольтного тлеющего разряда и уменьшить влияние ППР на работу пушки.