Прохождение плазмы через кольцевой анод

В противном случае возникают потери вследствие отражения части плазменного потока от зеркала. Обычно напряжённость магнитного поля в плазмоведущем тракте составляет величину от 5 до 30 мТл. Однако стабильность работы плазменного источника часто нарушается даже в том случае, когда поле в аноде достигает только нижнего предела указанного диапазона. Так что источник теряет работоспособность ещё прежде, чем магнитное поле достигнет величины, которая могла бы обеспечить максимум ионного потока, проходящего через плазмоведущий канал.

Аналогичная проблема возникает и в том случае, когда источник работает в импульсном режиме. С помощью дополнительного анода из тонкой вольфрамовой сетки авторам работы удалось значительно повысить стабильность поджига и горения дуги в источнике с магнитным полем до 50 мТл. Сетка оставалась целой при разрядном токе в импульсе не более 100 А и среднем токе около 8 А, что существенно меньше величин, характерных для режимов постоянного тока.

Известно также, что стабильность дуги в источнике с трубчатым анодом и с фокусирующими катушками может быть повышена, если использовать встречное включение катушек по отношению друг к другу, при котором в аноде создаётся остроугольная структура магнитных полей с кольцевой щелью по периметру токоприёмной поверхности анода. Через эту щель происходит беспрепятственный токоперенос между катодом и анодом, что и обеспечивает стабильность разряда. Нами были предприняты исследования влияния характера распределения магнитного поля в источниках с магнитной стабилизацией катодного пятна и с фокусировкой плазменного потока на эффективность прохождения плазмы вдоль анода и на стабильность ионной составляющей на выходе системы. Эксперименты проводились с источниками, размеры и конструкция электродов которых были рассчитаны на работу в режиме постоянного тока.

Катод источника имеет форму усечённого конуса с диаметрами оснований 60 и 40 мм при высоте 50 мм.