Генерация импульсно-периодических пучков ионов металлов высокой плотности мощности при субмиллисекундной длительности; Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE-2024) - Рябчиков А. И. Александр Ильич (2024, 2024)
В работе представлены результаты исследований по формированию пучков ионов хрома, алюминия и титана с субмиллисекундной длительностью с высокой импульсной плотностью мощности, используя плазму непрерывного вакуумного дугового разряда. Показано, что в отличие от формирования высокоинтенсивных пучков ионов металлов из плазмы вакуумной дуги при ускоряющих напряжениях до нескольких киловольт, когда имеет место укорочение длительности пучка из-за формирования виртуального анода, при ускоряющих напряжениях в десятки киловольт, ионный пучок оказывается стабильным, хорошо фокусируется при длительностях импульсов до 450 мкс. Установлено, что стабильность транспортировки пучков ионов металлов и эффективность их баллистической фокусировки определяются процессами нейтрализации заряда пучка в пространстве дрейфа и зависят, как от предварительно инжектируемой в пространство дрейфа плазмы, так и генерации дополнительного потока электронов за счет ионно-электронной эмиссии. Экспериментально показано, что при токе дугового разряда 170 А в источнике ионов и плазмы «РАДУГА-5М» возможно формирование сфокусированного пучка ионов титана с плотностью тока, превышающей 3.0 А/см2 при энергии ионов 80 кэВ. Показано, что увеличение плотности ионного тока, почти на три порядка от единиц миллиампер, до нескольких ампер на сантиметр квадратный не изменяет характер зависимости коэффициента ионно-электронной эмиссии от ускоряющего напряжения и, как следствие от средней энергии ионов в пучке