Устройство для измерения проводимости пучковой плазмы

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ, РЕСПУБЛИН (Ю 4 Н 05 Н 7 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2l) 3755431/24-21 (22) 20.06.84 (46) 29.02.88, Бюп. У 8 (7l) Научно- исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С.М,Кирова (72) Г.И.Котляревский, В.С.Пак, В,И.Сметанин, В.А.Тузов и В.И.Цветков (53) 621.324.6(088.8} (56) Трайвелнис А. Основные физики плазмы. М.: Мир, 1975, с. 43.

Авторское свидетельство СССР

В 784727, кл. Н 05 Н 7/10, 1979. (54)(57! 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПРОВОДИМОСТИ ПУЧКОВОЙ ПЛАЗМЫ, содержащее полый диэлектрический цилиндр с металлическими фольгами, закрепленными на торцах, основной резистор, подключенный к одной из фольг, и измерительный прибор, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повьгщения точности измерений и упроще„„SU„„1205745 А ния конструкции, в него введены дополнительный резистор, конденсатор, пояс Роговского н источник питания, прн этом выводы конденсатора подключены к фольгам, к свободному выводу основного резистора одним выводом подключен источник питания, другой вывод которого подключен к дополнительному резистору, соединенному с второй фольгой, а обмотка пояса Ро говского подключена к измерительному прибору и размещена вокруг одного из выводов конденсатора, подключенного к фольге.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных вазможностей эа счет измерения радиального распределения проводимости,в фольгах выполнены одинаковые отверстия, ось которых совпадает с осью диэлектрического цилиндра.! 20 - 7-, : > p -,."П> ны х !

0) с.оадинении ны!Яи и не э - o «.!ика б

> и с бо

2 ".>

»! ..

Изобретение относится к технике измерения параметров сильнотачных релятивистских электронных пучка:. (РЭП) и может найти применение В с-. корительнай технике и физических исследованиях, связанных с Г.риманением РЭП, например при распространении их в нейтральном газе с целью накачки лазеров,, передачи энергии„ закалки режущего инструмента, стерилизации хирургического инструмента., отверждения полимерных лаков и т,.д,, Целью изобретения является повы:шение точности измерений,. упрощение конструкции и расширение функциональных Воэможностей эа счет измерения радиального распределения право== димости, На чертеже схематически.изображено предлагаемое устройство, 0 Io включает полый диэлектрический цилиндр с закрепленными на его торцах,,без требований к герметичности) фсльгами 2 и 3. Фольги через резисторь.

4 и 5 соединены с разнополярными незаэемленными выводами источника б питания, и параллельно фольгам подключен конденсатор 7,, в цепи соединения которого с фольгами установлен пояс Роговского 8, подключенный к измерительному прибору 9.

Устройства устанавливается в тракте транспортировки РЭП так, чтабыфольги были расположены перпендикулярно падающему пучку и ось устройства совмещена с центром инжектируе= мого РЭП. Так как фольги 2 и 3 за-креплены негерметично, давг.:ение -. à.-:а внутри диэлектрического цих.индра и вне его будет име-.ь адно и то же значение и, соответственна,, концентрация плазмы, образующейся при прохождении РЭП через Газ„ будет . меть также одинаковое значение Внутри и вне устройства, С момен-а нач-.ала образования плазмы внутри устройства между фольгами 2 и 3 начнет прате= кать ток низкознергетич777ых плазменных электронов под действием разно" ти потенциалов U на выводах заряженнага конденс.атора 7, соединенного фольгами 2, 3. Для того., чтобы в процессе измерений величина напряжения между фольгами 2, 3 была постоянной, необходимо выполнение условия P.„0 -.

>v 1„, где Bп — сопротивлени= плазменного канала., С вЂ” емкость конденсато:ра 7; t,L, — длительность импульса ис=следуемаго процесса, Например, для славий .„=(!Π— !О )С;

Ом, т, C=(!0 †!О ;;Ф. При фольг 2 и 3 с разнопаляраземленными выводами ис-:.èòàHèя через резисторы льшие сопротивлением фольги >сжса не Влияют на распространение

РЭП,, Действительно, если выполняется ус;>овне Б", м, где Р— сопротивление резисторов 4 и 5; С вЂ” емкость фольг относительно землй, t,„ — длите.тьность тока РЭП, то фольги будут приобретать потенциал пучка, так как утечка через резисторы 4 и 5 мала и

В начальном состоянии фольги 2 и 3

- о о не заземлены. При С=(!Π†!О )Ф, -7 Ф 1 =!О с Величина Л=(l0 -!О, Ом. Также величина сопротивления резисторов 4 и 5 выбирается достаточно большои, чтобы ток, текущий через них при разряде конденсатора 7, имел малую величину и не влиял на точность измерений.

Исходя чз известного условия

Г я= /я,.

:-де !7,= -; U „ I — соответственна величины приложенного напряжения K .О: ьгам и тока между ними, 1 — расстояние между фольгами; H — поперечное сечени !in : bIeHHo o H n ; p удельное сопротивление плазмы, легко можно Определить удельную злектроправзднасть плазмы 5=!!О.

Так фол1>ги нахОдЯтсЯ пОд Высоким потенциалом РЭП,. Величину плазменного тока между ними необходимо измер>:.òb бесконтактным способом " хорошими временным разрешением и чувст;ительностью, Наиболее полно этим треООваниям väoíëÿòÂopÿÐò пояс РОГОВского 8, сигнал с которого подается .,-.=. измерительный прибор Э„ например осциллограф.- Таким образом„ в предлагаемом устройстве О Величине проВад;-мости "Iëã,ýìb. судят по непосредст=

Ванным измерениям плазменного тока, текущего между электродами под действием известной разности потенциалов, и беэ нарушений условий транс;,.Ортировки РЭП. При этом отсутствие сис:.емы откачки и гермети-.àöèè фольг существенно упроLJJàåò В целом конструкцию устройства, а назаземленные фольги не впияют на характер расгространения пу ка и на величину из— меряемай проводимости. Точность оп1205745

Составитель С.Шитов

Редактор Т.Клюкина Техред М.Дидык Корректор С.Черни

Тираж 833 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ ?75

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 редения проводимости будет определяться точностью измерения тока и напряжения между фольгами. Также оценки показывают, что погрешность, определяемая приэлектродными падениями потенциала, можно свести к минимуму за счет выбора величины напряжения между фольгами и расстояния между ними.

1О

Если в фольгах сделать соосные отверстия одинакового диаметра,ось которых совмещена с осью инжектируемого

РЭП, то возможно измерение радиального распределения проводимости плазмы по сечению канала транспортиров" ки. В этом случае разность показаний с пояса Роговского устройств1! с фольгами без отверстий и с отверстиями будет соответствовать проводимости пучковой плазмы в канале диаметром, равным диаметру отверстий, Выполняя отверстия в фольгах различного диаметра можно получить зависимость изменения проводимости по радиусу.