Способ изготовления электродов вакуумной нейтронной трубки



Способ изготовления электродов вакуумной нейтронной трубки
Способ изготовления электродов вакуумной нейтронной трубки

 

H05H1/24 - Плазменная техника (термоядерные реакторы G21B; ионно-лучевые трубки H01J 27/00; магнитогидродинамические генераторы H02K 44/08; получение рентгеновского излучения с формированием плазмы H05G 2/00); получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов (получение нейтронов от радиоактивных источников G21, например G21B,G21C, G21G); получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов (атомные часы G04F 5/14; устройства со стимулированным излучением H01S; регулирование частоты путем сравнения с эталонной частотой, определяемой энергетическими уровнями молекул, атомов или субатомных частиц H03L 7/26)

Владельцы патента RU 2601293:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") (RU)

Изобретение относится к способу изготовления электродов для вакуумных нейтронных трубок (ВНТ) и может быть использовано в ускорительной технике, в геофизическом приборостроении, например в импульсных генераторах нейтронов, предназначенных для исследования скважин методами импульсного нейтронного каротажа. В заявленном способе в условиях вакуума на заготовку осаждают пленочное покрытие из гидридообразующего металла или металлов с помощью потоков высокоионизированной металлической плазмы и одновременно насыщают осаждаемый материал или материалы изотопом или смесью изотопов водорода. При этом степень насыщения осаждаемого материала или материалов изотопом или смесью изотопов водорода и соотношение химических компонентов в осажденном материале или материалах регулируют выбором температуры заготовки в диапазоне от -200°С до 800°С, величин потоков на заготовку осаждаемого материала или материалов и изотопа или смеси изотопов водорода в диапазоне отношений величины суммарного потока осаждаемых материалов к величине суммарного потока изотопов водорода от 0,1 до 10. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления электродов, повышение стабильности и ресурса ВНТ. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

 

Область техники

Изобретение относится к способам изготовления устройств для генерации нейтронов, а именно для вакуумных нейтронных трубок, и может быть использовано в ускорительной технике, в геофизическом приборостроении, например в импульсных генераторах нейтронов, предназначенных для исследования скважин методами импульсного нейтронного каротажа.

Уровень техники

Вакуумная нейтронная трубка (ВНТ) представляет собой вакуумно-герметичную оболочку с размещенными в ней следующими основными узлами: искро-дуговой источник ионов (ИИ), ускоряющая ионно-оптическая система, мишень, насыщенная изотопами водорода, и средства поддержания рабочего давления.

Принцип действия ВНТ состоит в генерации плазмы при вакуумно-дуговом разряде, извлечении из нее ионов дейтерия, формировании и ускорении пучка ионов с помощью ионно-оптической системы в направлении мишени. При взаимодействии ускоренных до энергии Е~100 кэВ ионов, например дейтронов с ядрами трития или дейтерия, содержащимися в мишени, происходит ядерная реакция T(d, n)4He или D(d, n)3He с выходом нейтронов с энергией ~14 или ~2,5 МэВ соответственно.

ВНТ обладают рядом очевидных преимуществ перед другими типами нейтронных трубок (НТ), однако существенно уступают им в плане стабильности и ресурса. Причем речь идет о разных видах стабильности, из которых хуже всего обстоит дело с импульсной стабильностью (нестабильностью), которая может достигать 100% на заключительных стадиях ресурсной наработки. Известно, что величина и стабильность нейтронного выхода, а также ресурс работы ВНТ в основном определяются параметрами ионного источника (ИИ) [А.А. Сладков, В.Т. Бобылев, В.А. Кузнецов, В.А. Самарин. Малогабаритный импульсный нейтронный генератор с потоком нейтронов 1011 н/с на вакуумной нейтронной трубке, Научная сессия МИФИ-2005, т. 5]. Изменение свойств мишени в процессе наработки, характерное для всех типов НТ, определяющее общий ресурс НТ, не является основным для ВНТ [Г.С. Румянцев, Н.Н. Щитов. Исследование возможности повышения ресурса источника ионов вакуумной нейтронной трубки // Материалы 18-й Научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника». - М.: Изд-во МИЭМ, 2011. - стр. 146-149].

В ВНТ используются двух- (катод-анод) и трехэлектродные (катод, поджигающий электрод, анод) ИИ, получение ионов дейтерия в которых основано на десорбции окклюдированного в Ti или Zr электродах дейтерия и его ионизации в дуговом разряде между катодом и анодом. Электроды, как правило, двухфазны, т.е. представляют собой смесь зерен гидрида металла (MeD2) и чистого металла. Дейтерий может присутствовать также в виде растворенного в металле газа и на границах зерен. Ресурс трехэлектродного ИИ, нашедшего наибольшее применение, определяется разрушением рабочей поверхности катода и межэлектродного изолятора в области их контакта, а также уменьшением концентрации дейтерия в рабочей приповерхностной зоне электродов при термодесорбции, распространяющейся на область, значительно большую непосредственно эрозионной зоны (истощение).

При этом большая часть материала монолитного катода, насыщенная дейтерием, остается неиспользованной. В течение всего ресурса катод ИИ вырабатывается на глубину не более 0,1 мм вблизи границы контакта с изолятором и крайне неравномерно. В результате основная масса катода остается пассивной. Она не участвует в процессе подпитки рабочим газом приповерхностного слоя, в котором под воздействием разряда происходит термодесорбция изотопов водорода [Румянцев Г.С., Щитов Н.Н. Исследования возможности повышения ресурса источника ионов вакуумной нейтронной трубки // Материалы 18-й Научно-технической конференции «Вакуумная наука и техника». - М.: Изд-во МИЭМ, 2011. - стр. 146-149]. Поэтому повышение эффективности использования рабочего газа за счет увеличения доли активной массы электродов при одновременном уменьшении эрозии металлической матрицы является одним из приоритетов улучшения служебных характеристик ИИ и ВНТ в целом. Решение данной задачи возможно при использовании в качестве электродов ИИ и мишени ВНТ вместо монолитных деталей из гидридообразующего материала тонкопленочных покрытий толщиной порядка 10-20 мкм. При этом состав материала покрытий может легко оптимизироваться (в плане минимизации эрозии) с помощью введения в осаждаемую фазу функциональных добавок, например эмиссионно-активных или углеродсодержащих. В отличие от используемых при изготовлении монолитных деталей материалов (например, сплавы Э110 или ВТ6), где подобная оптимизация весьма затруднительна. Следует также отметить, что использование насыщенных монолитных материалов в качестве электродов ИИ и мишени ВНТ снижает возможности улучшения их электрического и теплового контакта с подводящими деталями из-за невозможности их сварки/пайки. В то же время тонкопленочные покрытия могут наноситься на подложки из практически любых материалов, обеспечивая как надежный электрический, так и тепловой контакты.

Известны способы осаждения гидридообразующих тонкопленочных покрытий металлов на мишени НТ, в которых, как правило, используют термическое испарение [Патент РФ №2222064, 2004 г.], ВЧ-испарение [Патент РФ №2529399, 2014 г.], электронно-пучковое испарение [С. Monnin et al., Optimisation of the manufacturing process of tritide and deuteride targets used for neutron production // Nucl. Instr.& Methods in Phys. Res. A, 480, (2002), 214-222], магнетронный метод [Патент РФ №2529399, 2014 г.]. Однако все эти способы являются низкоэффективными из-за низкой степени ионизации продуктов осаждения, что приводит к недостаточной адгезии осаждаемой пленки, ее шелушению и отслоению (как до, так и в процессе насыщения изотопами водорода) [В.М. Гулько, А.А. Ключников, Н.Ф. Коломиец и др. Ионно-вакуумные приборы для генерации нейтронов в электронной технике, "ТЕХНИКА", Киев, 1988].

Традиционным способом насыщения деталей ВНТ (катода и анода ИИ, мишени) изотопами водорода является метод Сиверта, при котором насыщение металла водородом осуществляется из газовой фазы при нагреве [В.Н. Кудияров и др. Особенности распределения водорода в титане ВТ1-0 в зависимости от способа насыщения: электролитическим способом и методом Сиверта // Альтернативная энергетика и экология. 2012. №11 (115), с. 10-15]. Этим способом изотопами водорода могут насыщаться как детали, изготовленные из монолитных материалов [А.Н. Диденко, К.И. Козловский, Д.Д. Пономарев. Импульсная ускорительная нейтронная трубка, Патент РФ №2467526 С1, 14.06.2011], так и предварительно осажденные пленки из этих материалов [Способ изготовления мишени нейтронной трубки, Патент RU 2222064, 20.01.2004].

Недостатком этого способа применительно к тонким пленкам является раздельное (двухэтапное) осуществление осаждения пленки и ее насыщения изотопами водорода. Это требует контакта осажденной пленки с атмосферой, что приводит к ее окислению и снижению сорбционных свойств при последующем насыщении изотопами водорода [В.М. Гулько, А.А. Ключников, Н.Ф. Коломиец и др. Ионно-вакуумные приборы для генерации нейтронов в электронной технике, "ТЕХНИКА", Киев, 1988].

Изобретение устраняет недостатки аналогов.

Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления электродов, повышение стабильности и ресурса ВНТ.

Раскрытие изобретения

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления электродов вакуумной нейтронной трубки в условиях вакуума на заготовку осаждают пленочное покрытие из гидридообразующего металла или металлов с помощью потоков высокоионизированной металлической плазмы и одновременно насыщают осаждаемый материал или материалы изотопом или смесью изотопов водорода, при этом степень насыщения осаждаемого материала или материалов изотопом или смесью изотопов водорода и соотношение химических компонентов в осажденном материале или материалах регулируют выбором температуры заготовки в диапазоне от -200°C до 800°C, величин потоков на заготовку осаждаемого материала или материалов и изотопа или смеси изотопов водорода в диапазоне отношений величины суммарного потока осаждаемых материалов к величине суммарного потока изотопов водорода от 0,1 до 10.

В качестве осаждаемых металлов используют Zr, и/или Ti, и/или Та, и/или их соединения. В качестве эмиссионно-активной добавки к осаждаемому и насыщаемому материалу (материалам) используют материал с работой выхода электрона меньшей, чем у основного материала (материалов), например иттрий (Y) с атомным отношением к остальным осаждаемым компонентам в диапазоне от 0,01 до 0,1. В качестве добавки к осаждаемому и насыщаемому материалу, обеспечивающей уменьшение эрозии металлической матрицы, используют углерод (С). В вакуумную камеру вводится и разлагается поток CxHy, и/или CxDy, и/или CxTy, или их смесь и используется в дальнейшем как источник изотопов водорода для насыщения, так и как источник углерода для стабилизирующей эрозию добавки.

Кроме вводимого в вакуумную камеру и разлагаемого потока CxHy, и/или CxDy, и/или CxTy, или их смеси, вводят дополнительный поток Н2, и/или D2, и/или Т2, или их смесь. Генерация высокоионизированной металлической плазмы осуществляется источниками металлической плазмы на основе вакуумно-дугового разряда и/или плазменного разряда HIPIMS в условиях вакуума в диапазоне давлений 10-0,0001 Па.

Таким образом, нанесение пленочных покрытий из гидридообразующих металлов (Ti, Zr и др.) и насыщение их изотопами водорода проводятся одновременно в условиях вакуума с помощью потоков высокоионизированной металлической плазмы, генерируемых источниками металлической плазмы (например, на основе вакуумного дугового разряда или плазменного разряда HIPIMS) в атмосфере изотопов водорода. Степень насыщения материала (материалов) покрытия изотопами водорода и соотношение химических компонентов в осажденном материале регулируется выбором величин потока (потоков) осаждаемого материала (материалов), потока (потоков) изотопов водорода и потоков технологических газов (инертные, углеродосодержащие и др. газы). Источники металлической плазмы на основе вакуумного дугового разряда и плазменного разряда HIPIMS характеризуются наибольшей степенью ионизации испаряемых/распыляемых металлов (вакуумно-дуговые источники ~ 80%, источники HIPIMS ~ 30% ионизации для Zr и/или Ti) и являются самыми производительными среди вакуумных методов осаждения покрытий. Использование потоков высокоионизированной металлической плазмы обеспечивает как существенное увеличение адгезии покрытия при относительно низкой температуре [D.A. Karpov, I.F. Kislov, A.I. Ryabchikov, A.A. Ganenko, Experiments on thick coatings deposited by means of arc technology, Surface & Coating Technology, v. 89 (1997), pp. 58-61], так и повышение концентрации изотопов водорода в осаждаемом покрытии. Насыщенность изотопами водорода пленок при плазменном насыщении может более чем в 2 раза превышать значения, полученные при использовании метода Сиверта [Н.Н. Никитенков и др. Исследование особенностей поглощения водорода сталью при электролитическом, плазменном и высокотемпературном под давлением способах насыщения // Известия Томского политехнического университета (2011), т. 318, №2]), при этом атомное отношение изотопа водорода к металлу может превышать стехиометрическое и достигать значения, превышающего 2 атома изотопа водорода на 1 атом сорбента [Е. Tal-Gutelmacher et al. The effect of residual hydrogen on hydrogenation behaviour of Ti thin film // Scripta Materialia, v. 62 (2010), pp. 709-712].

Введение в состав пленочного катода ИИ ВНТ элемента или соединения с работой выхода электрона меньшей, чем у материала катода (например, Y) позволяет существенно снизить время формирования основного разряда и повысить стабильность работы ИИ ВНТ. Введение атомов углерода позволяет снизить эрозию покрытия из-за образования высокотемпературного каркаса, препятствующего образованию жидкой фазы в катодном пятне [Г.В. Буткевич. Дуговые процессы при коммутации электрических цепей // М.: Энергия, 1973].

Краткое описание чертежей

На чертеже представлено устройство для осаждения и водородонасыщения пленочных электродов вакуумных нейтронных трубок, где 1 - источник плазмы 1 (Zr), 2 - источник плазмы 2 (Ti), 3 - система контроля потоков изотопов водорода и технологических газов, 4 - предметный стол, 5 - держатель образцов, 6 - заготовка элемента ВНТ, 7 - вакуумная камера.

Осуществление изобретения

Для осуществления изобретения используется вакуумная камера 7 со средствами откачки, способными обеспечить рабочее давление < 10-4 Торр, предметный стол 4 с держателем образцов 5 для закрепления заготовки 6 для осаждения покрытий, источник (источники) металлической плазмы (вакуумно-дуговые источники, либо HIPIMS источники) 1 и 2, система контроля потоков изотопов водорода и технологических газов (инертные газы, С-содержащие газы и др.) 3. В качестве катодов-источников плазмы можно использовать любые металлы, и/или сплавы, и/или графит. Количество используемых источников и технологических газов определяется составом осаждаемой и насыщаемой изотопами водорода пленки. Все этапы изготовления насыщаемых деталей ВНТ производятся в едином цикле без разгерметизации.

Для осаждения пленочных электродов ВНТ использованы два источника металлической плазмы, генерирующие высокоионизированные потоки Zr (источник плазмы 1) и Ti (источник плазмы 2). Осаждение и насыщение изотопами водорода пленочных элементов вакуумных нейтронных трубок осуществляется на заготовки необходимого состава и формы, закрепленные на держателе образцов под определенным углом α, который может изменяться от 0 до 90 градусов. Изменением угла α обеспечивается необходимое соотношение двух различных материалов (в данном случае Zr и Ti) в процессе осаждения. Насыщение материала тонкопленочных элементов изотопами водорода обеспечивается при контролируемой подаче их потока через расходомер. Для введения в насыщаемые пленки функциональных добавок (эмиссионно-активных, термостойких и др.) могут быть использованы дополнительные источники плазмы с соответствующими катодами (например, Y), либо вводиться дополнительные газовые потоки (например, C6H6). Возможно также использование сплавных катодов (например, ZrxYy).

Испытания ИИ ВНТ с пленочными катодами, изготовленными предлагаемым способом, показали, что эрозия пленочных электродов радикально отличается от эрозии монолитных электродов из этого же материала. Практически отсутствует привязка вакуумно-дугового разряда к определенной области на границе катод-изолятор. Поверхность пленочного катода в гораздо большей степени, чем при использовании монолитного катода, была покрыта характерными следами катодных пятен с существенно меньшими следами эрозии. Из этого следует, что эрозия металлической матрицы у пленочных электродов существенно слабее и равномернее, чем у монолитных, что приводит к увеличению ресурса ВНТ. Это может объясняться меньшей энергией связи изотопов водорода в пленке по сравнению с гидридом в монолите при одновременном повышении их атомного отношения (~2 против 0,6-0,8). Соответственно, десорбция изотопов водорода происходит в пленочных электродах легче по сравнению с монолитными электродами, что приводит к большему их выходу за импульс и, следовательно, большему выходу нейтронов ВНТ. Таким образом, использование данного способа изготовления насыщенных изотопами водорода деталей ВНТ увеличивает долговременную стабильность и ресурс при снижении потребляемой энергии для генерации заданного потока нейтронов.

Примеры реализации изобретения

1. На медную заготовку, расположенную в вакуумной камере объемом 1,2 м3, осаждалась Zr пленка с помощью вакуумно-дугового источника металлической плазмы при температуре 130°С. Ток дуги 80А, напряжение дуги 30В. Время осаждения 70 минут, толщина пленки 17 мкм. Одновременно с осаждением проводилось насыщение пленки водородом при подаче в камеру потока водорода 75 sccm (0,1365 Вт) с поддержанием давления в процессе насыщения 3×10-4 Торр. Получена насыщенная водородом пленка с атомным отношением водорода к цирконию 1,5.

2. На медную заготовку, расположенную в вакуумной камере объемом 1,2 м3, осаждалась пленка ZrY (96% Zr, 4%Y) с помощью вакуумно-дугового источника металлической плазмы со сплавным ZrY катодом при температуре 150°С. Ток дуги 100А, напряжение дуги 30В. Время осаждения 90 минут, толщина пленки 22 мкм. Одновременно с осаждением проводилось насыщение пленки водородом и добавка в нее карбидной фазы при подаче в камеру 100 seem (0,182 Вт) потока водорода и 30 sccm (0,0546 Вт) потока бензола (C6H6) с поддержанием давления в процессе насыщения 6×10-3 Topp. Получена насыщенная водородом пленка с атомным отношением водорода к цирконию 0,3. Эксперименты с ионным источником ВНТ на полученном таким образом пленочном катоде показали значительное увеличение его стабильности и ресурса.

3. На медную заготовку, расположенную в вакуумной камере объемом 1,2 м3, осаждалась ZrTi (66%Zr, 33%Ti) пленка с помощью двух вакуумно-дуговых источников металлической плазмы при температуре 200°С. Ток дуги 80А, напряжение дуги 30В (на обоих источниках). Время осаждения 70 минут, толщина пленки 13 мкм. Одновременно с осаждением проводилось насыщение пленки водородом при подаче в камеру 110 sccm (0,2 Вт) потока водорода с поддержанием давления в процессе насыщения 2×10-4 Topp. Получена насыщенная водородом пленка с атомным отношением водорода к цирконию/титану 1,3.

1. Способ изготовления электродов вакуумной нейтронной трубки, характеризующийся тем, что в условиях вакуума на заготовку осаждают пленочное покрытие из гидридообразующего металла или металлов с помощью потоков высокоионизированной металлической плазмы и одновременно насыщают осаждаемый материал или материалы изотопом или смесью изотопов водорода, при этом степень насыщения осаждаемого материала или материалов изотопом или смесью изотопов водорода и соотношение химических компонентов в осажденном материале или материалах регулируют выбором температуры заготовки в диапазоне от -200°C до 800°C, величин потоков на заготовку осаждаемого материала или материалов и изотопа или смеси изотопов водорода в диапазоне отношений величины суммарного потока осаждаемых материалов к величине суммарного потока изотопов водорода от 0,1 до 10.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве осаждаемых металлов используют Zr, и/или Ti, и/или Ta, и/или их соединения.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что генерацию высокоионизированной металлической плазмы осуществляют источниками металлической плазмы на основе вакуумно-дугового разряда и/или плазменного разряда HIPIMS в условиях вакуума в диапазоне давлений 10-0,0001 Па.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве эмиссионно-активной добавки к осаждаемому и насыщаемому материалу или материалам используют материал с работой выхода электрона меньшей, чем у основного материала или материалов.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что в качестве эмиссионно-активной добавки используют иттрий (Y) с атомным отношением к остальным осаждаемым компонентам в диапазоне от 0,01 до 0,1.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве добавки к осаждаемому и насыщаемому материалу используют углерод (С).

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что в вакуумную камеру вводят и разлагают поток CxHy, и/или CxDy, и/или CxTy, или их смесь.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в вакуумную камеру вводят дополнительный поток H2, и/или D2, и/или Т2, или их смесь.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к физике плазмы, преимущественно к физике и технике процессов, сопутствующих сверхзвуковому обтеканию тел высокоскоростными потоками плазмы, и может быть использовано, в частности, при моделировании структуры и излучения ударно сжатого слоя потока при движении космических аппаратов, планетных зондов, метеоритов и других космических объектов (КО) в атмосфере Земли на высотах 30-200 км и выше.

Изобретение относится к области генерирования в атмосферном воздухе низкотемпературной плазмы. Способ генерирования модулированного коронного разряда заключается в том, что в разрядном промежутке, образованном анодом и катодом, с резко неоднородным распределением электрического поля как в области анода, так и катода, создают линейный коронный факельный разряд.

Изобретение относится к устройствам для генерации плазмы, конкретно к электроразрядным импульсным источникам ионов плазмы для работы в составе вакуумных нейтронных трубок, и может быть использовано в ускорительной технике или в геофизическом приборостроении, например в импульсных генераторах нейтронов народно-хозяйственного назначения, предназначенных для исследования скважин методами импульсного нейтронного каротажа.

Изобретение относится к области измерений оптическими методами электрофизических параметров плазмы, в том числе плотности электронов и напряженности электрического поля и их распределений Способ измерения пространственного распределения электронной плотности плазмы включает измерение интенсивности излучения плазмы из различных по координате областей межэлектродного промежутка на длине волны, соответствующей спектральной атомарной линии или молекулярной полосе, которую выбирают таким образом, чтобы интенсивность излучения такой линии или полосы преимущественно определялась возбуждением излучающего состояния прямым электронным ударом или быстрыми по сравнению с периодом ВЧ-поля каскадными процессами, с последующим определением пространственного распределения электронной плотности плазмы методом численного моделирования плазмы.

Изобретение может быть применено как импульсный источник нейтронов и рентгеновского излучения. Устройство состоит из импульсного источника питания и газоразрядной камеры с электродами и изотопами водорода.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электротермической технике. Плазменно-дуговая сталеплавильная печь постоянного тока содержит керамический тигель с ванной металла, вертикальный плазмотрон, установленный в своде печи, и подовый электрод, установленный соосно вертикальному плазмотрону.

Изобретение относится к плазмотронам. Плазмотрон содержит корпус 1, изоляционную втулку 2, сопло 3, электрод 4, размещенный в конической полости 18 электрододержателя 5, завихритель 17 с канавками и газоподводящим каналом 6, направленным в кольцевую конусообразную полость 7, где установлен многоступенчатый газодинамический фильтр 8 (ГДФ), выполненный в виде двух расположенных соосно один за другим дефлекторов - непроницаемый дефлектор 9 и перфорированный дефлектор 10 и трех кольцевых камер - кольцевая цилиндрическая камера 11, кольцевая распределительная камера 12 и кольцевая вихревая камера 13.

Изобретение относится к антенной технике. Плазменная антенна содержит плазменный генератор, формирующий плазменное образование, и первичный источник электромагнитных волн, при этом анод плазменного генератора выполнен в виде конического диффузора, состоящего из корпуса и конической вставки, диэлектрически соединенной с подводящим патрубком, поверхность которого выполнена перфорированной, кроме того, первичный источник радиоволн установлен на оси антенны на расстоянии от точки генерации плазменного образования, где γ=2,8…3,0 - постоянная величина, k - волновое число, b - максимальное расстояние от плазменного генератора до границы области с критической концентрацией электронов, θк - угол между осью антенны и направлением распространения плазмы с максимальной скоростью.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к устройствам для плазменного осаждения пленок, и может быть использовано для изготовления тонкопленочных солнечных элементов, фоточувствительных материалов для оптических сенсоров и тонкопленочных транзисторов большеразмерных дисплеев, для нанесения защитных покрытий.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для генерирования потока нетеплового газообразного компонента выполнено с возможностью обработки ротового участка тела человека или животного посредством отбеливания или чистки зубов.

Изобретение относится к газоразрядным источникам плазмы, в частности к ВЧ индукционным (ВЧИ) устройствам, применяемым в составе технологических источников плазмы или ионов, а также в составе ионных двигателей или недвигательных ионных систем типа ионных «пушек» для удаления космического мусора с рабочих орбит. Технический результат- детализация баланса ВЧ мощности ВЧИ устройства через определение потерь энергии в вихревых токах, возбуждаемых в конструкции устройства, и на линии электропитания разряда, что позволяет выявить качество конструктивного и схемотехнического решений устройства. Поставленная цель достигается тем, что при проведении интегральной диагностики ВЧИ газоразрядного устройства путем предварительного измерения на рабочей частоте электрических параметров индуктора в составе газоразрядного узла, регистрации тока индуктора без разряда и с разрядом с помощью двух измерителей - главного прибора, установленного на заземляющем выводе индуктора, и контрольного прибора, установленного на линии электропитания разряда, при точном согласовании ВЧ генератора с нагрузкой, и последующего определения утечки ВЧ мощности в системе электропитания разряда по разности показаний обоих приборов вводят предварительный этап измерений. На этом этапе диагностики проводят дополнительное измерение активного сопротивления индуктора в свободном пространстве, исключающем возникновение вихревых токов в электропроводящих деталях конструкции, а контрольный измеритель тока индуктора, регистрирующий утечку ВЧ мощности, устанавливают на выходном выводе ВЧ генератора. Указанные дополнительные операции способа определяют потери ВЧ мощности в вихревых токах, возбуждаемых в электропроводящих элементах конструкции, расположенных вблизи индуктора. Полученная информация позволяет выделить чистые потери в индукторе, т.е. детализировать баланс мощности устройства. А в части размещения контрольного измерителя тока индуктора на выходном выводе ВЧ генератора появляется возможность учесть также потери ВЧ мощности в линии электропитания разряда, включающей соединительный коаксиальный кабель и согласующее устройство. 1 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к способам и устройствам с излучающей плазмой, и может быть использовано для решения широкого круга технических задач, например при испытаниях приборов и материалов на устойчивость к облучению световым излучением, аналогичным излучению природных и техногенных факторов. Технический результат - расширение функциональных возможностей, обеспечение получения мощных световых излучений, аналогичных по временной форме техногенным и природным световым излучениям, при сохранении высокой надежности их функционирования. В способе получения плазменного источника светового излучения на основе магнитоприжатого дугового разряда эрозионного типа путем формирования в межэлектродном промежутке после установления в нем заданного значения величины магнитного поля непрерывного и импульсного разрядов с временным интервалом между ними новым является то, что при заданном значении величины магнитного поля определяют минимальное напряжение горения дугового разряда и соответствующий этому напряжению ток дугового разряда, величину временного интервала между формированием непрерывного и импульсного разрядов находят из установленного соотношения, последовательность формирования непрерывного и импульсного разрядов определяют по знаку найденного временного интервала: при положительном знаке первым формируют непрерывный разряд, при отрицательном - импульсный разряд, при нулевом значении временного интервала формирование разрядов начинают одновременно, при этом формирование непрерывного разряда осуществляют при напряжении на выходе его источника питания не менее напряжения горения дугового разряда, а суммарный ток импульсного и непрерывного разрядов поддерживают на уровне не менее тока дугового разряда, соответствующего минимальному напряжению горения дугового разряда. Раскрыт также плазменный источник светового излучения, включающий формирователь излучающей плазмы, реализующий способ. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх