Excitation of self-sustained secondary emission by gas discharge and hollow beam generation in magnetron injection gun

• Published in: Вопросы атомной науки и техники
• Date: 2009
• Main Authors: Cherenshchykov, S.A., Kotsubanov, V.D., Nikolskii, I.K.
• Format: Article
• Language: English
• Published: Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України 2009
• Subjects: Низкотемпературная плазма и плазменные технологии
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/88647
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Excitation of self-sustained secondary emission by gas discharge and hollow beam generation in magnetron injection gun / S.A. Cherenshchykov, V.D. Kotsubanov, I.K. Nikolskii // Вопросы атомной науки и техники. — 2009. — № 1. — С. 162-164. — Бібліогр.: 9 назв. — англ.

The electron beam is frequently used for the energy input into the plasma. However, the strong transverse field hampers the charged-particle beam penetration into a closed magnetic trap. This problem can be solved by means of a new electron gun. It is an electron gun with a cold-cathode developed on the principle of self-sustained secondary electron emission. In experiments described below the gun ignition was for the first time observed at 2…6 kV direct voltage in the range of pressures ~ 10⁻²…10⁻¹ Pa. The gun produced the hollow electron beam with current exceeding 1 А and pulse duration up to 1 ms. After ignition the gun can principally operate at any higher vacuum. Введення енергії в плазму може бути зроблено за допомогою електронного пучка. Однак, сильне поперечне магнітне поле перешкоджає проникненню пучків заряджених часток в замкнуту магнітну пастку. Ця проблема може бути частково вирішена шляхом використання нової електронної гармати. Принцип дії такої гармати з холодним катодом – вторинна електронна емісія, що самопідтримується. В описаних експериментах уперше запалювання гармати спостерігалося при постійній напрузі 2...6 кВ у діапазоні тиску 10⁻²…10⁻¹ Па. Гармата утворювала електронний пучок зі струмом більшим ніж 1 А та тривалістю 1 мс. Після запалювання робота такої електронної гармати принципово можлива і при більш високому вакуумі. Ввод энергии в плазму зачастую можно произвести электронным пучком. Однако, сильное поперечное магнитное поле препятствует проникновению пучков заряженных частиц в замкнутую магнитную ловушку. Проблема может быть разрешена путем применения новой электронной пушки. Принцип действия новой электронной пушки с холодным катодом - самоподдерживающаяся вторичная электронная эмиссия. В описанных экспериментах зажигание пушки впервые наблюдалось при постоянном напряжении 2…6 кВ в диапазоне давлений 10⁻²…10⁻¹ Па. Пушка создавала полый электронный пучок с током выше 1 А и длительностью до 1 мс. После зажигания работа такой электронной пушки принципиально возможна и при более высоком вакууме.