Формирование Двух Импульсов Тока Пучка Убегающих Электронов

Abstract

The conditions for the formation of two current pulses of runaway electron beams during the breakdown of a point-to-plane and tube-to-plane gaps in high-pressure air, nitrogen, and helium are studied. It has been shown experimentally that, depending on a pressure and kind of gas, a rise time of voltage pulse with an amplitude of tens of kilovolts, three modes of generation of runaway electron beams are observed. In the first mode, a single current pulse of runaway electron beam is observed at the maximum voltage across the gap, when a streamer appears in the vicinity of the pointed electrode (cathode). Its duration is ≈100 ps. In the second mode, two current pulses of runaway electron beams are observed at a lower pressure. The first pulse is generated as in the first mode. The second pulse is generated after the gap is bridged by the streamer (the first ionization wave). The electron energy in the second pulse is significantly less than in the first one, but the duration and amplitude of second current pulse under optimal conditions are greater. The third mode is implemented at lower pressures than in the second one. The generation of runaway electrons continues after the first pulse without a pause in the quasi-stationary stage. The total current pulse duration is hundreds of picoseconds.

Убегающие Электроны В Газовом Диоде С Клиновидным Катодом

“…В лабораторных экспериментах с УЭ распределение электрического поля зачастую является резко неоднородным -его напряженность в промежутке меняется более чем на порядок. Это обусловлено применением заостренных катодов [20,24,[41][42][43][44][45][46], обеспечивающих локальное усиление поля у острия до значений, необходимых для инициирования автоэмиссионных процессов и, как следствие, появления в газе первичных свободных электронов. Кроме того, с практической точки зрения гораздо проще обеспечить реализацию условий для перехода электронов в режим убегания в сравнительно малой прикатодной области, чем во всем зазоре, когда потребовались бы значительно бóльшие напряжения.…”

Критерии Убегания Электронов В Газовом Диоде С Игольчатым Катодом

“…В условиях однородного и слабонеоднородного поля для убегания электронов достаточно, чтобы напряженность поля в месте их рождения превышала определенное критическое значение (E c ), зависящее от сорта газа и его давления. В сильнонеоднородном поле, обусловленном использованием острийных катодов (см., например, работы [8][9][10][11]), это оказывается недостаточным для непрерывного ускорения электронов во всем промежутке [12]. Поле быстро спадает при удалении от острия, и ускорявшийся в прикатодной области электрон может начать тормозиться на периферии.…”