Сильноточний імпульсний іонний прискорювач
Сильноточний імпульсний прискорювач іонів. Основне завдання - формування та прискорення пучків іонів високої щільності.
Зміст
Сильноточні імпульсні прискорювачі знаходять застосування в установках для експериментальних досліджень у галузі інерційного термоядерного синтезу, для імітації впливу на апаратуру електромагнітного та проникаючого випромінювання, що виникає при ядерних вибухах, у деяких технологічних процесах промислового виробництва. Генерація потужних імпульсів рентгенівського випромінювання для випробування стійкості військової техніки. Використовуються для модифікації поверхневого шару покриття, та розпилення матеріалу для подальшого його осадження – створення плівок та покриттів.
Сильноточні імпульсні прискорювачі розпочали свій інтенсивний розвиток на початку 70-х років. Сильноточні заряджені пучки стали новим об'єктом дослідження. Струм який переносять ці пучки вимірюється над міліамперах, а мегаамперах. Управляти таким пучком за допомогою котушок магнітного поля неможливо. І доводиться використовувати власні електромагнітні поля. Розвитку сильноточної імпульсної техніки сприяло нове у 70-х роках напрямок «Керований термоядерний синтез». Заряджені пучки передбачалося використовувати передачі високої енергії та активації термоядерного синтезу. Подальший розвиток імпульсна техніка отримала у програмі СОІ (Стратегічна оборонна ініціатива). Ідея використання високоенергетичних пучків полягала в тому, щоб нанести руйнування та пошкодження за допомогою джерела високої енергії. На початку 90-х програма втратила свою актуальність СОІ дослідження у цій галузі стали менш інтенсивними, але принесли багато результатів. Фізики 70-х, які займалися проблемою підпалу термоядерного вибуху, запропонуваливикористовувати не електронні пучки, а іонні. Вони менш чутливі до магнітного поля. При високих енергіях виникає обмеження струм діода прискорювача, пов'язане з сильноточностью. Крім електричної сили на електрони діє магнітна сила, що завертає електрони до осі діода.
Принцип роботи ґрунтується на явищі вибухової емісії. Прискорювач працює у двох імпульсному режимі. За перший імпульс анод (з напівпровідника чи іншого матеріалу) подається негативний імпульс струму. Між катодом та анодом утворюється електричне поле високої щільності. Внаслідок чого спочатку відбувається автоелектронна емісія електронів, яка переходить у вибухову електронну емісію. Внаслідок чого між катодом та анодом (у поверхні анода) утворюється плазма. Магнітне поле електрони плазми екрануються. І за другий позитивний імпульс високої напруги на аноди іони плазми прискорюються електричним полем.