газоразрядная камера что это
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Газоразрядная камера
Колебательные КПД импульсных разрядов зависят от вида разряда, давления среды, конкретной конструкции газоразрядной камеры и, как правило, ниже т) к для непрерывных лазеров, что связано с более высокими значениями Е / р0 в импульсных разрядах. [17]
Что касается возможной величины ионного тока из источника, то она определяется площадью S щели в газоразрядной камере ( ГРК), предназначенной для формирования пучка, и плотностью тока j на щель, которую можно достигнуть в данном источнике при данной массе ионов. [19]
Известно, что замкнутый цилиндр из электропроводного материала непрозрачен для электромагнитного поля, однако если сделать в этом цилиндре хотя бы один продольный разрез, то поле свободно проникнет внутрь. Поэтому металлические газоразрядные камеры для ВЧИ-плазмотронов делают разрезными или секционными. Специальные разрезные водоохлаждаемые металлические разрядные камеры обычно изготовляют из меди, т.е. из материала с хорошей электропроводностью. На рис. 4.6.4 представлены разные варианты конструктивных решений для секционных металлических газоразрядных камер, различающихся между собой числом секций и их формой. [22]
Ионы и нейтральные атомы получают энергию от электронов в результате упругих столкновений и от возбужденных частиц в процессах безызлучательной релаксации, а теряют ее за счет процессов теплопроводности к охлаждаемым стенкам газоразрядных камер и конвективного выноса при поддержании разряда в потоке газа. [29]
Конкретные схемы разрядов будут рассмотрены в последующих главах при описании различных типов лазеров. Очень часто газоразрядные камеры технологических лазеров имеют прямоугольную геометрию и для однородного возбуждения среды необходимо обеспечивать равномерное протекание тока через катодные поверхности большой площади. [30]
Газоразрядная камера что это
§ 12. Приборы радиационной разведки
Приборы радиационной разведки (их называют также дозиметрическими приборами) предназначены для измерения мощности ионизирующих излучений (уровня радиации) на радиоактивно зараженной местности и степени радиоактивного заражения различных предметов. К ним относятся измерители мощности дозы ионизирующих излучений (рентгенометры) ДП-5А, ДП-5Б, ДП-5В.
Основы ионизационного метода обнаружения радиоактивных веществ
Ионизационные камеры и газоразрядные счетчики. Принцип их работы
Воспринимающими устройствами дозиметрических приборов являются ионизационные камеры и газоразрядные счетчики.
Газоразрядное счетчики применяются в приборах, предназначенных для обнаружения и измерения степени зараженности различных поверхностей радиоактивными веществами. Они могут также использоваться для измерения мощности дозы гамма-излучений (уровня радиации).
Измеритель мощности дозы (рентгенометр), его назначения тактико-технические данные и устройство
Измерители мощности дозы (рентгенометры) ДП-5А (рис. 121), ДП-5Б и ДП-5В являются основными дозиметрическими приборами для измерения мощности дозы излучения (уровня радиации) и радиоактивной зараженности различных предметов по гамма-излучению. Диапазон измерений ДП-5А разбит на шесть поддиапазонов (табл. 13).
Таблица 13
На панели измерительного пульта (рис. 122) размещаются: микроамперметр, переключатель поддиапазонов, ручка потенциометра регулировки режима работы, кнопка сброса показаний, тумблер подсвета шкал, гнездо включения телефонов.
Питается прибор от трех элементов, которые обеспечивают его непрерывную работу в течение 40 часов, или от посторонних источников постоянного тока напряжением 3, 6 или 12 В. Масса прибора 2,1 кг.
Подготовка прибора к работе
Измерение мощности дозы излучения (уровня радиации) на местности и радиоактивного заражения различных поверхностей и воды
Уход за приборами
При эксплуатации приборов необходимо обращаться с ними осторожно и правильно использовать. Нельзя, например, подвергать приборы длительному воздействию прямых солнечных лучей, дождя или снега, следует защищать их от грязи и пыли, от ударов и сотрясений, при перевозках в автомобилях не ставить на дно кузова. Запрещается вскрывать контрольные радиоактивные препараты, прикасаться к их поверхности голой рукой.
1. В чем сущность ионизационного метода обнаружения радиоактивных веществ и измерения ионизирующих излучений?
2. Как подготовить ДП-5А к работе?
3. Расскажите о требованиях по уходу за дозиметрическими приборами.
Катод-нейтрализатор (КН) в составе ПИД выполняет две основные функции. Первая заключается в том, что космический аппарат не может испускать пучок положительных ионов без того, чтобы не испускать одновременно поток электронов с равным по величине током. В противном случае аппарат приобретает такой отрицательный заряд, что ионы не покидают его, а замыкаются на корпус. Вторая функция – это нейтрализация объемного пространственного заряда пучка, в противном случае может пройти его запирание. Возникает это по следующей причине. Ионный ток, текущий между экранным и ускоряющим электродами по существу является потоком, ограниченным действием объемного заряда, плотность которого соответствует межэлектродному расстоянию. За выходной плоскостью ускоряющего электрода пучок может пройти расстояние порядка межэлектродного зазора, прежде чем его потенциал возрастет до величины потенциала источника и пучок отразится. Этот процесс, называемый запиранием пучка, произойдет, если вокруг будут полностью отсутствовать отрицательно заряженные частицы. При наличии электронов, подаваемых катодом-нейтрализатором, происходит компенсация объемного заряда положительных ионов, захваченными в пучок электродами. В качестве источника электронов в КН обычно используется полый катод, создающий плазменный мостик между катодом и пучком, электроны из этого мостика и нейтрализуют объемный заряд пучка. КН поддерживается под потенциалом корпуса космического аппарата, а сам пучок обычно находится под небольшим положительным потенциалом (7-15 В). Эта разность потенциалов и изменяет из плазмы мостика ток электронов, равный ионному току. Обычно КН устанавливают на кожухе ПИД (внутри или снаружи) связанным с космическим аппаратом. При этом применяется резервирование (устанавливается два или три КН).
Отдельно следует остановиться на материалах, применяемых при изготовлении ПИД. В самом общем смысле ПИД состоит из проводящих материалов (металлов) и изоляторов. Для изготовления проводящих узлов и элементов обычно применяют нержавеющую сталь (типа IX18H10Т). Эта сталь достаточно пластична, что существенно для изготовления деталей штамповкой, и хорошо обрабатывается. Если требуется более высокая температуростойкость (> 600 0 С) или устойчивость к короблению, то рекомендуются молибден, тантал, ниобий. Они также хорошо обрабатываются, но дороги. Если температура элементов не превышает 400 0 С, то возможно применение титана, что уменьшает массу ПИД. Для эмиттеров полых катодов (главного и нейтрализатора) применяют пористый вольфрам. Для магнитопроводов и полюсных наконечников обычно применяется малоуглеродистое железо (типа армко) или специальные сплавы (если необходимо уменьшить вес магнитной системы) типа 49 КФ или 48НФ. Если в магнитной системе ПИД в качестве источника магнитного поля применяются постоянные магниты, то наиболее подходящими материалами для них являются: платковар, самарий-кобальт (SmCo5), ферримагнетики (общее название группы керамических постоянных магнитов), группа алнико. Наиболее дорогой из них – это платковар, однако он единственный обладает преимуществами изотропности, пластичности и возможностью механической обработки. Стоимость самарий-кобальта тоже достаточно высока. При выборе материала магнита необходимо знать его рабочую температуру в составе ПИД (эта температура ни в коем случае не должна превышать точку Кюри, т.е. температуру, при которой ферромагнетики становятся парамагнетиками). Это же нужно учитывать при выборе материалов для магнитопроводов.
Принцип работы ПИД. Газоразрядная камера
Страницы работы
Содержание работы
1. ПРИНЦИП РАБОТЫ ПИД
Схема плазменно-ионного двигателя (в дальнейшем ПИД) представлена на рис. 1. Катод, находящийся под отрицательным потенциалом относительно анода, эмитирует первичные электроны 
в объем камеры ионизации 8, заполненный паром или газом 
. В результате ионизационных столкновений объем 8 заполняется плазмой.
. (1)
Поток электронов, испускаемых катодов, ограничен либо действием пространственного заряда в двойном электрическом слое катода, либо эмиссионной способностью катода. В результате ионизационного столкновения в камере появляются: а) ион; б) вторичные электроны; в) испущенный атомом рабочего тела и имеющие максвелловское распределение и электрон 
. Электрон это налетевший на атом электрон , но потерявший энергию на ионизационном акте. В дальнейшем электроны и 
могут участвовать в ионизационном процессе, но только в случае ступенчатой ионизации. Следует отметить, что вклад ступенчато й ионизации в процессе образования плазмы в объеме камеры ионизации невелик (на уровне 3 %) и в дальнейшем учитываться не будет. Можно предположить, что электроны и после их образования уходят на анод.
Задача эффективного использования первичных электронов для ионизации решается в основном путем создания магнитного поля с помощью специальных систем, в т.ч. на постоянных магнитах (6). Конфигурация магнитных полей (силовая линия 4) может быть различной. Цель применения магнитного поля в объеме 8 – удержание первичных электронов путем их замагничивания и повышение, тем самым, вероятности ионизации: электрон должен покинуть объем 8 (уйдя на анод) только в результате акта ионизации.
Рис. 1. Принцип работы ПИД
1 – катод-компенсатор; 2 – камера ионизации; 3 – анод; 4 – силовая линия магнитного поля; 5 – коллектор основного расхода; 6 – источник магнитного поля; 7 – катодный блок; 8 – объем, занятый плазмой; 9 – слой между плазмой и поверхностями; 10 – экранный электрод; 11 – ускоряющий электрод; 
— расход рабочего тела через катодный блок; 
— расход рабочего тела через катод-компенсатор; 
— основной расход рабочего тела
Образовавшиеся в результате ионизации ионы диффундируют к границам слоя 9 между плазмой и поверхностями камеры ионизации и экранного электрода.
Часть ионов, достигающая экранного электрода, далее ускоряется электростатически при помощи системы электронов ионно-оптической системы (ИОС). Энергия извлекаемых из плазмы ионов определяется приложенным к электродам ускоряющим напряжением. В случае ускорения ионов до энергий, которые превышают требуемую, ионный пучок тормозится до необходимой конечной энергии.
Чтобы на конструкции движителя не находился большой отрицательный заряд (в этом случае прекратится истечение ионов) в пучок с помощью катода-компенсатора необходимо впрыскивать поток электронов, соответствующий току ионного пучка.
Рабочие тела, используемые в плазменно-ионных двигателях можно условно разить на две группы: а) жидкометаллические (в ПИД подаются пары металлов); б) газообразные. Металлические рабочие теля применялись на ранних стадиях разработок, при этом основными металлами являлись цезий и ртуть. Выбраны они были из-за большого атомного веса, примесей и высокой энергии ионизации и простотой управления потоком с помощью испарителя. Однако, применение металлов в качестве рабочих тел породило проблему загрязнения поверхностей космического аппарата и окружающего пространства. Появление ртути или цезия на поверхностях космического летательного аппарата и его оборудовании приводило к изменению физических свойств этих поверхностей, что влияло на их работу. Это недостаток устранялся при использовании в качестве рабочих тел инертных газов (аргона, крептона, ксенона), при этом характеристики ПИДа, вообще не уступали двигателям, работающим на жидких металлах.
2. ГАЗОРАЗРЯДНАЯ КАМЕРА
Основная задача газоразрядной камеры (ГРК) (в некоторых литературных источниках – камера ионизации) – создание с минимальными энергетическими затратами плазмы с необходимыми параметрами (температурой, распределением и величиной плотности и потенциала) в объеме перед ионно-оптической системой. ГРК включает в себя следующие узлы: корпус, катодный и анодный узлы, магнитную систему.
Основные процессы, протекающие в объеме ГРК и влияющие на характеристики двигателя, следующие: организация процесса поступления первичных электронов в ГРК (их источником является катод); поддержание процессов неупругих взаимодействий – ионизация и возбуждение; увод заряженных частиц из объема ГРК. Баланс мощности в ГРК, обусловленный этими процессами, приведен на рис. 2