Email this article 
Formation of Anode Plasma in an Electron Diode with an Explosive-Emission Cathode
- Authors: Pushkarev A.I.1, Polisadov S.S.1
-
Affiliations:
- Tomsk Polytechnic University
- Issue: No 2 (2023)
- Pages: 79-86
- Section: ОБЩАЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА
- URL: https://journals.rcsi.science/0032-8162/article/view/138330
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0032816223010202
- EDN: https://elibrary.ru/PVRUML
- ID: 138330
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
The results of a study of a planar vacuum diode with an explosive-emission cathode during the generation of a pulsed electron beam (250–400 keV, 100 ns, and 150 J/pulse) are presented. The formation of anode plasma during electronically stimulated desorption of molecules and impact ionization in an anode gas layer is simulated. The total charge of anode-plasma electrons was ≈10% of the electron-beam charge and corresponds to the calculated ones for a cross section of electron-stimulated desorption of (0.5–2) × 10–14 cm2. The values obtained exceed the data of others researchers due to taking the contribution of the ionization of adsorbed molecules to their desorption into account. It is shown that the thermal desorption of molecules from the anode surface and electron degassing of the anode material make a negligible contribution to the formation of the anode gas layer.
About the authors
A. I. Pushkarev
Tomsk Polytechnic University
Email: aipush@mail.ru
634050, Tomsk, Russia
S. S. Polisadov
Tomsk Polytechnic University
Author for correspondence.
Email: aipush@mail.ru
634050, Tomsk, Russia
References
- Бугаев С.П., Крендель Ю.Е., Щанин П.М. Электронные пучки большого сечения. М.: Энергоатомиздат, 1984.
- Fan Y.W., Wang X.Y., Zhang Z.C., Xun T., Yang H.W. // Vacuum. 2016. V. 128. P. 39. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2016.03.006
- Fridman A. Plasma Chemistry. Cambridge: Cambridge University Press, 2008.
- Озур Г.Е., Проскуровский Д.И. Источники низкоэнергетических сильноточных электронных пучков с плазменным анодом. Новосибирск: Наука, 2018.
- Соковнин С.Ю. Наносекундные ускорители электронов для радиационных технологий. Екатеринбург: Изд-во Уральского ГАУ, 2017.
- Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. М.: Наука, 2004.
- Пушкарев А.И., Исакова Ю.И., Сазонов Р.В., Холодная Г.Е. Генерация пучков заряженных частиц в диодах со взрывоэмиссионным катодом. М.: Физматлит, 2013.
- Wang X.Y., Fan Y.W., Shi D., Shu T. // Phys. Plasmas. 2016. V. 23. 073103. https://doi.org/10.1063/1.4956460
- Li A.K. and Fan Y.W. // J. Appl. Phys. 2016. V. 120. 065105. https://doi.org/10.1063/1.4960699
- Langmuir I. // Phys. Rev. 1913. V. 2. P. 45.
- Агеев В.Н., Бурмистрова О.П., Кузнецов Ю.А. // Успехи физических наук. 1989. Т. 158. Вып. 3. С. 389. https://ufn.ru/ru/articles/1989/7/b/
- Madey T.E., Yates J.T. // Journal of Vacuum Science & Technology. 1971. V. 8. P. 525. https://doi.org/10.1116/1.1315200
- Menzel D. // Topics Appl. Phys. 1975. V. 4. P. 101.
- Dawson P.H. // Surface Science. 1977. V. 65. P. 41. https://doi.org/10.1016/0039-6028(77)90291-6
- Young C.E., Whitten J.E., Pellin M.J., Gruen D.M., Jones P.L. // In Desorption Induced by Electronic Transitions DIET IV. 1990. V. 19.
- Lambert R.M., Comrie C.M. // Surf. Sci. 1976. V. 59. P. 33.
- Baker B.G., Sexton B.A. // Surf Sci. 1975. V. 52. P. 353.
- Berger M., Coursey J., Zucker M., Chang J. NIST Standard Reference Database 124. 2017. https://physics.nist.gov/PhysRefData/Star/Text/ESTAR.html
- Umstattd R.J., Schlise C., Wang F. // IEEE Transactions on Plasma Science. 2005. V. 33. Iss. 2. P. 901. https://doi.org/10.1109/TPS.2005.844593
- Li An-Kun, Fan Yu-Wei, Qian Bao-Liang, Zhang Zi-cheng, Tao Xun // Journal of Applied Physics. 2017. V. 122. 185901. https://doi.org/10.1063/1.4996649
- Shiffler D., Zhou O., Bower C., LaCour M., Golby K. // IEEE Trans. Plasma Sci. 2004. V. 32. P. 2152. https://doi.org/10.1109/TPS.2004.835519
- Humphries S. Charged Particle Beams. NY.: Wiley, 1990.
- Sigmund P. Particle Penetration and Radiation Effects. V. 2: Penetration of Atomic and Molecular Ions. Springer International Publishing, 2014.
- https://physics.nist.gov/PhysRefData/Ionization/atom_index.html
- Mallard G., Linstrom P.J. // NIST Standard Reference Database. 2000. V. 69. http://www.webbook.nist.gov
- Завилопуло А.Н., Чипев Ф.Ф., Шпеник О.Б. // ЖТФ. 2005. Т. 75. Вып. 4. С. 19.
- Пушкарев А.И., Полисадов С.С. // ЖТФ. 2022. Т. 92. Вып. 2. С. 232.
- Pushkarev A., Prima A., Ezhov V., Miloichikova I., Petrenko E. // Laser and particle beams. 2021. P. 8815697, https://doi.org/10.1155/2021/10.1155/2021/8815697
- Madey T.E., Stockbauer R. In Methods of Experimental Physics: V. 22 / Ed. by R.L. Park and M.G. Lagally. Academic Press Inc., 1985.
- Пушкарев А.И., Прима А.И., Егорова Ю.И., Ежов В.В. // ПТЭ. 2020. № 3. С. 5. https://doi.org/10.31857/S0032816220030143
- Бур Я. Динамический характер адсорбции. Пер. с англ. А.А. Лопаткина и др. / Под ред. В.М. Грязнова. М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1962.
- Collaboration G.E.A.N.T. Physics reference manual. Version: GEANT4. 2005.
- Флад Э. Межфазная граница газ–твердое тело. Пер. с англ. А.А. Лопаткина и др. / Под ред. А.В. Киселева. М.: Изд-во Мир, 1970.
- Byoung-Uk Choi, Dae-Ki Choi, Yong-Whan Lee, Byung Know Lee, Sung Hy tin Kim // J. Chem. Eng. Data. 2003. V. 48. P. 603.
- Yongha Park, Dong-Kyu Moon, Yo-Nan Kim, Hyunwoong Ahn, Chang-Ha Lee // Adsorption. 2014. V. 20. P. 631.
Supplementary files
