Отправить статью по E-mail Увеличение производительности ЭЦР источника отрицательных водородных ионов с помощью дополнительных эмиттеров низкотемпературных электронов
- Авторы: Дугар-Жабон В.Д.1, Каряка В.И.2, Терлецкий А.Я.2
-
Учреждения:
- Индустриальный университет Сантандер
- Российский университет дружбы народов
- Выпуск: Том 26, № 3 (2018)
- Страницы: 216-225
- Раздел: Математическое моделирование
- URL: https://journals.rcsi.science/2658-4670/article/view/328307
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-9735-2018-26-3-216-225
- ID: 328307
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Анализ механизмов образования отрицательных водородных ионов в источнике плазмы, работающем на электронном циклотронном резонансе, позволяет сделать вывод о принципиально важной роли, которую играют в этом процессе низкотемпературные электроны. В источниках такого типа получение отрицательных ионов происходит следующим образом. Вначале молекулы водорода, сталкиваясь в плазме с энергичными электронами, переходят на высоковозбуждённые электронные и колебательные уровни. Далее, присоединяя электроны низких энергий, возбуждённые молекулы приобретают отрицательный заряд. Отрицательные атомарные ионы получаются в результате диссоциации возбуждённых отрицательно заряженных молекул водорода. Необходимые для этого процесса электроны низких энергий получаются в результате столкновений быстрых электронов плазмы с плазменными электродами. В представленных экспериментах для дополнительного увеличения числа электронов низких энергий использовалась термоэлектронная эмиссия из вольфрамовых нагревателей и керамических LaB6 электродов, размещённых в камере источника. В экспериментах установлено, что термоэлектронная эмиссия электронов из вольфрамовых нагревателей улучшала стабильность разряда и расширяла диапазон давлений, при которых существовал разряд, существенно не изменяя величину тока отрицательных ионов. Эмиссия же электронов из LaB6 электродов увеличивала ток отрицательных ионов из источника более чем в 3 раза.
Об авторах
Валерий Дондокович Дугар-Жабон
Индустриальный университет Сантандер
Автор, ответственный за переписку.
Email: vdougar@uis.edu.co
профессор, кандидат физико-математических наук, профессор Индустриального университета Сантандер
АА 678 Букараманга, КолумбияВладимир Иванович Каряка
Российский университет дружбы народов
Email: volkar2@mail.ru
доцент, кандидат физико-математических наук, доцент Института физических исследований и технологий РУДН
ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, Россия, 117198Александр Яковлевич Терлецкий
Российский университет дружбы народов
Email: veselovich50@mail.ru
доцент, кандидат физико-математических наук, доцент Института физических исследований и технологий РУДН
ул. Миклухо-Маклая, д. 6, Москва, Россия, 117198Список литературы
- M. D. Gabovich, N. V. Pleshivtsev, N. N. Semashko, Beams of Ions and Atoms for Connection of Thermonuclear Fusion and Technological Purposes, Moscow, 1986, in Russian.
- V. D. Dougar-Jabon, Production of Hydrogen and Deuterium Negative Ions in an Electron Cyclotron Resonance Driven Plasma, Physica Scripta 63 (4) (2001) 322. doi: 10.1238/Physica.Regular.063a00322.
- M. Alan, S. F. Wong, Effect of Vibrational and Rotational Excitation on Dissociative Attachment in Hydrogen, Physical Review Letters 41 (1978) 1791–1794. doi: 10.1103/PhysRevLett.41.1791.
- J. M. Wadehra, J. N. Bardsley, Vibrational and Rotational-State Dependence of Dissociative Attachment in e–H2 Collisions, Physical Review Letters 41 (1978) 1795– 1798. doi: 10.1103/PhysRevLett.41.1795.
- L. A. Pinnaduwage, L. G. Christophorou, H− Formation in Laser- Excited Molecular Hydrogen, Physical Review Letters 70 (1993) 754–757. doi: 10.1103/PhysRevLett.70.754.
- P. G. Datscos, L. A. Pinnaduwage, J. F. Kielkopf, Electron Attachment to Photofragments and Rydberg States in Laser-Irradiated CCl2F2, Journal of Applied Physics 84 (1998) 3442. doi: 10.1063/1.368518.
- V. D. Dougar-Jabon, D. V. Reznikov, R. Santos Mayorga, Influence of an ElectronBeam Injection on Ions Charge State Distribution in an ECR Source at 2.4 GHz, in: Proc. Int. Conf. on Phenomena in Ionized Gases, 1991.
- V. D. Dougar-Jabon, A. J. Chacon Velasco, F. A. Vivas, Hydrogen Negative Ion Production in an Electron Cyclotron Resonance Driven Plasma, Review of Scientific Instruments 69 (1998) 950. doi: 10.1063/1.1148618.
- V. D. Dougar-Jabon, X-ray Source Based on Electron Cyclotron Resonance Discharge in a Magnetic Mirror Trap, Physica Scripta 69 (4) (2004) 313. doi: 10.1238/Physica.Regular.069a00313.
- H. Ikegami, M. Ikezi, S. Tanaka, K. Takayama, Shell Structure of a Hot-Electron Plasma, Physical Review Letters 19 (1967) 778. doi: 10.1103/PhysRevLett.19.778.
- V. Dugar-Zhabon, E. Oronzco, Cyclotron Spatial Autoresonance Acceleration Model, Physical Review Accelerators and Beams 12 (2009) 041301. doi: 10.1103/PhysRevSTAB.12.041301.
- V. Dugar-Zhabon, E. Oronzco, Three-Dimensional Particle-In-Cell Simulation of Spatial Autoresonance Electron-Beam Motion, IEEE Transactions on Plasma Science 38 (2010) 2980–2984. doi: 10.1109/TPS.2010.2060362.
- V. Dugar-Zhabon, V. I. Karyaka, An Increase in the Flux of Negative Hydrogen Ions from the ECR of the Plasma Source by Means of Low-Temperature Electrons, in: LI All-Russia Conference on Problems in Dynamics, Particle Physics, Plasma Physics and Optoelectronics, Moscow, 2015, p. 233, in Russian.
- V. Dugar-Zhabon, V. I. Karyaka, Improving the Productivity of an ECR Source of Negative Hydrogen Ions by Means of Additional Emitters of Low-Temperature Electrons, in: LII All-Russia Conference on Problems in Dynamics, Particle Physics, Plasma Physics and Optoelectronics, Moscow, 2016, p. 170, in Russian.
- O. Tarvainen, S. X. Peng, Radiofrequency and 2.45 GHz Electron Cyclotron Resonance H− Volume Production Ion Sources, New Journal of Physics 18 (10) (2016) 105008. doi: 10.1088/1367-2630/18/10/105008.
- M. Bacal, M. Wada, Negative Hydrogen Ion Production Mechanisms, Applied Physics Reviews 2 (2) (2015) 021305. doi: 10.1063/1.4921298.
- J. R. Hiskes, A. M. Karo, Recombination and Dissociation of H+ and H+ Ions on 2 3 Ssurfaces to Form H2(v′): Negative?Ion Formation on Low?Work?Function Surfaces, Journal of Applied Physics 67 (11) (1990) 6621–6632. doi: 10.1063/1.345095.
- M. Capitelli, D. Bruno, A. Laricchiuta, Fundamental Aspects of Plasma Chemical Physics Transport, Springer, New York, 2016. doi: 10.1007/978-1-4419-8185-1.
- R. I. Hall, I. Cˇ adeˇz, M. Landau, F. Pichou, S. C., Vibrational Excitation of Hydrogen via Recombinative Desorption of Atomic Hydrogen Gas on a Metal Surface, Phys. Rev. Lett. 60 (4) (1988) 337–340. doi: 10.1103/PhysRevLett.60.337.
- Y. An, W. Cho, K. Chung, Wave Frequency Dependence of H− Ion Production and Extraction in a Transformer Coupled Plasma H−Ion Source at SNU, Review of Scientific Instruments 83 (2) (2012) 02A727. doi: 10.1063/1.3678659.
Дополнительные файлы
