Интенсивные ионные пучки

Обложка ......Page 1
Короткий титул ......Page 2
Оригинальное издание ......Page 3
Титульный лист ......Page 4
Аннотация ......Page 5
ОГЛАВЛЕНИЕ ......Page 6
Предисловие редактора перевода ......Page 10
Предисловие ......Page 12
Глава 1. Введение ......Page 14
2.2. Плоские параллельные электроды (уравнение Чайлда) ......Page 18
2.3. Коаксиальные цилиндры ......Page 21
2.4. Концентрические сферы ......Page 22
2.5. Метод баланса импульса ......Page 24
2.6. Релятивистское уравнение Чайлда ......Page 25
2.7. Слой при ненулевых начальных скоростях ......Page 27
2.8. Плоская задача при наличии пространственного заряда в общей постановке ......Page 30
2.9. Максвелловское распределение эмитированных частиц по скоростям ......Page 36
2.10. Двойной слой при нулевых начальных скоростях ......Page 42
2.11. Влияние пространственного заряда на пучки — первеанс и нормированный первеанс ......Page 44
A. Длинные узкие пучки, нормированный первеанс <1 ......Page 45
Б. Аксиально-симметричные пучки, нормированный первеанс <1 ......Page 48
B. Сильноточные пучки ......Page 50
Задачи ......Page 52
3.2. Образование плазмы ......Page 56
3.3. Дебаевская длина экранирования ......Page 59
3.4. Критерий Бома ......Page 61
3.5. Общая теория ......Page 63
А. Плоская геометрия ......Page 64
Б. Цилиндрическая и сферическая геометрии ......Page 70
3.6. Распределение ионов по скоростям ......Page 71
3.7. Плотность ионного тока ......Page 73
3.8. Слои с экстракцией ионов ......Page 74
А. Приближенное описание слоя ......Page 76
Б. Точное численное решение ......Page 79
3.9. Прикатодный двойной слой ......Page 84
3.10. Плотность нейтрального газа ......Page 86
3.11. Характерные частоты. Распространение электромагнитных волн ......Page 90
Задачи ......Page 92
4.2. Влияние ионизации на плотность нейтрального газа ......Page 95
4.3. Столкновения ионов с атомами ......Page 97
4.4. Столкновения заряженных частиц ......Page 98
4.5. Рассеяние в плазме ......Page 101
4.6. Времена релаксации ......Page 105
Задачи ......Page 106
5.1. Проблема извлечения ионов ......Page 108
5.2. Первеанс и нормированный первеанс электрода ......Page 109
A. Ленточные пучки без расходимости ......Page 112
Б. Нерасходящиеся цилиндрические пучки ......Page 115
B. Сходящиеся пучки ......Page 116
5.4. Эмиттанс и яркость ......Page 118
5.5. Многоапертурные ускоряюще-замедляющие системы извлечения ......Page 122
5.6. Конструкция извлекающего электрода ......Page 128
5.7. Влияние нейтрального газа ......Page 135
5.8. Управление пучком ......Page 137
5.9. Электроды с изолирующим покрытием ......Page 138
5.10. Извлечение ионов с помощью мелкоячеистых сеток ......Page 140
A. Угловая расходимость ......Page 141
Б. Ограничение по мощности ......Page 143
B. Ограничение по распылению ......Page 144
Д. Система с двойной сеткой ......Page 146
Е. Рекомендации по применению ......Page 147
5.11. Ускорение в замагниченном двойном слое ......Page 148
Задачи ......Page 151
6.1. Нейтрализация ионного пучка ......Page 153
6.2. Ионный пучок как плазменная среда ......Page 158
A. Движение медленных ионов к границе пучка ......Page 162
Б. Расчет потенциала плазмы пучка ......Page 163
B. Экспериментальные результаты ......Page 165
7.2. Теория термоэлектронной эмиссии в приближении свободных электронов ......Page 169
7.3. Эффект Шоттки ......Page 173
7.4. Баланс мощности на катоде ......Page 175
7.5. Вольфрам, тантал и молибден ......Page 177
7.6. Некоторые тонкопленочные и оксидные эмиттеры ......Page 179
7.7. Самовосстанавливающийся катод Холла ......Page 180
7.8. Самовосстанавливающиеся прессованные катоды и катоды с пропиткой ......Page 182
7.9. Гексаборид лантана ......Page 184
7.10. Катоды из молибдена, покрытого оксидом лантана ......Page 188
7.11. Жидкие катоды из ртути ......Page 189
7.12. Полые катоды ......Page 190
8.1. Требуемая плотность плазмы ......Page 197
A. Канально-лучевой источник ......Page 199
Б. Капиллярно-дуговой источник ......Page 200
B. Низковольтный капиллярно-дуговой источник ......Page 202
A. Источник с осциллирующими электронами и холодным катодом (пеннинговский источник) ......Page 204
Б. Источник с осциллирующими электронами и термокатодом (источник Финкельштейна) ......Page 206
B. Источник с поперечным извлечением ионов (калютрон) ......Page 209
Г. Дуоплазматрон ......Page 211
Д. Источник с магнитным кольцом, образующим поле остроугольной конфигурации ......Page 213
8.4. Многоапертурные (с большой площадью эмиссии) источники без магнитного поля ......Page 215
8.5. Источник с большой эмиссионной поверхностью и осциллирующими электронами (источник Кауфмана) ......Page 217
8.6. Источник с радиальным полем ......Page 220
8.7. ДуоПИГатрон ......Page 222
8.8. Идеализированный вариант источника ......Page 225
8.9. Магнитные границы ......Page 226
8.10. Магнитные материалы ......Page 233
8.11. Источник с магнитоэлектростатическим удержанием плазмы ......Page 236
8.12. Источник Маккензи ......Page 241
8.13. Модифицированный дуоПИГатрон ......Page 248
8.14. Магнитный фильтр. Двухкамерная конфигурация ......Page 251
8.15. Периплазматрон ......Page 252
8.16. Высокочастотные ионные источники ......Page 254
Задачи ......Page 256
9.1. Поверхностная ионизация ......Page 257
9.2. Поверхностная адсорбция ......Page 258
9.3. Плотность ионного тока ......Page 261
9.4. Электронная эмиссия ......Page 262
9.5. Возможный вариант поверхностного источника с фронтальной подачей цезия на конвертер ......Page 264
9.6. Скорость поверхностной диффузии и характеристическая длина ......Page 265
9.7. Пористые вольфрамовые ионизаторы ......Page 270
9.8. Конфигурации ионных источников ......Page 272
9.9. Другие виды ионов и ионизаторов ......Page 277
9.10. Сравнение поверхностных и плазменных источников ......Page 278
10.1. Необходимость получения интенсивных пучков ионов Н- и D- ......Page 279
10.2. Двойная перезарядка ......Page 282
A. Первые эксперименты по получению пучков высокой плотности поверхностно-плазменным методом ......Page 292
Б. Теория и основные эксперименты ......Page 294
B. Поверхностно-плазменные источники магнетронного типа ......Page 299
Г. Источник отрицательных ионов Н- пеннинговского типа ......Page 303
Д. Модифицированный калютрон, или источник SITEX ......Page 304
Е. Источники с полым катодом ......Page 306
Ж. Конвертерный источник с удержанием плазмы многополюсным пристеночным магнитным полем ......Page 307
A. История исследований ......Page 309
Б. Основные процессы ......Page 312
B. Двухкамерный источник с остроугольной структурой магнитного поля ......Page 315
Г. Модификации двухкамерных плазменных источников ......Page 318
Д. Некоторые теоретически возможные модели источника ионов Н- ......Page 323
10.5. Извлечение и ускорение отрицательных ионов ......Page 324
Литература ......Page 326
Замечания о группировке постоянных ......Page 338
Решения задач ......Page 339
Предметный указатель ......Page 355