Published March 2008 | Version v1
Journal article

Operating efficiency of planar diode with explosion-emission cathode at delay of plasma generation

  • 1. Nauchno-Issledovatel'skij Inst. Vysokikh Napryazhenij pri Tomskom Politekhnicheskom Univ., Tomsk (Russian Federation)

Description

Paper presents the results of the comparative analysis of the current and energy balance within a diode unit of a heavy-current pulse electron accelerator (350-500 keV, 60 ns, 250 J within a pulse) equipped with an explosion-emission cathode made of graphite, copper, carbonic material and with a multipoint copper cathode. In spite of the delay of formation of plasma surface in the cathode the planar diode with one-piece cathode (either a graphite or copper one) is shown to ensure the high efficiency of the conversion of the supplied energy into the kinetic one of the electrons (over 90%). When the planar diode impedance is matched with the output resistance of the nanosecond generator the diode operation efficiency does not depend on the time period of plasma formation in the cathode. Delay of plasma formation when applying a graphite cathode reduces the portion of the low-energy electrons within the generated electron beam and reduces electron losses in the anode foil when a beam is supplied from the vacuum space of the diode chamber to the reactor

Abstract (Russian)

Представлены результаты сравнительного анализа баланса тока и энергии в диодном узле сильноточного импульсного электронного ускорителя (350-500 кэВ, 60 нс, 250 В в импульсе) с взрывоэмиссионным катодом, выполненным из графита, меди, углеродной ткани, и многогоострийным медным катодом. Показано, что несмотря на задержку образования плазменной поверхности на катоде планарный диод со сплошным катодом (графитовым или медным) обеспечивает высокую эффективность преобразования подводимой энергии в кинетическую энергию электронов (более 90%). При согласовании импеданса планарного диода с выходным сопротивлением наносекундного генератора эффективность работы диода не зависит от времени формирования плазмы на катоде. Задержка плазмообразования при использовании графитового катода снижает долю низкоэнергетичных электронов в формируемом электронном пучке и уменьшает потери электронов в анодной фольге при выводе пучка из вакуумного объема диодной камеры в реактор

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Эффективност' работы планарного диода с взрывоэмиссионным катодом при задержке плазмообразования

Publishing Information

Journal Title
Zhurnal Ehksperimental'noj i Teoreticheskoj Fiziki
Journal Volume
78
Journal Issue
3
Journal Page Range
p. 72-77
ISSN
0044-4510
CODEN
ZETFA7

INIS

Country of Publication
Russian Federation
Country of Input or Organization
Russian Federation
INIS RN
40088644
Subject category
S43: PARTICLE ACCELERATORS;
Resource subtype / Literary indicator
Numerical Data
Descriptors DEI
CARBON; CATHODES; COPPER; DIAGRAMS; EFFICIENCY; ELECTRIC IMPEDANCE; ELECTRON SOURCES; ENERGY LOSSES; EXPERIMENTAL DATA; GRAPHITE; PLASMA PRODUCTION; THERMIONIC DIODES
Descriptors DEC
CARBON; DATA; DIODE TUBES; ELECTRODES; ELECTRON TUBES; ELEMENTS; IMPEDANCE; INFORMATION; LOSSES; METALS; MINERALS; NONMETALS; NUMERICAL DATA; PARTICLE SOURCES; RADIATION SOURCES; THERMIONIC TUBES; TRANSITION ELEMENTS

Optional Information

Notes
6 refs., 10 figs., 3 tabs.