Интенсивные ионные пучки, Форрестер А.Т., 1991

Интенсивные ионные пучки, Форрестер А.Т., 1991.

   Книга, написанная американским ученым, посвящена важному прикладному направлению современной физики плазмы — созданию источников стационарных сильноточных пучков положительных и отрицательных ионов, которые находят в настоящее время самое различное применение, в частности для чистки и модификации поверхностей деталей, как ионные двигатели космических летательных аппаратов, в термоядерных установках и др. Рассмотрены такие вопросы, как бесстолкновительная плазма, столкновение частиц в плазме, вытягивание и ускорение ионов и др. Дана классификация источников положительных ионов, особый интерес представляет глава об отрицательных ионах.
Книга может служить как вводным курсом для студентов, так и руководством для специалистов в данной области.




Концентрические сферы.
Легко построить физические ситуации, когда имеем поток, ограниченный влиянием пространственного заряда, между плоскими параллельными электродами, расстояние между которыми настолько мало по сравнению с их размерами, что применимо приближение бесконечных плоскостей. Цилиндрические эмиттер и коллектор встречаются очень часто, например эмитирующая нить на оси цилиндрического коллектора. Но не очевидно, что ограниченный пространственным зарядом поток между концентрическими сферами интересен для эксперимента, поскольку имеются трудности создания электрического контакта с внутренней сферой. Однако, в разд. 5.3 будет показано, что можно оперировать коническим сектором сферической геометрии, сохраняющим свойство, присущее концентрическим сферам, т. е. зависимость потенциала только от радиуса. Кроме того, поле в слое вокруг сферического зонда под отрицательным потенциалом, находящегося в плазме, подчиняется исследуемым в данном разделе уравнениям в предельном случае, когда начальные скорости ионов малы по сравнению со скоростью, вычисленной по падению потенциала в слое.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие редактора перевода.
Предисловие.
Глава 1. Введение.
Глава 2. Бесстолкновительные явления при наличии пространственного заряда.
2.1. Краткое содержание.
2.2. Плоские параллельные электроды (уравнение Чайлда).
2.3. Коаксиальные цилиндры.
2.4. Концентрические сферы.
2.5. Метод баланса импульса.
2.6. Релятивистское уравнение Чайлда.
2.7. Слой при ненулевых начальных скоростях.
2.8. Плоская задача при наличии пространственного заряда в общей постановке.
2.9. Максвелловское распределение эмитированных частиц по скоростям.
2.10. Двойной слой при нулевых начальных скоростях
2.11. Влияние пространственного заряда на пучки — первеанс и нормированный первеанс.
A. Длинные узкие пучки, нормированный первеанс <1.
Б. Аксиально-симметричные пучки, нормированный первеанс <1.
B. Сильноточные пучки.
Задачи.
Глава 3. Бесстолкновительная плазма.
3.1. Краткое содержание.
3.2. Образование плазмы.
3.3. Дебаевская длина экранирования.
3.4. Критерий Бома.
3.5. Общая теория.
А. Плоская геометрия.
Б. Цилиндрическая и сферическая геометрии.
3.6. Распределение ионов по скоростям.
3.7. Плотность ионного тока.
3.8. Слои с экстракцией ионов.
А. Приближенное описание слоя.
Б. Точное численное решение.
3.9. Прикатодный двойной слой.
3.10. Плотность нейтрального газа.
3.11. Характерные частоты. Распространение электромагнитных волн.
Задачи.
Глава 4. Влияние столкновений.
4.1. Типы столкновений и общие явления.
4.2. Влияние ионизации на плотность нейтрального газа.
4.3. Столкновения ионов с атомами.
4.4. Столкновения заряженных частиц.
4.5. Рассеяние в плазме.
4.6. Времена релаксации.
Задачи.
Глава 5. Извлечение и ускорение пучков положительных ионов.
5.1. Проблема извлечения ионов.
5.2. Первеанс и нормированный первеанс электрода.
5.3. Пирсовские электроды.
A. Ленточные пучки без расходимости.
Б. Нерасходящиеся цилиндрические пучки.
B. Сходящиеся пучки.
5.4. Эмиттанс и яркость.
5.5. Многоапертурные ускоряюще-замедляющие системы извлечения.
5.6. Конструкция извлекающего электрода.
5.7. Влияние нейтрального газа.
5.8. Управление пучком.
5.9. Электроды с изолирующим покрытием.
5.10. Извлечение ионов с помощью мелкоячеистых сеток.
A. Угловая расходимость.
Б. Ограничение по мощности.
B. Ограничение по распылению.
Г. Профилированная мелкоячеистая сетка.
Д. Система с двойной сеткой.
Е. Рекомендации по применению.
Ж. Крупноячеистая одноэлектродная система ускорения.
5.11. Ускорение в замагниченном двойном слое.
Задачи.
Глава 6. Распространение пучков с большим нормированным первеансом.
6.1. Нейтрализация ионного пучка.
6.2. Ионный пучок как плазменная среда.
A. Движение медленных ионов к границе пучка.
Б. Расчет потенциала плазмы пучка.
B. Экспериментальные результаты.
Глава 7. Катоды ионных источников.
7.1. Значение выбора катода.
7.2. Теория термоэлектронной эмиссии в приближении свободных электронов.
7.3. Эффект Шоттки.
7.4. Баланс мощности на катоде.
7.5. Вольфрам, тантал и молибден.
7.6. Некоторые тонкопленочные и оксидные эмиттеры.
7.7. Самовосстанавливающийся катод Холла.
7.8. Самовосстанавливающиеся прессованные катоды и катоды с пропиткой.
7.9. Гексаборид лантана.
7.10. Катоды из молибдена, покрытого оксидом лантана.
7.11. Жидкие катоды из ртути.
7.12. Полые катоды.
Глава 8. Классификация источников положительных ионов.
8.1. Требуемая плотность плазмы.
8.2. Одноапертурные источники без магнитного поля.
A. Канально-лучевой источник.
Б. Капиллярно-дуговой источник.
B. Низковольтный капиллярно-дуговой источник.
8.3. Одноапертурные источники с магнитным полем.
A. Источник с осциллирующими электронами и холодным катодом (пеннинговский источник).
Б. Источник с осциллирующими электронами и термокатодом (источник Финкелыптейна).
B. Источник с поперечным извлечением ионов (калютрон).
Г. Дуоплазматрон.
Д. Источник с магнитным кольцом, образующим поле остроугольной конфигурации.
8.4. Многоапертурные (с большой площадью эмиссии) источники без магнитного поля.
8.5. Источник с большой эмиссионной поверхностью и осциллирующими электронами (источник Кауфмана).
8.6. Источник с радиальным полем.
8.7. ДуоПИГатрон.
8.8. Идеализированный вариант источника.
8.9. Магнитные границы.
8.10. Магнитные материалы.
8.11. Источник с магнитоэлектростатическим удержанием плазмы.
8.12. Источник Маккензи.
8.13. Модифицированный дуоПИГатрон.
8.14. Магнитный фильтр. Двухкамерная конфигурация.
8.15. Периплазматрон.
8.16. Высокочастотные ионные источники.
Задачи.
Глава 9. Источники поверхностного типа.
9.1. Поверхностная ионизация.
9.2. Поверхностная адсорбция.
9.3. Плотность ионного тока.
9.4. Электронная эмиссия.
9.5. Возможный вариант поверхностного источника с фронтальной подачей цезия на конвертер.
9.6. Скорость поверхностной диффузии и характеристическая длина.
9.7. Пористые вольфрамовые ионизаторы.
9.8. Конфигурации ионных источников.
9.9. Другие виды ионов и ионизаторов.
9.10. Сравнение поверхностных и плазменных источников.
Глава 10. Источники отрицательных ионов.
10.1. Необходимость получения интенсивных пучков ионов Н~ и D-.
10.2. Двойная перезарядка.
10.3. Поверхностно-плазменный метод генерации ионов Н~ и D-.
A. Первые эксперименты по получению пучков высокой плотности поверхностно-плазменным методом.
Б. Теория и основные эксперименты.
B. Поверхностно-плазменные источники магнетронного типа.
Г. Источник отрицательных ионов Н- пеннинговского типа.
Д. Модифицированный калютрон, или источник S1TEX.
Е. Источники с полым катодом.
Ж. Конвертерный источник с удержанием плазмы многополюсным пристеночным магнитным полем.
10.4. Объемная генерация ионов Н-.
A. История исследований.
Б. Основные процессы.
B. Двухкамерный источник с остроугольной структурой магнитного поля.
Г. Модификации двухкамерных плазменных источников.
Д. Некоторые теоретически возможные модели источника ионов Н-.
10.5. Извлечение и ускорение отрицательных ионов.
Литература.
Приложение.
Замечания о группировке постоянных.
Решения задач.
Предметный указатель.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Интенсивные ионные пучки, Форрестер А.Т., 1991 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - djvu - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по физике :: физика :: Форрестер