зігріві вони можуть подовжуватися, не викликаючи механічних напружень, і забезпечують електричний контакт прутків електрода з джерелом живлення. Пази в кварцових державках для кріплення прутків мають певний крок. Кінці кварцових державок довжиною 20 - 40 мм служать для кріплення електродів і для високовольтної ізоляції. Кріплення та юстирування формуючого електрода здійснюється за допомогою притиснення державок гвинтами до передній кришці розрядної камери і гвинтами - через пружини до поверхні юстировочних пластини. У цьому випадку прутки електрода мають безпосередній контакт з розрядної камерою. Кріплення та юстирування прискорюють і сповільнюють електродів здійснюються так само, як і формуючого, тільки кінці їх кварцових державок притискаються до кришки розрядної камери через відповідні вкладиші, забезпечують зазор між електродами. Так як нарізка пазів в кварцових державках проводиться одночасно, то притиснення їх гвинтами до котирувальної пластині забезпечує надійну юстировку електродів (збігалися щілин).
сповільнюється і прискорює електроди виконувалися діаметром 2 мм, формуючий - з прутків діаметром 2, 1 і 0,5 мм з кроком 4 мм (Відповідно вивчалися три варіанти іонно-оптичної системи). Прутки - діаметром 1 і 0,5 мм натягалися індивідуальними пружинами. Прискорює довжина становила 2 мм в першому варіанті і 2,5 мм в другому і третьому варіантах іонно-оптичної системи. Максимальна корисна довжина прутків (під пучком) становила 150 мм. Корисна довжина кварцових державок (ширина області під пучком) також була рівною 150 мм. Отже, максимальна площа поперечного перерізу у дослідженій системі становила 225 см 2 .
Експериментальне дослідження характеристик описаної системи проводилося спільно з вивченим раніше газорозрядним джерелом іонів, працювали на вісмуті. Температура електронів в джерелі підтримувалася рівною 2 - +3 В. Відповідно до теоретично отриманої формулою (2.57) ускоряющее напруга при експериментах приймалося рівним 3 - 4,5 кВ.
Експерименти показали, що оптимальне значення критерію подібності 7 0 пт> при якому кут розходження іонного пучка мінімальний, не залежить від прискорює напруги (вивчений діапазон від 4,5 до 14 кВ) і становить при діаметрі пучків формуючого електрода 2; 1; 0,5 мм відповідно близько 0,16; 0,26 і 0,27. p> Постійне значення 7 опт вказує на справедливість викладеної вище теорії подібності для випадку формування іонних пучків з плазми при дотриманні умови (2.57). Знаючи 7 Про пт> можна визначити оптимальне значення прискорює напруги за заданих щільностях йодного струму і розрахувати оптимальні параметри геометрично подібних конструкцій прискорюючої системи для будь-яких робочих речовин.
Іншим параметром, що характеризує іонно-оптичну систему, є геометрична прозорість формуючого електрода
Як уже зазначалося, в сучасних іонних джерелах коефіцієнт використання маси досить високий (До 0,9 - 0,95), але все ж деякий кількість атомів робочої речовини надходить в іонно-оптичну систему з тепловими швидкостями. У результаті в іонно-оптичної системі можуть протікати такі процеси, як розсіювання і перезарядка іонів на атомах, іонізація атомів іонами та ін В умовах іонних двигунів при відносних швидкостях іонів і атомів 10 3 - 10 4 м/с найбільш вірогідним процесом є резонансна перезарядка прискорених іонів на нейтральних атомах. При перезарядженні прискорень іон набуває електрон і стає швидким атомом, продовжують рух зі швидкістю, що дорівнює швидкості іона в момент перезарядки. Атом, що втратив електрон, стає вторинним іоном, початкова швидкість якого дорівнює теплової швидкості атома (близько 10 3 м/с).
У трьохелектродної іонно-оптичної системи більшість вторинних іонів не може подолати потенційний бар'єр між прискорюють і сповільнюють електродами, іони залишаються в В«потенційної яміВ» і зрештою потрапляють на прискорює електрод, який має найнижчий негативний потенціал. Величина потенційного бар'єра в замедляющем зазорі іонно-оптичної системи визначається коефіцієнтом уповільнення іонного пучка
В
де Ф до - абсолютна величина потенціалу прискорюючого електрода; Ф ан - потенціал фокусирующего електрода; потенціал замедляющего електрода приймається рівним нулю.
Енергія вторинних іонів у площині прискорюючого електроду може становити кілька сотень електронвольт. Бомбардуючи прискорює електрод, вторинні іони викликають його катодного розпилення. Поряд з вторинними іонами прискорює електрод при поганій фокусуванні іонного пучка може перехоплювати і первинні іони, що володіють енергією в кілька кілоелектронвольт і викликають особливо інтенсивне розпорошення прискорюючого електроду.
Експерименти проводилися на багатощілинну іонно-оптичної системі. Формуючий, що прискорює і уповільнюючий електроди були виконані з вольфрамових прутків діаметром 1 мм при кроці ...
