npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.1134/S207956292004017Xnpe-68Research ArticleИнженерное проектирование ядерно-физической аппаратурыEngineering Design of Nuclear Physical EquipmentИспытание вторично эмиссионного автоколебательного зондаTesting Secondary-Emission Self-Oscillatory ProbeВизгаловИ. В.VizgalovI. V.

115409; Москва

115409; Moscow

СорокинИ. А.SorokinI. А.

115409; Москва; 141120; Московская обл.; Фрязино 

115409; Moscow; 141120; Moscow oblast; Fryazino

iasorokin@mail.ruНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”РоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)Russian FederationНациональный исследовательский ядерный университет “МИФИ”; Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАНРоссияNational Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute); Fryazino Branch, Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics, Russian Academy of SciencesRussian Federation202022042024114225233Copyright © Визгалов И.В., Сорокин И.А., 20242024Визгалов И.В., Сорокин И.А.Vizgalov I.V., Sorokin I.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/68

   Приводятся результаты испытаний прототипа вторично-эмиссионного зонда, работающего в режиме автоколебательной развертки напряжения, предназначенного для диагностики неравновесной плазмы в присутствии надтепловой группы электронов. Ранее апробация метода автоколебательного зонда проводилась с использованием алюминиевой водоохлаждаемой контактной поверхности с формированием наноразмерного по толщине высокоэмиссионного оксидного покрытия. Особенностью конструкции описываемого зонда является применение тугоплавкого тантала, способного работать в режиме радиационного охлаждения, что упрощает конструкцию и повышает надежность зонда. Показано, что тантал с оксидным покрытием по вторично эмиссионным характеристикам позволяет получать под плазменной нагрузкой хорошо выраженную N-образную ВАХ с большим превышением электронно-эмиссионной составляющей тока над ионным насыщением и удовлетворяет всем требованиям для реализации метода автоколебательного зонда.

   The test results of the prototype of the secondary-emission probe operating in the mode of self-oscillatory sweep intended for diagnosing nonequilibrium plasma in the presence of epithermal group of electrons are given. Earlier, the method of self-oscillatory probe was tested using an aluminum water-cooled contact surface with formation of a nanoscale thick high-emission oxide coating. The structure of the described probe is peculiar owing to application of refractory tantalum, which is capable of working in the mode of radiation cooling, which simplifies the structure and increases the reliability of the probe. It is shown that, owing to secondary-emission characteristics, oxide-coated tantalum allows under plasma loading obtaining a pronounced N-type current–voltage characteristic with a large excess in the electron-emission current component against the ion saturation current and satisfies all requirements for realization of the method of self-oscillatory probe.

неравновесная плазмазондовая характеристикаавтоколебательная разверткапучково-плазменный разрядвторичная эмиссияnonequilibrium plasmaprobe characteristicself-oscillatory developmentplasma dischargesecondary emissionРабота выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 17-12-01575The work was carried out with financial support RSF grant No. 17-12-01575ReferencesВизгалов И.В., Гуторов К.М., Курнаев В.А., Сорокин И.А. // Ядерная физика и инжиниринг. 2019. Т. 10. № 2. С. 132−140. doi: 10.1134/S2079562919010172.Vizgalov I.V., Gutorov K.M., Kurnaev V.A., Sorokin I.A. // Phys. At. Nucl. 2019. V. 82. P. 1368−1375. doi: 10.1134/S1063778819100181Isaev N.V., Klykov I.L., Peskov V.V., Shustin E.G., Vizgalov I.V., Kurnaev V.A. // Instrum. Exp. Tech. 2014. V. 57(1). P. 82–85. doi: 10.1134/S002044121401014XIsaev N.V., Klykov I.L., Peskov V.V., Shustin E.G., Vizgalov I.V., Kurnaev V.A. // Instrum. Exp. Tech. 2014. V. 57(1). P. 82–85. doi: 10.1134/S002044121401014XIsaev N.V., Chmil’ A.I., Shustin E.G. // Plasma Phys. Rep. 2004. V. 30(3). P. 292–297. doi: 10.1134/1.1687029Isaev N.V., Chmil’ A.I., Shustin E.G. // Plasma Phys. Rep. 2004. V. 30(3). P. 292–297. doi: 10.1134/1.1687029Shustin E.G., Isaev N.V., Temiryazeva M.P., Fedorov Yu.V. // Vacuum. 2009. V. 83(11). P. 1350–1354. doi: 10.1016/j.vacuum.2009.03.033Shustin E.G., Isaev N.V., Temiryazeva M.P., Fedorov Yu.V. // Vacuum. 2009. V. 83(11). P. 1350–1354. doi: 10.1016/j.vacuum.2009.03.033Гриценко В.А. // Успехи физических наук. 2017. Т. 187. № 9. С. 971–979. doi: 10.3367/UFNe.2016.12.038008.Gritsenko V.A. // Phys. Usp. 2017. V. 60. P. 902–910. doi: 10.3367/UFNe.2016.12.038008

The authors declare that there are no conflicts of interest present.