- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Системы создания плазмы. Плазменные установки презентация
Содержание
- 1. Системы создания плазмы. Плазменные установки
- 2. Системы создания плазмы Современные плазменные установки требуют
- 3. Q - машина Термическая ионизация Формула
- 4. Q - машина Термическая ионизация Формула
- 5. Ионизация излучением Однофотонная ионизация hν > I
- 6. Ионизация электронным ударом Сечение ионизации (формула Томсона)
- 7. Ионизация внешними электронами (несамоподдерживающийся разряд) Доля
- 8. Ионизация внешними электронами Разряд с осциллирующими электронами При концентрации газа
- 9. Электроны осциллируют в области полого катода Ионы
- 10. Разряд с осциллирующими электронами Мультипольная магнитная стенка
- 11. Разряд с осциллирующими электронами Пенинговский разряд
- 12. Разряд с осциллирующими электронами Магнетронный разряд
- 13. Разряд с осциллирующими электронами Магнетронный разряд Магнетронная распылительная установка
- 14. Безэлектродные разряды в ВЧ - поле Индуктивный
- 15. Безэлектродные разряды в ВЧ - поле Емкостной
- 16. Безэлектродные разряды в ВЧ - поле ВЧ
- 17. Количество свободных носителей мало (электрическое поле не
- 18. Длина свободного пробега обратно пропорциональна плотности газа
- 19. Условие зажигания разряда: γ - второй коэффициент
- 20. Кривая Пашена длина свободного пробега Uf Напряжение пробоя Электрический пробой в газах
- 21. Электрический разряд в газах
- 22. Тлеющий разряд В разрядном промежутке устанавливается самосогласованное
- 23. Дуга Разогрев поверхности катода за счет ионной бомбардировки Термоэлектронная эмиссия Образование катодных пятен
- 24. Свойства дуги как разряда в газе
- 25. Плазмотроны Плотность теплового потока ~
- 26. Дуговые источники плазмы Дуоплазмотрон Дуга 1200 А, 90 В, 5 мс
- 27. Плазменные пушки (АМБАЛ) Начальная плазма АМБАЛ 1013
- 28. Плазменные пушки (ГДЛ) Начальная плазма АМБАЛ 4*1013
- 29. Система создания начальной плазмы (ГОЛ-3) ЗАДАЧИ Создание
- 30. Конструкция источника плазмы Перенос приемника
- 31. Схема питания источника плазмы -Электроды
Слайд 1С.В. Полосаткин ТПЭ
Системы создания плазмы
Полосаткин Сергей Викторович, тел.47-73
пятница, 10.45 – 12.20
http://www.inp.nsk.su/students/plasma/sk/tpe.ru.shtml
Слайд 2Системы создания плазмы
Современные плазменные установки требуют создания начальной (мишенной) плазмы
Поверхностная ионизация
Ионизация излучением (фотоионизация)
Ионизация электронами (газовый разряд)
Слайд 4Q - машина
Термическая ионизация
Формула Саха-Ленгмюра:
T=2500 K
Cs0
Cs+
– работа выхода Вольфрам φ=4,5 эВ
I
Водород – 13,6 эВ
Цезий – 3,89 эВ
n~108 см-3
Слайд 5Ионизация излучением
Однофотонная ионизация hν > I ~ 13 эВ – вакуумный
Многофотонная ионизация – пробой в поле излучения
Требуется источник излучения с большой плотностью энергии (лазер)
Слайд 7
Ионизация внешними электронами
(несамоподдерживающийся разряд)
Доля атомарного водорода 3-6%
Катод
e-
Плазма
H2+e=H2++2e
H2+e=H+H++2e
Сечение ионизации молекулярного водорода
(база данных
U
Слайд 8
Ионизация внешними электронами
Разряд с осциллирующими электронами
При концентрации газа
Катод
e-
Плазма
Ug=+200 В
Uс=0
Ионизационная лампа Байарда-Альперта
Слайд 9Электроны осциллируют в области полого катода
Ионы распыляют поверхность катода
Лампа с полым
Разряд с осциллирующими электронами
Разряд с полым катодом
Слайд 11Разряд с осциллирующими электронами
Пенинговский разряд
Анод +500 В
Катод 0 В
Катод 0 В
Магниторазрядный
Слайд 14Безэлектродные разряды в ВЧ - поле
Индуктивный разряд (inductively coupled plasma)
Электрическое поле
Характерная рабочая частота 13,56 МГц
Плотность плазмы до 1015 см-3
Электронная температура 1-3 эВ
ВЧ эмиттер ионного источника
Слайд 15Безэлектродные разряды в ВЧ - поле
Емкостной разряд (capacitevely coupled plasma)
газ
диэлектрик
Слайд 16Безэлектродные разряды в ВЧ - поле
ВЧ разряды
Существуют высокоэффективные источники микроволнового излучения
Магнетрон
Волновод
Резонатор
Магнетрон
Волновод
Резонатор
B
Электронно-циклотронный резонанс
2,45 ГГц – 87 мТл
Слайд 17Количество свободных носителей мало
(электрическое поле не искажается
пространственным зарядом)
Образование вторичных электронов:
-
- эмиссия с катода из-за бомбардировки ионами
катод
предположив, что электрон ионизирует атом, если в процессе его ускорения в электрическом поле он достигает энергии, превышающей потенциал ионизации:
e E z > I.
Таунсенд нашел явный вид
z
Если длина свободного пробега электрона – λ., то вероятность того, что он пройдет без столкновений расстояние z, равна W(z) = exp(-z/ λ). На пути один сантиметр среднее число столкновений, очевидно, равно 1/ λ, а число пробегов длиной, большей или равной z, будет определяться выражением
P(z) = (1/λ) · exp(-z/ λ).
Б.А.Князев.“Низкотемпературная плазма и газовый разряд” Новосибтрск 2003
Развитие разряда
Таунсендовская теория пробоя
Слайд 18Длина свободного пробега обратно пропорциональна плотности газа
Тогда первый коэффициент Таунсенда
Распределение по
- уравнение непрерывности
рекомбинацией
пренебрегаем
Плотность электронов экспоненциально возрастает при их движении к аноду-ЭЛЕКТРОННАЯ ЛАВИНА
Электрический пробой в газах
Слайд 19Условие зажигания разряда:
γ - второй коэффициент Таунсенда -
коэффициент вторичной эмиссии
α
количество актов ионизации
на единицу длины пробега
Электрический пробой в газах
В другом виде:
Слайд 22Тлеющий разряд
В разрядном промежутке устанавливается самосогласованное распределение потенциала
Напряжение на разряде и
Слайд 23Дуга
Разогрев поверхности катода за счет ионной бомбардировки
Термоэлектронная эмиссия
Образование катодных пятен
Слайд 24Свойства дуги как разряда в газе
Ud=α+β×l
Малое приэлектродное падение потенциала α
Высокая плотность тока (102-103 А/см2 )
Термическая ионизация газа в межэлектродном промежутке (Т =4000-6000 К)
Термоэлектронная эмиссия на катоде
Слайд 27Плазменные пушки (АМБАЛ)
Начальная плазма АМБАЛ 1013 см-3, 20 см, 1.5 Тл
Кольцевая плазменная пушка
плотность 1013 – 1015 см-3
Температура 2 – 20 эВ
Радиальное электрическое поле приводит к турбулентному нагреву плазмы (неустойчивость Кельвина - Гельмгольца)
Тe до 50 эВ
Слайд 28Плазменные пушки (ГДЛ)
Начальная плазма АМБАЛ 4*1013 см-3, 11 см, 0,22 Тл,
Плазменная пушка в неоднородном магнитном поле
плотность 1013 – 1014 см-3
Температура 2 – 20 эВ
Слайд 29Система создания начальной плазмы (ГОЛ-3)
ЗАДАЧИ
Создание начальной ионизации и организация встречного тока
металлической вакуумной камере
Уменьшение энергетической нагрузки на электроды и приемник пучка
Слайд 30
Конструкция источника плазмы
Перенос приемника пучка в область расширителя с пониженным магнитным
Использование электродов, расположенных вне области прохождения пучка
ЗАДАЧИ
Создание начальной ионизации и организация встречного тока в 12-метровой
металлической вакуумной камере
Уменьшение энергетической нагрузки на электроды и приемник пучка
Слайд 31Схема питания источника плазмы
-Электроды 2,3 используются для инициирования пробоя в широком
-Приемник пучка во время инжекции находится под плавающим потенциалом
-Принудительная компенсация тока пучка обратным током по плазме
1
2
3
Jout
Jtest
J(z)
5 кА
