Взрывная электронная эмиссия

ВЗРЫВНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ, возникновение электронного потока из катода (металлического острия), обусловленное переходом материала катода из конденсированной фазы в плотную плазму в результате разогрева локальных микроскопических областей катода. Взрывная электронная эмиссия - единственный вид электронной эмиссии, который позволяет получить потоки электронов мощностью до 1013 Вт с плотностью тока до 109 А/см2. Переход металл - плазма создаётся посредством концентрации большой энергии в микрообъёме катода, достаточной для взрыва этого объёма. Концентрация энергии может осуществляться различными способами, например ударом быстрой макрочастицы о катод или с помощью сфокусированного лазерного луча. Наиболее часто для получения взрывной электронной эмиссии используется автоэлектронная эмиссия, ток которой имеет плотность порядка 106-108 А/см2. Время запаздывания взрыва кончика острия относительно подачи импульса напряжения зависит от плотности тока и теплофизических свойств катода. Это создаёт возможность для получения мощных кратковременных импульсов электронного тока без разрушения всего катода. После взрыва микрообъёма катода образуется так называемый катодный факел, состоящий из плазмы и паров материала катода. Плазма расширяется, заполняя вакуумный промежуток. Расширение факела сопровождается интенсивной электронной эмиссией из плазмы. Электроны покидают факел, пересекают вакуумный промежуток и попадают на анод. Взрывная электронная эмиссии сопровождается уносом вещества из катода. Для уменьшения этого эффекта необходимо уменьшить электронный ток, однако если он становится меньше некоторого порогового значения, то взрывная электронная эмиссии прекращается. На базе взрывной электронной эмиссии созданы сильноточные вакуумные диоды, генерирующие мощные импульсы тока.

Лит.: Месяц Г. А., Фурсей Г. Н. Взрывная электронная эмиссия начальных стадий вакуумных разрядов // Ненакаливаемые катоды / Под редакцией М. И. Елинсона. М., 1974.

Г. А. Месяц.

Связанные статьи