核能科学与发电技术学报

锥形阳极的表征：具有径向提取的圆盘阴极离子源

SI Radwan 、S Abdel Samad 和 H El-Khabeary

本工作主要研究锥形阳极头穿透角（67.5°）、离子束径向出口以及氮气工作压强范围对输出离子束流的影响。研究发现，在径向可获得最大的离子束流，而前人研究的轴向可获得最大的离子束流。据此设计、构建并运行了一种带径向引出的直流锥形阳极-盘状阴极离子源。在先前获得的氮气离子源最佳尺寸下，确定了锥形阳极的最佳头角、离子出口孔直径以及离子出口孔-法拉第杯距离。在最佳尺寸工作条件下，测量了放电和输出离子束流特性。研究发现，在最佳工作条件3×10 ^-4 mmHg压强、3 kV放电电压和2.2 mA放电电流下，可获得最大输出离子束流700 μA。因此，在最佳操作条件和放电电流等于 0.8 mA 时，离子源效率等于 45%。因此，对前文研究中获得的轴向输出离子束电流与本研究测量的径向输出离子束电流进行了比较。此外，还确定了退火和氮离子束辐照对玉簪石样品直流电性能和微观硬度的影响。