Представлены результаты исследования распределения плотности энергии по сечению импульсного ионного пучка, формируемого диодом с пассивным анодом в режиме магнитной изоляции и замкнутого дрейфа электронов в зазоре анод-катод. Выполнены исследования диодов двух типов: с внешней магнитной изоляцией (B_r-диод) на ускорителе BIPPAB-450 (400 кВ, 80 нс) и самоизоляцией электронов (спиральный диод) на ускорителе ТЕМП-4М (250 кВ, 120 нс). В исследуемых диодах для формирования анодной плазмы использованы разные процессы: пробой по поверхности диэлектрического покрытия на аноде и ионизация поверхности анода ускоренными электронами (B_r-диод), а также взрывная эмиссия электронов (спиральный диод). Для анализа плотности энергии ионного пучка применена тепловизионная диагностика с пространственным разрешением 1-2 мм. Выполнен расчет плотности энергии по одномерному соотношению Чайлда-Ленгмюра. Показано, что у всех исследованных диодов на рабочей поверхности анода происходит эффективное формирование сплошного плазменного слоя. Концентрация анодной плазмы достаточно велика, и плотность энергии пучка ограничена объемным зарядом ионов, а не концентрацией плазмы. Получено, что при уменьшении магнитного поля в зазоре анод-катод B_r-диода или увеличении электронного тока в спиральном диоде плотность энергии мощного ионного пучка значительно возрастает, но однородность пучка снижается.
展开▼
