新型大電流冷陰極の開発

新型大电流冷阴极的研制

基本信息

批准号：
59850064
负责人：
板谷良平
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
财政年份：
1984
资助国家：
日本
起止时间：
1984 至 1985
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は申請者らにより見い出された、特殊な条件の下で起こる高速グローアーク移行現象を安定化することによって可能となった、全く新らしい形式の液体金属陰極を実用化することを目的としている。前年度は陰極の材料と構造及び陰極の製造を中心に研究を進め、封入ガスと液体金属の組合せを選ばないこと、製造に関してその工程を大巾に簡略化できることを示した。又許容電流限界については、最大ピーク電流180A(5μs)を得ていたが、これは電源による限界で陰極それ自身はまだ上限ではないこと等を明らかにしてきた。今年度は本陰極の適用範囲を更に広げるため、(1)使用液体金属(水銀)及びその蒸気圧の低減、(2)使用可能金属の探索を目的として研究を進め、以下に記す結果を得た。(1)に関しては従来よりその有効性を明らかにしてきた、縁付のホロー型陰極を更に水冷した結果、パルス放電時〔最大ピーク電流130A(5μs)〕では7時間連続点灯の後も陰極外で水銀が認められなかったが、直流点灯時やトリガのための第三電極から常時電力が投入された時には陰極外で水銀が認められるようになったのでより冷却の効率を上げる必要がある。但しホローをより細い径にした時、水銀蒸気のみでもグローアーク移行が認められており、グローアーク移行時間(td)は金属水銀の時td=6.5μsに対してtd=5.7μs(いずれも1KV印加)を得ており、陰極の径を変えることで金属量、蒸気圧の低減が可能である。(2)前年度の易溶金属から更に融点を高くして試作した結果、W、Ni等通常の電極用金属でもグローアーク移行が認められており、放熱の問題を解決すれば使用可能である。又許容電流限界はパルス放電で最大ピーク電流350A(300μs)、直流放電時1A(DC)を得ている。これらはまた上限ではなく、電源容量、放熱によりまだ上昇可能である。以上を考慮すれば大電流冷陰極は原理的に充分実用化に耐え得るものになったと言える。

这项研究旨在实际使用一种全新的液态金属阴极，这是通过在申请人发现的特殊条件下稳定快速增长的弧过渡现象来实现的。在上一年，研究了重点是阴极的材料和结构，并进行了阴极产生，表明封装的气体和液体金属的组合不可用，并且可以显着简化制造过程。此外，最大峰值电流极限为180 a（5μs），但已经显示该极限是由于电源造成的，阴极本身尚未达到其上限。为了进一步扩大今年该阴极的应用范围，我们进行了研究，目的是（1）减少所使用的液态金属（汞）及其蒸气压，以及（2）搜索可用的金属，并获得了下面列出的结果。关于（1），先前已经澄清的空心阴极的有效性是进一步的水冷，并且在脉冲放电时连续照明7小时后未在阴极外观察到汞（最大峰值电流：130 a（5μs）]，但在恒定电源中启用了恒定的启动，可以在频率上启用次数，从而在不断的启动中启用了次数，从而在频率上启用了第三次启动，以促进了第三个元素的效果。但是，当空心变薄时，即使单独使用汞蒸气，也可以识别出发光弧过渡，并且在使用金属汞时，使用金属汞的直径，以及将金属和vapor的直径变化时，将使用金属汞的直径（均为6.5μs）TD =5.7μs（均应用1KV）。从去年的易于熔融金属的角度来看，即使对于普通电极金属（例如W和Ni），也可以识别出Glow Arc转换，并且如果解决了散热问题，则可以使用。此外，允许电流的极限是通过脉冲放电获得的，最大峰值电流为350a（300μs），在直流电流放电期间获得1A（DC）。这些也不是上限，但由于电源能力和散热，仍然可以增加。考虑到上述情况，可以说，高电流的冷阴极已经足够在原则上实用。