Взрывоэмиссионный катод с большим временем жизни для генераторов мощного СВЧ-излучения

Статья. Опубликована в "Письма в ЖТФ". 1999, том 25, вып. 22, с. 84-94.Исследована работа холодных взрывоэмиссионных катодов с плотностью тока ~ 104 A/cm2, изготовленных из различных материалов, при большом числе включений. Напряжение на катоде составляло ~ 500 kV, максимальный ток ~ 5 кА, длительность импульса ~ 20 ns. Показано, что при небольшом числе включений (1000 импульсов) катоды с близкой геометрией обладают близкими эмиссионными свойствами. Для большинства исследованных материалов с ростом числа включений (больше 1000 импульсов) происходит увеличение времени нарастания тока (вплоть до длительности импульса) и уменьшение максимального тока вакуумного диода. При использовании графитового катода максимальный ток оставался неизменным вплоть до 108 включений. Определен унос массы катодов для различных материалов. Полученные результаты позволили осуществить непрерывную работу релятивистской 3-х сантиметровой ЛОВ с выходной мощностью 350-400 MW с практически неизменным уровнем мощности в течение 108 импульсов при частоте повторения 100-150 Hz.