1tom - 0184.htm
о
X
Э 3
о.
СО
де Л ≈ постоянная (в широком интервале /), характерная для материала эмиттера, напр, для W А =4-1C9 А2 с/см4. Поэтому при /=10В А/см2 г3=Ю~& с, что достигается при электрич. поле E~W В/см. Поле такой величины можно получить вблизи поверхности очень тонкого моталлич, острия. Однако В. э. э. возникает и на плоских эмиттерах и при меньших полях (Е~ ∙≈105 н/см) из-за того, что на их поверхности обычно имеются диэлектрич. включения, пл╦нки и микроско-пич. выступы. В результате в отд. точках поверхности поло увеличивается в неск. раз, правота выхода электронов снижается.
После взрыва микрообъ╦ма эмиттера образуется т. н. катодный факел, состоящий из плазмы и па-ров материала эмиттера. Распределение концентрации частиц в плазме в катодном факеле неоднородно (у по-нср.хности превышает 10ао см~3 и уменьшается по мере удаления от не╦). Плазма расширяется, заполняя вакуумный промежуток. В нач. период (г<10~7 с) скорость v разл╦та плазмы для большинства металлов составляет (1 ≈ 3)-106 см/с, а затем уменьшается больше чем на лорядок. Расширение факела сопровождается интенсивной электронной эмиссией из плазмы. Электроны покидают факел, пересекают вакуумный промежуток и попадают на анод.
Расч╦т тока В. э, :к (без уч╦та релятивистских эффектов и ыагн, поля, создаваемого пучком) приводит к ф-лс:
j = BU*l'*F(x)l (2)
где В ≈ константа, U ≈ разность потенциалов между фронтом плазмы и анодом, F ≈ ф-цил аргумента ,г≈vtld, где d ≈ расстояние между электродами, vt ≈ радиус плазменного сгустка, t ≈ время. Ф-ция F определяется геометрией вакуумного промежутка. Для случая, когда факел образуется на кончике острил эмиттера при vt/d^i ф-ция F^Cotld, где Ст^-37-10-6 o6Va (а п. Ь ≈ радиусы анода и острия). В процессе разл╦та плазмы е╦ концентрация снижается (ср. концентрация частиц в плазме при токе ~100 А за время от 5 до 20 не от начала В, а. з. уменьшается с 1017 до 5Х X К)16 см~3). Когда она снизится настолько, что пропускаемый ею ток сравняется с током, определяемым Ленгмюра формулой, скорость движения е╦ границы замедлится. Это привед╦т к замедлению роста тока по сравнению с ф-лон Ленгмюра. В этом случае электронный ток будет равен термоэлектронному току плазмы (р о ж II м н а с ы щ с н и я).
По истечении ыек-рого времени с момента образования факела, когда плотность тока, отбираемого из плазмы, достигает величины ∙≈∙ 103 А/см2, насыщение сменяется неустойчивым режимом, для к-рого характерно появление хаотич. всплесков тока [их амплитуда в 2≈3 раза превосходит ток, определяемый ф-лой (2), а длительность 10~8 с]. Выход электронов из эмиттера к плазму обусловлен термоавтоэлектронной эмиссией под действием элсктрич. поля, возникающего на границе эмиттер ≈ плазма. Когда УТО поле достигает (0,6 ≈1)-108 В/см, это приводит к новому акту взрыва. Описанная выше картина имеет место, если ток насы-щония ~10 .А. При меньших токах (~1≈2 А) фаза насыщения может завершиться обрывом тока, т. к. процессы отбора тока электронов с катода при В, а. э. н генерации плазмы па катоде, создающие условия для R. э. э.т взаимосвязаны: чем меньше ток, тем меньше генерируется плазмы. Существует пороговый ток, ниже к-рого В. э. э. не развивается.
На бале В. э. э. созданы т, н. с и л ъ н о т о ч н ы е вакуумные д и о д ы, генерирующие мощные имиулъсы электронного тока. Предельная длительность импульса тока ограничена временем, в течение к-рого происходит замыкание вакуумного промежутка плазмой. Обычно это 10~7 с. Плотность тока достигает К)7 Л/см2. Такие диоды применяются для исследования плазмы, раднац. дефектов в кристаллах для генерации
СВЧ-, ронтг. и ИК-излучений, для накачки газовых лазеров. В генераторах электронных пучков электроны через полый анод выводятся за пределы диода. В генераторах рентг. импульсов они направляются на установленную на аноде мишень.
Лит.: Месяц Г. А., Ф у р с е и Г. Н., Бнрьтнная электронная эмиссия начальных стадий вакуумных разрядов, в кн.: Ненакаливаемые катоды, под ред. М. И. Елинсова, М,, 1974; Б у г а Е1 в С. II. и др., Впрьшная эмиссия электронов, «УФН», 1975, т. 11л, с. 101; Месяц Г. А., Первичные и вторичные процессы взрывной алектронной эмиссии, «Ж. прикл. мех, и тех л. физ.», 1У80, Ли J, с. 138. Г. А. Месяц.
ВЗРЫВНОЙ НУКЛЕОСИНТЕЗ в астрофизике ≈ образование хим. элементов в ядерных реакциях, происходящих во время потери звездой гидростатич. равновесия и ее полного или частичного разрушения, напр, при вспышках сверхиовых зв╦зд. В. н. привлекают для объяснения наблюдаемой распростран╦нности элементов. Считается, что В. п. ответствен (но крайней мере частично) за образование хим. элементов от углерода до элементов группы железа включительно, т. е. нуклидов с атм. номерами 6^Z^2S, а также части изотопов с Z>28.
В. н. протекает за время «(0,1 ≈ 10) с ≈ характерное время взрыва. Теми-pa вещества в зоне В. н. может составлять Т~-10*≈1010 К, а плотность достигать Ю10 г/см3. Быстрый нагрев вещества до подобных темн-р обеспечивается, по coop, представлениям, либо прохождением по нему сильной ударной волны, возникающей при коллапсе ядра звезды [в зв╦здах с массами Л/^(8≈10) Л/Q, где MQ ≈ масса Солнца], либо самими термоядерными реакциями, протекающими с выделением энергии (в зв╦здах с Л/*£(8≈10) ^Q, взрыв
к-рых вызывается неустойчивостью термоядерного горения в вырожденном гелиевом или углеродно-кислородном ядре звезды).
Для синтеза нуклидов с 6*С2«£28 исходным материалом могут служить ядра Не, Ст О, Ne, Si, образовавшиеся на более ранних, гидростатич. этапах эволюции звезды. Основными при взрывном горении 4Не, 12С« а*0 являются реакции слияния тр╦х се-частнц (4Не), а также парного взаимодействия ядер 12С, 1В0.
Помимо них, при высоких темп-pax, свойственных В, н., важную роль играют реакции с участием а-час-тиц, протонов (р) и нейтронов (п);
(а, р), (а, п), (а, у), (р, п), (р, 7). (n, y)t
а также обратные к ним реакции. При синтезе элементов тяжелее Si (Z>14) наиб, важным оказывается присоединение сс-частиц к уже имеющимся ядрам, что приводит к иоследоват. увеличению их ат, номера вплоть до 28. При взрывном горении Si источником а-частиц является реакция фотодиссоциации 28Si (у, oc)a*Mg под действием у-фотона.
Если при взрыве темп-pa вещества достигнет Т^ ^;5-10s К, то все прямые и обратные ядерные реакции, обусловленные сильным и эл.-магн. взаимодействиями, успеюг за время, много меньшее времени взрыва, прийти в состояние детального балансат≈ в вещество установится ядерное статистич. равновесие (NSE). Состав вещества при NSE не зависит от того, какие ядра брались в качестве начальных, и определяется только телш-рой, плотностью и избытком нейтронов г\\ = = (Л' ≈ P}j (N-\\-Р), где N и Р ≈полные числа нейтронов и протонов в единице объ╦ма, включая находящиеся в составе ядер. В типичных условиях нярывов сверхновых при NSE вещество должно состоять из элементов группы железа.
Для получения наблюдаемой распростран╦нности элементов с Z от 6 до 28 требуется комбинация процессов В. н., протекающих как в условиях NSE или близких к нему (для образования элементов группы железа), так и в разл. нераоповесных условиях (для образования более л╦гких нуклидов). Изотопный состав синтезируемых ядер в основном зависит от значения г\\, и в гораздо .меньшей степени от темп-ры, плотности или
")
}
