基于Lanthanum hexaboride的等离子源的设计,用于UCLA的大型等离子装置
Yuchen Qian1, Walter Gekelman1, Patrick Pribyl1
1Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles, Los Angeles, California 90095, USA.
The Review of scientific instruments
|December 8, 2023
概括
一个新的六甲 (LaB6) 阴极显著增强了加州大学洛杉矶分校的大型等离子装置 (LAPD). 这种升级使得更高的等离子体密度和更长的放电持续时间用于基本的等离子体物理研究.
科学领域:
- 等离子体物理学的物理学
- 技术加速器技术加速器技术
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 美国加州大学洛杉矶分校的大型等离子体装置 (LAPD) 对于基本的等离子体物理研究至关重要,因为它需要稳定,均和高重复率的等离子体源.
- 之前的氧化 (BaO) 涂层板电子发射器存在一些局限性,包括低等离子体密度 (4.0 × 10^12 cm−3),短放电时间 (∼10 ms),以及对氧中毒的敏感性.
- 这些局限性限制了可实现的等离子体物理实验的范围.
研究的目的:
- 报告洛杉矶警察局血源的重大升级.
- 为了实现更稳健的操作,并扩大可实现的等离子体参数.
- 为了促进等离子体现象的长时间规模研究,如流粒子运输.
主要方法:
- 取代了之前的氧化 (BaO) 涂层板发射器,用直径为38厘米的六 (LaB6) 阴极.
- 设计和制造了一个新的大面积LaB6等离子源.
- 利用气体膨胀技术进行动态压力控制.
主要成果:
- 在气中达到高达3.0×10^13cm−3的峰值等离子体密度,与之前的来源相比显著增加.
- 放电持续时间延长至70毫秒,使新的实验可能性成为可能.
- 新的LaB6源表现出强性,连续运行了14个月,并承受了空气泄漏和停电等各种运营挑战.
结论:
- 新的大面积LaB6阴极代表了洛杉矶警察局的重大进步,克服了以前BaO源的局限性.
- 升级的源提供增强的等离子体参数 (密度,持续时间) 和改进的操作稳定性.
- 这一进步扩大了加州大学洛杉矶分校的基本等离子体物理研究的范围.
