Исследование температурных режимов металлогидридных катодов в отражательном разряде

Abstract

Исследованы температурные режимы катодов газоразрядной ячейки Пеннинга в условиях горения отражательного разряда в среде водорода. Катоды были изготовлены из гидрида многокомпонентного сплава на основе циркония, либо из инертного газа к водороду металла. Показано, что при горении разряда металлогидридный катод разогревается под действием ионной бомбардировки в меньшей степени, чем инертный к водороду эталонный. Это обусловлено эндотермическим тепловым эффектом разложения металлогидрида и конвектным уносом теплоты с десорбируемым водородом. В результате до 70% выделяющейся на катоде тепловой мощности расходуется на генерацию плазмообразующего газа.

Досліджені температурні режими катодів газорозрядної комірки Пенінга в умовах горіння відбивального розряду в середовищі водню. Катоди були виготовлені з гідриду багатокомпонентного сплаву на основі цирконію, або з інертного до водню металу. Показано, що при горінні розряду металогідридний катод розігрівається під дією іонного бомбардування в меншої ступені, ніж інертний до водю еталонний. Це обумовлено ендотермічним тепловим ефектом розкладу металогідриду та конвективним виносом теплоти з воднем, що десорбується. В результаті біля 70% теплової потужності, яка виділяється на катоді, витрачається на генерацію плазмоутворюючого газу.

The temperature modes of Penning gas-discharge cell cathodes under conditions of reflective discharge burning in hydrogen medium are investigated. The cathodes were made either of the hydride of multicomponent zirconium-based alloy, or of the metal which is inert with respect to hydrogen. It is shown that at discharge burning the metal hydride cathode is heated up under ion bombardment in lesser extent than the reference hydrogen-inert one. It is caused by endothermic heat effect of metal hydride decomposition and convective heat sink with desorbed hydrogen. As a result, up to 70% of the heat power evoluted in the cathode is spent for plasma-forming gas generation.