3.6.2. Магниторазрядные насосы - книга автора Ашкинази Л.А.

Для того чтобы лучше использовать электроны в качестве ионизаторов, надо удлинить их путь в насосе и тем самым повысить вероятность того, что они ионизируют молекулы. Для удлинения траекторий движения электронов анод, в который им надо попадать, должен быть маленьким (рис. 20). Тогда вероятность попадания электронов в анод «с первого захода» уменьшится и электрону придется «повторять попытку.»

Электроны, ионизирующие газ в насосе, могут «поставляться» не только специальным катодом, а выбиваться ионами из анода. Так работают насосы другого типа, которые называются магниторазрядными. Магнитное поле используется в них для удлинения траекторий движения электронов. А состоят эти на­сосы из большого количества однотипных ячеек, показанных на рис. 21. Электроны, эмитированные катодами в резуль­тате попадания на катод ионов, в отсутствие магнитного поля летели бы на анод по короткой траектории, но возникающая вмагнитном поле сила Лоренцо, закручивает траекторию вокруг линий магнитного поля. На длинной траектории электрон имеет возможность создать путем ионизации нейтральных атомов и молекул много ионов и новых электронов.Поскольку ионный ток пропорционален давлению, то с по­мощью ионного и магниторазрядного насосов можно измерять давление. Основной недостаток этих насосов — малая скорость откачки инертных газов, а также обратное их выделение при распылении катода, в котором ранее находились атомы этих инертных газов. Для исправления этого недостатка применяют два катода из разных материалов (титан и тантал), катоды, раз­ные участки которых сделаны из разных материалов (цирконий и алюминий), катоды не монолитные, а губчатые или имеющие углубления (см. рис. 22). И получается, что титан распыляется в основном со стенок ячеек и, напыляясь на их дно, «погребает» остаточные газы под собой.Поскольку и ионный, и магниторазрядный насосы рабо­тают за счет ионизации молекул остаточного газа электронами, то уместно задать два вопроса: как сечение ионизации зависит  от энергии электронов, и как — от атомной массы ионизируемого газа?При малой энергии электрон не способен совершить такую ионизацию. При большой энергии, т. е. при большой скорости, электрон проскакивает мимо объекта предполагаемой ионизации слишком быстро.

Эффективность ионизации больше при большей атомной массе, поскольку в этом случае вокруг ядра вращается больше электронов. В итоге получается зависимость, показанная на рис. 23.