§ 5.2. Ионная откачка
Для передачи молекулам импульса скорости в направлении насоса предварительного разрежения можно использовать силу воздействия постоянного электрического поля, если нейтральные молекулы газа предварительно превратить в заряженные частицы. Для ионизации газа можно использовать а-, р- и у-излучение.
Наиболее эффективным является |3-излучение, осуществляемое за счет электронной бомбардировки. Эффективность ионизации электронами средних энергий (см. рис. 3.4), прошедшими разность потенциалов 100 В, в зависимости от рода газа составляет от 3 до 25 пар ионов на пути 1 м при давлении 1 Па. С понижением давления наблюдается пропорциональное уменьшение количества образовавшихся ионов.На рис. 5.2. показана схема работы ионного насоса. Газ, поступающий в насос, ионизируется в пространстве ионизации 1, а затем с помощью ускоряющих электродов 2, к которым приложена разность потенциалов U (В), направляется к выходному патрубку насоса. Здесь ионы нейтрализуются и откачиваются насосом предварительного разрежения.
В таком насосе существует прямой поток откачиваемого газа Q\, определяемый ионным током /+ в цепи ускоряющих электродов 2:
где q — электрический заряд иона.
Обратный поток нейтральных молекул зависит от проводимости насоса U и разности давлений на входе рвх и выходе рвых насоса:
Эффективная производительность насоса определяется разностью прямого и обратного потоков:
а быстрота откачки насоса
При K=Рвых/рвх=1 быстрота действия насоса максимальна:
При SH = 0 максимальный коэффициент компрессии:
Таким образом, уравнение (5.3) можно записать еще в таком виде:
Откачная характеристика (5.4) аналогична откачной характеристике молекулярного насоса (см. рис. 4.22). Однако из-за трудности обеспечения эффективной ионизации газа при низких давлениях и малой проводимости насоса для обратного потока газа удельные энергетические затраты на единицу быстроты откачки ионных насосов пока еще слишком велики, что препятствует их промышленному применению.
© 2008 - 2024 «Тула-Терм»
