 Материал ионизующей поверхности должен обладать высокой температурой плавления. Этому требованию вполне отвечают вольфрам (температура плавления 3370° С), рений (3167° С), углерод (3550° С). Вот почему наиболее часто предполагается применение именно этих веществ, в особенности вольфрама.
Интересно отметить, что выгодна вовсе не максимально возможная рабочая
температура ионизующей поверхности, как это может показаться на первый
взгляд. Верно, что с повышением этой температуры уменьшается
вероятность осаждения ионов рабочего вещества на ионизующей
поверхности. Однако одновременно начинает возрастать и число свободных
электронов, эмитируемых этой поверхностью и частично нейтрализующих
образующийся ионный поток. Поэтому существует оптимальная температура
нагрева ионизующей поверхности, равная для сочетания цезий — вольфрам
примерно 1200—1450° К (по Ленгмю-ру). Понижение рабочей температуры
выгодно и в отношении уменьшения потерь энергии на излучение, которые
при невыгодных условиях могут достигать 40—50% полезной энергии ионного
пучка.
Как же можно представить себе устройство ионного источника, например
цезий-вольфрамового? Прежде всего ясно, что перед введением в источник
цезий должен быть испарен (другие рабочие вещества можно распылить
какими-нибудь методами).
|
Затем, очевидно, нужно добиться того, чтобы все атомы паров цезия обязательно столкнулись, по меньшей мере один раз, с поверхностью вольфрама. Ни один атом не должен ускользнуть от этого, ибо он приведет к снижению коэффициента ионизации, т. е. доли ионизованных атомов в их общем числе, и, следовательно, к ухудшению работы источника, его утяжелению и др.