Быстрота откачки магнитных электроразрядных насосов

Изменение быстроты действия магнитного электроразрядного насоса - это очень сложная функция, зависящая от вида газа, давления и времени. Типичные рабочие характеристики откачки некоторых газов приведены в таблице 1. Обратите внимание на значительное различие, во-первых, между стандартными моделями и моделями DI диодных насосов и, во-вторых, моделями триодных насосов. Быстрота действия часто измеряется при тех давлениях, при которых быстрота является максимальной в диапазоне от 10^-5 до 10^-7 мм рт. ст.

Мы уже отмечали, что быстрота действия нового (т. е. не использовавшегося еще насоса) в большой степени (30-40 %) связана с внедрением ионов в катоды, и что эта доля будет уменьшаться по мере того, как участок бомбардировки будет насыщаться откачанным газом. В последние годы в спецификациях насосов указывается потенциальная величина этого падения быстроты действия, которое будет происходить в течение нескольких часов после запуска насоса, если газовая нагрузка будет сохраняться на высоком уровне, скажем, в диапазоне давления 10^-6 мм рт. ст., или может продолжаться в виде медленного уменьшения в течение нескольких лет, если откачка преимущественно производится в диапазоне сверхвысокого вакуума.

Еще большее значение имеет значительное уменьшение быстроты действия электрораз- рядного насоса, которое происходит по мере падения давления. Оно является результатом уменьшения плотности электронов, сохраняющегося в объеме анода каждого элемента насоса. В первых конструкциях насоса, когда круглые элементы анода имели диаметр около 13 мм или представляли собой квадрат со стороной 13 мм, быстрота действия по азоту при 10^-8 мм рт. ст. составляла только 10% быстроты действия при 10^-5 мм рт. ст. Увеличение диаметра анодных элементов до 19 мм значительно улучшило работу в режиме низкого давления: быстрота действия падала относительно стабильно до 50% с уменьшением давления до 10^-10 мм рт. ст. На рис. 4 показаны типичные рабочие характеристики насоса (кривые зависимости быстроты действия от давления) как для диодного, так и для триодного насосов. Когда для диодного и триодного насосов используется общий корпус и магнит, в триоде должен стоять анод меньшей длины, чтобы оставить пространство для вставки дополнительной конструкции распыляемого катода. В результате получают меньшую быстроту действия каждого индивидуального элемента; в некоторых случаях компенсация обеспечивается уменьшением диаметра анодных элементов в элементах триода для размещения большего количества элементов; это изменение вызывает некоторое уменьшение быстроты действия при очень низких значениях давления по сравнению с быстротой действия соответствующего диодного насоса.

При рассмотрении быстроты действия следует высказать предостережение. Как правило, значения быстроты действия измеряются в условиях стабильного состояния при откачке азота. Конкретные величины быстроты откачки большинства газов могут иметь различные значения, но следуют одной и той же динамике, как и динамика азота при измерении в стабильном состоянии. Мы уже видели, что чистый водород — это исключение, поскольку падение бы