Cтраница 2
Используя приблизительное ( оценочное) значение AS, равное-82 кал / моль - град, для ДЯ получено значение-206 ккал / молъ. Средняя энергия связи, вычисленная на основании этого значения теплоты реакции и оценочного значения теплоты испарения тория, равна 89 ккал / молъ. [16]
Моноатомная пленка тория удерживается на слое карбида вольфрама более прочно, чем на вольфраме. Поэтому карбидный катод меньше боится бомбардировки быстрыми ионами и его рабочая температура может быть повышена до 2000 С без риска испарения тория. [17]
Для восстановления окиси тория катод нагревают в течение 1 - 2 мин до 2800 К. Большая часть тория при этом восстанавливается, но его пленки на поверхности вольфрама не образуется, так как при такой высокой температуре скорость испарения тория с вольфрама очень велика. Измерения эмиссии катода при этой температуре показывают, что она не отличается от эмиссии чистого вольфрама. [18]
Последняя реакция идет значительно быстрее и создает запас чистого тория во много раз больший, чем у простого тори-рованного катода. Кроме того, торий на поверхности науглерожен-ного вольфрама удерживается значительно лучше, так как скорость испарения тория с карбида вольфрама в несколько раз меньше, чем скорость испарения тория с чистого вольфрама при той же температуре. [19]
Вуд [ W31 ], изучавший испарение тория В ( РЬ212) с поверхности платины, показал, что летучесть зависит от способа осаждения индикатора. Если торий В осаждается как активный осадок торона в отсутствие электрического поля, то процесс испарения воспроизводим; если активный осадок получается в условиях действия электрического поля, то процесс испарения тория В происходит при испарялось 50 % указанного индикатора более низких температурах и плохо вое - за 10 мин. [20]
В 1913 г. было установлено, что торий может применяться в виде адсорбированного слоя на вольфраме. Такой слой получается путем восстановления вольфрама, к которому при изготовлении добавляется 1 - 2 % тория. Если предположить, что испарение тория с вольфрама происходит так же, как с чистого тория, то при оценке качества торированного катода нужно вместо значения работы выхода чистого тория, равного 3 4 эв, подставить значение 2 63 эв. Отношение работы выхода к температуре кипения при этом оказывается очень хорошим. Соответствующее улучшение работы катода действительно наблюдалось практически: торированный катод может работать при температуре 2000 К, давая около 1 о / сл2 при мощности 25 вт / см2 в течение продолжительного времени. [21]
После карбидирования катод активируется по способу активировки обычного торированного вольфрама. Активный слой атомов тория располагается на слое карбида вольфрама. Так как скрытая теплота испарения тория с поверхности карбида вольфрама больше, чем с поверхности чистого вольфрама, то карбидированные катоды могут работать при более высокой температуре, чем торированные, без быстрой потери эмиссии. [22]
При Т 2300 К - происходит накопление атомов тория на поверхности. Второй слой атомов тория не будет удерживаться при этих температурах, так как испарение тория с тория происходит намного легче, чем тория с вольфрама. Таким образом, при любой температуре Т 2300 К произойдет одинаковое активирование, соответствующее минимальной работе выхода, но при низких температурах процесс активирования протекает крайне медленно и при Т 1800 К он практически совсем прекращается. [23]
Как и в случае покрытия смесью ВаО и SrO, здесь встает вопрос, образуется ли на поверхности слой тория. Было установлено, что вольфрам хорошо диффундирует внутрь тория. Присутствие вольфрама в покрытии ( либо вследствие того, что вольфрам был специально введен в него первоначально, либо диффундировал с подложки) приводит к очень быстрому восстановлению и испарению тория. Вряд ли могут быть сомнения, что в этом случае на поверхности будет иметься избыток тория. После активации при 2000 К эмиссия уменьшается и становится нечувствительной к присутствию газа, что указывает на меньшую зависимость эмиссии от поверхностного тория. [24]
Долговечность торированного катода определяется не перегоранием нити ( так как она работает при сравнительно низкой температуре), а состоянием активного слоя на поверхности вольфрама. При нормальной рабочей температуре убыль тория с поверхности вследствие испарения непрерывно пополняется благодаря диффузии атомов тория из глубины вольфрама. Длительная работа катода приводит к истощению запасов тория в вольфраме, активированный слой исчезает, и катод теряет эмиссию. При перекале торированного катода скорость испарения тория возрастает и поэтому долговечность уменьшается. При кратковременном перекале катод теряет эмиссию, которая, однако, может быть восстановлена образованием нового активного слоя из тория, имеющегося в вольфраме. Процесс создания активированного слоя на поверхности катода называется активировкой. [25]
Тарированные катоды изготовляются из вольфрамовой проволоки, содержащей примесь окиси тория. Недостатками катода являются чувствительность к ионной бомбардировке ( ионы разрушают пленку тория) и нестабильность эмиссии. Торированный катод боится перекала, который приводит к испарению тория с поверхности и потере эмиссии. [26]