Relation entre la température de la cathode et la tension d'arc

Abstract
As part of the construction programme of an ion source for multiply-charged heavy ions, the authors have undertaken a theoretical study of a reflex ion source. They show that the large number of electron oscillations implies the existence of an electric field near the cathode edge. As the cathode is only heated by the ions which strike it and by the plasma radiation, its temperature, hence its current output, is related to the arc voltage. A maximum value of arc voltage is obtained for minimum cathode heating or most efficient cooling. The experimental results confirm these conclusions and show clearly the dominant influence of cooling conditions on the operation of this kind of source.

Résumé
Au cours de la mise au point d'une source d'ions lourds multichargés, les auteurs ont été amenés à entreprendre l'étude théorique d'une source réflex. Ils démontrent que le nombre élevé d'oscillations des électrons impose l'existence d'un champ électrique non nul en bord de cathode. Comme celle-ci n'est chauffée que par les ions qui la bombardent et le rayonnement du plasma, sa température, donc le courant qu'elle émet est relié à la tension d'arc qui s'établit toujours à une valeur d'autant plus élevée que le chauffage de la cathode est plus faible ou son refroidissement plus soigné. Les résultats expérimentaux confirment ces conclusions et montrent en particulier l'importance primordiale des conditions de refroidissement sur le fonctionnement de ce type de source.