Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1889-1892 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:0198800230120188900

H- production in pure hydrogen discharges of surface-plasma sources

Yu. I. Belchenko et A.S. Kupriyanov

Institute of Nuclear Physics, 630090, Novosibirsk, U.S.S.R.

Abstract
The pure-hydrogen discharges in surface-plasma sources with a semiplanotron electrode configuration are described. In short pulse (10-3 s) mode the extracted H- emission density was up to 1.1 A/cm2 at cathode discharge current density 60 A/cm2. The multi-slit short pulse extraction delivered the H- output with current of up to 1 A. In the long pulse (0.6 s) mode the H- yield was 0.15 A at discharge current density 10 A/cm2. The experiments have shown strong dependencies of H- yield on the shape, temperature and conditions of cathode surface. The energy spectra of extracted H- ions consisted of several groups, corresponding to the surface (anode and cathode) and volume origin of H- ions.

Résumé
La décharge en hydrogène pur produite dans les sources plasma-surface à configuration semiplanotron des électrodes est décrite. Dans le mode d'impulsions courtes (10-3 s) la densité de courant d'ions H- atteint 1,1 A/cm 2 pour une densité de courant à la cathode de 60 A/cm2. Les impulsions courtes multi-fente ont permis l'extraction d'un courant d'ions H- jusqu'à 1 A. Dans le mode d'impulsions longues (0,6 s) le courant d'ions H- était de 0,15 A pour une densité de courant de décharge de 10 A/cm 2. Les expériences ont montré une forte dépendance du courant d'ions H- de la forme, de la température et des conditions de la surface cathodique. Les spectres d'énergie des ions H- extraits contiennent plusieurs groupes, correspondant à l'origine, en surface (anode et cathode) ou en volume, des ions H-.

PACS
2925C - Ion sources: positive, negative and polarized.
5275 - Plasma devices and applications.
0777 - Particle beam production and handling: targets.
7410D - Particle sources and targets.

Key words
hydrogen ions -- ion sources -- negative ions -- plasma devices -- semiplanotron electrode -- multi slit short pulse extraction -- yield -- cathode surface -- energy spectra -- H sup production -- pure H discharges