автореферат диссертации по энергетике, 05.14.08, диссертация на тему:Влияние массопереноса и среды межэлектродного зазора на эмиссионно-адсорбционные свойства электродов тел

кандидата технических наук
Обрезумов, Виктор Павлович
город
Москва
год
1991
специальность ВАК РФ
05.14.08
Автореферат по энергетике на тему «Влияние массопереноса и среды межэлектродного зазора на эмиссионно-адсорбционные свойства электродов тел»

Автореферат диссертации по теме "Влияние массопереноса и среды межэлектродного зазора на эмиссионно-адсорбционные свойства электродов тел"

ДСП ЭКЗ . N

МОСКОВСКИЙ АВИЦИОННЫЯ ИНСТИТУТ им. С. Орджоникидзе

ВЛИЯНИЕ МАССОПЕРЕНОСА И СРЕДЫ МЕЖЭЛЕКТРОДНОГО ЗАЗОРА НА ЭМИССИОННО-АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОДОВ ТЭП.

специальность 05.14.08 - преобразование возобновляемых

видов энергии и установки на их основе

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

На правах рукописи

ОБРЕЗУМОВ ВИКТОР ПАВЛОВИЧ

УДК 537.533.2:621.362

МОСКВА

1991

Работа выполнена в Институте Атомной Энергии имени И.В.Курчатова .

Научный руководитель: с.н.с., к. ф-м. н. Корюкин В.А., ИАЭ Официальные оппоненты:

- д, т. н,, профессор Каландаришвили А.Г., СФТИ

- с.н.с. , к. ф-м. н. Синютин Г.В., ИАЭ

Ведущая организация: НИИ НПО "Луч"

Защита состоится " 11_ 199 г. на заседании специализированного совета ССК 053.04.02 МАИ им. С. Орджоникидзе

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАИ. Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного совета

Григорьян В.Г.

- 1 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы диссертации и ее практическая значимость связаны с интенсивно проводимыми в нашей стране и за рубежом исследованиями в области термоэмиссионного преобразования энергии. Перспективность ядерных энергетических установок (ЯЭУ) с термоэмиссиок-ным пребразованием энергии подтверждается результатами работ по программам "Топаз". Требованию обеспечения длительности эксплуатации таких энергоустановок 3-5 и более лет должен соответствовать уровень понимания как технологических проблем, так и физики термоэмиссионного преобразования, включающей взаимодеиствие поверхности электродов со средой межэлектродного зазора. В этой связи актуальной задачей является изучение процессов, влияющих на стабильность эмиссионных параметров электродов, которая в значительной степени определяет неизменность выходных характеристик ЭГК. В числе таких процессов воздействие активных компонентов остаточных газов (ОГ), испарение вещества электродов и транспорт его через МЭЗ, диффузия и сегрегация примесей, взаимодеиствие поверхности электродов с цезие-вой средой, возможное влияние газообразных продуктов деления, развитие поверхности и ее перестройка.

Существующая технология ЭГК не позволяет избежать процесс массопереноса вещества эмиттера и он, по-видимому, является доминирующим фактором взаимодеиствия среды МЭЗ и электродов преобразователей. Поэтому уже на ранней стадии работы ЭГК возможно существенное изменение эмиссионно-адсорбционных свойств электродов. Однако исследования, связанные, в частности, с изучением влияния массопе-ренесенных осадков на эмисионно-адсорбционные свойства коллекторов и взаимодеиствие их поверхности со средой МЭЗ на момент начала диссертационном работы не проводились. Не выяснена также ресурсная стабильность свойств коллекторов, работающих в условиях массопере-*оса.

Технология эмиттеров ЭГК на основе монокристаллических вольфрамовых покрытий газофазного осаждения (ГФО), обеспечивает достаточно высокие свойства таких электродов с точки зрения эмиссии, [изкой скорости испарения, стабильности эмиттирующей поверхности. >днако эмиссионные и ресурсные свойства эмиттеров в условиях воз-;ействия среды МЭЗ также были изучены недостаточно.

Целью диссертационной работы являлось исследование влияния реды межэлектродного зазора и процесса массопереноса вещества с миттера на коллектор на эмиссионно-адсорбционные свойства электро-ов ТЭП и ЭГК а также ресурсной стабильности эмиссионных свойств лектродов в этих условиях. Программа исследований включала изуче-

ние вопросов, связанных с моделированием процессов взаимодействш электродов с химически активными компонентами ОГ, цезиевой средой ростом на поверхности коллекторов массоперенесенных осадков, иссле дованием изменений эниссионно-адсорбционных свойств поверхности ] ресурсного изменения эмиссионных параметров электродов ЭГК, работающих как в составе прототипов с электронагревом, так и ядерньс энергетических установок, Объектом исследования служили электрод! лабораторных модельных ТЭП и одноэлементных ЭГК, используемых в установках типа "Топаз -2".

Для достижения поставленной цели была создана методика изучения эмиссионных свойств электродов как лабораторных модельных ТЭП, так и натурных ЭГК, в условиях воздействия на их поверхность основных составляющих среды МЭЗ,

Научная новизна работы:

- Выявлена физическая сущность воздействия процесса массопе-реноса ка эмиссионно-адсорбционные свойства электродов.

- Впервые показано, что эмиссионные свойства коллекторов ЭГ1-существенно меняются уже в процессе термовакуумной подготовки (ТВП) и формируются в результате последующего взаимодействия поверхности с цезиевои средой МЭЗ, что ранее не учитывалось.

- показано, что цезий эффективно проникает в приповерхностны» слой вольфрамового конденсата, существенно уменьшая адсорбционную способность поверхности коллекторов.

- Впервые предложена физическая модель формирования эмиссионных свойств коллекторов термоэмиссионных преобразователей в условиях массопереноса.

- Впервые проведено моделирование влияния массопереноса на свойства коллекторных электродов с помощью ионной имплантации (ИИ) электроположительных элементов и напыления пленок вольфрама, подтвердившее основные положения предложенной модели формирования эмиссионно -адсорбционных свойств коллекторов в условиях массопереноса,

- Результаты моделирования открыли новое направление модификации поверхности коллекторов с целью создания электродов с низкой энергией адсорбции Сэ, что может быть использовано для увеличения эффективности ТЭП.

- Предложен способ формирования поверхности коллектора с низ-кои адсорбционной способностью, в частности, за счет имплантации электроположительных элементов.

- Продемонстрировано сильное влияние на эмиссию электродов ЭГК таких химически активных газов, как кислород и монооксид углерода.

- Исследованы ресурсные эмиссионные свойства эмиттерных и коллекторных электродов ЭГК с длительностью эксплуатации до полутора лет в составе опытных ЯЭУ и до трех лет в составе прототипов с электронагревом.

Практическая значимость. С помощью созданной методики определены локальные и интегральные эмиссионно-адсорбционные свойства электродов в условиях, характерных для среды МЭЗ натурных ЭГК. Показано , что свойства эмиттерных и коллекторных электродов существенно зависят от процессов в МЭЗ преобразователей во время термова-куумнои подготовки и характера взаимодействия поверхности электродов с цезиевой плазмой. Была выявлена физическая сущность воздействия процесса массопереноса на эмиссионные свойства электродов преобразователей и предложена физическая модель формирования свойств коллекторного электрода в условиях массопереноса, подтвержденная результатами моделирования свойств массоперенесенных осадков с помощью термического напыления тонких вольфрамовых пленок и ионной имплантации в приповерхностную область электродов электроположительных элементов.

Проведенные исследования электродов как лабораторных модельных ТЭП, так и натурных ЭГК, в том числе и после реакторных испытании, использованы при обосновании ресурсоспосОбности одноэлементных ЭГК в составе реактора-преобразователя "Топаз-2".

Результаты проведенного исследования также могут быть использованы при разработке эффективных коллекторов ТЭП, обладающих низкими величинами работы выхода и энергии адсорбции по отношению к цезию, что может позволить повысить эффективность термоэмиесконных преобразователей.

На защиту выносятся следующие положения:

- Методика исследования локальных и интегральных эмиссион-ио-адсорбционных свойств образцов электродов ТЭП и ЭГК как в вакууме, так и в среде, характерной для ЮЗ термоэмиссионных преобразо-зателей.

- Результаты изучения влияния химически активных газов на эмиссионные свойства эмиттерных и коллекторных электродов ЭГК.

- Результаты исследования воздействия процесса массопереноса 1а эмиссионно-адсорбционные свойства и элементный состав поверхности и приповерхностного слоя электродов ЭГК.

- Физическая модель формирования свойств коллекторов термоэ-тссионных преобразователей в условиях массопереноса.

- Результаты моделирования влияния массопереноса вещества 1миттера на эмиссионно-адсорбционные свойства коллекторов преобра-

зователей путем нанесения тонких пленок вольфрама и имплантаци электроположительных элементов.

- Результаты изучения ресурсных эмиссионных свойств эмиттер ных и коллекторных электродов ЭГК.

Апробация работы. Результаты диссертационном работы изложен! в 11 статьях и 17 научно-технических отчетах, 2 авторских свиде тельствах на изобретения, представлялись на всесоюзных конференция; по термоэмиссионному методу преобразования энергии в г.Обнинске (1979, 1984 гг.), Всесоюзном симпозиуме по физике поверхности твердых тел в г.Киеве (1983г.), межведомственных семинарах по физике, материалам и технологии ЭГК в г.Подольске (1983, 1985, 1986, 1988, 1989 гг.), межведомственном семинаре по физике ТЭП в г.Москве (1988 г.), а также международных конференциях по инженерным проблемам преобразования энергии в г.Кристал-Снтк (США, 1989 г.), г.Рено (США, 1990 г.), г.Бостон (США, 1991 г.), по термоэмиссионному преобразованию энергии в г.Эиндховен (Нидерланды, 1989г.) и проблемам ядерной энергетики в космосе в г.Обнинск(1990г.)

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, приложения и списка литературы. Работа изложена на 132 страницах, содержит 61 рисунок, 12 таблиц и список литературы из 157 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, излагаются цель работы и ее краткое содержание, новизна и практическая ценность полученных результатов, а также формулируются защищаемые положения.

В первой главе анализируется состояние исследований по влиянию среды МЭЗ на эмиссионные свойства электродов термоэмиссионных преобразователей энергии. Обсуждаются результаты опубликованных работ по изучению состава газовой среды МЭЗ, эмиссионных и ресурсных свойств эмиттеров, по определению скоростей массопереноса вещества эмиттера на поверхность коллектора на различных этапах работы термоэмиссионных преобразователей, по исследованию массоперенесенных осадков на поверхности коллекторов, их толщины и элементного состава, а также эмиссионных и ресурсных свойств коллекторов. На основании анализа литературных данных показано, что взаимодеиствие среды межэлектродного зазора с поверхностью электродов термоэмиссионных преобразователей анергии оказывает существенное влияние иа работу ТЭП и ЭГК,которое может быть охарактеризовано по крайней мере двумя

тесно связанными между собой процессами - влиянием компонентов ОГ МЭЗ на эмиссионные и адсорбционные свойства поверхностей электродов и массопереносом вещества эмиттера через МЭЗ на поверхность коллектора.

Обзор литературных данных убедительно доказывает, что транспорт вещества эмиттера на поверхность коллектора является одним из основных процессов взаимодействия среды МЭЗ и электродов преобразо -вателей. Скорость массопереноса в рассматриваемых ТЭП с гольфрамо-выми эмиттерами составляет величину 10 -10 г/см.с (10 -10 ат/см.с или 10'-10 монослоев/час) и зависит от многочисленных факторов (температуры электродов, давления ОГ и цезия в МЭЭ, наличия источников химически активных газов и т.д.). Скорость массопереноса максимальна в первые часы работы ТЭП и ЭГК (режим ТВП), где может достигать 10* -10* ат/си.с (»-10 монослоев/час). Поэтому уже на ранней стадии функционирования преобразователей возможно существенное изменение эмиссионно-адсорбционных свойств коллекторов. Однако к моменту начала данной работы не проводилось изучение взаимодеиствия массоперенесенных осадков на поверхности коллекторов с цезиевой средой МЭЗ и их влияния на эмиссионные и адсорбционные свойства коллекторных электродов. Не были выяснены также ресурсные изменения свойств коллекторов, работавших в условиях массопереноса. Аналогичный вывод делается относительно вопросов исследования ресурсных эмиссионных свойств эмиттеров ГФО в условиях воздействия среды МЭЗ.

Исходя из анализа литературных данных была поставлена задача разработки методики изучения эмиссионных свойств электродов как лабораторных модельных ТЭП, так и натурных ЭГК в условиях воздействия на их поверхность основных составляющих среды МЭЗ в диапазоне температур 500-2500 К (что перекрывает область как эмиттерных, так и коллекторных температур). Методика исследований должна была обеспечить изучение вопросов, связанных с ьзаимодеиствием электродов ТЭП и ЭГК с химически активными компонентами ОГ МЭЗ, цезиевой средой, формированием свойств поверхности электродов в условиях массопереноса, изменением эмиссионно-адсорбционных свойств и элементного состава поверхности электродов в процессе работы преобразователей энергии.

Во второй главе описывается конструкция экспериментального прибора, излагаются методики определения эмиссионных свойств и анализа состояния поверхности.

Для измерения эмиссионных свойств образцов электродов ТЭП и ЭГК был выбран метод термоэмиссионной микроскопии, являнцЦися наиболее информативным с точки зрения анализа эмиссионной структуры

поверхности по сравнение с различными усредняющими методами, напри мер, измерениями в диоде. Термоэмиссионный микроскоп (ТЭМ) позволя ет определять интегральные и локальные величины работы выхода ек исследуемых образцов как в вакууме, так и в условиях адсорбционных измерений: в диапазоне температур 500-2500 К. Локальность анализа 10 мкм. В камере ТЭМ одновременно может быть размещено до 3 образцов. Система моделирования среды МЭЗ в ТЭМ включала регулируемые источники химически активных газов (Оа,С0), цезия а также термический испаритель вольфрама. Напуск кислорода в ТЭМ осущесвлялся посредством его термодиффузии через тонкостенную серебряную трубку. Монооксид углерода получался в результате реакции термического разложения оксалата бария: ВаС,Оч---ВаСО,+ СО при температурах 500-600 К.

1 д -to -s

Диапазон изменения парциальных давлении Ог и СО составлял 10-10 торр. Работа инжектора цезия направленного действия была основана на термическом разложении цезий-графитового соединения, используемого в качестве источника цезия. Интенсивность потока атомов цезия

ц 1>

на исследуемую поверхность регулировалась в интервале 10 - 10

х •

ат/см.с. Скорость напыления пленок вольфрама составляла 100 А/час.

Величина работы выхода локальных участков поверхности определялась методом полного тока с использованием уравнения Ричардсо-

X

на-Дэшмана как eF(х,у)=Т/5040 * (2,08-lg j(x,y)/T ), где Т- температура образца, j(х,у)— плотность тока в плоскости образца, связанная с величиной тока, измеряемого в плоскости экрана I(X,Y), выра-

1

жением j(x,y) ={I(X,Y)/St} * М * f(x,y). Здесь s0- площадь калиброванного отверстия в экране ТЭМ, М - увеличение микроскопа (величина, практически постоянная для приосевой части электронного пучка и легко определяемая путем использования тест - объектов). Зависимость f (х, у) представляет собой функцию обобщенного поля пятен, которое включает в себя поле контактной разности потенциалов, поле, обусловленное микрогеометрией поверхности, поле пространственного заряда эмиттированных электронов и поле, возникающее при зарядке плохо проводящих участков поверхности электрода. В ТЭМ с учетом того , что напряженность внешнего макрополя электростатической линзы много больше напряженности суммарного поля пятен, функция f(x,y) полагается равной единице. Измерение плотности тока j(x,y) дает возможность каждой области поверхности размером Se/И1поставить в соответствие локальную работу выхода eF(x,y), усредненную по области измерения. Таким образом, поверхность может быть охарактеризована набором значений локальных работ выхода eF(x,y), определяющих ее эмиссионную способность. Это позволяет оценить свойства сложной поверхности электрода с неоднородными эмиссионными свойствами с по-

мощью гистограммы плотности вероятности распределения работы выхода (eF)=l/N *AN/£eF, где N- общее число измерений величин локальных работ выхода, д N-число измерений, попадающих в интервал eF- , е F.+ до F, AeF-mar измерений.Интегральная характеристика эмиссионной способности неоднородной по работе выхода поверхности определялась как среднестатистическое значение работы выхода eFcp ,ст. eFJaeF/^jit eF;)aeF . Полный эмиссионный контраст поверхности определялся как разность максимальной ермакс и минимальной ермин величин работы выхода. Максимальная относительная погрешность в определений работы выхода не превышала 1% при вакуумных и 2 % при адсорбционных измерениях.

Анализ элементного состава поверхности и приповерхностного слоя образцов проводился методами оже-спектроскопии и рентгеновского микроанализа. Оже-анализ осуществлялся на установке PHI-545A фирмы Phisical Electroniks Industries, рентгенновский микроанализ -на установке МАР-2. Рентгеновский микроанализ позволял определять средние значения концентрации элементов в приповерхностном слое тол-

О

щинои —1 мкм. Оже-анализ давал информацию о слое "10 А, что в сочетании с возможностью ионного травления поверхности, позволяло получать профили распределения элементов в приповерхностном слое образцов ,

Объектами исследования служили образцы электродов лабораторных модельных ТЭП и натурных эгк, в том числе и после реакторных испытании, проводимых по программе "Топаз-2". Изучались материалы электродных пар, выполненных на основе монокристаллического вольфрама ГФО хлоридной технологии Ь'хл< 111 > - эмиттер и поликристаллического молибденового сплава (СМ-4) - коллектор. Отбор образцов электродов ЭГК для исследования эмиссионных свойств и элементного состава поверхности осуществлялся из различных зон междистанциона-торных простанств. Для моделирования свойств массоперенесенных осадков использовались монокристаллы молибдена Мо(110) высокой степени чистоты (99,999%), что позволяло свести к минимуму неконтролируемое влияние примесных компонентов монокристаллов. Эти же монокристаллы использовались как эталон при адсорбционных измерениях в цезиевои среде.

В третьей главе представлены результаты исследования влияния на электроды ЭГК таких химически активных газов среды МЭЗ как кислород и монооксид углерода. Выбор этих компонентов ОГ ЮЗ обусловлен возможностью их выделения в мэз из применяемых материалов дис-танционаторов, топливных композиций, а также и непосредственно из электродов в случае насыщения их, например, кислородом и заметным влиянием этих газов на выходные параметры преобразователей.

наличие кислорода в МЭЗ будет вызывать прежде всего интенси ный процесс массопереноса материала эмиттера на поверхность колле} тора и изменение эмиссионной способности электродов.

Показано, что существующая исходная азимутальная эмиссионне

неоднородность Ихл<111> катода ЭГК, вызванная чередованием на ег

поверхности через каждые 30 кристаллографических направлений <110

и <112> с величинами работы выхода 5,05 + 0,05 эВ и 4,75+0,05 эВ со

ответственно, претерпевает существенное изменение при экспозици

такого полигранного эмиттера в кислороде. Интегральная величина ва

куумной работы выхода такого эмиттера с учетом вклада всех гране:

составляет величину 4,90+0,05 эВ. экспозиция полигранного Ухл эмит

тера в кислороде приводит к росту интегральной величины вакуумноз

работы выхода с одновременным выравниванием эмиссионной способност]

его граней. Изменение парциального давления кислорода с 10 до II

торр вызывает увеличение интегральной работы выхода с 4,90+0,05 э1

до 5,50+0,05 эВ. При этом наибольшее изменение еР наблюдается :

грани (112) - с 4,75 эВ до 5,50 эВ, наименьшее у грани (110) - <

5,05 эВ до 5,50 эВ. Влияние кислорода проявляется и после его ска-

-\0

чивания до парциального давления 10 торр, при этом возросшие значения еЕ сохраняются практически неизменными вплоть до температур эмиттера 1800 К, а восстановление исходных свойств полигранного Шг. эмиттера наступает лишь после его прогрева при температурах не ме-

-7

нее 2300 К. Парциальное давление 10 торр (характерная оценочная величина в МЭЗ при ТВП ЭГК) вызывает рост интегральной величины работы выхода эмиттера с 4,90+0,05 эВ до 5,10+0,05 эВ с одновременным уменьшением разницы в наиболее вероятных значениях еГ по граням (110) и (112) с 0,30 эВ до 0,15 эВ.

Влияние монооксида углерода на выходные характеристики ТЭП проявляется, как отмечается рядом авторов, в снижении выходной мощности преобразователей, однако механизм этого явления недостаточно изучен. Воздействие СО может оказаться особенно заметным в многоэлементных ЭГК с совмещенными полостями МЭЗ и тепловыделяющих элементов в случае использования в качестве топливных сердечников кар-бонитридов и карбосульфидов . урана. Влияние монооксида углерода прежде всего может проявиться в изменении эмиссионно-адсорбционных характеристик электродов ТЭП. Исследование воздействия СО на электроды преобразователей в условиях цезиевой адсорбции проявило несомненное влияние монооксида углерода в наибольшей степени на коллек-

« 10

торы ТЭП. Так изменение парциального давления СО в диапазоне 10 10^ торр показало, что изменение эмиссионных свойств эмиттеров незначительно - наибольшее уменьшение величины вакуумной работы выхода

не превышает 0,1 эВ, В этом же интервале давлении СО исследованные коллекторы показали существование заметной зависимости их эмиссионных свойств от давления монооксида углерода - увеличение парциаль-

ного давления СО с 10 до 10 торр вызвало рост eFK на 0,2-0,3 эВ в интервале отношений Tk/Tcs от 1,5 до 2,5. Наблюдаемые изменения эмиссионных свойств коллекторов не являются необратимыми. Для восстановления исходных свойств коллекторов требуется активационный прогрев в цезиевой среде в течении нескольких часов при температуре 1000 К.

Таким образом, полученные результаты подтверждают предположение о том, что в ухудшение выходных параметров ТЭП при воздействии монооксида углерода, основной вклад вносит рост в парах цезия работы выхода коллектора, достигающий 0,2-0,3 эВ при давлениях СО более 10 торр.

В четвертой главе приведены результаты изучения влияния мас-сопереноса вещества эмиттера на эмиссионные свойства и элементный состав поверхности коллекторов. Исследование проведено на образцах коллекторных электродов ЭГК, прошедших цикл ТВП. Внешний вид поверхности на поперечном разрезе- коллектора ЭГК после ТВП свидетельствует об изменении состояния коллекторного электрода. Визуально наблюдаются следы массопереноса в виде темных и светлых полос, соответствующих огранке эмиттера плоскостями (110) и (112), являясь как бы их проекцией. Профильный оже-анализ показывает, что толщина слоя

о

массоперенесенных осадков колеблется от 50 до 5000 А для различна« зон междистанционаторных пространств, а основными элементами конденсата являются w, О и С.

Аналогичные результаты были получены и при исследовании лабораторных ТЭП с вольфрамовыми эмиттерами и коллекторами, выполненными из различных материалов и прошедших циклы ТВП в течение 200 часов при температурах эмиттеров 1500-2000 К и коллекторов -1200 К. Толщина слоя конденсата по данным рентгеновского микроанализа для коллекторов, выполненных из сплавов молибдена СМ-4, ниобия СБ-1, Nb-Pd и гексаборида лантана, колеблется от 0,015 до 0,3 мкм.

Установлено, что эмиссионные свойства коллекторов ЭГК до и после ТВП в условиях адсорбции Cs существенно различаются - наблюдается сдвиг эмиссионных кривых зависимостей работы выхода eF=f(T/Tcs) в сторону меньших значении параметра Рейзора, Происходит также незначительное (-0,1 эВ) уменьшение минимума работы выхода. Измеренные среднестатистические величины работы выхода образцов коллекторов ЭГК до и. после ТВП имели значения соответственно 1,45+0,02 ЭВ при T/Tcs=l,8-1,9 и (1,32-1,35)+0,02 эВ при Т/Тсз=1,5-

1,6. Указанные изменения свойств коллекторов ЭГК практически посто-

о

янны в интервале толщин конденсата свыше 100 А. Исследования показали , что слои вольфрамового конденсата сохраняется на поверхности коллекторов до температур 1400 К. При больших температурах он разрушается .

Причины происходящих изменений были выяснены при исследовании взаимодеиствия слоя конденсата с цезиевой средой. Экспериментально был подтвержден эффект проникновения Сг в вольфрамовый конденсат на

о

глубину до 300 А и выявлены связанные с этим нестабильности эмиссионных свойств на начальном этапе измерений в условиях Сз адсорбции. На эмиссионных зависимостях работы выхода наблюдался гистерезис при термоциклировании образцов, вырождающийся по мере увеличения времени взаимодеиствия поверхности с Се - рис.1. Излом на эмиссионных кривых в режиме роста температуры образцов связывается с частичной потерей абсорбированного Сб. Наблюдалось такие смещение экспериментальных кривых в сторону меньших значении Т/Тсз, т.е. в направлении уменьшения энергии адсорбции Сб на поверхности образца, что прослеживается по изостерам адсорбции. Оже-анализ при этом показывает, что происходит увеличение концентрации абсорбированного Сз. Стабилизация же эмиссионных свойств коллекторов наступает лишь после их выдержки в атмосфере цезия при Тк-1000 К в течение 5-10 часов.

Формирование эмиссионно-адсорбционных свойств коллекторов, работающих в условиях массопереноса, происходит в результате перехода от первого стабильного состояния коллектора с нулевой концентрацией абсорбированного Сэ до ТВП, ко второму устойчивому состоянию после ТВП через процесс абсорбции Сз и связанные с ним нестабильности эмиссионных свойств.

Сущность предлагаемой модели формирования свойств коллекторного электрода сводится к следующему: 1) происходит абсорбция Сб слоем К конденсата, что приводит к уменьшению энергии адсорбции Сэ на поверхности коллектора; 2) эмиссионно-адсорбционные свойства электрода в этом случае определяются степенью покрытия поверхности адсорбированным цезием и количеством абсорбированного цезия в приповерхностном слое; 3) баланс между адсорбированным и абсорбированным цезием определяется процессами диффузии его в объеме приповерхностного слоя и адсорбционно-десорбционными процессами на поверхности электрода, зависящими от температуры коллектора и внешнего давления паров цезия.

Влияние абсорбированного Сэ наглядно просматривается на эмиссионных кривых стабилизированного состояния образцов коллекторов ТЭП и ЭГК, представленных на рис.2. Кривая 1 характеризует свойства

- и

Рис.1. Кривые Рейзора для коллектора ТЭП со слоем вольфрамового конденсата на начальной стадии измерений в цезиевой среде> 1, 2 и 3 — в режиме роота температуры образца, соответственно, в начале измерений, после 1 часа и 3-х часов выдержки в цезиевой среде,4 —в режиме уменьшения температуры образца (начало измерений).

Рис.Я^ Зависимости Рейзора для коллекторов ТЭП и ЭГК из: 1 - СМ-4, 2 - Мо(110), 3 и 4 - СМ-4 с вольфрамовым конденсатом (4-измерения в ТЭП), 5 - СМ-4 с увеличенной концентрацией абсорбированного цезия, 6 - 1-аВв (измерения в ТЭП).

образца коллектора ЭГК до ТВП, не имеющего на поверхности слс вольфрамового конденсата и не содержащего Cs в приповерхностнс слое. Кривые 3 и 5 относятся соответсвенно к образцам коллекторе ЭГК и лабораторного ТЭП (коллектор СМ-4) после ТВП с пленкой вол! фрамового конденсата. Здесь же приведены результаты измерений рабе ты выхода коллектора непосредственно в ТЭП для коллекторов из СМ-(кривая 4) и LaBj(кривая 6). Кривой 5, полученной в ТЭЦ, соответст вует наибольшая концентрация абсорбированного цезия в поверхносто слое образца коллектора. Именно в этом случае достигается минималь ное значение адсорбционной способности коллектора - величин Tk/Tcs, соответствующая екмин, наименьшая. В качестве репернои по казана зависимость eF=f(T/Tcs) для монокристалла Мо(110), получен ная в ТЭМ в этой же серии измерений ( eFMHH=l,50+0,02 эВ пр T/Tcs=l,9-2,0 соответсвует литературным данным по систем! Мо(110) -Cs).

Предложенная модель позволяет рассматривать особенности свой ств не только коллекторов ТЭП, но и любых материалов, обладающие проницаемостью по отношению к цезию, например, керметов, окислоз тугоплавких металлов таких, как окислы циркония, иттрия, вольфрама алюмосиликатов и т.п., обладающих нестабильными свойствами в условиях адсорбции цезия. В этом случае их эмиссионные свойства буду, характеризоваться динамикои объемной диффузии цезия по порам и ад-сорбционно-десорбционных процессов, то есть по существу соотношением параметров максимальной абсорбционной емкости данной структуры, ее температуры и внешнего давления цезия. Процесс формирования объемной компоненты цезия будет определять как стабильность эмиссионных свойств, так и их изменение, которое будет особенно сильно проявляться на начальных этапах процесса.

В пятой главе представлены результаты измерений ресурсных эмиссионных свойств электродов з'лектрогенерирующих каналов. Были определены как эмиссионные свойства так и элементный состав поверхности эмиттеров и коллекторов ЭГК, отработавших на стендах НИИ НПО "Луч" и ИАЭ в составе реакторов-преобразователей до 14.000 часов и в составе пртотипов с электронагревом до 27.000 часов.

Исследования ресурсоспособности и стабильности выходных характеристик как лабораторных ТЭП, так и ЭГК в основном направлены на выявление факторов, приводящих как к полным отказам в работе преобразователей, так и к деградационному характеру изменения их выходных характеристик. Среди таких факторов определяющими являются нейтронно-физические и механические свойства электродных материалов в условиях реакторного облучения и действия высоких температур,

стабильность свойств применяемых изоляционных материалов, а также процессы, происходящие в МЭЗ и на поверхностях электродов ЭГК , вызывающие изменения их эмиссионных и адсорбционных свойств. Изменение именно эмиссионных и адсорбционных свойств эмиттерного и коллекторного электродов ЭГК во многом определяет стабильность выходных характерных преобразователя в течение длительного времени эксплуатации. Наиболее достоверный ответ на вопрос о ресурсной стабильности эмиссионных свойств электродов дает непосредственное измерение их эмиссионных параметров непосредственно после выработки ресурса .

Монокристаллическии эмиттер ЭГК при рабочих температурах обладает равновесным кристаллографическим строении, что должно обеспечивать длительную стабильную работу такого эмиттера. Это подтверждают результаты измерений величины вакуумной работы выхода , являющейся основным параметром, характеризующим эмиссионную способность электрода в парах цезия, граней эмиттера (110) и (112), представленные в таблице 1. Эмиссионный контраст исследованных образцов граней (110) и (112) эмиттерной оболочки не превышал 0,1 эВ. Изменение эмиссионных параметров' подобного эмиттера возможно лишь в условиях аномального массопереноса, когда скорость процесса высока настолько, что происходит значительное утоньшение W слоя и возможно проявление влияния диффузии атомов подложки и в первую очередь Мо. Однако, когда условия для такого процесса отсутствуют , заметного изменения элементного состава поверхности не происходит, что подтверждают данные рентгеновского микроанализа. Максимальные концентрации Мо по данным MAP не превышают 1 х ат.

В случае эмиттерного электрода был также использован метод ускоренных ресурсных испытаний при температурах, значительно превышающих рабочую, что дает существенный выигрыш при проведении ресурсных испытаний при условии отсутствия пороговых температур, характерных для различных фазовых переходов. По этой причине метод практически не применим для изучения ресурса коллекторных электродов, выполненных из поликристаллических материалов.

Коэффициент ускорения испытаний определяется соотношением скоростей испарения материала эмиттера при рабочей и повышенной темпе-

-В(4/Ч.-и,Л гг-;—1 з

ратурах: k = Wt^/Wt^IO -vJu/Ti (Для вольфрама В = 40,26.10 ).

В таблице 2 приведены рассчитанные значения коэффициента ускорения для различных температур эмиттера. Результаты ускоренных испытаний граней эмиттера (110) и (112) в течение эквивалентного времени 10.000 часов при рабочей температуре эмиттера 1900 К (таблица 3) также подтверждают высокую стабильность эмиссионных параметров эмит-

Таблица 1

Величины среднестатистической работы выхода граней эмиттера (110) и (112) при различном реоурсе работы ЭГК.

: N Ресурс, чао ! Грань эмиттера Ихл<111>! еРср.от., эВ !

! 1 1 0 ! 1 110 ! 112 1 5,05+0,05 1 4,75+0,03 !

! 2 В.000 1 НО 5,03+0,05 1

1 3 12.В00 1 110 1 3,03+0,03 1

1 4 17.000 1 110 ! 5,04+0,05 !

1 3 1 27.000 1 1 110 1 112 : 3,02+0,03 I 4,72+0,05 1

Таблица 2

Значения коэффициента ускорения испытаний

!'.!!! I I ! ! ! ! I Т,К!1700!2000I2100I2200I2300!2400I2500!2600!2700I

! _1_!_I_I_!_I_I_I_!_!

! » I I \ I I »_» _, I _»I !

о м г г г ч 45 г.7 ь,з

¡к I 10 I 10 I 10 I 10 I 10 I 1« I 10 I 10 I Ю I

I_I_I_I

.1_I.

I

I_I

I

Таблица ;

Результаты ускоренных ресурсных испытаний Ыхл<111> эмиттера.

Образец ¡до испытаний 1 после испытания! 1 1 Тэ, К! 1, час

! еЧ^.а., эВ еЧ^.л. эВ | 1

Мхл(ПО) ! 5,02+0,05 • 5,00+0,05 ! ( 1 2350 ! 1 1

Ихл(112) I 4,75+0,05 1 4,80+0,05 : 1 1900 I 104 1

Таблица 4.

Величины минимумов работы выхода, соответствующих им значений параметра Рейзора, толщин масспперенвсенньк осадков для коллекторов ЭГК при различном ресурсе работы на стендах с электронагревом.

N Ресурс,час. eFHHH.,эВ TK/TCS • Толцина слоя вольфрама, А

1 100 1,35+0,02 1,55 зсюо

2 2500 1,37+0,02 1,50 3000

о 5500 1,38+0,02 1,48 3000

4 8450 1,38+0,02 1,60 > 3000

5 11000 1,38+0,02 1, 55 > 3000

6 27355 1,40+0,02 1,55 > 3000

Рио.З. Зависимости Рейзора для коллекторов ЭГК, отработавших: 7 У'г

1- 100 чао.,2- 2500 час.,3- 5500 час.,4- 8450 час.,5- 11000 час., 6- 27355 час.

Таблица 5.

Значения минимумов работы выхода и соответствующих им значений параметра Рейзора для коллекторов ЭГК, отработавших различный ресурс в составе ядерных энергетических установок.

N Электродная пара ЭГК еГк мин,эВ Tk/Tcs Ресурс,час

1 эмит.- W<pt, кол.- СМ-4 1,35+0,02 1,55 14.000

2 змит.- Ыхл, кол.- СМ-4 1,36+0,02 •0 -i 12.800

терного электрода.

Ресурсные эмиссионные свойства коллекторов, работающих в условиях массопереноса определялись свойствами вольфрамового конденсата , который диагностировался на коллекторах всех исследованных ЭГК. Значения минимумов работы выхода коллекторов eFMHH, соответствующих им значений Tk/Tcs и толщины массоперенесенных осадков в зависимости от времени работы ЭГК на стендах с электронагревом, приведены в таблице 4. Эмиссионные кривые eFK=f(Tk/Tcs ) для коллекторов указанных ЭГК с ресурсом работы 100, 2500, 5500, 8450, 11000 и 27355 часов , измеренные в ТЭМ, показаны на рис.3. Аналогичные результаты для коллекторов ресурсных ЭГК в составе ЯЭУ приведены в таблице 5.

Полученные результаты свидетельствуют, что коллекторы ЭГК в процессе ресурсной работы сохраняют свои потенциально высокие эмиссионные свойства. Эти свойства приобретаются ими непосредственно на начальном этапе работы во время цикла ТВП, в результате массопереноса вещества эмиттера на коллектор и последующего взаимодействия вольфрамового конденсата о цезием. Выполненные измерения позволяют сделать вывод о хорошей стабильности эмиссионных характеристик коллекторов, по крайней мере, до 27000 часов работы ЭГК, в том числе до 14000 часов в составе ЯЭУ, Не наблюдается какого-либо отличия эмиссионно-адсорбционных свойств коллекторов ЭГК, отработавших длительное время в составе ЯЭУ или аппаратах с электронагревом. Проведенное исследование позволяет сделать вывод, что ухудшение выходных характеристик ЭГК по причине изменения эмиссионных параметров коллекторных электродов в течение трехлетнего ресурса установок типа "Топаз-2" не предвидится. Данные выполненного исследования были использованы в методике обоснования ресурсоспособности одноэлементных ЭГК в составе реактора-преобразователя "Топаз-2", выполненном в НИИ НПО "Луч" и ИАЭ.

В шестой главе описаны результаты экспериментальной проверки предложенной модели формирования свойств коллектора в условиях массопереноса с помощью моделирования влияния основных компонентов конденсата на свойства коллекторов. Моделирование проводилось на монокристаллах Mo(110) высокой степени чистоты для сведения к минимуму неконтролируемого влияния примесей. Эти же монокристаллы использовались как эталон при адсорбционных измерениях в Cs. Моделирование включало следующие этапы: 1- введение электроположительные элементов в приповерхностный слой методом ИИ, 2- создание на поверхности монокристаллов вольфрамовых пленок толщинои 200-300 А, 3-изз чение совместного влияния имплантации ионов и вольфрамовых пленок t

эмиссионнно-адсорбционные свойства монокристаллов, ИИ проводилась на

и , I

ионно-лучевои установке при дозе 10 /см.с и энергии 30 кэв. В качестве внедряемых элементов использовались ионы Си и Вя.

Экспериментально определенные глубины проникновения ионов по данным оже-анализа составили 200-250 А. Оже-анализ также показал, что пленки V термического напыления обладают элементным составом и эмиссионными свойствами, близким к вольфрамовому конденсату. Основные компоненты пленок- V, О и С, а их эмиссионные свойства при адсорбции Ся в начальной стадии измерении характеризуются гистерезисом при термоциклировании образцов и смещением эмиссионных кривых в сторону меньших значений параметра Рейзора.

Результаты моделирования (рис.4) показали, что происходит существенное изменение исходных свойств (кривая 1) монокристаллов Мо: в случае напыления пленок итерм.расп. (кривая 2) и в еще боль-шеи степени при воздействии ИИ Сэ и Ва (кривые 4,5) и ИИ с напылением V пленки (кривая 6). Необходимо отметить, что не любые пленки И на поверхности монокристаллов Мо обладали показанными свойствами. Было обнаружено, что пленки Ч, полученные магнетронным распылением, (кривая 3) проявили свойства, близкие монокристаллу Мо. Оже-анализ в данном случае показал очень малое содержание в пленке кислорода, <то, очевидно, делает невозможным образование структур, являющихся троницаемыми для Сэ, например, окислов вольфрама.

Основные результаты по исследованию и моделированию свойств «ассоперенесенных осадков представлены в таблице 6. Приведены вели-шны минимальных значений работ выхода, соответствующих им значений ¡араметра Рейзора и его изменение в зависимости от процессов, воз-(ействовавших на образцы коллекторов ЭГК и монокристаллы Мо. Наибольшее уменьшение адсорбционной способности и максимальный сдвиг го параметру Рейзора наблюдается в случае ИИ а также последующего ;апыления V, когда суммарная концентрация электроположительных эле-:ентов в приповехностном слое максимальна. Величина энергии адсорб-,ии Сэ на поверхности монокристаллов в этом случае была определена етодом прямых Аррениуса. Найденные зависимости энергии адсорбции оказывают, что происходит примерно 30% уменьшение адсорбционной пособности в случае ИИ монокристаллов.

Таким образом, полученные экспериментальные результаты подт-ердили основные положения предложенной модели формирования эмисси-иных и адсорбционных свойств коллекторов ЭГК в условиях массопере-эса.

Рис.4 Зависимости Рейэора для монокристаллов Мо при моделировании свойств массопервнесенных осадков: 1 - Мо(110), 2-Мо(1Ю) с пленкой Мтерм.нап.,3-Мо(110) о пленкой Ымагнетр.расп., 4 и 5 —Мо(110), ИИ ионамами Сэ и Ва, 6- Мо(110), ИИ Ва с пленкой вольфрама термического напыления.

Таблица 6

Основные результаты исследования и моделирования свойств массопере несенных осадков.

N Образец Процесс Наличие: Д T/Tcs eFMMH, эВ T/Ti

1 кол.ЭГК - - - - 1 45+0,02 1,7-

2 кол.ЭГК тел (Л О + + 0,2-0,3 1 32+0,02 1,5-

3 кол.ТЭП твп + О,4-0,5 1 35+0,02 1,3-

5 Мо(110) - Л S - - - 1 50+0,02 1,9-

6 Мо(110) Итерм. (S. + + 0,2-0,3 1 32+0,02 1,6-3

7 Мо(110) Имагнетр. о J - - - 1 52+0,02 1,9-:

8 Мо(110) ИИ Сг % - + 0,6-0,7 1 38-1,45 1,3-3

9 Мо(110) ИИ Ва + - + +0,02

10 Мо(110) ИИ+WTepM. + + 1- ,3510,02

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведеное комплексное исследование влияния среды межэлектродного зазора и процесса массопереноса вещества эмиттера на эмиссионные , адсорбционные и ресурсные свойства электродов ТЭП и ЭГК позволяет сделать следующие выводы:

1. Разработана методика исследования локальных и интегральных эмиссионных свойств электродов лабораторных модельных ТЭП и натурных ЭГК в интервале температур 500-2500 К как в вакууме, так и в среде, характерной для МЭЗ термоэмиссионных преобразователей.

2. Продемонстрировано сильное влияние на эмиссионную способность электродов ЭГК таких химически активных газов как кислород и монооксид углерода.

3. Впервые изучено воздействие массопереноса вещества эмиттера на эмиссионно-адсорбционные свойства коллекторов ТЭП и ЭГК и выявлена физическая сущность этого процесса:

- впервые показано, что эмиссионные и адсорбционные свойства коллекторов существенно меняются уже на этапе термовакуумной подготовки преобразователей в результате интенсивного процесса массопереноса вещества эмиттера на поверхность коллектора и формируются в результате последующего взаимодействия поверхности коллекторного электрода с цезиевой средой МЭЗ, что ранее не учитывалось ;

- экспериментально подтвержден эффект проникновения цезия вглубь вольфрамового конденсата, что становится причиной изменения адсорбционных свойств коллекторов, работающих в условиях массопереноса. Показано, что в результате процесса абсорбции цезия, происходит уменьшение энергии адсорбции цезия из газовой фазы на поверхности коллекторов;

- установлена практическая неизменность эмиссионных свойств коллекторов с вольфрамовым конденсатом в интервале наблюдаемых

о

толщин конденсата более 100 А;

- показано, что процесс массопереноса не ухудшает эмиссионных свойств коллекторов, Установлено, что коллекторы ТЭП и ЭГК со слоем вольфрамового конденсата имеют эмиссионные свойства, потенциально более высокие,чем свойства исходного материала коллекторов;

- впервые предложена физическая модель формирования свойств коллектров в условиях массопереноса в ЮЗ.

#

4. Впервые проведено моделирование влияния массопереноса на свойства коллекторных электродов с помощью ионной имплантации электроположительных элементов и напыления пленок вольфрама, подтвердившее основные положения предложенной модели формирования эмиссионно-адсорбционных свойств коллекторов в условиях массопереноса :

- созданы модифицированные поверхности монокристаллов, не уступающие по своим эмиссионно-адсорбционным характеристикам свойствам натурных коллекторов с массоперенесенными осадками и превосходящие их по изменению адсорбционной способности;

- результаты моделирования открыли новое направление модификации поверхности коллекторов с целью создания электродов с низкой энергией адсорбции цезия, что может быть использовано для увеличения эффективности термоэмиссионных преобразователей;

- предложен конкретный способ формирования поверхности коллектора с низкой адсорбционной способностью,в 'частности,за счет имплантации ионов цезия и бария.

5. Проведено исследование ресурсного изменения эмиссионных свойств электродов ЭГК:

- методом ускоренных ресурсных испытаний и исследованием эмиттеров, отработавших в составе ЭГК ядерных энергетических установок до полутора лет и прототипов с электронагревом до трех лет, показана высокая стабильность эмиссионных свойств полигран-ного монокристаллического эмиттера газофазной технологии;

- показано,что не происходит заметного влияния на эмиссионные свойства эмиттеров ресурсных ЭГК диффузии атомов подложки;

- ресурсные эмиссионно-адсорбционные свойства и элементный состав поверхности коллекторов ресурсных ЭГК определяются свойствами вольфрамового конденсата образующегося на поверхности коллекторов в результате цикла ТВП и последующего взаимодействия конденсата с цезиевой средой МЭЗ;

- исследование ресурсных эмиссионных свойств коллекторов ЭГК, отработавших на стендах с электронагревом до 27000 часов и в составе ЯЭУ до ИООО часов, позволяет сделать вывод, что ухудшение выходных характеристик ЭГК по причине изменения эмиссионных параметров коллекторных электродов в течение трехлетнего ресурса установок типа "Топаз-2" не предвидится. Результаты исследования ресурсных эмиссионных свойств электродов были использлваны при обосновании ресурсоспособности ЭГК в составе реактора-преобразователя "Топаз-2" на трехлетний срок эксплуатации.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Каретников Д.В., Корюкин В.А., Обрезумов в.П. Изучение эмиссионных свойств тугоплавких монокристаллов с помощью термоэмиссионного микроскопа - В сб. "Термоэмиссионное преобразование тепловой энергии в электрическую", Обнинск, ФЭИ, 1980, с.108-11 Я.

2. Корюкин В.А., Обрезумов В.П., Чилингаришвили П.Д. Инжектор цезия для термоэмиссионного микроскопа - ПТЗ, N2, 1987, с.186-187.

3. Каретников Д.В., Корюкин В.А., Обрезумов в.П. Эмиссионные характеристики граней (110) и (112) Ыхл - В сб.: "Непосредственное преобразование тепловой энергии в электрическую", М., 1984, с.193-194.

4. Каретников Д.В., Корюкин В.А., Обрезумов В.П. - Эмиссионные свойства монокристаллического хлоридного вольфрама цилиндрической геометрии - В кн,:"Высокочистые и монокристаллические металлические материалы", М., "Наука", 1987, с.154-158.

5. Корюкин В.А., Обрезумов В.П., Смирнов В.П., Янчур В,П. Свойства катодов газофазного осаждения с сегрегированным кислородом и углеродом - И,Б. "Проблемы преобразования энергии", М,, 4(150), 1989, с.81-86.

6. Каретников Д.В., Корюкин В.А., Обрезумов В.П., Геращенко С.С. Методика ускоренных ресурсных испытаний - В сб,:"Физика, материалы и технология ЭГК", 1985, в.5, с.129-136.

7. Выбыванец В.И., Корюкин В.А., Обрезумов В.П. Влияние массоперено-са на эмиссионные свойства коллектора - В сб , : " Физика, материалы и технология ЭГК", 1986, в.6, с.154-164.

8. Выбыванец В.И., Николаев Ю.В., Корюкин В.А., Обрезумов В.П. и др. Способ термовакуумной подготовки ТЭП - A.C. N421405, 1986.

9. Выбыванец В.И., Корюкин В.А., Обрезумов В.П. Изменение эмиссионно -адсорбционных свойств коллекторов ТЭП в процессе работы -Труды XXIV международной конференции по инженерным проблемам преобразования энергии, Вашингтон, США, 1989, т.2, с.1161-1163.

10. Кайбышев В.З., Корюкин В.А., Обрезумоь В.П. Адсорбционные и эмиссионные свойства коллекторов ТЭП при иассопереносе в ыеж-электродном зазоре -Атомная энергия, 1990, т.69, в.З, с.196-197,

LI. Кайбышев В.З., Корюкин В.А., Обрезумов В.П., Чурин В.А.

Массоперенос вещества эмиттера на коллектор в ТЭП - И.Б."Проблемы преобразования энергии", М., 2(154), 1990, с.37-41.

.2. Корюкин В.А., Обрезумов В.П. Динамика изменения эмиссионно-ад-собционных свойств коллекторов в условиях массопереноса в МЭЗ -Труды XXV международной конференции по инженерным проблемам преобразования энергии, Рено, США, 1990, т.2, с.332-339.

13. Корюкин В.А., Обреэумов В.п. - Влияние имплантации электроположительных элементов на эмиосионно-адсорбционные свойства коллекторов ТЭП - В сб.¡"Физика, материалы и технология ЭГК", 198! в.9, с.155-164.

14. Корюкин В.А., Обреэумов В.П. Измерение эмиссионных характеристик электродов ТЭП с помощью термоэмиссионного микроскопа -Труд конференции специалистов по термоэмиссионному преобразована энергии, Эиндховен, Голландия, 1989, с. 209-219.

15. Гусева М.И., Кайбышев В.З., Корюкин В.А., Обреэумов В.П. СпосоС обработки коллектора термоэмиссионного преобразователя энергии - A.C. N1691904, 1991.

16. Корюкин В.А., Мосевицкии И.С., обреэумов В.П., Степеннов B.C. Эмиссионные свойства электродов одноэлементных ЭГК в ресурсе -Материалы конференции "Ядерная энергетика в космосе", Обнинск; 1990, с.80-83.

17. Корюкин В.А., Обреэумов В.П. Влияние адсорбции кислорода и монооксида углерода на эмиссионные характеристики электродов ЭГК-Материалы конференции "Ядерная энергетика в космосе", Обнинск, 1990, с.100-102.

18. Корюкин В.А., Обреэумов В.П. Поверхностные свойства монокристалла молибдена при напылении тонких пленок вольфрама и цезия.-Труды XXVI международной конференции по инженерным проблемам преобразования энергии, Бостон, США, 1991 г., т.6, с.32-35.