Foi desenvolvido um canhão pulsado para a produção de feixe de eletrons, que utiliza arco de vapor metálico como fonte de partículas carregadas. Observou-se um feixe de eletrons com energia de 100 KeV e 100 A de valor de pico de corrente. O sistema utiliza um gerador Marx para produção do impulso de alta voltagem, necessário para ignição da descarga e aceleração do feixe de eletrons. Evidências de que ocorre emissão por campo na fase de pré-ruptura são relatadas. A energiamáxima do feixe foi determinada através da utilização de um cintilador plástico, absorvedores de alumínio e de uma fotomultiplicadora. Resultados preliminares indicam uma energia máxima de eletrons de aproximadamente 100 KeV, como esperado.

O presente trabalho estuda o problema da distribuição de temperaturas nos elementos de um canhão de elétrons de 5 A e 50 kV (primeiro e segundo anodos, catodo, flanges e isoladores externos de cerâmica) tendo como condição de contorno a temperatura do filamento aquecedor que se encontra a 2300 graus centigrados no interior do catodo cônico e que mantém a temperatura da faixa emissora de elétrons em 1000 graus centígrados. As medidas experimentais, efetuadas a partir de um conjunto de termopares instalados em vários pontos do canhão, são comparadas com resultados obtidos via simulação numérica usando um programa computacional de elementos finitos. A otimização mecânica nas peças do canhão e o desenvolvimento de dispositivos como o sistema de aquecimento da faixa emissora de elétrons por filamento, métodos para determinação da temperatura de um filamento de tungstênio e a construção de uma sonda térmica para medidas de velocidade e cálculo do coeficiente de convecção do ar em regiões turbulentas próximas da parede externa do canhão também integram este trabalho. A presente tese reveste-se de caráter inédito, pois constitui um estudo detalhado das características térmicas de um canhão injetor de elétrons do tipo magnetrônico em que os resultados experimentais e simulados apresentam excelente concordância.

No processo atômico de separação isotópica via laseres, o vapor de urânio metálico é gerado pelo aquecimento de um alvo sólido por um feixe de elétrons e iluminado por feixes de laseres, de modo a promover a ionização seletiva do 235U. Posteriormente, estes íons são coletados usando-se um campo eletrostático. O objetivo desta dissertação de Mestrado é o estudo experimental dos processos de geração e expansão do vapor de urânio, visando ajudar a tornar mais eficiente o processo de separação isotópica. Evaporou-se urânio metálico e medidas de fluxos de vapor foram realizadas em função da temperatura da superfície emissora e do ângulo normal a esta superfície. Através de três diferentes técnicas (transmitância de luz, balança analítica e espectroscopia alfa), analisou-se a massa depositada nos coletores. Os resultados obtidos foram ajustados segundo uma função de distribuição e comparados a valores teoricamente previstos.