The discharge threshold is investigated both experimentally and theoretically with a model that a positive DC potential is applied to a metal plate with an electron beam injected into a weakly ionized plasma. The experiments are performed systematically by controlling the beam injection energy and the plasma density. In the absence of the plasma, beam injection with an energy larger than the ionization voltage reduces the discharge threshold strongly, whereas the injection has remarkably little influence due to the plasma supply which reduces the threshold. Space charge distributions are also calculated by solving Poisson's equation at a pre-discharge stage. The threshold as functions of the beam energy, the plasma density and the gas pressure is numerically obtained. It is assumed in the calculation that an additional ionization in the plasma begins to occur just at the moment when the electric field becomes zero in the region close to the plate. This implies that the threshold is given when a V-shaped potential profile formed at a pre-discharge stage collapses into a flat profile.
放電閾値は、正の直流電位が金属板に印加され、電子ビームが弱電離プラズマに入射されるモデルを用いて、実験的および理論的に調べられた。実験は、ビーム入射エネルギーとプラズマ密度を制御することにより系統的に行われた。プラズマがない場合、電離電圧より大きいエネルギーのビーム入射は放電閾値を強く低下させるが、プラズマの供給が閾値を低下させるため、ビーム入射の影響は著しく小さい。空間電荷分布も、前放電段階でポアソン方程式を解くことにより計算された。閾値は、ビームエネルギー、プラズマ密度、ガス圧の関数として数値的に得られた。計算では、板の近傍の領域で電界がゼロになる瞬間に、プラズマ内の追加電離が発生し始めると仮定されている。これは、前放電段階で形成されたV字型電位分布が平坦な分布に崩壊するときに閾値が与えられることを意味する。