Tube électronique à vide. La présente invention se rapporte à un tube électronique à vide, comportant une anode et une cathode à l'intérieur d'une en veloppe non-conductrice évacuée.
On sait bien que les enveloppes de dis positifs électroniques à voltage élevé, tels que de tubes à rayons-X, sont sujettes à être per cées pendant le fonctionnement. Des perce ments provenant de décharges électriques se manifestent usuellement à l'extrémité à ca thode ou négative du tube. Une explication admissible de ce phénomène est que la face intérieure de l'enveloppe devient chargée né gativement par des électrons venant directe ment de la cathode ou par les électrons secon daires ou réfléchis, de l'anode du dispositif.
L'influence des électrodes se manifeste de manière à causer un chargement plus dense dans l'extrémité à cathode que dans l'extré mité à anode du tube. Une pareille charge négative à la face interne du tube aura pour effet que la face extérieure de celui-ci devient chargée positivement par induction électrosta tique, notamment puisque l'air environnant sera ionisé par les rayons-X. Les charges s'accumulent aux surfaces opposées du verre jusqu'à ce que celui-ci soit percé par les con traintes électrostatiques y développées.
Cette explication s'applique sans autre au cas d'un tube à rayons-X à vide élevé et à voltage élevé, avec une cathode chauffée et fonctionnant à l'aide d'une source de courant continu. Un tube fonctionnant au courant alternatif résistera à un voltage maximum plus élevé que lorsqu'il fonctionne avec, du courant continu, attendu que l'intervalle de temps entre les pulsations de courant est suf fisant pour permettre aux contraintes électri ques de relâcher par effet de fuite.
Pour éviter les inconvénients précités, le tube électronique à vide faisant l'objet de l'invention est pourvu de moyens de sécurité destinés à empêcher la manifestation de con traintes électrostatique suffisantes sur l'en veloppe du tube pour en causer le percement par suite d'une accumulation d'électrons à sa surface intérieure. Au dessin annexé, donné à titre d'exemple: La fig. 1 représente une première forme d'exécution de l'objet de l'invention sous forme de tube à rayons-X, à voltage élevé; Les fig. 2 et 3 représentent deux autres formes d'exécution de l'objet de l'invention.
L'enveloppe 6 du tube à vide de la fig. 1 est en verre ou autre matière non-conductrice transparente et comporte une chambre sphé- roïdale principale 7, un prolongement tubu laire 8 relativement court et un prolonge ment tubulaire 9 relativement long, s'éten dant à l'opposé du prolongement 8. Une ca thode émettrice d'électrons 11 est scellée dans le prolongement tubulaire 8 et une anode 12 est scellée dans le prolongement tubulaire 9, le tout formant ainsi un tube à rayons-X.
Le prolongement tubulaire court 8 et la. portion à cathode de la chambre principale 7 sont revêtus d'une pellicule conductrice 13, comme représenté, qui est en communication électrique avec la cathode 11. La pellicule 13 peut s'étendre de façon à couvrir la moi tié ou davantage de la chambre principale 7 et elle peut y être appliquée de toute ma nière voulue, par exemple par application d'une couche ou enduit métallique, tel qu'un émail à aluminium, un revêtement en feuille d'étain ou autre feuille métallique ou con- duetrice, etc.
La pellicule conductrice 13 raccourcit, bien entendu, la. longueur efficace du tube pour des buts d'isolation et. pour cette raison, le prolongement à anode 9 est établi avec une longueur inusitée, de sorte que la longueur efficace du tube, c'est-à-dire depuis l'extrémité terminante de la pellicule conductrice 18 sur la. chambre principale 7 à. la portion du tube où est scellée l'anode, est suffisante pour pourvoir à une isolation con venable pour le voltage élevé appliqué au tube.
Quand un pareil voltage est appliqué entre l'anode et la cathode, la -cathode étant chauffée à une température d'émission d'é lectrons au moyen d'une source d'énergie électrique non représentée. un flux d'élec trons est émis de la cathode et une partie de ce flu3r heurte l'anode pour développer des rayons-X. Sensiblement tous les électrons émis dans la direction générale de l'anode seront pro bablement attirés vers celle-ci de façon que les électrons sont empêchés de frapper les pa rois du tube dans le voisinage de l'anode. Toutefois, des électrons en dispersion sem blent s'accumuler à la surface interne des parois@à l'extrémité à cathode du tube.
S'il n'y avait pas la pellicule conductrice 13 à la surface extérieure de l'extrémité à cathode du tube, lesdits électrons formant une charge négative à ladite surface interne induiraient une charge positive correspondante à la surface extérieure du tube, soumettant par là le verre entre ces surfaces à des con traintes électriques en dépendance de l'inten sité des charges accumulées.
Le revêtement de la paroi extérieure du tube à l'extrémité à cathode, non seulement empêche le développement d'une grande dif férence de potentiel entre les surfaces in terne et externe du verre par la naissance d'une charge négative correspondant à la charge négative développée à la surface in térieure du verre, mais tend aussi à empê cher la formation de toute charge négative à la surface interne du verre en raison de l'effet de répulsion bien connu de charges semblables.
En d'autres termes, par suite du revêtement conducteur négativ ement chargé à l'extérieur de l'extrémité à cathode du tube, l'effet dangereux d'un chargement. négatif possible à, la surface interne du tube n'est pas seulement empêché, mais le revêtement extérieur chargé exerce une influence direc trice sur le flux d'électrons de la. cathode par suite de son effet. de répulsion et a, par con séquent, l'effet d'obliger une plus grande pro portion d'électrons à. se lancer sur l'anode du tube.
Le dispositif représenté en fi-. 2 com porte une enveloppe 14 qui renferme une ca thode 15 et une anode 16. La cathode 15 est ici pourvue d'un écran conducteur directeur 17, en forme de godet, formé d'une matière suffisamment perméable aux rayons-X, par''' exemple en aluminium, s'ouvrant vers l'anode et qui est fermé dans les autres directions, grâce à quoi les électrons émis de la cathode sont interceptés par ledit écran, à l'exception de ceux qui passent dans la direction géné rale de l'anode 16. L'écran 17 se prolonge de façon à entourer aussi partiellement l'a node 16 de manière à intercepter des élec trons réfléchis de celle-ci.
De cette façon, on peut empêcher la formation d'une charge d'électrons ou négative à la surface inté rieure du tube à rayons-X et le revêtement conducteur à l'extérieur de celui-ci, comme il a été employé dans le premier exemple, n'est ici pas nécessâire.
Le dispositif représenté en fig. 3 com porte un tube 18 contenant une cathode 19 et une anode 21. La partie de paroi 22 du tube 18 qui est adjacente à l'extrémité à ca thode et une partie de paroi du prolongement tubulaire à cathode sont considérablement renforcées en épaisseur, comme représenté, ce qui les rend capables de résister à des contraintes électriques considérablement plus grandes que d'ordinaire.
La pellicule 13 en fig. 1, si elle s'étend dans le chemin des rayons-X, l'écran. 17 en fig. 2 et les parties de paroi plus épaisses du tube exerceront, bien entendu, un effet de filtration sur les rayons-X qui y passent et absorberont dans une certaine mesure les rayons plus doux, même s'ils sont faits d'une matière sensiblement perméable aux rayons-X. Ce résultat n'est pas indésirable, attendu que des filtres sont souvent employés pour ces buts avec -des tubes à rayons-X fonctionnant à voltage élevé.
Bien entendu, les dispositions susdécrites peuvent s'appliquer à tout autre tube élec tronique, en dehors de tubes à rayons-X.