JPH05326194A - グリッド付高周波電子銃 - Google Patents
グリッド付高周波電子銃Info
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- JPH05326194A JPH05326194A JP4148132A JP14813292A JPH05326194A JP H05326194 A JPH05326194 A JP H05326194A JP 4148132 A JP4148132 A JP 4148132A JP 14813292 A JP14813292 A JP 14813292A JP H05326194 A JPH05326194 A JP H05326194A
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- Japan
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- gun
- electron
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 12
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- QRYFCNPYGUORTK-UHFFFAOYSA-N 4-(1,3-benzothiazol-2-yldisulfanyl)morpholine Chemical compound C1COCCN1SSC1=NC2=CC=CC=C2S1 QRYFCNPYGUORTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型でかつ放射線量の少ない高周波電子銃を
実現する。 【構成】 ガン空洞１２の一端部にカソード１６および
グリッド４０を配設する。ガン空洞１２内には側面から
駆動用高周波信号を供給する。グリッド４０は接地電位
に対して負にバイアスされた高周波電位を与える。グリ
ッド４０を設けたことにより、カソード１６からは高周
波のピーク付近にバンチされた電子ビーム４３が出射さ
れる。したがって、後段のバンチャーは小型でよく、ま
た軌道を外れて内壁面に衝突する電子ビームは少ないの
で放射線の発生も少ない。
実現する。 【構成】 ガン空洞１２の一端部にカソード１６および
グリッド４０を配設する。ガン空洞１２内には側面から
駆動用高周波信号を供給する。グリッド４０は接地電位
に対して負にバイアスされた高周波電位を与える。グリ
ッド４０を設けたことにより、カソード１６からは高周
波のピーク付近にバンチされた電子ビーム４３が出射さ
れる。したがって、後段のバンチャーは小型でよく、ま
た軌道を外れて内壁面に衝突する電子ビームは少ないの
で放射線の発生も少ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は高周波を利用して電子
ビームを出射するグリッド付高周波電子銃（ＲＦガン）
に関し、小型化および放射線量の減少を図ったものであ
る。
ビームを出射するグリッド付高周波電子銃（ＲＦガン）
に関し、小型化および放射線量の減少を図ったものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】高周波電子銃は、例えばリニアック（線
型加速器）に入射する電子ビームの発生源として利用さ
れる。従来の高周波電子銃を図２に示す。この高周波電
子銃１０は円形のガン空洞１２を有している。ガン空洞
１２の一端部には、その中心軸上にカソード１６が配設
され、他端部には出射ポート１８が形成されている。ま
た側面には、高周波供給用ポート２０が形成され、これ
に導波管２２が装着されている。
型加速器）に入射する電子ビームの発生源として利用さ
れる。従来の高周波電子銃を図２に示す。この高周波電
子銃１０は円形のガン空洞１２を有している。ガン空洞
１２の一端部には、その中心軸上にカソード１６が配設
され、他端部には出射ポート１８が形成されている。ま
た側面には、高周波供給用ポート２０が形成され、これ
に導波管２２が装着されている。
【０００３】この高周波電子銃１０は、導波管２２から
供給される高周波によりガン空洞１２内に高周波電界が
形成され、カソード１６で発生された熱電子はこの高周
波電界で引き出され、加速されて、電子ビーム１９とし
て出射ポート１８から出射される。
供給される高周波によりガン空洞１２内に高周波電界が
形成され、カソード１６で発生された熱電子はこの高周
波電界で引き出され、加速されて、電子ビーム１９とし
て出射ポート１８から出射される。
【０００４】従来の高周波電子銃１０のシステム系統図
を図３に示す。従来の高周波電子銃１０は、相対論的エ
ネルギ（約１MeV 程度）で使用されるもので、クライス
トロン２４から発生する高周波信号を導波管２２を介し
て高周波電子銃１０のガン空洞および線型加速器に供給
する。高周波電子銃１０から出射される電子ビーム１９
のエネルギは広がりを持っているため、不要なエネルギ
を除去する必要がある。しかし、この電子ビーム１９は
相対論的エネルギに達しているため、バンチャーを用い
ることができず、偏向電磁石を用いたフィルタ２８で偏
向させることにより、不要なエネルギの電子ビームを除
去する。フィルタ２８から出射される電子ビーム１９は
線型加速器２６において高周波信号で加速される。
を図３に示す。従来の高周波電子銃１０は、相対論的エ
ネルギ（約１MeV 程度）で使用されるもので、クライス
トロン２４から発生する高周波信号を導波管２２を介し
て高周波電子銃１０のガン空洞および線型加速器に供給
する。高周波電子銃１０から出射される電子ビーム１９
のエネルギは広がりを持っているため、不要なエネルギ
を除去する必要がある。しかし、この電子ビーム１９は
相対論的エネルギに達しているため、バンチャーを用い
ることができず、偏向電磁石を用いたフィルタ２８で偏
向させることにより、不要なエネルギの電子ビームを除
去する。フィルタ２８から出射される電子ビーム１９は
線型加速器２６において高周波信号で加速される。
【０００５】高周波電子銃以外の形式の電子銃として三
極管形電子銃がある。これは、カソードとアノードを対
向させて、カソードの前方にグリッドを配設して、この
グリッドにカソードに対し正のパルス電圧を印加するこ
とにより、カソードの電子をアノードまで引き出して電
子ビームとして出射させるものである。
極管形電子銃がある。これは、カソードとアノードを対
向させて、カソードの前方にグリッドを配設して、この
グリッドにカソードに対し正のパルス電圧を印加するこ
とにより、カソードの電子をアノードまで引き出して電
子ビームとして出射させるものである。
【０００６】三極管形電子銃のシステム系統図を図４に
示す。高圧ステーション３２と三極管形電子銃３４で高
圧部３０を構成し、電子銃電源３６の電圧を高圧ステー
ション３２を介し電子銃３４のカソード・アノード間に
印加する。電子銃３４から出射される電子ビーム３５の
エネルギは非相対論的エネルギ（１００keV 程度が多
い。）であり、これをバンチャー３８でバンチングして
線型加速器２６に入射する。クライストロン２４はバン
チャー３８および線型加速器２６に駆動用高周波信号を
供給する。
示す。高圧ステーション３２と三極管形電子銃３４で高
圧部３０を構成し、電子銃電源３６の電圧を高圧ステー
ション３２を介し電子銃３４のカソード・アノード間に
印加する。電子銃３４から出射される電子ビーム３５の
エネルギは非相対論的エネルギ（１００keV 程度が多
い。）であり、これをバンチャー３８でバンチングして
線型加速器２６に入射する。クライストロン２４はバン
チャー３８および線型加速器２６に駆動用高周波信号を
供給する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記図３の高周波電子
銃１０によれば、フィルタ２８が偏向電磁石を利用して
構成されるので大型になる欠点があった。また、このフ
ィルタ２８では不要なエネルギの電子ビームを軌道から
外してビームダクト内壁に衝突させることにより除去す
るので、この時多くの放射線が外部に出る欠点があっ
た。また、この高周波電子銃１０では加速電場が正の半
サイクルの間カソード１６から電子放出があるが、同サ
イクルの最後でカソード１６から放出された電子ビーム
１９は、ガン空洞１２を通過中加速電場が反転し、カソ
ード１６の方向に戻るように加速され、カソード面を叩
くので（バックボンバード）、カソード１６の寿命を縮
める欠点があった。
銃１０によれば、フィルタ２８が偏向電磁石を利用して
構成されるので大型になる欠点があった。また、このフ
ィルタ２８では不要なエネルギの電子ビームを軌道から
外してビームダクト内壁に衝突させることにより除去す
るので、この時多くの放射線が外部に出る欠点があっ
た。また、この高周波電子銃１０では加速電場が正の半
サイクルの間カソード１６から電子放出があるが、同サ
イクルの最後でカソード１６から放出された電子ビーム
１９は、ガン空洞１２を通過中加速電場が反転し、カソ
ード１６の方向に戻るように加速され、カソード面を叩
くので（バックボンバード）、カソード１６の寿命を縮
める欠点があった。
【０００８】また、図４の三極管形電子銃によれば、電
子銃電源３６および高圧ステーション３２が必要なので
大型になる欠点があった。また、電子銃３４からはカソ
ード・アノード間に高電圧が印加されており、かつ、グ
リッドにカソードに対し正のパルス電圧が印加されてい
る間電子ビーム１９が出射されるが、バンチャー３８で
はそのうちの一部だけをバンチングして出射するので、
残りの部分は軌道を外れてバンチャー３８の内壁面に衝
突して消滅することになり、多くの放射線が外部に出る
欠点があった。
子銃電源３６および高圧ステーション３２が必要なので
大型になる欠点があった。また、電子銃３４からはカソ
ード・アノード間に高電圧が印加されており、かつ、グ
リッドにカソードに対し正のパルス電圧が印加されてい
る間電子ビーム１９が出射されるが、バンチャー３８で
はそのうちの一部だけをバンチングして出射するので、
残りの部分は軌道を外れてバンチャー３８の内壁面に衝
突して消滅することになり、多くの放射線が外部に出る
欠点があった。
【０００９】この発明は、前記従来の技術における欠点
を除去して、小型でかつ放射線量の少ない高周波電子銃
を提供しようとするものである。
を除去して、小型でかつ放射線量の少ない高周波電子銃
を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、ガン空洞
と、このガン空洞内に加速用高周波信号を供給する加速
用高周波供給部と、前記ガン空洞内に配設されたカソー
ドと、前記カソードから前記加速用高周波信号による高
周波電界で引き出される電子ビームを前記ガン空洞から
出射させる出射ポートと、前記カソードの前方に配設さ
れたグリッドと、このグリッドに前記カソードの接地電
位に対して負にバイアスされたグリッド用高周波信号を
与えるグリッド用高周波供給部とを具備してなり、非相
対論的エネルギの電子ビームを出射することを特徴とす
るものである。
と、このガン空洞内に加速用高周波信号を供給する加速
用高周波供給部と、前記ガン空洞内に配設されたカソー
ドと、前記カソードから前記加速用高周波信号による高
周波電界で引き出される電子ビームを前記ガン空洞から
出射させる出射ポートと、前記カソードの前方に配設さ
れたグリッドと、このグリッドに前記カソードの接地電
位に対して負にバイアスされたグリッド用高周波信号を
与えるグリッド用高周波供給部とを具備してなり、非相
対論的エネルギの電子ビームを出射することを特徴とす
るものである。
【００１１】
【作用】この発明によれば、グリッドにカソードの接地
電位に対して負にバイアスされた高周波電位を与えるこ
とにより、カソードからは加速電場の正の半サイクルよ
りも狭い範囲（例えば１／６サイクル）で電子ビームが
出射される。したがって、すでにある程度バンチされた
状態で電子ビームが出射されるので、バンチャーは小型
でよく、従来の高周波電子銃のフィルタ２８も不要なの
でシステム全体を小型に構成することができる。また、
狭い範囲で電子ビームが出射されるので、バンチャー内
で軌道を外れる電子ビームは少なく、ほとんどの電子ビ
ームを捕獲して加速できるので、放射線の発生も少なく
できる。なお、負のバイアスだけでも電子を引き出すこ
とができるが、この発明のように負のバイアスに高周波
を乗せた場合、より効果的に電子ビームを引き出すこと
ができる。
電位に対して負にバイアスされた高周波電位を与えるこ
とにより、カソードからは加速電場の正の半サイクルよ
りも狭い範囲（例えば１／６サイクル）で電子ビームが
出射される。したがって、すでにある程度バンチされた
状態で電子ビームが出射されるので、バンチャーは小型
でよく、従来の高周波電子銃のフィルタ２８も不要なの
でシステム全体を小型に構成することができる。また、
狭い範囲で電子ビームが出射されるので、バンチャー内
で軌道を外れる電子ビームは少なく、ほとんどの電子ビ
ームを捕獲して加速できるので、放射線の発生も少なく
できる。なお、負のバイアスだけでも電子を引き出すこ
とができるが、この発明のように負のバイアスに高周波
を乗せた場合、より効果的に電子ビームを引き出すこと
ができる。
【００１２】
【実施例】この発明の高周波電子銃の一実施例を図１に
示す。この高周波電子銃１は円形のガン空洞１２を有し
ている。ガン空洞１２の一端部には、その中心軸上にカ
ソード１６が配設され、他端部には出射ポート１８が形
成されている。カソード１６の前方にはグリッド４０が
配設され、このグリッド４０にはグリッド用高周波供給
部４２によってカソード１６の接地電位に対して負にバ
イアスされた高周波電位が与えられている。また側面に
は、高周波供給用ポート２０が形成され、これに導波管
２２が装着されている。
示す。この高周波電子銃１は円形のガン空洞１２を有し
ている。ガン空洞１２の一端部には、その中心軸上にカ
ソード１６が配設され、他端部には出射ポート１８が形
成されている。カソード１６の前方にはグリッド４０が
配設され、このグリッド４０にはグリッド用高周波供給
部４２によってカソード１６の接地電位に対して負にバ
イアスされた高周波電位が与えられている。また側面に
は、高周波供給用ポート２０が形成され、これに導波管
２２が装着されている。
【００１３】この高周波電子銃１０は、導波管２２から
供給される高周波によりガン空洞１４内に高周波電界が
形成され、カソード１６で発生された熱電子はこの高周
波電界で引き出され、加速されて、電子ビーム４３とし
て出射ポート１８から出射される。
供給される高周波によりガン空洞１４内に高周波電界が
形成され、カソード１６で発生された熱電子はこの高周
波電界で引き出され、加速されて、電子ビーム４３とし
て出射ポート１８から出射される。
【００１４】高周波電子銃１のシステム系統図の一例を
図５に示す。この高周波電子銃１は、非相対論的エネル
ギ（１００KeV 程度が多い。）で使用されるもので、ク
ライストロン２４から発生する高周波信号を導波管２２
を介して高周波電子銃１のガン空洞、バンチャー３９お
よび線型加速器２６に供給する。
図５に示す。この高周波電子銃１は、非相対論的エネル
ギ（１００KeV 程度が多い。）で使用されるもので、ク
ライストロン２４から発生する高周波信号を導波管２２
を介して高周波電子銃１のガン空洞、バンチャー３９お
よび線型加速器２６に供給する。
【００１５】高周波電子銃１のカソード１６の表面の電
場は、供給される高周波信号により図６（ａ）のように
正弦波状に変化するが、カソード１６からの放出電流
（電子ビーム４３）は、カソード１６の前方に図６
（ｂ）のように負にバイアスされた高周波電位が付与さ
れたグリッド４０が配設されているため、図６（ｃ）に
示すように正弦波の正のピーク付近でしか出射されな
い。つまりグリッド４０が無い場合は図６（ｃ）に点線
で示すように、正弦波の半周期にわたって出射されてし
まうが、グリッド４０を設けることにより出射期間をこ
れよりはるかに短期間にすることができる。したがっ
て、電子ビーム４３はある程度バンチされた状態で高周
波電子銃１から出射される。なお、電子ビーム４３を出
射する期間はグリッド１６のバイアス電位によって調節
することができ、負方向に深くするほど出射期間を短く
することができる。図６（ｃ）では６０°（１／６〜サ
イクル）の場合を示している。
場は、供給される高周波信号により図６（ａ）のように
正弦波状に変化するが、カソード１６からの放出電流
（電子ビーム４３）は、カソード１６の前方に図６
（ｂ）のように負にバイアスされた高周波電位が付与さ
れたグリッド４０が配設されているため、図６（ｃ）に
示すように正弦波の正のピーク付近でしか出射されな
い。つまりグリッド４０が無い場合は図６（ｃ）に点線
で示すように、正弦波の半周期にわたって出射されてし
まうが、グリッド４０を設けることにより出射期間をこ
れよりはるかに短期間にすることができる。したがっ
て、電子ビーム４３はある程度バンチされた状態で高周
波電子銃１から出射される。なお、電子ビーム４３を出
射する期間はグリッド１６のバイアス電位によって調節
することができ、負方向に深くするほど出射期間を短く
することができる。図６（ｃ）では６０°（１／６〜サ
イクル）の場合を示している。
【００１６】図５において、高周波電子銃１から出射さ
れた電子ビーム４３は、バンチャー３９でバンチングさ
れる。電子ビーム４３は上述のようにある程度バンチン
グされた状態でバンチャー３９に入射されるので、バン
チャー３９は前記図４の従来の三極管形電子銃のバンチ
ャー３８に比べて小型でよく、また、バンチャー３９内
で軌道を外れる電子ビーム４３は少なく、ほとんどの電
子ビーム４３を捕獲して加速できるので、放射線の発生
も少なくできる。
れた電子ビーム４３は、バンチャー３９でバンチングさ
れる。電子ビーム４３は上述のようにある程度バンチン
グされた状態でバンチャー３９に入射されるので、バン
チャー３９は前記図４の従来の三極管形電子銃のバンチ
ャー３８に比べて小型でよく、また、バンチャー３９内
で軌道を外れる電子ビーム４３は少なく、ほとんどの電
子ビーム４３を捕獲して加速できるので、放射線の発生
も少なくできる。
【００１７】また、前記図３の従来の高周波電子銃にお
けるフィルタ２８は不要なので装置を小型化でき、しか
もフィルタ３８で不要なエネルギの電子ビームを除去す
る際の放射線の発生もない。
けるフィルタ２８は不要なので装置を小型化でき、しか
もフィルタ３８で不要なエネルギの電子ビームを除去す
る際の放射線の発生もない。
【００１８】バンチャー３９から出射された電子ビーム
４３は、線型加速器２６に入射される。線型加速器２６
内の電子ビーム４３は、図６（ｄ）のようにバンチング
されている。
４３は、線型加速器２６に入射される。線型加速器２６
内の電子ビーム４３は、図６（ｄ）のようにバンチング
されている。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、グリッドにカソードの接地電位に対して負にバイア
スされた高周波電位を与えることにより、カソードから
は加速電場の正の半サイクルよりも狭い範囲（例えば１
／６サイクル）で電子ビームが出射される。したがっ
て、すでにある程度バンチされた状態で電子ビームが出
射されるので、バンチャーは小型でよく、従来の高周波
電子銃のフィルタ２８も不要なのでシステム全体を小型
に構成することができる。また、狭い範囲で電子ビーム
が出射されるので、バンチャー内で軌道を外れる電子ビ
ームは少なく、ほとんどの電子ビームを捕獲して加速で
きるので、放射線の発生も少なくできる。
ば、グリッドにカソードの接地電位に対して負にバイア
スされた高周波電位を与えることにより、カソードから
は加速電場の正の半サイクルよりも狭い範囲（例えば１
／６サイクル）で電子ビームが出射される。したがっ
て、すでにある程度バンチされた状態で電子ビームが出
射されるので、バンチャーは小型でよく、従来の高周波
電子銃のフィルタ２８も不要なのでシステム全体を小型
に構成することができる。また、狭い範囲で電子ビーム
が出射されるので、バンチャー内で軌道を外れる電子ビ
ームは少なく、ほとんどの電子ビームを捕獲して加速で
きるので、放射線の発生も少なくできる。
【図１】この発明の高周波電子銃のガン構造の一実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】従来の高周波電子銃のガン構造の一例を示す断
面図である。
面図である。
【図３】図２の高周波電子銃のシステム系統図である。
【図４】三極管形電子銃のシステム系統図である。
【図５】図１の高周波電子銃のシステム系統の一例を示
す図である。
す図である。
【図６】図１、図５の実施例の動作を示す波形図であ
る。
る。
１ グリッド付高周波電子銃 １２ ガン空洞 １６ カソード １８ 出射ポート ２０ 高周波供給用ポート（高周波供給部） ４０ グリッド ４２ グリッド用高周波供給部 ４３ 電子ビーム
Claims (1)
- 【請求項１】ガン空洞と、 このガン空洞内に加速用高周波信号を供給する加速用高
周波供給部と、 前記ガン空洞内に配設されたカソードと、 前記カソードから前記加速用高周波信号による高周波電
界で引き出される電子ビームを前記ガン空洞から出射さ
せる出射ポートと、 前記カソードの前方に配設されたグリッドと、 このグリッドに前記カソードの接地電位に対して負にバ
イアスされたグリッド用高周波信号を与えるグリッド用
高周波供給部とを具備してなり、 非相対論的エネルギの電子ビームを出射することを特徴
とするグリッド付高周波電子銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4148132A JPH05326194A (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | グリッド付高周波電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4148132A JPH05326194A (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | グリッド付高周波電子銃 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326194A true JPH05326194A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=15445982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4148132A Pending JPH05326194A (ja) | 1992-05-14 | 1992-05-14 | グリッド付高周波電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05326194A (ja) |
-
1992
- 1992-05-14 JP JP4148132A patent/JPH05326194A/ja active Pending
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