SU602041A1 - Источник электронов со взрывным катодом - Google Patents
Источник электронов со взрывным катодом Download PDFInfo
- Publication number
- SU602041A1 SU602041A1 SU762401357A SU2401357A SU602041A1 SU 602041 A1 SU602041 A1 SU 602041A1 SU 762401357 A SU762401357 A SU 762401357A SU 2401357 A SU2401357 A SU 2401357A SU 602041 A1 SU602041 A1 SU 602041A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- focusing electrode
- source
- explosive
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОНОВ CO ВЗРЫВНЫМ КАТОДОМ, содержащий катод, фокусирующий электрод и наход щиес под потенциёшом земли анод и вакуумную камеру^ отличающий- с тем. Что, с целью увеличени длительности генерируемых электронных пучков, упрощени конструкции источника и схемы питани , фокусирующий электрод выполнен в виде сосуда с отверстием, в которое углублен анод, катод расположен внутри фоку- сирукмцего электрода, имеет электрический контакт с последним и удален от анода на рассто ние, квадрат которого не меньше площади эффективной собирающей электронной поверхности анода.iШС•» ^о^ оК)о4^
Description
Изобретение относитс к технике генерировани электронных пучков. Оно может быть использовано в лазерной ускорительной технике, в плаэмоxи 4ии и других област х науки и техники , в пищевой промышленности.
Известны источники электронов.со взрывным катодом 1 , содержащие катод , анод. Электроны выт гиваютс из катодной плазмы, образованной взрывным разрушением микрбрстрий при перегреве их автоэмиссионным током , и ускор ютс приложенным напр жением до тех пор, пока передний фронт плазмы не достигнет анода.
Один из основных недостатков известных источников состоит в том, что длительность генерируемых пучков ограничиваетс заполне ем вакуумного промежутка плотной плазмой распростран ющейс от катода к аноду со скоростью (f,5-3) см/с. Кроме того, эффективность таких источников , невысока (S-10%). ЭтоОбусловлено тем, что стенки вакуумной камеры в них имеют потенциал анода, в результате на .стенках тер етс . значительна часть эмиттируемых из катодной плазмы электронрв.
Известен источник электронов со взрывным катодом 2 , содержащий катод, фокусирующий электрод и наход щиес под потенциалом земли анод и вакуумную камеру. Фокусирующий электрод выполнен в виде двух цилиндров , удаленных друг от друга на рассто ние, меньшее размера промежутка анод-катод, и изолированных от всех элементов источника.- Эти цилиндры расположены между катодом и анодом, а их оси перпендикул рны нормали к плоскости катода. Потенциал на: фокусирующем электроде задаетс от дополнительной электрической цепи.
В этом источнике при рассто нии анод-катод 150 мм, рассто нии катодфокусирующий электрод 7.0 мм, рассто нии между цилиндрами 80 мм получен пучок со следующими параметрами: плотность тока 30 мА/см, энерги 225 кэВ, длительность- 10 мс. Таким образом, введение фокусирующего электрода позвол ет значительно увеличить длительность генерируемого пучка.
Дл получени необходимой, эффективности и длительности генерируемого пучка рассто ние между цилиндрами фокусирующего электрода вз то довольно малым, что сильно ослабл ет напр женность пол у катода, делает ее недостаточной дл возбуждени взрывной эмиссии лишь подачей напр жени на промежуток :анод-катод и вызывает необходимость исполь зойани дополнительного поджигающего импульса. Вследствие этого схема
питани источника усложн етс введением дополнительной электрической цепи, с помощью которой дл возбуждени взрывной эмиссии фокусирующий электрод поддерживае.тс вначале под 5 потенциалом земли, а после образовани катодной плазмы принимает потенциал , необходимый дл фокусиров и .
Кроме того, дл подвода питани
10 фокусирующего электрода от дополнительной цепи в источник введены два проходных изол тора (помимо проход ного изол тора в катодном узле) , что значительно усложн ет конструкцию
S источника.
Существенным недостатком вл етс то, что фокусирующий электрод занимает лишь часть промежутка анодкатод и поэтому не устран ет полностью вли ни стенок камеры на токоотбрр . Это затрудн ет генерирование электронных пучков длительностью 10 мс и более, приводит к потере части электронного тока на стенках
C камеры (часть его также тер етс на сопротивлении, включенном в цепь питани фокусирующего электрода). Поэтому эффективность описанного источника составл ет . Цель изобретени - увеличение
длительности генерировани электронных пучков, упрощение схемы питани и конструкции источника.
Цель достигаетс тем, что фоку- , сирующий электрод выполнен в виде
5 сосуда с отверстием, в которое углублен анод катод расположен внут|ри фокусирующего электрода, имеет I электрический контакт с последним и удален от анода на рассто ние,
0 квадрат которого не меньше площади собирающей электронной поверхности анода.
На фиг. 1 показан предложенный источник электронов со взрывным
С катодом, разрез; на фиг. 2 приведены зависимости d/u от d дл разных S, где d зазор анод-катод; tjj врем коммутации; S - площадь соби- . рающей электронной поверхности анода; на фиг. 3 - (а, б) - осциллограммы электронного тока и напр жени на промежутке..
Источник электронов со взрывным катодом содержит наход щиес под потенциалом земли вакуумную камеру 1
5 и анод 2, а также фокусирующий злек- трод 3 и катод 4.
Фокусирующий электрод предназначен дл фокусировки электронного 0 пучка и, устранени вли ни стенок камеры на токоотбор. Он выполнен в виде цТилиндричёского сосуда с пло-. щадью поперечного сечени внутренней полости 70000 мгл. Сосуд имеет с отверстие диаметром 260 мм, через которое на 30 мм вглубь сосуда проходит анод 2. Анод выполнен в виде цилиндрического сосуда с фланцем, которым он прикреплен к камере 1 источника. Со стороны катода 4 анод ограничен титановой фольгой, служащей окном 7 дл вывода электронов. Площадь эффективной собирающей элек тронной поверхности анода равна 6300 . Фокусирующий эле,ктрод 3 крепитс к секционированному проходному иэо .л тору 5, помещенному в алюминиевый стакан 6 высоковольтного ввода. Изо л тор имеет отверстие дл подачи высокого напр жени в промежуток ка тод-анод. Катод 4 расположен внутри фокусирующего электрода напротив анода, имеет электрический контакт с электродом и удален от поверхност анода на рассто ние d, квадрат кото рого не меньше площади эффективной собирающей электронной поверхности анода (d 14 см). При подаче накатод 4 напр жени достаточного дл возбуждени взрывной эмиссии, на катоде создаетс плазма. Электроны выт гиваютс с пе риферийных областей катодной плазма , ускор ютс приложенным напр жением и извлекаютс через фольговое окно. Таким образом, с момента.по влени плазмы на катоде начинаетс импульс электронного тока, который оканчиваетс в момент перехода раз р да в низковольтную стадию. Это вр м близко к времени коммутации и оп редел етс соотношением , где d - величина зазора анод-катод Vj - скорость распространени плаЭмы. На фиг. 2 приведены зависимости -т- от d дл разных площадей поп речного сечени анода S:крива 7 дл 5 102400 мм , крива 8 - дл мм, крива 9 - дп 5 700 мм крива 10 - дл 5 280 мгл, получен ные при наличии и отсутствии фокусирующего электрода. Видно, что в случае большой площади анода и отсутстви фокусирующего электрода, {крива 7) с увеличением d соотношение -г- несколько растет, при к введении же фокусирующего электрод описанной конфигурации с увеличением d до величины величина --- резко падает от : 2-10 до 4-10 см/с (кривые 8, 9, 10). Поэтому в предложенном источнике электронов дл выбора размера анода используетс условие . При лабораторных исследовани х источника электронов со взрывным катодом был получен пучок со следующими параметрами: ток пучка 2рО А, энерги 200 кэВ, длительность генерируемого пучка 30 мс, причем это врем ограничено не перемыканием промежутка плазмой, а разр дом ГИН. осциллограммы тока пучка и напр жени на промежутке анод-катод приведены на фиг. 3 (а,б). В -предложенном источнике электронов путем увеличени емкости ГИН и подбора наиболее оптимальных размеров фокусирующего электрода можно еще более увеличить длительность генерируемого пучка. Использование анода с площадью поперечного сечени , меньшей квадрата зазора анод-катод (), определ ет следующие существенные преимущества источника по сравнению с прототипом: 1.Использование одного проходного изол тора вместо трех в прототипе , что упрощает конструкцию источника. 2.Упрощение схем питани за счет исключени электрической цепи питани фокусирующего электрода. 3.Увеличение длительности генерируемого пучка до 30 мс (10 мс в прототипе) при напр жении питани 200 кВ (ток пучка 200 Л). 4.Повышение эффективности ис .точника электронов путем исключени потери электронов на стенках камеры. Применение предложенных источников дл накачки газовых лазеров позвол ет значительно повысить КПД последних . Применение источника электронов в пищевой промышленности дл стерилизации пищевых продуктов значительно улучшает качество стерилизации . Источники электронных пучков большой длительности могут найти широкое применение в других област х науки и техники и различных отрасл х промышленности.
.. ,см/с«к
20№й«Т 3 t S (f.c
t-fftt
Ю 15 го г5 t-wV
Фмг.2
f-K «/в
Фиг.З
Claims (1)
- ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОНОВ CO ВЗРЫВНЫМ КАТОДОМ, содержащий катод, фокусирующий электрод и находящиеся под потенциалом земли анод и вакуумную камеру, отличающийс я тем, Что, с целью увеличения длительности генерируемых электронных пучков, упрощения конструкции источника и схемы питания, фокусирующий электрод выполнен в виде сосуда с отверстием, в которое углублен анод, катод расположен внутри фокусирующего электрода, имеет электрический контакт с последним и удален от анода на расстояние, квадрат которого не меньше площади эффективной е собирающей электронной поверхности S анода. I- и ..,.602041 /эффективность таких исЭтообусчто стенки вакуумной имеют потенциал анода, на стенках теряется, часть эмиттируемых
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU762401357A SU602041A1 (ru) | 1976-09-13 | 1976-09-13 | Источник электронов со взрывным катодом |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU762401357A SU602041A1 (ru) | 1976-09-13 | 1976-09-13 | Источник электронов со взрывным катодом |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU602041A1 true SU602041A1 (ru) | 1983-08-23 |
Family
ID=20675904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU762401357A SU602041A1 (ru) | 1976-09-13 | 1976-09-13 | Источник электронов со взрывным катодом |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU602041A1 (ru) |
-
1976
- 1976-09-13 SU SU762401357A patent/SU602041A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Бугаев С.П. и др. Импульсный COf^ - лазер с энергией 500 Дж. Письма в ЖТФ, 1975, т. 1, в. 10, с. 492.2. С.Н. Loda und D.A. Mesven. Repetively pulsed electon Ъеат generation. Proceedings of the international topical conference on electron beam research and teohnology. November 3—6, 1975, Albuquergue, New Mexico, nol II, p. 252. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0185045B1 (en) | Wire-ion-plasma electron gun employing auxiliary grid | |
| Oks et al. | Development of plasma cathode electron guns | |
| Gundel et al. | Low‐pressure hollow cathode switch triggered by a pulsed electron beam emitted from ferroelectrics | |
| US4570106A (en) | Plasma electron source for cold-cathode discharge device or the like | |
| US5302881A (en) | High energy cathode device with elongated operating cycle time | |
| US4458180A (en) | Plasma electron source for cold-cathode discharge device or the like | |
| JPH03501074A (ja) | 電磁放射発生装置および高電流電子銃 | |
| KR100664770B1 (ko) | 이온소스 및 그 운전방법 | |
| US5014289A (en) | Long life electrodes for large-area x-ray generators | |
| Haworth et al. | Improved electrostatic design for MILO cathodes | |
| US4038602A (en) | Automodulated realtivistic electron beam microwave source | |
| JP2750348B2 (ja) | 特にガスレーザーのｘ線‐前期電離のためのプラズマｘ線管、および電子銃としての用途 | |
| GB2282003A (en) | Magnetron construction particularly useful as a relativistic magnetron | |
| US4656430A (en) | Short rise time intense electron beam generator | |
| SU602041A1 (ru) | Источник электронов со взрывным катодом | |
| RU209138U1 (ru) | Форвакуумный плазменный источник импульсного электронного пучка на основе контрагированного дугового разряда | |
| US4024465A (en) | Generation of corona for laser excitation | |
| US4912738A (en) | Magnetically energized pulser | |
| RU2115195C1 (ru) | Рентгеновский излучатель | |
| Riege | New ways of electron emission for power switching and electron beam generation | |
| Wernsman et al. | Generation of pulsed electron beams by simple cold cathode plasma guns | |
| RU2306683C1 (ru) | Плазменный электронный источник | |
| RU2239257C1 (ru) | Диодный узел для генератора сверхвысокочастотного излучения | |
| RU820511C (ru) | Способ получени электронного пучка | |
| RU2134920C1 (ru) | Отражательный триод |