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Der Anmelder hat gefunden, dass die zwischen kalten Elektroden im Hochvakuum unter Anlegung eines Feldes übergehenden Ströme schon bei geringen elektrischen Feldern zum Betrieb einer Elektronenröhre mit Hochvakuum und kalter Kathode hinreichend gross werden, wenn man die negative Elektrode, welche aus Metall, Metalloid, einer Metallegierung oder einem Metallamalgam od. dgl. bestehen kann, mit den von einem radioaktiven Präparat ausgehenden Alpha-Beta-Teilchen bzw. Gammastrahlen, insbeson- dere aber mit den Alpha-Teilchen bestrahlt, wobei das radioaktive Präparat gleiehzeitig mindestens eine, u. zw. die positive Elektrode sein muss, während an die von der radioaktiven Strahlung getroffene Elektrode der negative Pol der Stromquelle gelegt wird.
Die radioaktive, positive Elektrode kann beispielsweise aus metallisehem Thorium, aus Uran oder einer Legierung dieser Metalle mit andern Metallen bestehen, so dass diese radioaktive Elektrode sogar im Hochvakuum entgast werden kann. Die radioaktive Anode,'2 braucht nicht in ihrer ganzen Länge aus radioaktivem Material zu bestehen, sondern es
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Elektrode, so geht nur ein verschwindender Bruchteil des Stromes durch den Raum zwischen den Elektroden. Ist die radioaktive Elektrode positiv, so tritt von einer kritischen angelegten Spannung ab bei weiterer Erhöhung der Spannung ein starker Spannungsabfall zwischen den Elektroden bis zu verschwindenden Spannungswerten auf, wobei gleichzeitig der Strom stark ansteigt.
Dadurch kann eine ausgesprochen Gleichrichterwirkung bei Anlegung von Wechselspannung an die Elektroden erzielt werden, wobei die nicht radioaktive Elektrode stets als negative Elektrode wirkt. Ein wesentlicher Vorteil der neuen Anordnung besteht darin, dass die Elektroden nicht durch besondere Energiequellen erwärmt zu werden brauchen, sondern bei Zimmertemperatur, also in kaltem Zustande, wirksam sind. Bestrahlt man nach der erörterten Anweisung eine Glühelektrode von einer positiv geladenen radioaktiven Elektrode aus, so tritt auch aus der Glühelektrode ein stärkerer Elektronenstrom aus, was eine Erhöhung der Lebensdauer des Glühfadens bedeutet.
Die die radioaktive Strahlung auf die Kathode 3 aussendende Elektrode kann auch eine Hilfselektrode 7 sein, die entweder isoliert ist oder mit einem der beiden Pole der Stromquelle, eventuell unter Zwischenschaltung eines Widerstandes verbunden sein kann.
Das die radioaktive Strahlung auf die Kathode 3 aussendende Präparat kann auch ausserhalb des Entladungsgefässes 9 in der Nähe der Kathode z. B. bei 8 angebracht sein. In diesem letzten Falle gelangen im wesentlichen nur die Gammastrahlen als elektronenauslösend auf die Kathode .
Ist die Anode der radioaktive Strahler, so tritt eine besonders starke Gleichriehterwirlung der Anordnung auf.
Die Erfindung lässt zahlreiche praktische Anwendungen zu, von denen im folgenden einige Beispiele beschrieben werden.
In Fig. 1 ist dargestellt, wie das neue Verfahren zur Erzeugung von Röntgenstrahlen benutzt werden kann. Die am positiven Pol der Spannungsquelle 1 liegende Anode 2 besteht aus einem radioaktiven Präparat. 9 ist das Entladungsgefäss. Der Anode, gegenüber befindet sieh die negative Elektrode J, aus welcher, wie inFig. 2 vergrössert dargestellt, durch die von der Anode 2 ausgehende radioaktive Bestrahlung4 und unter dem Einfluss des elektrischen Feldes ein besonders starker Elektronenstrom 5 ausgelöst wird.
Dieser erzeugt bei seinem Auftreffen auf die radioaktive Elektrode 2, welche dadurch zur Antikathode wird, in üblicher Weise Röntgenstrahlen 6.
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Elektronen aussendet, wodurch nicht nur ihre Lebensdauer, sondern auch ihre absolute Elektrouen- emissionsfähigkeit gesteigert werden kann.
Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung wirkt auch als Gleichrichter, was den besonderen Vorteil ergibt, dass bei Verwendung von Wechselspannung als Stromquelle ein besonderer Gleichrichter nicht vor die Röntgenröhre 9 geschaltet zu werden braucht. Diese Gleichrichterwirkung, die bereits bei symmetrisch geformten Elektroden. auftritt, wenn die Kathode von einer radioaktiven Anode oder einer
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unsymmetrisch gestaltet werden, so dass die Elektrode mit der kleineren Oberfläche Kathode wird.
Ist die Kathode kalt, also nicht, besonders geheizt, so zeigt sich, dass der unter Anlegung eines äusseren Feldes und infolge der gleichzeitigen radioaktiven Bestrahlung aus ihr austretende Elektronenstrom absolut ruhig steht im Gegensatz zu bekannten unsymmetrischen Elektrodenanordnungen. bei denen die Kathode nicht gleichzeitig radioaktiv bestrahlt wird.
Ein besonderes Anwendungsgebiet der beschriebenen Anordnung ist das der Radiotechnik. Fig. 3 zeigt die Stromspannungseharakteristik 10. Der Verlauf der Kurve 10 im Quadranten A entspricht dem Falle, dass die radioaktiv bestrahlte Elektrode Kathode ist ; der Verlauf der Kurve 10 im Quadranten B entspricht dem Falle, dass die radioaktiv bestrahlte Elektrode Anode ist. Man erkennt aus Fig. 3, wie ausserordentlich stark der Strom mit der Spannung ansteigt, wenn die radioaktiv bestrahlte Elektrode am negativen Pol der Stromquelle liegt (Quadrant j-1), und wie gering der übergehende Strom ist, wenn die radioaktiv bestrahlte Elektrode an dem positiven Pol liegt. (Quadrant B.) Die sich hieraus ergebende Gleichrichterwirkung ist der Form nach identisch mit der Charakteristik eines Kontaktdetektors.
Die übergehenden Ströme können beträchtliche Stärke bei kalter, radioaktiv bestrahlter Kathode im Hochvakuum erreichen, wenn man insbesondere einen pulsierenden Strom oder ein Werchselfeld an die Anordnung anlegt, wobei die Elektroden im Sinne eines hohen Gradienten an der radioaktiv bestrahlten Kathode unsymmetrisch sein können. Es zeigt sich, dass es möglich ist, bei kalter, radioaktiv bestrahlter Kathode eine so steile Charakteristik zu erzielen, dass die Anordnung zu einem Verstärker oder Senderohr mit kalter Kathode benutzt werden kann. Dabei kann sowohl die Zahl der radioaktiven als auch der nicht
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halb des Entladungsgefässes 9 beliebig gross sein.
Fig. 3 zeigt also den starken Anstieg des Stromes mit der Spannung (Quadrant A) und insgesamt die Gleichriehterwirkung eines Rohres mit radioaktiv bestrahlter kalter Kathode.
Durch geeignete unsymmetrische Formgebung der Elektroden kann dabei die Charakteristik und deren Steilheit in gewünschter Weise geändert werden.
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beispielsweise zwei symmetrische entgaste Elektroden aus Tantal in einem Abstand von 1 ? in einem Hochvakuum von unter 10-6 mm Hg gegenüber, so fliesst bei einem an die Elektroden angelegten Feld von 1, 500. 000 Volt pro Zentimeter ein Strom von etwa 10-10 Ampere hindurch. Wird jetzt die Tantalanode durch eine radioaktive entgaste Anode von gleicher Form beispielsweise aus metallischem Thorium ersetzt, so fliesst bei demselben Hochvakuum und demselben angelegten Feld ein Strom von etwa 10 c Ampere zwischen den Elektroden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hoehvakuumentladungsröhre, gekennzeichnet durch die Anordnung eines radioaktiven Stoffes ausserhalb der Katl ode, derart, dass durch die auf der Kathode hervorgerufenen sekundäre Elektron'))- emission besonders unter der Wirkung eines an der Kathode liegenden hohen Feldes der Röhrenstrom unterhalten wird.