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Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Entladungsröhre mit einem eine oder mehrere
Sekundäremissionselektroden umfassenden Elektrodensystem. Unter einer Sekundäremissionselektrode ist eine Elektrode zu verstehen, die wenigstens über einen Teil ihrer Oberfläche mit einem beim Aufprall eines Primärelektronenstromes leicht Sekundärelektronen aussendenden Stoff überzogen ist oder aus einem solchen besteht. Solche Elektroden können in sogenannte Sekundäremissionslampen, Elektronen- vervielfachen od. dgl. zur Verwendung kommen.
Als leicht sekundäremittierende Stoffe werden meist Alkalimetalle, z. B. Cäsium und Erdalkalimetalle oder auch Oxyde dieser Elemente. verwendet.
Bei Versuchen mit den verschiedenen Stoffen stösst man auf eine Anzahl von auf den ersten Blick unerklärlichen und ziemlich unregelmässigen Erscheinungen. So zeigte es sich, dass die Sekundäremission einer mit einem Alkali-oder Erdalkalimetall überzogenen Elektrode verschiedene Anfangswerte haben kann und sich auch während des Betriebes der Röhre ändern, u. zw. in bestimmten Fällen beträchtlich zunehmen kann. Anderseits zeigt es sich, dass die Sekundäremission von Oxyden in vielen Fällen während des Betriebes der Röhre abnimmt.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die der Verwendung von leicht Sekundärelektronen aussendenden Stoffen anhaftenden, ziemlich unregelmässigen Erscheinungen dadurch herbeigeführt werden, dass eine Sekundäremissionselektrode die höchste Sekundäremission aufweist, wenn sie mit einer Verbindung eines Alkali-, Erdalkali-oder Erdmetalls überzogen ist, die praktisch kein freies Metall enthält. Dies aus dem Grunde, weil die Sekundäremissionsfähigkeit von Verbindungen sich als viel höher als die der entsprechenden Metalle selbst erwiesen hat.
Ferner hat es sich herausgestellt, dass, wenn man von einer solchen Verbindung ausgeht, während des Betriebes der Röhre die Sekundäremission nachlässt, was vermutlich dadurch verursacht wird, dass sich die Verbindung bei der Benutzung teilweise zersetzt und freies Metall entsteht. Wenn man von einer praktisch kein freies Metall enthaltenden Verbindung ausgeht und dafiir Sorge trägt, dass bei eintretender Zersetzung die Verbindung wieder zurückgeformt werden kann, erhält man Sekundäremissionselektroden mit einer während längerer Zeit gleichbleibenden hohen Sekundäremission.
Günstigste Ergebnisse lassen sich bei Verwendung einer elektrischen Entladungsröhre nach der Erfindung erzielen.
Die erfindungsgemässe Röhre enthält ein Elektrodensystem mit unter anderem einer oder mehreren Sekundäremissionselektroden, die wenigstens über einen Teil ihrer Oberfläche mit einer oder mehreren, vorzugsweise nichtleitenden, Verbindungen der Alkali-, Erdalkali-oder Erdmetalle versehen sind. Bei der Röhre sind Mittel vorgesehen, um chemische Stoffe in dieselbe einzuführen bzw. in ihr zu entwickeln, um die gegebenenfalls während des Betriebes der Röhre gebildeten Alkali-, Erdalkali-oder Erdmetalle wieder in chemische Verbindungen überzuführen.
Unter Alkalimetallen sind die Metalle Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium verstanden ; unter den Erdalkalimetallen sind die Metalle Calcium, Strontium, Barium und in diesem Fall auch Beryllium und Magnesium, unter den Erdmetallen die Metalle Aluminium, Scandium, Yttrium, Lanthanium und die übrigen Metalle der Gruppe der Lanthanide (seltene Erdmetalle) und ferner Titanium, Zirkonium, Hafnium und Thorium verstanden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird in der Röhre selbst oder in einem mit der Röhre in Verbindung stehenden Raum ein Stoff angebracht, aus dem bei Erhitzung ein Gas frei wird,
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das mit einem Alkali-, Erdalkali- oder Erdmetall eine Verbindung eingeht. Die Röhre kann zu diesem Zweck mit einem Kugelkapillar, das ist eine mit einer kugelförmigen Erweiterung versehene Kapillarröhre, verbunden sein bzw. es kann eine Kapsel in ihr untergebracht werden, die z. ! B. Mangandioxyd enthält, aus dem bei verhältnismässig leichter Erhitzung Sauerstoff frei wird. Man kann aber auch andere Quellen, z. B. Karbonate verwenden, aus denen bei Erhitzung Kohlensäure frei wird, wodurch ebenfalls Oxyde mit den Alkali-, Erdalkali-oder Erdmetallen gebildet werden.
Damit, falls man diese Bearbeitung in der ganz abgesehmolzenen Röhre ausführt, die übrigbleibenden Gase keinen nachteiligen Einfluss auf die weitere Wirkungsweise der Röhre selbst ausüben, kann man nach Erzeugung der die chemischen Verbindungen bildenden Gase zur Bindung der über-
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Auch ist dann in den meisten Fällen eine Regenerierung der Primärkathode erforderlich.
Der leicht Sekundärelektronen aussendende Stoff kann in bekannter Art und Weise auf einer leitenden Unterlage angebracht werden ; in manchen Fällen, z. B. bei fluoreszierenden auf Glas ange-
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anzubringen.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles, in dem eine Entladungsröhre nach der Erfindung schematisch dargestellt ist, näher erläutert. In der Fig. 1 ist mit 1 die Wand eines Elektronenvervielfachers bezeichnet, der an einem Ende mit einer Quetschstelle 2 versehen ist, in welche eine grosse Anzahl von Stromzuführungsleitern eingesehmolzen ist. Am andern Ende ist ein Zuführungsleiter 3 der Anode 4 durch die Wand nach aussen geführt. In der Röhre befindet sich ferner eine Primärka. thode J, eine Anzahl von Sekundäremissionselektroden 6, eine Anzahl von Elektroden 7, die jeweils mit einer der folgenden Elektrode 7 gegenüberliegenden Sekundäremissionselektrode verbunden sind und eine Gitterelektrode 8.
Rings um die Röhre ist eine Magnetspule angebracht (nicht dargestellt), die zusammen mit den zwischen den Elektroden 6 und 7 auftretenden elektrischen Feldern eine solche Feldverteilung bewirkt, dass die aus der Kathode 5 austretenden Elektronen die erste Sekundäremissionselektrode 6 treffen und die aus dieser Elektrode ausgelösten Elektronen auf die darauffolgende Sekundäremissionselektrode gelangen usw. Diese Elektroden 6 sind mit einem Stoff von hoher Sekundäremissionsfähigkeit, z. B. mit Cäsiumoxyd, Bariumkarbonat, Strontiumkarbonat od. dgl. überzogen. In der Röhre sind Pastillen 9 und 10 vorgesehen. Mit 9 sind Mangandioxyd enthaltende Kapseln bezeichnet, aus denen bei verhältnismässig leichter Erhitzung Sauerstoff frei wird, während die Behälter 10 Magnesiumpastillen enthalten.
Wenn, nachdem die Röhre während einiger Zeit betrieben worden ist, die Sekundäremission der Elektroden 6 abzunehmen anfängt, wird z. B. durch örtliche Erhitzung von aussen her oder durch Hochfrequenzerhitzung eine Pastille 9 erhitzt, wodurch Sauerstoff frei wird und gegebenenfalls gebildetes Alkali-oder Erdalkalimetall wieder oxydiert wird ; hierauf wird eine Fangstoffpastille 10 erhitzt, wodurch Magnesium in der Röhre verdampft und die nicht verbrauchten Sauerstoffreste entfernt werden. Auf diese Weise wird während längerer Zeit eine sehr hohe Sekundäremission beibehalten. So erhält man z.
B. bei Verwendung von Bariumoxyd bei einer Spannung von 400Volt während sehr langer Zeit eine Sekundäremission von4-75, von Cäsiumchlorid bei 400 Volt eine Sekundäremission von 6-5, von Ba-fluorid bei 600 Volt von 5'0, von Magnesiumoxyd bei 300 Volt von 2-18. Für die reinen Metalle ist die Sekundäremission für Ba 0-8, für Cs 0-72 und für Magnesium 0'95.
Die obigen Masszahlen beziehen sich auf die mittlere Zahl der durch je ein Primärelektron ausgelösten Sekundärelektronen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Entladungsröhre mit einem Elektrodensystem mit unter anderem einer Sekundäremissionselektrode, die an der Oberfläche mit einer oder mehreren Verbindungen der Alkali-, Erdalkalioder Erdmetalle versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, mittels derer chemische Stoffe in die Röhre eingeführt bzw. entwickelt werden können, die gegebenenfalls während des Betriebes der Röhre auf der Sekundäremissionselektrode gebildetes Alkali-, Erdalkali-oder Erdmetall in eine chemische Verbindung überführen können.