CS259976B1 - Katoda elektronové trysky β chladicím obvodem - Google Patents

Abstract

Účelem řešení je obvod tepla z míst na vysokém potenciálu, například z katody elektronové trysky. Podstatou Je, že chladicí nádoba a nevodivou kapalinou je spojena izolačními trubicemi s chladičem, například kondenzační nádobou.

Description

Vynález se týká katody elektronová trysky s chladicím obvodem, zejména pro elektronové mikroskopy a jiné elektronově optické přístroje, vyžadující odvod tepla z míst na vysokém a velmi vysokém potenciálu.

Moderní elektronové mikroskopy a jiné elektronově optické přístroje jsou vybavovány elektronovými tryskami, v jejichž katodové části vzniká ztrátové teplo nejen v důsledku žhavení emitujícího vlákna, ale i v budicích cívkách magnetické katodové čočky, které často nahrazuje dříve používané'čočky elektrostatické. Přitom konstrukční díly katodové části trysky jsou obvykle umístěny na vysokém, případně velmi vysokém potenciálu a ve vysokém vakuu. Ztrátový výkon rozptýlený v katodě elektronové trysky se z podstatné části odvádí pouze vyzařováním, nebot izolační nosné prvky katody mají zákonitě velmi malou tepelnou vodivost. Pouze u katodových systémů pro poměrně malé urychlovací napětí^ cca do 5 <& 10 kV_f lze pro částečný odvod tepla z katody využít speciální keramické materiály s poměrně vysokou tepelnou vodivostí. Účinný způsob chlazení katod elektronových trýsek pro elektronově optické přístroje, pracující s urychlovacím napětím desítky až stovky kV, dosud nebyl popsán. Nevýhodou dosavadních konstrukčních řešení katod elektronových trysek je proto jejich poměrně vysoká pracovní teplota, snižující spolehlivost a přinášející nebezpečí teplotních driftů, a v případě použití magnetické katodové čočky její omezené buzení a značné nároky na prostor pro umístění dostatečně dimenzovaného budicího vinutí.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje katoda elektronové trysky s chladicím obvodem, jejíž podstatou je, že chladicí obvod sestává z chladicí nádoby, které je spojena s katodou elektronové trysky, přičemž chladicí nádoba je opatřena nevodivou kapalinou, například éterem, a spojena jednou nebo několika izolačními trubicemi s chladičem, například kondenzační nádobou.

Hlavní předností elektronové trysky této konstrukce je skutečnost, že z katody trysky umístěné na vysokém potenciálu lze odvést podstatně vyšší množství ztrátového tepla při minimálním rozdílu teplot systému katody a chladiče, a tím zcela vyloučit nebezpečí teplotních driftů systému, zvýšit spolehlivost funkce, umožnit dosažení vyšších hodnot buzení magnetické katodové čočky a snížit rozměry katody. Tím je umožněna konstrukce elektronových trysek s optickými parametry, běžným poslopem nedosažitelnými.

Vynález blíže objasní na přiloženém výkresu schematický řez katodou elektronové trysky s magnetickou katodovou čočkou. Emitující vlákno 2» obklopené magnetickým obvodem katodové čočky 6 s budicí cívkou 8, je spojeno s chladicí nádobou 2 částečně naplněnou nevodivou kapalinou 2» například éterem. Chladicí nádoba 2 je dutou izolační trubicí případně několika trubicemi spojena é chladičem, například kondenzační nádobou 2· Izolační trubice £, chladicí nádoba 2 a kondenzační nádoba 2 tvoří vakuově těsný systém, oddělující chladicí kapalinu 2 oů obklopujícího evakuovaného prostoru. Budicí cívka 8 může být případně umístěna uvnitř chladicí nádoby 2, nebo chladicí nádoba 2 může být konstrukční částí magnetického obvodu katodové čočky 6.

Průtokem proudu vláknem 2, případně budicí cívkou 8, vzniká ztrátové teplo, které je odváděno do nevodivé kapaliny 2· Nevodivá kapalina 2 se při zahřívání vypařuje, její pá. ry procházejí izolační trubicí 4 do kondenzační nádoby 2» ^na jejíchž stěnách kondenzují a vzniklý kondenzát se vrací po stěnách trubice 4 do chladicí nádoby 2. Chladicí systém působí tedy na principu tepelné trubice, přičemž použití izolační trubice £ vyrobené z materiálu o vysokém izolačním odporu, například z korundové keramiky, a použití nevodivé chladicí kapaliny J dovoluje připojení zdroje £ vysokého, případně velmi vysokého napětí mezi uzemněnou kondenzační nádobu £ a chlazený katodový systém elektronové trysky, aniž by funkce chlazení byla narušena.

Katoda elektronové trysky s chladicím obvodem je určena zejména pro elektronové mikroskopy a jiné elektronově optické přístroje, případně může nalézt uplatnění tam, kde je nutno odvádět teplo z míst ležících na vysokém potenciálu vzhledem k chladiči.

Claims (2)

1. Katoda elektronové trysky s chladicím obvodem, vyznačená tím, že chladicí obvod sestává z chladicí nádoby (2), která je spojena s katodou elektronové trysky (1), přičemž chladicí nádoba (2) je opatřena nevodivou kapalinou (3), například éterem, a spojena jednou, nebo několika izolačními trubicemi (4) s chladičem, například kondenzační nádobou (5).

2. , Katoda elektronové trysky podle bodu 1 , vyznačená tím, že zdroj (9) vysokého nebo velmi vysokého napětí, spojený s katodou elektronové trysky (1),je zemním potenciálem připojen ke kondenzační nádobě (5).