DE1813033A1

DE1813033A1 - Elektronenoptische Anordnung

Info

Publication number: DE1813033A1
Application number: DE19681813033
Authority: DE
Inventors: Delany Edward Bernard; Mayo Ralph Elliot
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1967-12-22
Filing date: 1968-12-06
Publication date: 1969-10-16
Also published as: US3557365A

Description

C IC Ul- 5602 LANGENBERG(RhId.), den 4.12.1968'

•fernst t. lAJeisse Bökenbusch 41

rv ι dl 7·· Ul · Telefon 1319

Dipl.-Phys. Jürgen MJeisse _{Te|ex 8516895}

Patentanwälte

Patentanmeldung

The Perkin-Elmer Corp., Norwalk, Conn., U.S.A.

Elektronenoptische Anordnung

Die Erfindung betrifft eine elektronenoptische Anordnung für hohe Stromdichten, beispielsweise bei Ionenquellen für Massenspektrometer.

Eine Ionenquelle für ein Massenspektrometer ist in der Lage, eine Mehrzahl von Ionenbestandteilen aus einer Probe durch Elektronenbombardement verdampfter Probenmoleküle zu erzeugen.

Die erhaltenen Ionen werden zu einer Ionen-Fangelektrode in einem Analysenteil des Spektrometers beschleunigt und bewegen

sich durch -ein zeitlich veränderliches Magnetfeld. Durch dieses f Magnetfeld sind Ionen verschiedener M/e-Verhältnisse auf einen Durchbruch der Fangelektrode fokussierbar. Ionen, ,die durch den Durchbruch der Ionen-Fangelektrode hindurchtreten, erregen einen Elektronenvervielfacher und ein Ausgang desselben wird auf einen Schreiber zur Aufzeichnung des Massenspektrums der Probe gegeben.

Außer einer von einer Kathode gebildeten Elektronenquelle und einer Elektronen-Fangelektrode enthält eine Ionenquelle elektronenoptische Mittel. Ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten, durchbrochenen Platten ist in dem Strompfad der Elektronen angeordnet und bilden Wandteile einer Ionisationskammer. Eine

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dieser Platten wirkt als eine erste Anode und im Zusammenwirken mit einer auf Kathodenpotential gehaltenen Gitterelektrode bewirkt diese, daß die Elektronen ,auf einen Durchbruch in ihrem Querschnitt fokussiert werden.

Es sind auch magnetfelderzeugende Mittel vorgesehen, um ein axiales, den Elektronenstrahl bündelndes Feld herzustellen. Diese Anordnung ergibt einen relativ schmalen Elektronenstrahl zum Auftreffen auf Probenmoleküle in der Ionisationskammer.

Die Empfindlichkeit eines Massenspektrometers hängt in starkem Maße von dem Wirkungsgrad ab, mit welchem die Ionenquelle Ionen aus den Probenmolekülen erzeugt. Bei relativ geringen Probengeschwindigkeiten und in den Fällen, in denen die Probenmenge begrenzt ist, kann der Wirkungsgrad der Ionenquelle ausschlaggebend für eine sinnvolle Analyse sein.

Ionen werden in der Ionenquelle erzeugt, wenn die verdampften Probenmoleküle in die Bahn des Elektronenstrahls in der Ionisationskammer gelangen. Die entstehenden Teilchenstöße sowie sekundäre Stöße zwischen Elektronen, Ionen und Probenmolekülen erzeugen Ionen. Die Stromintensität des Elektronenstrahls ist ein wichtiger Faktor zur Erzielung eines wirkungsvollen Betriebs der Ionenquelle. Die Wahrscheinlichkeit von Elektron-Molekülstoßen und der Wirkungsgrad der Ionenquelle steigt im allgemeinen mit der Intensität des Elektronenstrahls. Es ist somit vorteilhaft, eine Ionenquelle zu schaffen, die einen Strahl von relativ hoher Stromstärke erzeugt.

Die als Kathode wirkende Elektronenquelle besteht im allgemeinen aus einer direkt beheizten Kathode, die haarnadelartige Gestalt hat und von einer Gitterelektrode von zylindrischer Gestalt um-,, geben ist. Obwohl vom Gesichtspunkt der Elektronenoptik her die

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Haarnadelanordnung eine punktförmige Elektronenquelle annähert und die Fokussierung der Elektronen erleichtert, ist die Elektronenemissionsfähigkeit einer solchen Haarnadelkathode auf einen Wert begrenzt, der unterhalb der Elektronenstromdichten liegt, wie sie für einen erhöhten Wirkungsgrad der Ionenquelle wünschenswert wären. Die Emissionsfähigkeit der Kathode kann generell dadurch erhöht werden, daß die Elektronenquelle bei einer relativ höheren Temperatur betrieben wird. Ein solcher Betrieb mit höherer Temperatur ist jedoch mit einer unerwünschten Verkürzung der Lebensdauer der Kathode verbunden. ™

Bei einer anderen Elektronenquelle zur Erzeugung erhöhter Elektronenemission wird eine relativ größere Emissionsoberfläche geschaffen. Wegen der relativ kleinen Abmessungen einer Ionenquelle wird jedoch die Fokussierung der Elektronen bei einer Emissionsoberfläche der Kathode von erhöhter mechanischer Größe schwierig. Bei einer Anordnung zum Fokussieren von Elektronen, die von einer relativ großen Kathodenoberfläche ausgehen, wird eine hohle halbkugelige Gitterelektrode, d.h. eine Gitterelektrode, die als eine Hälfte einer Hohlkugel geformt ist, um die Kathode in der Nähe eines versenkten Durchbruchabschnittes der ersten Anode angeordnet. Der Durchbruch ist Λ

relativ klein und es hat sich gezeigt, daß diese Anordnung zwar einen relativ großen Elektronenstrahl aufnimmt, daß der Strom aber wegen der Größe des Durchbruchs auf Stromdichten beschränkt ist, die kleiner sind als wünschenswert. Wenn der Durchbruch vergrößert ist, um größere Stromdichten aufzunehmen, wird das fokussierende Feld schwerwiegend verzerrt.

Eine Abwandlung dieser Elektrodenanordnung, die für größere Durchbruchgrößen und entsprechende Stromdichten eingerichtet ist, weist zusätzliche feldformende Elektroden auf, die im Abstand

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zwischen der halbkugeligen Elektrode und der versenkten ersten Anode angeordnet sind. Eine solche Abwandlung führt jedoch zu einer relativ komplizierten Elektrodenstruktur und bringt räumliche und Fabrikationsprobleme hinsichtlich der Halterung, der Abstände und der Isolation der Elektroden mit

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgäbe zugrunde, eine verbesserte Ionenquelle für ein Massenspektrometer zu schaffen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ionenquelle mit relativ hoher Stromdichte zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Elektronenoptische Anordnung mit relativ großer Kathode zu schaffen.

Der magnetische Kreis vorbekannter Ionenquellen arbeitete mit einer Haarnadelkathode, so daß zusätzlich und in günstiger Weise die Fokussierung der Elektronen auf der ersten Anode verstärkt wurde. In dieser Hinsicht erstrecken sich die axialen Kraftlinien bis in die Nähe der Kathode und üben eine parallelrichtende Kraft auf die Elektronen außerhalb der Ionisationskammer aus. Bei einer Ionenquelle mit einer relativ großen Kathode ist eine wesentliche Parallelrichtwirkung außerhalb der Iosnisationskammer nachteilig, da sie die gewünschte Fokussierung der Elektronen hindert.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Ionenquelle einen verbesserten magnetischen Kreis zur Verwendung mit einer Kathode zu schaffen, die eine relativ große Emissionsoberfläche besitzt.

Die elektronenoptische Anordnung gemäß der Erfindung ist ge-

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«Γ

kennzeichnet durch eine erste Anode mit einem hohlkugelig geformten feldfokussierenden Abschnitt vom Kugelradius R₀, eine hohle Gitterelektrode, die relativ zu der ersten Anode angeordnet ist und einen sphärisch geformten Abschnitt mit dem Radius R. und einem kegelstumpfförmigeri Abschnitt von der Höhe h. aufweist und eine innerhalb der Gitterelektrode angeordnete Kathode, die aus einem langen Draht in ebener Anordnung besteht.

Nach der vorliegenden Erfindung weist die Ionenquelle eine λ

direkt beheizte Kathode auf, die aus einem langen Draht gebildet ist, der in solcher Gestalt angeordnet ist, daß er eine relativ große elektronenemittierende Oberfläche bildet. Die Kathode ist von einer Gitterelektrode umgeben, die einen hohlkugeligen Abschnitt mit dem Radius R₁ und einen hohlen kegelstumpfförmigen Abschnitt besitzt. Eine erste durchbrochene Anode ist relativ zu der Gitterelektrode angeordnet und weist einen Abschnitt auf, der sich zu der Gitterelektrode hin erstreckt und als hohler, durchbrochener sphärischer Abschnitt mit dem Radius R₀ ausgebildet ist, wobei R., > R₀· Bei dieser Anordnung wird eine relativ hohe Dichte des Emissionsstromes erzeugt, während die Elektronen durch den Durchbruch der ersten Anode mit einer relativ einfachen Raumform fokussiert werden. f

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält ein magnetischer Kreis für die Ionenquelle die erste Anode, die aus ferromag-netischem Material hergestellt ist. Dadurch wird der Magnetfluß durch die erste Anode im wesentlichen um die Gitterelektrode und die als Elektronenquelle dienende Kathode herum gelenkt, wodurch im wesentlichen eine Störung der elektrostatischen Fokussierung verhindert wird.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die züge-

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hörigen Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Diagramm -und zeigt die allgemeine Anordnung eines Massenspektrometer.

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung und zeigt die allgemeine Anordnung einer nach der vorliegenden Erfindung aufgebauten Ionenquelle.

Fig. 3 ist eine teilweise abgebrochen und teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht der Ionenquelle von Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Ionenquelle von Fig. 2, zusammengebaut mit ionenbeschleunigenden Elektroden des Massenspektrometer.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht der Elektronenquelle von Fig. 3

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Kathode von Fig. 5

Fig. 7 ist eine Draufsicht der Gitterelektrode und der Kathode von Fig. 5

Fig. S ist eine stärker ins Einzelne gehende Ansicht der ersten Anode und der Gitterelektroden von Fig. 5

Fig. 9

Fig. 10 sind Darstellungen, welche die einzelnen Teile der Ionenquelle nachbilden und die Abmessungen eines speziellen Ausführungsbeispiels der Erfindung angeben sollen.

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In Fig. 1 ist die generelle Anordnung eines Massenspektrometer dargestellt, welches die Merkmale der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Ionenquelle, die generell mit 10 bezeichnet ist, erhält eine gasförmige Probe oder eine verdampfte flüssige Probe von einem Speicher und einem normierten Leck Stattdessen kann auch eine feste Probe verdampft und mit einer Einspritzvorrichtung l4 für eine feste Probe in die Ionenquelle eingeführt werden. Ein Elektronenstrahl der Ionenquelle erzeugt positive Ionen durch Stöße mit. Probemolekülen und diese Ionen werden über einen eingeschlossenen Weg, der durch Leitung ä l6 gebildet wird, auf eine Ionen-Fangelektrode und einen Elektronenvervielfacher l8 beschleunigt. Diese Ionen durchsetzen ein zeitlich veränderliches Magnetfeld, welches durch einen Elektromagneten 20 und eine Abtaststromquelle 22 erzeugt wird. Ein Ausgangssignal des Elektronenvervielfachers l8, dessen Amplitude ein Maß für die Häufigkeit einer speziellen M/e-Zahl ist, wird durch einen Verstärker 26 einem Schreiber 24 zugeführt.

Die Ionenquelle 10 ist im Einzelnen in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Auf einer ersten Tragplatte 30 aus rostfreiem Stahl ist eine Mehrzahl von Dauermagneten 32, 3^, 36 und 38 gehaltert. Die Magneten 32 und 34 sind durch einen Polschuh 40 getrennt und die Magneten 36 und 38 sind durch einen Polschuh k2 getrennt. % Die Polschuhe k0 und 42 weisen Kanäle 44 bzw. 46 auf, die sich durch diese hindurch erstrecken zur Einführung einer verdampften Probe von dem normierten Leck 12 über Kanal 44 oder für die Einführung einer festen Probe von einer Einspritzvorrichtung 14 über Kanal 46. Von den Magneten und den Polschuhen zusammen mit den Polschuhen 48 und 50, die an einem Ende der Ionenquelle angeordnet sind und den Polschuhen 52 und 54 und einer ersten Anode 56, die am entgegengesetzten Ende der Ionenquelle sitzen, wird ein magnetischer Kreis gebildet. Die Teile 48 bis 50 sind aus ferromagnetischem Material, beispielsweise kaltgewalztem Stahl hergestellt. Eine Ionisationskammer wird durch den Zusammenbau der

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Magneten 32, 34, 36 und 38, der Polschuhe 44 und 46, der ersten Anode 56, einer aus ferromagnetischem Material hergestellten, durchbrochenen Platte 58j der Tragplatte und einer zweiten Tragplatte 6O (Fig. 2) aus rostfreiem Stahl gebildet. Die Polschuhe 48, 50, 52 und 54 weisen- eine sich durch diese hindurch erstreckende zylindrische Bohrung auf. Ein keramisches Kopfstück 62 trägt eine direkt beheizte Rhenium-Kathode 63 als Elektronenquelle und eine Gitterelektrode 64 aus rostfreiem Stahl, die innerhalb der von den Polschuhen 52 und 54 gebildeten Bohrung sitzen. In ähnlicher Weise trägt ein keramisches Kopfstück 65 eine Elektronen-Fangelektröde 66 aus rostfreiem Stahl oder goldplattiert in der Bohrung, die von den Polschuhen 48 und 50 gebildet wird. Elektronen, die von der Kathode 63 emittiert werden, werden durch den Durchbruch 68 der ersten Anode 56 hindurch fokussiert, werden von einem Magnetfeld, welches durch die erwähnten Dauermagnete erzeugt wird zu einem relativ engen Bündel parallelgerichtet und werden auf die Elektronen-Fangelektrode 66 hin beschleunigt. Elektronen, die mit Molekülen in der Ionisationskammer zusammenstoßen, erzeugen positive Ionen, die durch eine Öffnung 70 in der unteren Tragplatte 30 in den Analysenteil des Spektrometers beschleunigt werden.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung der Ionenquelle und der ionenbeschleunigenden Elektroden. Die Ionenquelle 10 ist in einer evakuierten Kammer 72 durch Schrauben 74 gehaltert, die sich durch Löcher in einer metallischen Montageplatte 76 erstrecken und mit Gewindelöchern in einer metallischen Eingangsplatte 78 des Analysenteils in Eingriff sind. Diese Schrauben verbinden die Ionenquelle 10, die Platten 76 und 78, eine metallische Ionenbeschleunigungsplatte 80 und eine Mehrzahl von isolierenden Kugeln 82 miteinander, die in Teildurchbrüche in diesen Platten

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hineinragen. Bei einer Anordnung werden die Platten 76 und 78 auf Erdpotential gehalten, während an die Ionenquellenanordnung 10 über die Platte 60 ein relativ dazu positives Potential E₁ angelegt wird. Dadurch wird die Ionenquellenanordnung auf dem Potential E. gehalten. An die Kathode und die Gitterelektroden, die gegen die Anordnung durch das keramische Kopfstück 62 isoliert sind, wird eine positive Spannung E₀ angelegt, und eine positive Spannung E₀ wird an die Elektronen-Fangelektrode angelegt, die in ähnlicher Weise gegen die Ionenquellenanordnung durch das keramische Kopfstück 65 isoliert ist. An die Beschleunigungselektrode ÖO wird eine positive ionenbeschleunigende Spannung E, angelegt. Positive Ionen treten aus der Ionenquelle an dem Durchbruch 70 aus, treten durch den Schlitz in der Beschleunigungselektrode 80 und gelangen in den Analysenteil durch einen Durchbruch in der Eingangsplatte 78.

Die Fig. 4, 5» 6, 7 und 8 zeigen im Einzelnen die Elektronenquelle und eine nach der vorliegenden Erfindung hergestellte elektronenoptische Anordnung. Das Kopfstück 62 trägt die Gitterelektrode 64, welche durch starre, tragende Platinzuleitungen im Abstand von einer Fläche 74 des Kopfstückes gehalten wird. Die Gitterelektrode enthält einen hohlkugelig geformten Abschnitt vom Radius R₁ und einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 83 der Länge h.. Diese Eigenschaften sind im Einzelnen in Fig. 8 dargestellt. Die direkt beheizte Kathode 63 ist durch Zuleitungen auf dem Kopfstück und innerhalb eines eingeschlossenen Volumens der Gitterelektrode 64 gehaltert. Diese Kathodenzuleitungen erstrecken sich durch Durchbrüche 80, die in einer unteren Fläche des halbkugelförmigen Abschnitts 79 vorgesehen sind. Die Kathoden-Gestalt ist im Einzelnen in der perspektivischen Darstellung von Fig. 6 gezeigt. Die Kathode ist aus einem langen Rhenium-Draht

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hergestellt, der in einer .ebenen bifilaren Spiralform angeordnet ist. Eine Zuleitung 8l (Fig. 5) ist mit der Kathode 63 und dem Gitter 64 verbunden, um an diesen Elektroden das gleiche Gleichstrompotential herzustellen. Die erste Anode 56 (Fig. β) ist aus zwei relativ dünnen Platten von ferromagnetisehern Material hergestellt. Eine der Platten weist einen feldformenden hohlkugelig geformten Abschnitt 82 mit dem Durchmesser D und dem Radius R₀ auf, welcher sich auf die Gitterelektrode 62 hin und diese hinein erstreckt. In diesem Abschnitt ist ein Durchbruch 68 vorgesehen. Die relativen räumlichen Abmessungen des Gitters 64 und des Abschnitts 82 werden durch die Beziehungen gegeben: R > h und R > R .

Die Kathoden-Anordnung ist besonders vorteilhaft, da eine relativ große elektronenemittierende Oberfläche vorgesehen wird. Die bifilare Spiralanordnung bewirkt, daß die Mitte der Kathodenanordnung mit einer relativ höheren Temperatur arbeitet und als derjenige Kathodenabschnitt längs der langgestreckten Kathode wirkt, der die höchste Stromemission ergibt- Wegen dieser Gestalt werden Teile der Kathode, die weiter von dem Mittelpunkt entfernt liegen, relativ kühler und zeigen weniger Emission. Das bildet eine ideale Anordnung zur Fokussierung nach, bei welcher die Kathode räumlich in einer unteren Innenfläche der sphärischen Gitterelektrode angeordnet ist. Dementsprechend werden Elektronenstrahldichten zur Erhöhung des Wirkungsgrades der Ionenquelle geschaffen.

Die Gestalt der Gitterelektrode 64 und feldfokussierenden Elektrode 82 bestimmen elektrostatische Felder, die zur Fokussierung in der relativ großen Fläche der Kathode auf die Öffnung 68 geeignet sind. Bei der Erzeugung dieses fokussierenden Feldes ruft die Gitterelektrode 64 eine Äquipotentialfläche

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hervor und die Feldlinien erstrecken sich im wesentlichen radial zum Mittelpunkt der Kugel hin. Elektronen, die von dem von der Gitterelektrode 64 umschlossenen Volumen ausgehen, werden daher konisch auf den Durchbruch 68 gerichtet. Es wird somit eine relativ große Stromdichte erzeugt und wirksam in einem Volumen von relativ kleinen Abmessungen fokussiert, und zwar mit einer einfachen Elektrodenraumform·

Nach einen anderen Merkmal der Erfindung sind die magnetischen Kraftlinien 84 (Fig. 5), die sich in axialer Richtung durch die Ionisationskammer erstrecken, von der Kathode als Elektronenquelle und von dem Gitter 64 abgelenkt und zwar durch die erste Anode 56, die von den beiden Teilen aus ferromagnetischem Material gebildet wird und von dem Polschuh 54. Die gewünschte Fokussierungswirkung in der Nähe der Kathode und der Gitterelektrode bleibt daher durch das Magnetfeld im wesentlichen ungestört.

In einer speziellen Konstruktion, die als Beispiel angegeben ist und die Erfindung in keiner Weise einschränken soll, hat sich gezeigt, daß die folgende Ionenquelle einen erhöhten Wirkungsgrad zeigt:

Dimensionen der Ionisationskammer, wie in Fig. 9 dargestellt, sind: H s 1,00 cm W = 0,78 cm L = 0,53 cm

Polschuhe 54 und 52 sind aus ferromagnetischem Material hergestellt und haben die Abmessungen wie in Fig. 10 dargestellt von:

a = 0,58 cm e = 0,60 cm

b β 1,57 cm f = 0,73 cm

c = 0,88 cm g = 0,78 cm

d = 0,40 cm

Polschuhe 48 und 50 haben die gleichen Abmessungen wie die entsprechenden Polschuhe 54 und 52.

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Die Kathode, hergestellt aus Rhenium, zeigt eine effektive

6 2 elektronenemittierende Oberfläche von ungefähr 4,7 x 10 cm

R = 0,25 cm

R₂ = 0,13 cm E₁ = 2000 V-

	a 1925 V~	k a	0,04 cm
	= 2040 V~	m se	Ö,08 cm
*β 008 cm**	0,13 cm	Durchmesser

Durchbruch 68 =
^E2
^E3

Es wird somit eine Ionenquelle von relativ hohem Wirkungsgrad beschrieben, in welchem die Stromdichte des Elektronenbündels wesentlich erhöht ist und leicht mit einer relativ einfachen Elektrodenraumfonn auf einen Durchbruch der ersten Anode fokussiert wird.

Es ist vordem zwar eine spezielle Ausführungsform der Erfindung beschrieben worden. Es versteht sich jedoch, daß daran verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne daß von dem Grundgedanken der Erfindung und den Schutzbereichansprüchen abgewichen würde.

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Claims

Patentansprüche

1.) Elektronenoptische Anordnung für hohe Stromdichten beispielsweise hei Ionenquellen für Massenspektrometer, gekennzeichnet durch,

eine erste Anode (56) mit einem hohlkugelig geformten feldfokussierenden Abschnitt vom Kugelradius R_p, g

eine hohle Gitterelektrode (64) die relativ zu der ersten Anode (56) angeordnet ist und einen sphärisch geformten Abschnitt (79) mit dem Radius R. und einen kegelstumpfförmigen Abschnitt (83) von der Höhe h aufweist, und eine innerhalb der Gitterelektrode (64) angeordnete Kathode (63), die aus einem langen Draht in ebener Anordnung besteht.

2.) Elektronenoptische Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der feldfokussierende Abschnitt der ersten Anode (56) ä auf die Gitterelektrode (64) hin zusammenläuft.

3·) Elektronenoptische Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß R₁> R₂ und R. > h. ist.

4») Elektronenoptische Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß sich der feldfokussierende Abschnit der ersten

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Anode (56) in die hohle Gitterelektrode (6k) hinein erstreckt.

5·) Elektronenoptische Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kathode (63) als bifilare Spirale ausgebildet ist.

6.) Elektronenoptische Anordnung nach Anspruch 5» P dadurch gekennzeichnet,

daß die bifilare Spirale im wesentlichen in einer Ebene liegt.

7«) Elektronenoptische Anordnung nach Anspruch 1, in Gestalt einer Ionenquelle für Massenspektrometer

mit einer Ionisationskammer, einer aus Draht gebildeten Kathode, einer durchbrochenen Anode,

einer die Kathode umgebenden Gitterelektrode und

einer Fangelektrode, die derart im Abstand von der

W Kathode angeordnet ist, daß von der Kathode emittierte

Elektronen durch die Ionisationskammer hindurchlaufen, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ionisationskammer an gegenüberliegenden Seiten durch ebene Wandungsteile (56, 58) begrenzt ist,

daß der erste Wandungsteil (56) eine erste Anode mit einem zentral angeordneten sphärisch geformten, durchbrochenen feldfokussierenden Abschnitt vom Kugelradius R.

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aufweist, der von der Ionisationskammer nach außen ragt,

daß der zweite Wandungsteil (58) einen zentral angeordneten Durchbruch fluchtend mit'dem Durchbruch in dem ersten Wandungsteil besitzt,

daß die Fangelektrode (66) außerhalb der Kammer neben dem Durchbruch in dem zweiten Wandungsteil sitzt,

daß die Gitterelektrode (64) als Hohlkörper mit einem I

halbkugelförmigen Abschnitt (79) vom Kugelradius R₂ mit R_ > R₁ und einem zusammenhängenden kegelstumpf f örmigen Abschnitt (83) ausgebildet ist und der kegelstumpfförmige Abschnitt (83) in einem Querschnitt desselben einen zusammenlaufenden Durchbruch aufweist,

daß die Gitterelektrode (6k) neben dem feldfokussierenden Glied der Anode (56) so gehaltert wird, daß dieses Glied sich in den konischen Gitterabschnitt (83) erstreckt und

daß die Kathode (63) direkt beheizt und aus einem langen Draht hergestellt ist, der in bifilarer, ebener Gestalt innerhalb des halbkugelförmigen Gitterabschnitts (79) ä

gehaltert ist.

8.) Elektronenoptische Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ionisationskammer Wandungsteile (32, 3^, 36, 38 ...) aufweist, die eine Quelle von magnetischem Potential bilden und ein in der Kammer im wesentlichen in Längsrichtung verlaufendes Magnetfeld ,erzeugen, und daß die erste Anode (56) aus ferromagnetische!!» Werkstoff besteht.

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