DE2128255C3 - Elektronenstrahlgenerator - Google Patents

Description

keiten.

Angesichts der im allgemeinen langgestreckten Form der Linearkathode erweist sich ein rechteckiger

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektronen- ao Querschnitt der rohrförmigen Elektroden als bevnr-

strahlgenerator zum Erzeugen eines flächigen Elek- zugenswert. . .

tronenstrahlbündels mit einer Linearkathode und mit In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise

einer Vielzahl von ineinandergeordneten, cns FIek- veranschaulicht, und zwar zeigt

tronenstrahlenbündel teilweise umgebenden rohrför- F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Ausfuhrungs-

migen Elektroden. as form -'nes EIeJ tronenstrahlgenerators und

Unter anderem zur Bestrahlung von Polymerpro- F i g. 2 eine Unteransicht der Elektrodenanorddukten und anderen Stoffen, deren Eigenschaften nung des Generators nach Fig. I.
man ändern will, dienen Elektronenstrahlgenerato- Es sei zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen, bei ren, die eir. flächiges Elektronenstrahlbündel abge- der es sich um eine Querschnittsansiclit eines Elckben. Es ist bekannt, hierfür eine langgestreckte Line- 30 tronenstrahlgenerators handelt, der ein evakuiertes arkathode zu verwenden, so daß keine magnetischen Gehäuse mit einem Außenwand-Zylinder 26 und oder elektrischen Ablenkdnr htungen für das Elek- einem aus einer dünnen Aluminium- oder Titanfolie tronenstrahlbündel erforderlich sind. Zur Erhöhung bestehenden Strahlenfenster 27 in seiner Unterseite der Beschleunigungsspannung im zumeist unter stark aufweist. Innerhalb des Gehäuses sind eine Linearkavermindertem Druck stehenden Gehäuse des Elek- 35 thode 23 und eine Steuerelektrode 24 vorgesehen, die tronenstrahlgenerators ist es bekannt, das Elektro- so angeordnet sind, daß ein von der Kathode 23 ausnenstrahlbündel zwischen aufeinanderfolgenden gesandtes Elektronenstrahlbü_t?del auf das Fenster 27 Leiterteilen hindurchzuführen, die auf abgestuften gerichtet wird, während zwischen der Kathode 23 Spannungen liegen können. Diese Leilerteile können und dem Gehäuse, das als geerdete Anode dient, eine beispielsweise plattenförmige rechteckige Elektro- 40 hohe Spannung angelegt ist, um das Elektronenbündenringe sein, die in die Außenwand des Elektronen- del zu beschleunigen. Durch das Fenster 27 tritt also Strahlgenerators eingesetzt sind und durch deren auf- ein flächiger Elektronenstrahlbündel aus.
einanderfolgende mittlere Öffnungen das Elektronen- Bei der Linearkathode 23 braucht eo sich nicht strahlbündel hindurchtritt. Bei diesem Aufbau ergc- notwendigerweise um einen Einzelfaden oder Bandben sich jedoch angesichts der Baugröße solcher 45 streifen zu handeln, sondern sie kann auch als Spule Elektronenstrahlgeneratoren, die in der Größenord- oder in Form mehrerer linear angeordneter Fäden nung mehrerer Meter liegen kann, und dem Erfor- oder Spulen oder in einer kombinierten Form ausgedernis der Gasdichte der Wand erhebliche bauliche bildet sein.
Schwierigkeiten. Aus der Darstellung der Fig. 1, die in schemati-

Es ist auch ein Aufbau der eingangs genannten Art so sierter Form das für den Aufbau des Elektronenbekannt (USA.-Patentschrift 2 887 599), bei der ko- Strahlgenerators Wesentliche zeigt, ist ersichtlich, axiale, kolbenförmig geschlossene, zylindrische Elek- daß außer der Linearkathode 23 und der Steuerelek-Iroden die Linearelektrode umgeben, die entlang der trode 24 eine Vielzahl von rohrförmigen Beschleugemeinsamen Zylinderachse verläuft, wobei das pla- nigungselektroden 25 vorgesehen sind, die so annare Elektronenstrahlbündel radial durch fluchtende 55 geordnet sind, daß sie die Bahn des von der Linear-Schlitze austritt. Die bekannte Konstruktion ist je- kathode 23 ausgesandten flächigen ElektronenbündoQh auf Grund der Elektrodenschaltung und der er- dels umspannen. Die Zwischenräume zwischen den forderlichen Präzision nur für relativ kleine Anlagen Elektroden sind so gewählt, daß deren dielektrische geeignet und kann sich — insbesondere bei einer Isolierung gegeneinander bei den ins Auge gefaßten kleinen Fehljustierung — insofern als nachteilig er- 60 Potentialunterschieden gewährleistet ist. In der Länweisen, als der Elektronenstrahl beim Durchtritt genauslegung der Beschleunigungselektroden 25 und durch die schmalen Schlitze der auf abgestuftem Po- hinsichtlich ihrer jeweiligen Lageanordnung läßt man tential liegenden Elektroden teilweise abgezogen sich von elektronenoptischen Gesichtspunkten unter wird; außerdem ist die Vakuumdichtigkeit der Kon- Berücksichtigung der erforderlichen Beschleunigung struktion nur schwer zu garantieren. 65 der Elektronen leiten. Die zylindrischen Elektroden

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für 25 können eine beliebige Querschnittsform haben,

eine hohe Beschleunigungsspannung erforderlichen, doch ist eine rechteckige Form gemäß der Darstcl-

den Elektronenstrahl führenden Elektroden auch bei lung der F i g. 2 typisch und wird sowohl im Hinblick

auf fertigungstechnische Erfordernisse wie auch aul die einzuhaltenden elektronenoptischen Bedingungen bevorzugt. Der Zylinder 26 des Gehäuses stellt praktisch die äußerste Elektrode dar und dient als geerdete Anode. Die zylindrischen Beschleunigungselektroden 25 sind an der Oberseite des Gehäuses in Isolierteilen 28 gehalicrt und sind mit diesen Isolierteilen 28 in einer hermetisch abdichtenden Anordnung fest verbunden. So können beispielsweise zwischen die Endteile der zylindrischen Elektroden 25 läng- xo liehe Keramikblöcke 28 eingefügt sein, wobei die Anordnung mittels eines Epoxyklebers in bekannter Weise hermetisch abgedichtet ist.

Bei den übrigen, in der F i g. 1 gezeigten Bauelementen und Vorrichtungen handelt es sich im einzelnen um eine Hochspannungsquelle 29 zum Anlegen der Beschleunigungsspannung, eine Stromquelle 30 zur Beheizung der Kathode 23, eine Spannungsquelle 31 für die Steuerelektrode 24, Widerstände 32 zum Unterteilen der Hochspannung, eine Vakuumpumpe 33, eine obere Platte 34 und abdichtende Isolierbüchsen 35.

Ein Elektronenstrahlgenerator, der eine Linearkathode von 2 m Länge sowie außer der Anode 36 zwei zylindrische Beschleunigungselektroden 25 von rechteckiger Querschnittsform aufweist und mit dem ein Elektronenstrahlbündel von 200 keV und 3OmA erzeugt werden kann, hat die Abmessungen 2500 χ 250 χ 250 mm, wobei die Einbauhöhe annähernd nur ein Drittel derjenigen beispielsweise eines typischen van-de-Graaff-Beschleunigers mit entsprechender Leistung beträgt.

Es ist auch die Konstruktion eines Elektronenstrahlgenerators der 500 ksV-Klasse möglich, indem man zu diesem Zweck weitere Beschleunigungselektroden vorsieht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

ί 2 großen Anlagen ohne übermäßige bauliche Kompli- Patentansprüche: ^S Au^'Sgemaß der Erfindung dadurch

1. Elektronenstrahlgenerator zum Erzeugen gelöst, daß die Rohrachsen der Elektroden parallel eines flächigen Elektronenstrahlbündels mit einer 5 zur Fortpflanzungsnchtung des flächigen Elektronen-Unearkathode und mit einer Vielzahl von !nein- strahlbündf'·■ verlaufen. Bei dieser Anordnung wird andergeordneten, das Elektronenstrahlbündel das Elektronenstrahlbündel von den rohrförmigen teilweise umgebenden rohrförmigen Elektroden. Elektroden umgeben und es ist jede fclek.rode an d a d u r c h g e k e η η ζ e i e h η e t, daß die Rohr- einem Ende offen, wodurch nicht nur eine e ektronenachsen der Elektroden (25) parallel zur Fort- « optisch günstige Führung des Elektroßenstrabls und pflanzungsricbtung des flächigen Elektronen- eine günstige Konstruktion hinsichtlich der Abd.chstrahlbündels verlaufen. tung enrfelt wird, sondern insgesamt auch eme em-

2. Elektronenstrahlgenerator nach Anspruch J, fächere Konstruktion und Justierung, selbst fur sehr I dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen große Anlagen, ermöglicht wird. Auch die Anbnn-

Elektroden (25) rechteckigen Querschnitt haben. 15 gung der Vakuumpumpe, die an der beitenwand des

Gehäuses anschließen kann, berettet keine Schwieng-