DE2426662A1 - Elektrodenlose entladungsanordnung - Google Patents

Elektrodenlose entladungsanordnung

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DE2426662A1
DE2426662A1 DE19742426662 DE2426662A DE2426662A1 DE 2426662 A1 DE2426662 A1 DE 2426662A1 DE 19742426662 DE19742426662 DE 19742426662 DE 2426662 A DE2426662 A DE 2426662A DE 2426662 A1 DE2426662 A1 DE 2426662A1
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discharge
inert
radiation
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Application number
DE19742426662
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George K Yamasaki
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J65/00Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
    • H01J65/04Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
    • H01J65/042Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
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    • HELECTRICITY
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02Details
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Description

Düsseldorf, 31. Mai 1974
Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.
Elektrodenlose Entladungsanordnung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrodenlose Entladungsanordnungen, die eine scharfe Spektrallinienstrahlung erzeugen, wie sie sich zur Analyse auf dem Gebiet der analytischen Chemie auswerten läßt. Diese Entladungsanordnungen werden typischerweise durch eine Hochfrequenz (HF) - oder Mikrowellen-Energiequelle erregt. Die spezielle gewünschte Linienstrahlung wird durch Verdampfung und Emission ausgewählter Elemente erzeugt, die in elementarer Form eingeführt werden können, häufig aber auch als leicht verdampfbare Halogensalze der Elemente geliefert werden. Während die Halogensalze sich bei geeigneten Arbeitstemperaturen bequem verdampfen lassen, machen die Halogenelemente es schwieriger, die Entladung einzuleiten. So sind beispielsweise in der Regel Zündspannungen von mehr als 1200 V, wie sie sich am Westinghouse-EDL-Erreger-Leistungsversorgungsmodell 185 ablesen lassen, erforderlich, um eine zuverlässige Zündung einer solchen Entladungsanordnung zu erreichen. Anschließend können die Entladungsanordnungen bei viel niedrigeren Arbeitsspannungen betrieben werden, jedoch bringt die Notwendigkeit, über eine hohe anfängliche Zündspannung zu verfügen, es zwangsläufig mit sich, daß eine kornplexe Energieversorgung verwendet werden muß, die relativ hohe Kosten bedingt. Die Verwendung/??!tium oder festen radioaktiven
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Telefon (O211) 32O8 58
Telegramme Custopat
Elementen in einer elektrodenlosen Entladungsanordnung lehrt die US-PS 3 648 100. Das radioaktive Material wird verwendet, um eine Anfangselektronenquelle zur Verfügung zu stellen, durch die das Zünden oder Auslösen der Entladung erleichtert werden kann. Die Verwendung radioaktiver inerter Gase in einer elektrischen Hochspannungs-Entladungsanordnung hoher Leistung und mit geheizter Kathode lehrt die FR-PS 1 590 9 80.
Erfindungsgemäß ist eine elektrodenlose Entladungsanordnung, die durch eine HF-Energiequelle zur Erzeugung eines gewünschten Spektrallinienausgangs anregbar ist, - dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Glaskolben,von dem mindestens ein Teil für die Ausgangsstrahlung durchlässig ist und der eine Arbeitsatmosphäre aus Füllgas einschließt, eine bestimmte Menge eines ausgewählten Elements oder einer leicht verdampfbaren Verbindung des ausgewählten Elements, das zur Erzeugung des gewünschten Spektrallxnienausgangs erregt werden soll, sowie eine vorgegebene Menge eines ausgewählten radioaktiven Isotops eines inerten Gases aufweist.
Die vorgegebene Menge eines inerten gasförmigen radioaktiven Isotops verringert das Anfangspotential der Anordnung, wobei jedoch eine Beeinträchtigung der im wesentlichen linienförmigen Emissionskennlinien der Anordnung vermieden wird. Das spezielle inerte gasförmige radioaktive Isotop und die Menge einbezogenen Materials werden für die Verwendung in einer im wesentlichen linienförmig abstrahlenden Quelle festgelegt. Die Linienstrahlung entspricht dem ausgewählten Element, das im Elernentarzustand oder als Halogensalz des Elements mit einbezogen wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung weiter ins einzelne gehend erläutert, wobei die einzige Figur der Zeichnung einen Querschnitt durch eine Entladungsanordnung nach der Erfindung wiedergibt.
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Im einzelnen läßt Fig. 1 die elektrodenlose Entladungsanordnung nach der Erfindung erkennen, die einen hermetisch abgedichteten, strahlungsdurchlässigen Kolben 12 aufweist, der typischerweise aus Quarz oder einem anderen solchen hochtemperaturfesten glasartigen Material gebildet ist. Der Kolben 12 der Entladungsanordnung hat typischerweise eine im wesentlichen zylindrische Gestalt und ein Volumen zwischen 0,5 und 5 cm . Der Lampenkolben ist so ausgelegt, daß er zur Erregung in ein HF-, vorzugsweise ein Mikrowellenfeld gebracht werden kann. Die zur Aufrechterhaltung der Entladung dienende Füllung enthält ein Füllgas, das vorzugsweise ein inertes Gas wie Argon oder Neon mit einem Druck im Bereich von 0,1 - 20 Torr, vorzugsweise 0,5-5 Torr, ist. Das Element 14, das den gewünschten Linienstrahler bildet, wird in seiner elementaren Form oder in Form des leichter verdampfbaren Halogensalzes des Elements geliefert. Das Halogensalz wie etwa Antimonchlorid wird in einer Menge zwischen 0,1 und 10 mg für die oben angegebenen Entladungsanordnungsvolumina geliefert. Die spezielle Menge des Halogensalzes hängt vom Dampfdruck des im Einzelfall infrage kommenden Salzes ab. Die Verwendung der Halogensalze setzt die Leistungs- bzw. Energieanforderungen für die Entladungsanordnung stark herab, was sich ohne weiteres daraus herleiten läßt, daß Antimon einen Siedepunkt von 1383° C hat, während Antimonchlorid bei etwa 223° C siedet. Die Entladungsanordnungen nach der vorliegenden Erfindung arbeiten bei Temperaturen bis zu etwa 400 C. Die Verwendung von Halogensalzen hat insofern einen Nachteil, als Halogene eine hohe Elektronenaffinität aufweisen, so daß in den Anfangs- bzw. Zündphasen der Entladung ein größeres Zündpotential notwendig ist.
Es wurde gefunden, daß die Zugabe eines gasförmigen radioaktiven Isotops, vorzugsweise Krypton-85, zu der zur Aufrechterhaltung der Entladung dienenden Füllung das Anfangs- bzw. Zündverhalten solcher Entladungsanordnungen in starkem Maße verbessert. Das gasförmige radioaktive Isotop wird in einer Menge zugesetzt, die ausreicht, um einen Strahlungswert zwischen 10 - 10 Mikro-Curie zu erhalten. Das gasförmige radioaktive Isotop senkt das zur Auslösung oder Einleitung der Entladung erforderliche Zündpotential
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beträchtlich ab, gestattet einen kontinuierlichen Betrieb bei verhältnismäßig niedriger Energie und vermeidet eine Beeinträchtigung oder Linienverbreiterung des gewünschten Linienstrahlungsausgangs der Anordnung.
Relative Voltmeterspannung (Zünden) am Mikrowellen-Energieversorgungs-Westlnghouse-Modell Nr. 185
Element bzw. Salz Füllgas nur Argon Füllgas Argon-Kr-85
Sb Cl2 1500 V 900 V
Sb Br2 1500 800
Sb I3 1400 750
Te Cl4 15O0 800
Te I2 15OO 800
As I2 1300 700
Se I2 1200 650
Pb I 1500 800
Cd I2 1400 800
Sn Cl2 1500 900
As (elementar) 1000 800
Se (elementar) 900 800
Vergleichbare verringerte Zündpotentiale für solche elektrodenlosen Entladungsanordnungen werden mit Argon-39 als gasförmige» radioaktivem Zusatz erzielt.
Der gewünschte spektrale Ausgang einer solchen elektrodenlosen Entladungsanordnung liegt im kurzwelligen UV und weist im wesentlichen Linienstrahlung auf. Für eine antimonhaltige Anordnung entspricht die interessierende Ausgangsstrahlung im wesentlichen einer 2173 Ä-Strahlung für Absorptions- oder Emissions-Spektroskopieanwendungen .
Die inerten radioaktiven gasförmigen Isotope erzeugen keine kurxwellige UV-Strahlung, die den Haupt-Linienstrahlungsausgang beeinträchtigen würde. Diese inerten Gase erzeugen auch keine stör
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rende Kontinuitätsstrahlung im interessierenden kurzwelligen UV-Bereich .
Patentansprüche;
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Claims (6)

P atentansprüche
1.^Elektrodenlose Entladungsanordnung, die durch eine HF-Energiequelle zur Erzeugung eines gewünschten Spektrallinienausgangs anregbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsanordnung (10) einen Glaskolben (12) , von dem mindestens ein Teil für die Ausgangsstrahlung durchlässig ist und der eine Arbeitsatmosphäre aus Füllgas einschließt, eine bestimmte Menge eines ausgewählten Elements (14) oder eine leicht verdampfbare Verbindung des ausgewählten Elements, das zur Erzeugung des gewünschten Spektrallinienausgangs angeregt werden soll, sowie eine vorgegebene Menge eines ausgewählten radioaktiven Isotops eines inerten Gases aufweist.
2. Entladungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte gasförmige Isotop in einer Menge anwesend ist, die ausreicht, um für ein Strahlungsniveau zwischen 10 und
-2
10 Mikro-Curie zu sorgen«
3. Entladungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte gasförmige Isotop Krypton-85 ist.
4. Entladungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte gasförmige Isotop Argon-39 ist.
5. Entladungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewählte Element in Form eines Halogensalzes vorliegt.
6. Entladungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgas ein inertes Gas mit einem Druck zwischen 0,1 - 20 Torr ist.
KN/jn 3
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DE19742426662 1973-06-06 1974-06-01 Elektrodenlose entladungsanordnung Pending DE2426662A1 (de)

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JP (1) JPS5021580A (de)
DE (1) DE2426662A1 (de)
FR (1) FR2232835A1 (de)

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Publication number Publication date
JPS5021580A (de) 1975-03-07
FR2232835B1 (de) 1978-01-20
FR2232835A1 (en) 1975-01-03

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