DE3700775A1 - Ionenplasma-elektronenkanone - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ionenplasma-Elektronenkanone.

Die erfindunggemäße Ionenplasma-Elektronenkanone ist vom gleichen Typ wie die in der US-PS 39 70 892 beschriebene Elektronenkanone. Wie in der US-PS erwähnt ist, stellt die Plasmakathoden-Elektronen­ kanone den jüngsten Fortschritt auf dem Gebiet der Erzeugung von Hochenergie-Elektronenstrahlen dar, wie sie beispielsweise in elektronenstrahlerregten Gaslasern verwendet werden. In einer solchen Elektronenkanone wird in einer Hohlkathoden-Entladung zwischen der hohlen Kathodenoberfläche und einem bezüglich der Kathode mit einer relativ niedrigen Spannung gespeisten Anoden­ gitter ein Plasma erzeugt. Aus dem Entladungsplasma werden durch das Anodengitter und ein Steuergitter Elektronen extrahiert, welche in einer plasmafreien Zone zwischen den Gittern und einer Beschleu­ nigungsanode auf hohe Energien beschleunigt werden. Bei der Be­ schleunigungsanode handelt es sich typischerweise um ein dünnes Folienfenster, welches gegenüber der Kathode auf einer relativ hohen Spannung gehalten wird. Vorteile der Plasmakathoden- Elektronenkanone sind deren konstruktive Einfachheit und Stabilität, die leichte Steuerbarkeit sowie der hohe Wirkungsgrad, geringe Kosten und die Eignung zur Erzeugung großflächiger Elektronenstrahlen.

Die US-PS 40 25 818 beschreibt eine Ionenplasma-Elektronenkanone, die ähnlich ist wie die Anordnung nach der US-PS 39 70 892, zusätz­ lich jedoch eine Drahtanode für die Plasmaentladung sowie eine An­ zahl von Prallflächen aufweist, so daß die Plasmakammern hinter­ einander geschaltet werden können.

Die Elektronenverteilung der in den Röhren nach der US-PS 39 70 892 und der US-PS 40 25 818 erzeugten Elektronenstrahlen ist im allgemei­ nen gekennzeichnet durch einen Peak in der Mitte und einen allmäh­ lichen Abfall auf Null an den Kanten des Folienfensters.

Ein wichti­ ges Ziel der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, einen verbes­ serten Aufbau zu schaffen, der es ermöglicht, einen Elektronenstrahl mit gleichförmiger Elektronenverteilung über den gesamten Strahl­ querschnitt beim Austritt aus dem Folienfenster zu erhalten.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Ionenplasma- Elektronenkanone zu schaffen, die sich durch lange Standzeiten und hohen Wirkungsgrad auszeichnet.

Dies wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung erreicht, wobei in den Unteransprüchen spezielle Ausführungsbeispiele der Er­ findung angegeben sind.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht der Hauptkomponenten einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ionenplasma-Elektronenkanone,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einiger interner Komponenten der Elektronenkanone nach Fig. 1, darunter einen Kathoden­ einsatz, wobei die Komponenten gegenüber entsprechenden Komponenten der Ausführungsform nach Fig. 1 jedoch modi­ fiziert sind,

Fig. 3 eine detailliertere und gleichzeitig etwas modifizierte Schnittansicht einer Hochspannungs-Durchführung, die in der Elektronenkanone nach Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 4 eine detailliertere, geringfügig modifizierte Ansicht der Plasmakammer und des Folienfensters der Elektronen­ kanone nach Fig. 1,

Fig. 5 eine perspektivische Teildarstellung des Folienfensters nach Fig. 4 und dessen Tragrippen;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Ausführungs­ form einer Elektronenkanone, bei der die Fläche der Plasma­ quelle erhöht ist, um die Breite des von der Elektronenkanone erzeugten Elektronenstrahls zu erhöhen,

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Druck-Strom-Stabilisierungssystems für die Elektronenkanone nach Fig. 1,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Gitter­ struktur für die erfindungsgemäße Elektronenkanone,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht, ähnlich der Ansicht nach Fig. 1, einer etwas modifizierten Version der Elektronen­ kanone, und

Fig. 10 eine perspektivische Teilansicht eines Abschnittes der Ausführungsform nach Fig. 9.

Fig. 1 zeigt die Hauptkomponenten einer erfindungsgemäßen Plasma- Elektronenkanone. Die Kanone enthält ein elektrisch leitendes, ge­ erdetes Gehäuse, welches sich aus einer Hochspannungskammer 13, einer Ionenplasma-Entladungskammer 12 und einem elektronendurchlässigen Folienfenster 2 zusammensetzt. Durch die Plasma-Entladungskammer 12 hindurch erstreckt sich ein Draht 4. Das Folienfenster ist elektrisch an das geerdete Gehäuse angeschlossen und bildet eine Anode, welche Elektronen veranlaßt, auf sie und durch sie hindurch beschleunigt zu werden. Das Gehäuse ist mit 1-10 Millitorr (0,133-1,33 Pa) Helium ge­ füllt. In der Hochspannungskammer 13 befindet sich eine Kathode 6, auf deren Unterseite ein Kathodeneinsatz 5 montiert ist. Der Einsatz 5 be­ steht typischerweise aus Molybdän, kann jedoch aus irgendeinem anderen Material bestehen, welches einen hohen Sekundäremissions-Koeffizienten besitzt. Die Hochspannungskathode 6 ist gegenüber dem Gehäuse gleich­ mäßig beabstandet, um einen Paschen-Durchbruch zu vermeiden.

Eine Hochspannungsquelle 10 liefert ein negatives Potential von 200-300 Kilovolt über ein Kabel 9 an die Kathode 6. Das Kabel 9 läuft durch einen Epoxy-Isolator 14 zu einem Widerstand 8, der zwischen dem Kabel 9 und der Kathode 6 liegt. Die Kathode 6 und der Einsatz 5 werden durch eine geeignete Kühlflüssigkeit, zum Beispiel Öl, gekühlt, wozu die Kühl­ flüssigkeit durch Leitungen 7 hindurchgepumpt wird.

Die Plasmakammer 12 enthält eine Anzahl metallischer Rippen 3, die mit­ einander mechanisch und elektrisch verbunden sind. Die Rippen 3 ent­ halten in der Mitte Ausschnitte, so daß der Draht 4 durch den gesamten Aufbau hindurchlaufen kann. Die der Kathode 6 zugewandten Seiten der Rippen 3 bilden ein Extraktionsgitter 16, während die gegenüber­ liegenden Seiten der Rippen ein Traggitter 15 zur Abstützung des elektronendurchlässigen Folienfensters 12 bilden. Flüssigkühl­ kanäle 11 dienen zur Abfuhr von Wärme aus der Plasmakammer.

Das elektronendurchlässige Fenster 2 kann aus einer 1 Millizoll (zirka 25,4 Mikrometer) dicken Titanfolie bestehen, die von dem Traggitter 15 gehalten wird und mit Hilfe eines O-Ringes gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist. Eine Gas-Verteilungskanalanordnung 12 dient zum Kühlen des Folienfensters mit unter Druck stehendem Stick­ stoff sowie zur Beseitigung von Ozon aus dem Strahlbereich.

Über einen Steckverbinder 4 A (Fig. 2) ist an den Draht 4 ein Modulator 1 angeschlossen. Wenn der Modulator 1 aktiviert ist, erfolgt in der Plasmakammer 12 mit Hilfe des Drahtes 4 eine Entladung von positiven Heliumionen. Der Modulator kann eine Gleichstromquelle oder ein 20-30- MHz-Hochfrequenzgenerator sein. Ist einmal die Ionenentladung im Gange, wird der Elektronenstrahl angeschaltet. Die in dem Plasma erzeugten positiven Heliumionen werden durch das durch das Extraktionsgitter 16 in die Plasmakammer streuende Feld in Richtung der Kathode 6 angezogen. Das Feld kann in der Stärke von einigen hundert Volt bis zu zehntausend Volt variieren. Die Ionen fliegen entlang der Feldlinien durch das Extraktionsgitter 16 hindurch in die Hochspannungskammer 13. Hier werden sie über das volle Potential beschleunigt und bombardieren den Kathodeneinsatz 5 in Form eines ausgeblendeten Strahls. Die von dem Kathodeneinsatz emittierten Sekundärelektronen besitzen eine gering­ fügige räumliche Streuung auf Grund der kosinusförmigen Verteilung ihrer Emissionsrichtung. Der sich ergebende Elektronenstrahl trifft teilweise auf das Extraktionsgitter 16 auf und verringert dadurch den System-Wirkungsgrad.

Dieser System-Wirkungsgrad läßt sich durch die in Fig. 2 skizzierte Anordnung verbessern. Fig. 2 zeigt den zum Beispiel aus Kupfer oder einem anderen geeigneten, elektrischen leitenden Material bestehenden Kathodeneinsatz 5 mit abgewinkelten Sekundär-Emissionsschlitzen 5 A, deren Oberflächen zum Beispiel mit Molybdän beschichtet sind, und die mit den Räumen zwischen den Rippen des Extraktionsgitters 16 ausge­ richtet sind. Diese Geometrie erhöht die Sekundäremissions-Ausbeute und dient außerdem dazu, die Elektronen von den Rippen des Extraktions­ gitters 16 fortzulenken, so daß weniger Elektronen von dem Extraktions­ gitter abgefangen werden.

In der speziellen Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Extraktions­ gitter 16 von dem Folien-Traggitter 15 getrennt. Die von der Kathode 5 kommenden Elektroden gelangen durch das Folienfenster hindurch in die Plasmazone, um den von der Elektronenkanone erzeugten Elektronenstrahl zu erzeugen. Die Rippen des Folien-Traggitters 15 sind ausgerichtet mit den Rippen des Extraktionsgitters 16. Nach dem Eintritt in die Plasmakammer streuen die Elektronen geringfügig und haben die Neigung, auf die Rippen des Folien-Traggitters aufzutreffen. Indem man jedoch den Abstand zwischen den Gittern verringert, läßt sich dieses Abfangen von Elektronen minimieren.

Die Form des Extraktionsgitters 16 ist entscheidend für die Elektronen­ verteilung innerhalb des Elektronenstrahls. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Tiefe des Extraktionsgitters proprotional zu dem Feld, welches die Öffnung durchdringt, ohne daß die Gitterstruktur vorhanden ist. Dies führt zu einer gleichförmigen Feldverteilung und liefert damit einen Elektronenstrahl, der eine wesentlich homogenere Elektronenstrahl- Verteilung aufweist als ein Elektronenstrahl, den man erhielte bei Ver­ wendung eines flachen oder gleichförmigen Extraktionsgitters.

Fig. 3 zeigt die rohrförmige Hochspannungs-Durchführung der Elektronen­ kanone nach Fig. 1 mehr im einzelnen. Die Durchführung enthält den Epoxy- Isolator 14, den Widerstand 8 und einen Epoxy-Vakuumisolator 17, welcher die Kathode 5, 6 trägt. Der Isolator 17 liefert ein Kühlfluid, zum Beispiel Öl an den Kathodeneinsatz. Durch den Isolator 17 führt eine Verbindung von dem Widerstand 8 zu der Kathode.

Der Aufbau der Plasmakammer 12 und des Folienfensters 2 ist in Fig. 4 im einzelnen dargestellt. Das Vakuumgehäuse enthält die Plasmakammer- Rippen 3. Ein Tragrahmen 18 dichtet die Folie des Fensters 2 gegen das Vakuumgehäuse 13 mit Hilfe einer O-Ring-Dichtung 30 ab. Die Gas- Verteilerleitungsanordnung 10 befindet sich oberhalb der Folie 2 und liefert Stickstoffgas zum Kühlen der Folienoberfläche. Oberhalb der Gasleitungsanordnung befindet sich eine Strahlmeßstruktur, die Drähte 21 enthält, welche den Elektronenstrahl abfangen und eine Spannung oder einen Widerstandswert bilden, der gemessen und in eine Strom­ dichte umgesetzt wird. Dies ermöglicht eine Echtzeitüberwachung der Elektronenverteilung innerhalb des Elektronenstrahls.

Fig. 5 zeigt Einzelheiten der Folienfenster-Anordnung. Die Anordnung enthält eine auf die Rippen des Folien-Traggitters 15 zur Verringerung des Wärmekontaktwiderstandes aufgeschweißte Folie 2. Die Anordnung um­ faßt die Gas-Leitungsanordnung 10, die durch Schlitze 23 Gas zur Kühlung auf die Folie ausstößt und dazu dient, die Elektronendurchlässigkeit der Folie zu erhöhen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 wird die Fläche der Plasmaquelle erhöht, um die Breite des erzeugten Elektronenstrahls zu erhöhen. Eine Anzahl von Drähten 6 befindet sich zwischen den Rippen des Extraktions­ gitters 16 an Stelle des einzelnen Drahtes 4 bei der vorhergehenden Ausführungsform. Die Drähte 6 erhöhen die Homogenität des Elektronen­ strahls. Die Rippen des Folien-Traggitters 15 und die Rippen des Extraktionsgitters 16 sind wie bei den obigen Ausführungsbeispielen ausgerichtet und besitzen auch die Kühlkanäle 11.

Für den Langzeitbetrieb benötigt man ein Mittel zum Überwachen des Momentandruckes in dem Vakuumgehäuse der Ionenkanone. Eine Änderung des Vakuumdruckes beeinflußt die Plasmadichte und mithin die Elektronen­ strom-Dichte. Fig. 7 zeigt eine geeignete Einrichtung zum Stabi­ lisieren des Druckes und des elektrischen Stromes in der Elektronen­ kanone. Der Anfangsdruck im Inneren des Gehäuses wird durch Einstellen eines Ventils 126 in einer von einer Druckgasquelle 130 zu der Plasma­ kammer 12 führenden Leitung 128 festgelegt. Durch Einschalten des Modulators 1 wird die Plasmaerzeugung in Gang gesetzt. Ein Spannungs­ überwacher 129 mißt den momentanen Ruhedruck sowie jegliche Verunreini­ gungen, die möglicherweise aus dem Vakuumgefäß resultieren. Ein An­ stieg der Spannung bedeutet einen geringeren Druck. Der Ausgang des Spannungsüberwachers 129 wird dazu herangezogen, das Ventil 126 mit Hilfe einer Ventilsteuerung 127 und damit den Vakuumdruck im Inneren der Elektronenkanone zu steuern. Der von dem Modulator 1 kommende Strom wird auch von dem Spannungsüberwacher 129 gesteuert, wie in der Zeichnung angedeutet ist. Die Einrichtung nach Fig. 7 stellt einen stabilen Ausgangs-Elektronenstrahl-Strom sicher.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 besitzt ein Kathodeneinsatz 5′ mehrere konisch geformte Eindrücke oder Vertiefungen, die über die Oberfläche des Einsatzes verteilt sind. Die Vertiefungen sind mit Molybdän oder einem anderen Sekundäremissionsmaterial überzogen. Das Extraktionsgitter 16′ besitzt eine Mehrzahl von Löchern, die axial ausgerichtet sind mit den konisch geformten Vertiefungen. Das Folien-Traggitter 15′ besitzt mehrere Löcher, die axial aus­ gerichtet sind mit den Löchern des Extraktionsgitters 16′.

Die Ausführungsform nach Fig. 9 ähnelt der Ausführungsform nach Fig. 1, mit der Ausnahme, daß die Draht-Ionenquelle 4 ersetzt ist durch ein Paar Plasmadrähte 4′, die sich in Kammern 100 befinden, welche gegenüber dem Elektronenstrahlweg versetzt angeordnet sind. Die Ionen werden durch Schlitze 102 in den Seiten der Kammern zur Kathode 6 gezogen. Die Schlitze 102 sind so geformt, daß sich ein gleichförmiges Feld in der Plasmakammer ergibt.

Diese Ausführungsform zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus, da die von der Kathode emittierten Sekundärelektronen sämtlich einen freien und ungehinderten Weg zu dem Folienfenster 2 besitzen.

Claims (24)

1. Ionenplasma-Elektronenkanone, gekennzeichnet durch

• - ein elektrisch leitendes, evakuiertes Gehäuse, das eine erste und eine zweite Kammer bildet, die einander benachbart sind und eine Öffnung zwischen sich besitzen; - eine Ein­ richtung (4) zum Erzeugen positiver Ionen in der ersten Kammer (12);
• - eine in der zweiten Kammer (13) angeordnete Kathode (6), die mit Abstand von dem Gehäuse und von diesem isoliert an­ gebracht ist und eine Sekundärelektronen-Emissionsfläche (5) besitzt;
• - eine Einrichtung (8, 9, 10) zum Anlegen einer negativen Hochspannung zwischen die Kathode (6) und das Gehäuse, damit die Kathode (6) die positiven Ionen aus der ersten Kammer (12) in die zweite Kammer (13) zieht, so daß sie auf die Emissions­ fläche (5) der Kathode (6) auftreffen und veranlassen, daß die Emissionsfläche Sekundärelektronen emittiert;
• - eine elektrisch leitende, elektronendurchlässige Folie (2), die sich über eine Öffnung in dem Gehäuse an der Seite der ersten Kammer (12), die der Kathode (6) zugewandt ist, erstreckt und elektrisch mit dem Gehäuse verbunden ist, um eine Anode für die Sekundärelektronen zu bilden und zu veranlassen, daß die Sekundärelektronen in Form eines Elektronenstrahls durch die Folie (2) hindurchgelangen;
• - ein elektrisch leitendes Extraktionsgitter (16), das in der zweiten Kammer (13) benachbart der Sekundärelektronen-Emissions­ fläche (5) der Kathode (6) montiert ist und an das Gehäuse an­ geschlossen ist, um ein elektrostatisches Feld an der Oberfläche zu erzeugen und zu veranlassen, daß von dort kommende Sekundär­ elektronen durch die Öffnungen in dem Gitter (16) in die erste Kammer (12) hineingelangen; und
• - ein elektrisch leitendes Traggitter (15), das in der ersten Kammer (12) der Folie benachbart montiert ist sowie an die Folie und das Gehäuse angeschlossen ist, wobei das Gitter (15) die Folie (2) trägt und in sich Öffnungen aufweist, die mit den Öffnun­ gen in dem Extraktionsgitter (16) ausgerichtet sind, um gemeinsam mit diesem die Sekundärelektronen auf die Folie zu beschleunigen.

2. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsgitter (16) und das Traggitter (15) jeweils mehrere beabstandete und parallele Rippen aufweisen, die die miteinander ausgerichteten Öffnungen zwischen sich bilden.

3. Elektronenkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsgitter (16) und das Traggitter (15) jeweils ein mit Löchern ausgestattetes Teil zur Bildung der miteinander aus­ gerichteten Öffnungen besitzten.

4. Elektronenkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kathode (6) Kühlkanäle (7) sowie Mittel zum Einführen eines Kühlfluids in die Kühlkanäle enthält.

5. Elektronenkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Sekundärelektronen-Emissionsfläche (5) der Kathode (6) Nuten in vorbestimmten Winkeln ausgebildet sind, um die Elektronenemission zu erhöhen und Elektronen durch die Öffnun­ gen in dem Extraktionsgitter (16) zu lenken.

6. Elektronenkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich durch das Gehäuse hindurch ein rohrförmi­ ges Hochspannungs-Zuführelement in die zweite Kammer (13) hinein erstreckt, daß in dem rohrförmigen Zuführelement ein Isolierelement (17) angeordnet ist, welches an der Kathode (6) befestigt ist, um die Kathode in der zweiten Kammer (13) zu lagern, und daß sich durch das rohrförmige Zuführelement und das Isolierelement hin­ durch eine ein Kabel enthaltende Einrichtung erstreckt, die an die Kathode (6) angeschlossen ist.

7. Elektronenkanone nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Isolierelement (17) Kühlkanäle (7) ausgebildet sind, die der Kathode ein Kühlfluid zuführen.

8. Elektronenkanone nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem rohrförmigen Zuführelement ein Widerstand (8) montiert ist, der zwischen dem Kabel (9) und der Kathode (6) in Reihe ge­ schaltet ist.

9. Elektronenkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der ersten Kammer (12) ein Draht (4) angeordnet ist, der gegenüber dem Gehäuse isoliert ist, um der Einrichtung, die positive Ionen erzeugt, elektrischen Strom zuzuführen.

10. Elektronenkanone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Draht (4) von einer Gleichstrom-Spannungsquelle ein Gleich­ strom zugeführt wird.

11. Elektronenkanone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Draht von einer Hochfrequenz-Spannungsquelle ein Hochfrequenz­ strom zugeführt wird.

12. Elektronenkanone nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nachbarschaft der Folie (2) ein Rahmen­ teil montiert ist, welches eine Gasverteilungs-Leitungsanordnung (10, 11, 23) aufweist, um Kühlgas auf die Oberfläche der Folie (2) zu lenken.

13. Elektronenkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Extraktionsgitter (16) und in dem Traggitter (15) ein Kanalsystem zum Transport eines Kühlfluids für die Gitter ausgebildet ist.

14. Elektronenkanone nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsgitter (16) und das Traggitter (15) jeweils ein flaches ebenes Element aufweisen, die mehrere aus­ gerichtete Löcher besitzen, und daß die Sekundärelektronen-Emissions­ fläche (5′) der Kathode (6) mehrere konisch geformte Vertiefungen enthält, die mit den Löchern ausgerichtet sind.

15. Elektronenkanone nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (2) auf das Traggitter (15) aufgeschweißt ist, um eine wirksame Kühlung der Folie (2) zu erreichen.

16. Elektronenkanone nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Extraktionsgitter (16) in Längsrichtung von dem Traggitter (15) beabstandet ist und eine sich ändernde Tiefe aufweist.

17. Elektronenkanone nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (12) mehrere benachbarte Ab­ schnitte besitzt und eine entsprechende Anzahl von Drähten (6) auf­ weist, die sich durch die Abschnitte hindurch erstrecken, und daß das Traggitter (15) eine entsprechende Anzahl benachbarter Abschnitte aufweist, die in den benachbarten Abschnitten der ersten Kammer (12) angeordnet sind.

18. Elektronenkanone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Quelle für unter Druck stehendes, ionisierbares Gas vorgesehen ist, daß eine Leitungsanordnung (128) die Quelle (130) mit dem Inneren der ersten Kammer (12) verbindet, daß in der Leitungsanordnung (128) ein Ventil (126) liegt, welches den Druck des ionisierbaren Gases in der ersten Kammer (12) steuert, daß eine Überwachungseinrichtung (129) an die erste Kammer (12) angeschlossen ist, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, welches eine Funktion des momentanen Ruhe- Gasdrucks in der ersten Kammer ist, und daß eine Steuereinrichtung (128) für das Ventil (126) auf das von der Überwachungseinrichtung (129) kommende elektrische Signal anspricht, um das Ventil (126) derart einzustellen, daß in der ersten Kammer ein vorbestimmter Be­ triebsdruck des ionisierbaren Gases aufrechterhalten wird.

19. Elektronenkanone nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stromquelle (1) an den Draht und an die Überwachungsein­ richtung (129) angeschlossen ist, die auf das von der Überwachungs­ einrichtung kommende Signal anspricht, um den Stromfluß durch den Draht zu steuern.

20. Elektronenkanone nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Folienfensters (2) mehrere Drähte gelagert sind, um die Elektronenstrahl-Gleichförmigkeit durch Messen der Einzelwiderstände der Drähte zu überwachen.

21. Elektronenkanone nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen positiver Ionen innerhalb der ersten Kammer (12) eine sich durch die erste Kammer (12) hindurch erstreckenden Draht (4) aufweist.

22. Elektronenkanone nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen positiver Ionen in der ersten Kammer mindestens einen Draht aufweist, der sich durch eine bezüglich der ersten Kammer quer versetzte Kammer, die durch einen Schlitz mit der ersten Kammer (12) in Verbindung steht, er­ streckt.

23. Ionenplasma-Elektronenkanone, gekennzeichnet durch:

• - ein elektrisch leitendes, evakuiertes Gehäuse, welches eine erste und eine zweite Kammer (12, 13) bildet, die benachbart sind und eine Öffnung zwischen sich aufweisen;
• - eine Einrichtung zum Erzeugen positiver Ionen in der ersten Kammer (12)
• - eine in der zweiten Kammer (13) angebrachte Kathode (6), die von dem Gehäuse isoliert angebracht ist und eine Sekundärelektronen- Emissionsfläche (5) besitzt;
• - eine Einrichtung (8, 9, 10) zum Anlegen einer negativen Spannung zwischen die Kathode (6) und das Gehäuse, damit die Kathode die positiven Ionen aus der ersten Kammer (12) in die zweite Kammer (13) zieht, so daß sie auf die Emissionsfläche (5) zu der Kathode (6) auftreffen und bewirken, daß die Emissionsfläche Sekundärelektronen emittiert;
• - eine elektrisch leitende, elektronendurchlässige Folie (2) die sich über eine Öffnung in dem Gehäuse am Ende der der Kathode zu­ gewandten ersten Kammer erstreckt, wobei die Folie elektrisch mit dem Gehäuse verbunden ist, um eine Anode für die Sekundärelektronen zu bilden und zu veranlassen, daß die Sekundärelektronen in Form eines Elektronenstrahls durch die Folie (2) hindurchtreten;
• - ein elektrisch leitendes Extraktionsgitter (16), das in der zweiten Kammer (13) in der Nachbarschaft der Sekundärelektronen- Emissionsfläche zu der Kathode (6) zu angeordnet und an das Gehäu­ se angeschlossen ist, um an der Emissionsfläche ein elektrostatisches Feld zu erzeugen, damit Sekundärelektronen von der Emissionsfläche durch die Öffnungen in dem Gitter (16) in die erste Kammer hinein gelangen, wobei das Extraktionsgitter (16) außerdem eine sich ändernde Oberflächentiefe aufweist, die proportional ist zu dem elektrostatischen Feld innerhalb der ersten Kammer (12), so daß jegliche Schwankungen in der Stärke des elektrostatischen Feldes im wesentlichen eliminiert werden und ein im wesentlichen gleich­ förmiger Elektronenstrahl von der Kathode durch die Folie (2) hin­ durch emittiert wird; und
• - ein elektrisch leitendes Traggitter (15), das in der ersten Kammer in der Nachbarschaft der Folie (2) montiert und an die Folie sowie das Gehäuse angeschlossen ist, und das zum Abstützen der Folie dient.

24. Ionenplasma-Elektronenkanone gekennzeichnet durch

• - ein elektrisch leitendes, evakuiertes Gehäuse, das eine erste und eine zweite Kammer (12, 13) bildet, die einander benachbart sind und zwischen sich eine Öffnung aufweisen;
• - eine Einrichtung (4) zum Erzeugen positiver Ionen in der ersten Kammer (12);
• - eine in der zweiten Kammer (13) mit Abstand von dem Gehäuse und von diesem isoliert angeordnete Kathode (6), die eine Sekundär­ elektronen-Emissionsfläche (5) aufweist;
• - eine Einrichtung (8, 9, 10) zum Anlegen einer negativen Hochspan­ nung zwischen die Kathode (6) und das Gehäuse, damit die Kathode die positiven Ionen von der ersten Kammer (12) in die zweite Kammer (13) zieht, damit sie dort auf die Emissionsfläche der Kathode (6) auftreffen und die Emissionsfläche Sekundärelektronen emittiert;
• - eine elektrisch leitende, elektronendurchlässige Folie (2), die sich über eine Öffnung in dem Gehäuse an der der Kathode (6) abge­ wandten Seite der ersten Kammer (12) erstreckt und elektrisch an das Gehäuse angeschlossen ist, um eine Anode für die Sekundärelektronen zu bilden und die Sekundärelektronen zu veranlassen, in Form eines Elektornenstrahls durch die Folie (2) hindurchzutreten;
• - ein elektrisch leitendes Extraktionsgitter, das in der zweiten Kammer (13) benachbart der Sekundärelektronen-Emissionsfläche (5) der Kathode montiert und an das Gehäuse angeschlossen ist, um an der Emissionsfläche ein elektrostatisches Feld zu erzeugen, damit die von der Emissionsfläche kommenden Sekundärelektronen durch die Öffnungen in dem Gitter in die erste Kammer (12) hineingelangen; und
• - ein elektrisch leitendes Traggitter (15), das in der ersten Kammer (12) der Folie benachbart angeordnet ist und an die Folie sowie an das Gehäuse angeschlossen ist, wobei das Traggitter (15) die Folie ab­ stützt und in sich Öffnungen aufweist, die mit den Öffnungen in dem Extraktionsgitter (16) ausgerichtet sind, so daß das Traggitter in Verbindung mit dem Extraktionsgitter (16) dazu dient, die Sekundär­ elektronen auf die Folie (2) hin zu beschleunigen.