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Vakuumgefäß, in dem sowohl Kathoden- als auch Kanalstrahlen erzeugt
werden Man hat bereits Vakuumgefäße vorgeschlagen, in denen sowohl Kathodenstrahlen
als auch Kanalstrahlen erzeugt und gegen ein Lenardfenster, d. h. ein Fenster zum
Austritt von Elektronen, gerichtet werden. Solche Vakuumgefäße dienen zur Ausführung
chemischer Reaktionen. Leitet man jenseits des Fensters einen Luftstrom an dem Vakuumgefäß
vorbei, so entstehen in ihn Stickstoffverbindungen. Die Natur der sich hierbei vollziehenden
Reaktion ist noch ungeklärt. Da das Fenster wie dasjenige einer Lenardschen Röhre
ausgebildet ist, so können durch dasselbe Elektronen austreten. Welc ne Bedeutung
der gegen das Fenster gerichteten Kanalstrahlung zukommt, ist wissenschaftlich noch
ungeklärt. Es kann sein, daß die Kanalstrahlen die Entstehung einer für ,chemische
Reaktionen wesentlichen Sekundärstrahlung bewirken. Jedenfalls ist es erforderlich,
neben den Kathodenstrahlen auch Kanalstrahlen gegen das Lenardsche Fenster zu richten,
da erst dann die Reaktionen sich vollziehen. Für diese dürfte auch das Vorhandensein
von Röntgenstrahlen von Bedeutung sein. Röntgenstrahlen werden infolge der hohen
Spannungen, die an die Elektroden des Vakuumgefäßes gelegt werden, dabei ebenfalls
erzeugt, ohne daß hierzu besondere Einrichtungen an der Röhre vorgesehen werden
müssen. Diese Röntgenstrahlen fallen durch die das Fenster des Gefäßes bildende
Metallfolie in den Reaktionsraum und können dort evtl. einen gewissen Einfluß bei
dem Stattfinden der Reaktion ausüben. Die bisher vorgeschlagenen Vakuumgefäße, in
denen sowohl Kathodenstrahlen als auch Kanalstrahlen erzeugt und gegen ein Fenster
zum Austritt von Elektronen gerichtet werden, sind in. ihrem Aufbau kompliziert,
und ihre Herstellung ist äußerst schwierig. Die Erfindung löst die Aufgabe, den
Aufbau eines Vakuumgefäßes für den beschriebenen Zweck und seine Herstellung zu
vereinfachen.
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Gemäß der Erfindung hat das Vakuumgefäß die Gestalt einer langgestreckten
Röhre, in deren Mittelteil sich eine durchbrochene Kathode und eine Glühkathode
befinden, während an den Enden der Röhre Anoden angeordnet sind, von denen die zwischen
dem Lenardfenster und der Glühkathode liegende Anode mit einer den Kanal- und Elektronenstrahlen
den Durchtritt zum Lenardfenster bietenden öffnung versehen ist. Die langgestreckte
Röhrenform des Vakuumgefäßes ermöglicht ohne Schwierigkeiten das Aufdrücken hoher
Spannungen. Die bisher vorgeschlagenen kugelförmigen Vakuumgefäße waren zu diesem
Zweck mit Elektrodeneinführungsfortsätzen versehen, und da jede Elektrode eines
Einführungsfortsatzes bedarf, in der Herstellung teuer, und überdies war ges schwierig,
den kugelförmigen Mittelteil mit einer großen Zahl von Einführungsfortsätzen zu
versehen. Der einfache Aufbau des Erfindungsgegenstandes geht aus der Zeichnung
hervor.
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In dem Mittelteil der Röhre i befindet sich die-durchbrochene Kathode
2 und die Glühkathode 3. Die _ Glühkathode 3 ist von dem
Zylinder
3a umgeben, der aus Metall besteht. Sie ist durch eine Drahtspirale, die einen Überzug
eines E.rdalkalimetalloxyds aufweist, gebildet. Die Zu- und Abführung des Heizstromes
erfolgt durch den Ansatz 4.. DAS Heizstrom wird durch den Draht 5- zu- unildurch
den Draht 511 abgeleitet. Der durch,; brochenen Kathode 2 ist die Anode 6 zugeordnet,
die mit einer an sich bekannten Wasserkühlung 7 versehen ist. Von der Kathode 2
geht ein Elektronenstrom zur Anode 6, und durch die feinen öffnungen 2a der Kathode
2 treten Kanalstrahlen, d. h. in der Hauptsache Schwärme positiver Ionen, in den
unterenTeil der Röhre i. Zwischen die Anode 6 und die Kathode 2 wird eine Spannung
von etwa 25o kV gelegt. Die Heizspannung für den Glühfaden 3 beträgt etwa 4 Volt.
Die Anode 8 wirkt mit der Glühkathode 3 zusammen. Von letzterer geht zur Anode 8
ein Strom schneller Elektronen, der durch das Lenardfenster 9 in das Freie bzw.
den Reaktionsraum austritt. Das Fenster g besteht etwa aus einer feinen Aluminiumfolie,
die vor einer siebartig durchbrochenen Metallplatte angeordnet ist. Die Anode 8,
die dem von der Glühkathode 3 ausgehenden Elektronenstrom zugekehrt ist, muß eine
solche Gestalt haben; daß die Strahlung auf das hinter ihr befindliche Fenster 9
auftreffen kann. Sie wird dazu in an sich bekannter Weise als Hohlzylinder ausgebildet.
Um ihr Gewicht möglichst gering zuhalten, ist sie mit rechteckigen Durchbrechungen
8a versehen. Der Fensterträger ga ist in bekannter Weise mit einer Flüssigkeitskühleinrichtung
9b versehen, um zu verhüten, daß das Fenster durch die auftreffende Strahlung derart
erhitzt wird, daß es schmilzt. Eine entsprechende Kühlvorrichtung 1o befindet sich
im Mittelteil der Röhre an der Stelle, wo die Kathoden 2 und 3 angeordnet sind.
Den Kühleinrichtungen gb und i o werden durch Rohransätze i i bzw. 12 Kühlflüssigkeiten
zugeführt. öffnungen 13a, 13b dienen zur Verbindung des Fensterträgers ga mit dem
Unterteil der Röhre i durch Schrauben. Entsprechende öffnungen 14a, 14b dienen zum
Anschluß des die Anode 6 enthaltenden Röhrenoberteiles an den die Anode 8 enthaltenden
Unterteil. Dieser ist mit einem Evakuierungsansatz 15 zum Anschluß der Pumpe versehen.
Die Kathode 2 hat einen flanschförmigen Fuß 2b, welcher gemeinsam mit dem Kathodenkörper
2 die Röhre derart unterteilt, daß der obere Röhrenraum 1a und der untere Röhrenraum
1b nur durch die feinen Durchbrecbungen 2a der durchbrochenen Kathode miteinander
in Verbindung stehen. Diese Unterteilung der Röhre bewirkt, daß, wenn die Röhre
an einer sie dauernd entlüftenden -Pumpe hängt, dank des großen Druckgefälles, däs
die Kanäle 2a verursachen, zwischen den Aiyhrenteilen 1a und 1b eine Druckdifferenz
; e,iitsteht. Da die Röhre mittels des Ansatzes 15 an die Pumpe angeschlossen wird,
ist der Druck im Röhrenteil 1a größer als im Röhrenteil 1b. Das Vorhandensein eines
etwas höheren Druckes im Röhrenteil 1a vergrößert die Ausbeute an Kanalstrahlen.
Die Entladungswege sind von den Glaszylindern 16 bzw. 16a umschlossen. Die Ummantelungsteile
der Röhre können aus Metall bestehen.