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Einrichtung zur Erzeugung rascher Ionen Bei den bekannten Einrichtungen
zur Erzeugung rascher Ionen werden diese in einem gasgefüllten Entladungsraum erzeugt,
aus diesem entfernt und in einem weiteren, hochevakuierten Raum beschleunigt. Der
gasgefüllte Ionisationsraum wird in der Regel durch eine topfförmige Anode gebildet
und wird durch :eine im wesenTchen scheibenförmige, mit einer Durchtrittsöffnung
- für die Ionen versehene Kathode von dem ho,chevakuerten Raum ge.rennt. Das Vakuum
dieses letzteren Raumes muß ständig durch eine Pumpe aufrechterhalten werden. Ein
gutes Vakuum ist aber nur zu erzielen, wenn möglichst verhindert wird, daß das Gas
des Ionisationsraumes in den Vakuumraum übertritt. Es muß also beim Durchtritt durch
die Kathodenöffnung einen hohen S.-römungswiderstand finden. Wenn man brauchbare
Ergebnisse erzielen will, kann man bei den bekannten Anordnungen die öffnung in
der Kathode nicht zu klein wählen. Dementsprechend muß der Kanal länger gemacht
werden, was aber, wie sich gezeigt hat, die Ausnutzung der Anordnung herabsetzt.
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Die vorliegende Einrichtung zur Erzeugung rascher Ionen mit einem
gasgefüllten Entladungsraum, dessen Kathode eine öffnung für den Durchtritt der
Ionen hat, hilft diesem Übelstand dadurch ,ab, daß erfindungsgemäß zwischen der
Anode und der Kathode des gasgefülhen Ionisa.ionsrau@mes b;endenartige Teile derart
vorgesehen sind, daß die in dem Ionisationsraum erzeugten tonen von ihrem Erzeugungsort
in -einem konverg:.erenden Strahlenbündel nach der Kathode fl:legen und durch die
öffnungen der blendenartigen Teile und der Kathode hindurch.reten.
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Es ist zwar schon bekannt, reine Elektronenströme durch elektrische
oder magnetische
Linsen zu folzussieren. Auch die Bündelung von
Ionenströmen wurde bereits angelvendet, und zwar bei einem Kathodenstrahlrohr, bei
dem durch Aufprall der in :einem Hilfsentladungsraum erzeugten Ionen auf eine kleine
Fläche ein starker, von dieser kleinen Fläche ausgehender Elek:ronenstro#m erzeugt
werden soll. Die Bühdelung des Ionenstrornes findet bei diesen Röhren aber nicht
in dem eigentlichen Erzeugungsraum der Ionen statt, und diese verlassen den Erzeugungsraum
nicht durch ein kleines Loch, sondern durch eine verhältnismäßig weite ringförmige
üffnung. Die Ionen auf ihrem Wege von dein Erzeugungsort bis zur Austrittsöffnung
atts dein gasgefüllten Ionisationsrau:m zu bündeln, ist eine neue Maßnahme, die
bisher noch nicht verwendet wurde, offenbar deshalb, weil man bisher .auf dem Sandpunkt
stand, daß die Gasentladung nur durch die Neuerzeugrnig zahlreicher Elektronen durch
Auftreffen von Ionen auf die Kathode des gasgefüllten Ionisationsraurres .aufrechterhalten
werden kann. D:e Einrich:ung der vorliegenden Art beruht auf der Erkenntnis. daß
die Neuerzeugung von Ladungsträgern nicht auf diesem Wege, sondern vielmehr durch
Innenstoß an Gaspartikeln erfolgt und daß die Ausbeute an rasch fliegenden Ionen
durch die Bündelung der Ionen nicht etwa herabgesetzt, sondern sogar vergrößert
wird. Gleichzeitig hat man aber bei der Einrichtung nach der Erfindung den Vorteil,
daß man in. der Kathode des Ionisationsraumes nur einen dünnen Kanal. vorzusehen
und dafür den Kanal nur kurz auszuführen braucht und trotzdem keine Schwierigkeiten
mit der Aufrechterhaltung des Vakuums im Beschleunigungsraum hat. Ein kurzer Kanal
hat sich aber auch wiederum in bezug auf die Ausbeute an schnellen Ionen als vorteilhaft
ertviesen.
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Den Kanaldurchmesser kann man vorteilhaftertveise gleich der Kanallänge
oder größer als diese wählen.
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Eine Anordnung nach der Erfindung zeigt die Fig. i. In dieser bedeutet
i die Anode, 2 die Kathode, 3 den Kathodenkanal, welcher den Gasraum :1 mit dem
Vakuumraum 5 verbindet. Die Anode i hat auf der Seite der Kathode eine Ansatzfläche
6, welche mit einer @ifinung 7 für den Durchtritt der Ladungsträger v ersehen ist.
Der Strom der _ L<<duli,;-,-träger wird durch den blendenartigen Teil gebündelt,
so daß .er nur ,einen geringen Querschnitt hat und ohne weiteres auch dttrc17 einen
engen Kana13 hindurchtreten kann.
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Die Ansatzfläche der Anode kann natürlich auch. in einer anderen Weise,
z. B. als gekrümmte Fläche S nach FiZ.2, ausgebildet werden. Ebenso ist es möglich,
den. als Blendtivirkenden Teil von der eigentlichen Anode zti trennen und ihm ein
vom Anodenpotential verschiedenes Potential aufzudrücken. Diese Ausfiilirungsiröglichkeit
soll Fig.3 andetiteii. Zwischen der Anode 9 und der Kathode io liegt eine Blende
i i, deren Potential über odciunter dem:%,iiodenpot-eittial liegt. _Xtistatt cinei
einzelnen. Blende kann rnan auch deren niebrere vertvenden. Wesentlich bleibt dabei
stets die Bündelung des Ladungsträgerstrrines @-oi-.,einem Durchtritt durch. die
Kathode.