DE757311C

DE757311C - Pendulum multiplier

Info

Publication number: DE757311C
Application number: DEM138623D
Authority: DE
Inventors: George Baldwin Banks
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1936-07-13
Filing date: 1937-07-14
Publication date: 1952-06-30
Also published as: GB478001A

Description

AUSGEGEBEN AM 30. JUNI 1952ISSUED JUNE 30, 1952

M 138623 VIII c M 138623 VIII c 11 21g21g

PendelvervielfacherPendulum multiplier

ist in Ansprudi genommenis taken into account

Die Erfindung bezieht sich auf einen sog·. Pendelvervielfacher, das ist ein Elektronenvervielfacher, bei dem sich zwei sekundäremittierende Elektroden - (Prallelektroden) gegenüberstehen, zwischen denen die Elektronen hin und her fliegen oder pendeln und jedesmal beim Auftreffen auf eine Prallelektrode eine ,größere Anzahl von Elektronen durch Sekundäremission auslösen.The invention relates to a so-called ·. Pendulum multiplier, that's an electron multiplier, in which two secondary emitting electrodes - (impact electrodes) face each other, between which the electrons flying back and forth or swinging and each time it hits a collision electrode trigger a larger number of electrons through secondary emission.

Die bisher üblichen Elektronenvervielfacher dieser Art lassen sich im allgemeinen in zwei Klassen einordnen: Pendelvervielfacher mit einer Glühkathode als Primärelektronenquelle und Pendelvervielfacher, deren Primärelektronenquelle eine Photokathode ist. In beiden Fällen ergeben sich Schwierigkeiten aus dem Umstand, daß dieselben Elektroden Primär- und Sekundärelektronen abgeben sollen. Die zumeist in Betracht gezogene photoelektrische Auslösung wird erschwert durch die einem Pendelvervielfacher eigene Art des Elektrodenaufbaus und die übliche, das Entladungsgefäß umschließende Feldspule.The previously common electron multipliers of this type can generally be divided into two classes: pendulum multipliers with a hot cathode as the primary electron source and pendulum multiplier, its primary electron source is a photocathode. In both cases difficulties arise from the fact that the same electrodes have primary and should give off secondary electrons. The most commonly considered photoelectric Triggering is made more difficult by the type of electrode structure peculiar to a pendulum multiplier and the usual field coil surrounding the discharge vessel.

Bei einer anderen Art von Elektronenvervielfachern, den sog. Reihenvervielfachern, bei denen der Elektronenstrom eine Prall-In another type of electron multipliers, the so-called series multipliers, in which the electron stream has an impact

elektrode nur einmal berührt und dann zur nächsten fortschreitet, ist die Primärelektronenauslösung durch radioaktive Bestrahlung einer Kathode bekannt. Sie bietet dort jedoch keine merklichen Vorteil«, da dort die obenerwähnten Schwierigkeiten nicht vorliegen. Infolgedessen gaben diese Elektronenvervielfacher auch keinen Anlaß, sich mit der Frage der radioaktiven Primärelektronenaus-ίο lösung näher zu befassen. Die Erfindung geht davon aus, daß den Eigenheiten des Pendelvervielfachers auch bei der Primärelektronenausläsung Rechnung getragen werden muß. Eriindungsgemäß ist bei einem Pendelveivielfacher als Primärelektronenquelle ein radioaktiver Stoff in die Oberfläche mindestens einer Prallelektrode eingebettet oder an einem anderen Teil des Entladungsgefäßes angeordnet. Alan kann daher auf eine Prirnäremissionsfähigkeit der Prallelektroden, die nicht gleichbedeutend mit einer guten Sekundärelektronenergiebigkeit ist, verzichten und widerstandsfähigere Prallelektroden verwenden, die einer stärkeren Elektronenbeschießung widerstehen als eine glüh- oder lichtelektrische Primärkathode.Only touches the electrode once and then advances to the next one, is the primary electron release known from radioactive irradiation of a cathode. However, there it offers no noticeable advantage «, since there the the difficulties mentioned above do not exist. As a result, these gave electron multipliers also no reason to deal with the question of radioactive primary electrons from ίο solution to deal with in more detail. The invention assumes that the peculiarities of the pendulum multiplier must also be taken into account in the primary electron discharge. According to the invention, in the case of a pendulum curve, as a primary electron source a radioactive substance in the surface at least embedded in an impact electrode or on another part of the discharge vessel arranged. Alan can therefore claim a primary emission ability the impact electrodes, which are not synonymous with good secondary electron yield do without and use more resistant impact electrodes, which withstand a stronger electron bombardment than a glow or photoelectric primary cathode.

In der Zeichnung ist ein an sich bekannter Pendel vervielfacher schematisch dargestellt, bei dem sich die Erfindung mit Nutzen anwenden läßt.In the drawing, a known pendulum multiplier is shown schematically, in which the invention can be applied with benefit.

Die Elektronenvervielfacherröhre lx-steht aus einem entlüfteten Gefäß 1, au dessen beiden Enden je eine Prallelektrode 2, 3 angeordnet ist. Die Prallelektroden sind zueinander parallele scheibenförmige Gebilde, deren emissionsfähige Flächen einander zugekehrt sind. In der Mitte zwischen den beiden Prallelektroden ist eine ringförmige oder hohlzylindrische Anode vorgesehen. deren Achse durch die Mittelpunkte der beiden Prallelektroden 2, 3 verläuft. Der Innendurchmesser der Anode 4 ist etwas 'größer als der Durchmesser der Prallelektroden. Um das Elektrodensystem herum ist eine Magnetspule 5 angeordnet, die ein .Magnetfeld erzeugt, dessen Kraftlinien zwischen den Elektroden parallel zur Achse der Anode 4 verlaufen. Die Klemmen eines hochfrequent abgestimmten Kreises 6, 7 sind mit den beiden Prallelektroden verbunden, während der elektrische Mittelpunkt 8 dieses Kreises ül>er eine Batterie 9 an die Anode 4 angeschlossen ist. Die Prallelektroden 2, 3 bestehen aus einer Scheibe aus einem hitzebeständigen sekundäremissionsfähigen Stoff. z, B. aus einer Molybdänplatte, die mit Lithiumborat behandelt ist. Eine mit Lithiumborat bedeckte Molybdänplatte ergibt bei Beschießung mit Primärelektronen eine beträcht-6ü liehe Anzahl Sekundärelektronen, sendet aber bei Betriebstemperatur weder photo- noch glühelektrische Elektronen aus. I'm die erforderlichen Primärelektronen zu erzeugen, ist in einer der Prallelektroden 2, 3 (oder vorzugsweise in beiden) als Primärelektronenquelle eine radioaktive Verbindung, lx'ispielsweise ein l^Transalz, eingel>ettet. Das radioaktive Salz kanu auf einem begrenzten Fleck auf einer oder auf 1km"den Prallelektroden aufgetragen werden oder die ganze Elektrodenfläche l>edecken: am l>esten wird es mit dem aktivierenden Stoff, d. h. in dem beschriebenen Beispiel mit dem Lithiumborat, gemischt.The electron multiplier tube 1x -is composed of a vented vessel 1, on the two ends of which a respective impact electrode 2, 3 is arranged. The impact electrodes are disk-shaped structures that are parallel to one another and the emissive surfaces of which face one another. An annular or hollow cylindrical anode is provided in the middle between the two impact electrodes. the axis of which runs through the centers of the two impact electrodes 2, 3. The inside diameter of the anode 4 is slightly larger than the diameter of the impact electrodes. A magnetic coil 5 is arranged around the electrode system and generates a magnetic field, the lines of force of which between the electrodes run parallel to the axis of the anode 4. The terminals of a high-frequency tuned circuit 6, 7 are connected to the two impact electrodes, while the electrical center 8 of this circuit is connected to a battery 9 to the anode 4. The impact electrodes 2, 3 consist of a disk made of a heat-resistant, secondary emissive material. e.g. from a molybdenum plate treated with lithium borate. A molybdenum plate covered with lithium borate produces a considerable number of secondary electrons when bombarded with primary electrons, but does not emit photoelectrons or glow electrons at operating temperature. I'm to generate the required primary electrons, is in a collision of electrodes 2, 3 (or preferably both) as the primary electron source is a radioactive compound, a lx'ispielsweise ransalz l ^T, eingel> ettet. The radioactive salt can be applied to a limited spot on one or 1 km of the impact electrodes or cover the entire electrode surface: the first thing is to mix it with the activating substance, ie in the example described with the lithium borate.

Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Anordnung läßt sich wie folgt erklären: .Angenommen, es werde zu einem bestimmten Zeitpunkt ein primäres Elektron von dem radioaktiven Stoff auf einer der Prallelektroden, beispielsweise auf 2, ausgestoßen und infolge des positiven Potentials der Anode 4 in Richtung zur anderen Prallelektrode beschleunigt. Durch das Magnetfield der Spule 5 wird das Elektron daran gehindert, auf der Anode 4 aufzutreffen. Der Verlust dieses Elektrons ruft auf der Prallelektrode 2 eine positive Ladung hervor, und der abgestimmte Kreis 6, 7 ist auf eine solche Frequenz eingestellt, daß zu der Zeit, zu welcher das fragliche Elektron die andere Prallelektrode 3 erreicht, auch die positive Ladung an dieser Elektrode erscheint. Wenn die elektrischen ßestimmungsstücke und die Stoffe geeignet ausgewählt sind, verursacht der Aufprall des Elektrons auf der Prallelektrode 3 die Auslösung einer Anzahl von Sekundärelektronen, die nunmehr das Elektrodensystem in entgegengesetzter Richtung du rc Jv queren. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis eier hin und her schwingende Strom sich bis zu einem Sättigunigsvvert aufschaukelt. Da mehr Elektronen von den Prallelektroden ausgelöst werden als aufprallen, ist der Widerstand der Vorrichtung negativ und gibt demnach Energie an den abgestimmten Kreis ab, so daß selbsterregte Schwingungen aufrechterhalten werden. Die Frequenz des Schwingungskreises hängt von dem Abstand der Kathoden untereinander und von dem Anodenpotential ab.The operation of the arrangement described above can be explained as follows:. At a certain point in time, a primary electron from the radioactive material on one of the impact electrodes will be for example on 2, ejected and due to the positive potential of the anode 4 in the direction of the other impact electrode accelerated. The magnetic field of coil 5 prevents the electron from to hit the anode 4. The loss of this electron calls on the impact electrode 2 a positive charge emerges, and the tuned circuit 6, 7 is on such a frequency set that at the time the electron in question crosses the other impact electrode 3 is reached, the positive charge also appears on this electrode. When the electric Determination pieces and fabrics are appropriately selected causes the impact of the electron on the impact electrode 3 triggers a number of secondary electrons, which now the electrode system in the opposite direction du rc Jv cross. This process is repeated until a current oscillating back and forth is up rocks to a satiety vvert. Because more electrons are released from the impact electrodes are considered to bounce, the resistance of the device is negative and therefore gives Energy to the tuned circuit so that self-excited vibrations are maintained will. The frequency of the oscillating circuit depends on the distance between the Cathodes with each other and from the anode potential.

Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von radioaktivem Stoff in der l>eschriel>enen Anordnung gegenüber der Verwendung einer photo- oder glühelektrisehen Prallelektrode besteht in der Tatsache, daß bei einer Glüh- oder Photoelektrode die Ausgangsenergie sehr stark begrenzt würde durch das Aufheizen der Prallelektroden durch die kinetische Energie der aufprallenden Elektronen. Photoelektrische Kathoden sind gegenüber iao einer derartigen Beschießung l>esonders empfindlich. Beispielsweise werden Kathoden mitA major advantage of using radioactive material in the l> eschriel> enen Arrangement opposite to the use of a photoelectric or glow-electric impact electrode consists in the fact that with an incandescent or photo electrode the output energy would be very limited by the kinetic heating of the impact electrodes Energy of the impacting electrons. Photoelectric cathodes are opposite iao such bombardment is particularly sensitive. For example, cathodes are used with

Zäsium auf Silberunterlage schon durch eine Temperatur von nur 2oo° innerhalb von wenigen Minuten zerstört infolge Zerstäubung der empfindlichen Oberflächenschicht. Es ist nicht notwendig, den radioaktiven Stoff in eine Elektrode einzubetten, die zugleich Prallelektrode ist. Man kann statt dessen das Uransalz auch in geeigneter Weise an irgendeinem anderen Teil des Gefäßes anordnen.Cesium on a silver base from a temperature of only 200 ° within a few minutes destroyed as a result of atomization of the sensitive surface layer. It is not necessary to embed the radioactive material in an electrode at the same time Impact electrode is. Instead of this, the uranium salt can also be used in a suitable manner to any other part of the vessel.

Claims

Patent claims:

1. Pen del multiplier, characterized in that that as a primary electron source a radioactive substance in the surface at least one impact electrode embedded or on another part of the Discharge vessel is arranged,

2. pendulum multiplier according to claim i, characterized in that the radioactive Substance is a uranium salt.

3. pendulum multiplier according to claim 1 or 2, characterized in that the radioactive material in the secondary emissive Layer is embedded.

4. pendulum multiplier according to claim 3. characterized in that the secondary emissive layer consists of a substance which has no operating temperature has noticeable photoelectric or thermal emission, ζ. B. from lithium borate.

To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art, the granting procedure the following publications have been considered:

German patent specification No. 587 113, 578,542; 4 "

French patent Xr. 779762; British Patent No. 456991; .

U.S. Patent No. 1,903,569,

ι 145735;
Television and sound film. 7th year 1936,

P. 41 ff .;
Elektrotechnische Zeitschrift, 57th year, 1936.

1 sheet of drawings