Mittelbar geheizte Glühkathode zur Erzeugung eines Elektronenstrahles
großer Stromstärke Die Erfindung bezieht sich auf eine mittelbar geheizte Glühkathode
zur Erzeugung eines Elektronenstrahles großer Stromstärke. Es sind bereits mittelbar
geheizte Glühkathoden zur Erzeugung eines Elektronenstrahles großer Stromstärke
bekannt, welche aus zwei oder mehr emissionsfähigen, innerhalb eines Strahlungsschutzzylinders
senkrecht zur Strahlrichtung hintereinander angeordneten, mit Emissionsstoffen überzogenen
Hohlkörpern bestehen, zwischen denen sich elektronenoptische Felder ausbilden, die
die Elektronen auf die Öffnungen des folgenden Hohlkörpers konzentrieren. Die bekannten
Kathoden haben jedoch den Nachteil, daß die Heizökonomie sehr schlecht ist, denn
die Heizwendel umgibt dort die aus mehreren Hohlkörpern bestehenden Kathoden.Indirectly heated hot cathode to generate an electron beam
high amperage The invention relates to an indirectly heated hot cathode
for generating an electron beam with a high current intensity. They are already indirect
heated hot cathodes to generate an electron beam with a high current intensity
known, which consists of two or more emissive, within a radiation protection cylinder
arranged one behind the other perpendicular to the direction of the beam and coated with emission substances
Hollow bodies exist, between which form electron-optical fields that
concentrate the electrons on the openings of the following hollow body. The known
However, cathodes have the disadvantage that the heating economy is very poor because
the heating coil surrounds the cathodes, which consist of several hollow bodies.
Die Heizökonomie bei den Kathoden der angegebenen Art wird gemäß der
Erfindung in einfacher Weise dadurch verbessert, daß die napf- oder topfförmig ausgebildeten
Hohlkörper
an solche Potentiale gelegt sind. daß durch die gegebenenfalls
unter Mitwirkung von zusätzlichen zwischen den Hohlkörpern angeordneten Elektroden
sich ausbildenden. konzentrierenden elektronenoptischen Felder nur so viele Elektronen
auf die Hohlkörper gelangen, wie zum Hochheizen des jeweils folgenden Körpers notwendig
sind, und daß die Bodenöffnungen der mit Elektronen beschossenen Hohlkörper durch
mit Emissionsstoff überzogene, parallel zueinander angeordnete Netze überbrückt
sind.The heating economy for the cathodes of the specified type is according to the
Invention improved in a simple manner in that the cup-shaped or pot-shaped
Hollow body
are attached to such potentials. that by the possibly
with the help of additional electrodes arranged between the hollow bodies
training. concentrating electron-optical fields only as many electrons
get on the hollow body, as necessary to heat up the next body
are, and that the bottom openings of the hollow body bombarded with electrons through
Networks that are covered in emissions and arranged parallel to one another are bridged
are.
An Hand der schematischen Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der
Kathode nach der Erfindung näher erläutert werden.Based on the schematic drawing, an embodiment of the
Cathode according to the invention are explained in more detail.
In der Abbildung ist eine Kathode gemäß der Erfindung im Schnitt schematisch
dargestellt.In the figure, a cathode according to the invention is shown schematically in section
shown.
Der äußere Mantel i der Kathode bildet zugleich auch den Strahlungsschutzzylinder
der Kathode und enthält die Heizwendel Der erste Hohlkörper 3, der gewissermaßen
den Boden der Kathode darstellt, ist fest in dem äußeren Mantel i eingeschweißt
und ist auf seiner Oberfläche einseitig, und zwar auf der von der Heizwendel abgewandten
Seite mit Emissionspaste bestrichen, die in der Abbildung durch die gekreuzten Striche
angedeutet ist. Durch die Keramikstücke 6, die gegen besonders hohe Temperaturen
beständig sind und z. B. aus Berylliumoxyd bestehen können. ist der zweite Hohlkörper
.I innerhalb des Strahlungszylinders i gehaltert. Der Hohlkörper .4 besteht dabei
in seiner Mitte aus einem Netz 7. Auf der Oberfläche dieses Hohlkörpers d. ist ebenfalls
eine Emissionspaste einseitig aufgebracht, wie es in der Abbildung dargestellt ist;
ferner ist das Potential dieses Hohlkörpers 4 gegenüber dem Potential des ersten
Hohlkörpers 3 über die Batterie S positiver gehalten, so daß die Elektronen einmal
von dem Hohlkörper 4. aus beschleunigt werden und zum anderen Mal eine Raumladung
auf der Oberfläche des Hohlkörpers 3 sich nicht ausbilden kann. Hinter dem zweiten
Hohlkörper 4 ist ein weiterer, gleichfalls durch Keramikstücke isolierter Hohlkörper
5 angeordnet, der die gleiche Beschaffenheit und Form wie der Hohlkörper .I aufweist
und der wiederum ein positives Potential gegenüber dem Hohlkörper .l. aufweist,
so daß. wie aus den in der Abbildung dargestellten Abzweigungen der Batterie ä hervorgeht,
die Hohlkörper ein in der Richtung der Elektronenemission steigendes positives Potential
aufweisen.The outer jacket i of the cathode also forms the radiation protection cylinder
the cathode and contains the heating coil The first hollow body 3, so to speak
represents the bottom of the cathode is firmly welded into the outer shell i
and is one-sided on its surface, namely on the one facing away from the heating coil
The side is coated with emission paste, indicated by the crossed lines in the figure
is indicated. By the ceramic pieces 6, which against particularly high temperatures
are resistant and z. B. can consist of beryllium oxide. is the second hollow body
.I held within the radiation cylinder i. The hollow body .4 consists
in its center from a network 7. On the surface of this hollow body d. is also
an emission paste applied on one side, as shown in the figure;
Furthermore, the potential of this hollow body 4 is compared to the potential of the first
Hollow body 3 held positive over the battery S, so that the electrons once
from the hollow body 4. are accelerated and on the other hand a space charge
can not form on the surface of the hollow body 3. Behind the second
Hollow body 4 is a further hollow body which is also isolated by ceramic pieces
5 arranged, which has the same texture and shape as the hollow body .I.
and which in turn has a positive potential compared to the hollow body .l. having,
so that. as can be seen from the branches of the battery shown in the figure,
the hollow body has a positive potential increasing in the direction of electron emission
exhibit.
Die Wirkungsweise der Kathode ist nun folgende: Bei der Heizung der
Kathode durch die Wendel a werden Elektronen von der Emissionsoberfläche des ersten
Hohlkörpers 3 emittiert, die infolge der positiven Spannung an dem Hohlkörper
-1 sofort gegen diesen zweiten Hohlkörper .I beschleunigt und konzentriert
werden, so daß sie diesen in seinem mittleren Teil, in dem das Netz 7 angeordnet
ist. zum größten Teil durchsetzen. Die nicht auf das Netz 7 konzentrierten Elektronen
prallen auf den zweiten Hohlkörper .4, insbesondere auf dessen schräg verlaufende
Seitenflächen auf, geben ihre Energie an diesen Hohlkörper ab und erhitzen ihn auf
eine derartige Temperatur, daß seine emissionsfähige Oberfläche gleichfalls Elektronen
emittiert. Die Erhitzung des Hohlkörpers q. erfolgt dabei natürlich auch durch die
über die Keramikstücke 6 durch Konvexion übertragene Wärme. Der gleiche Prozeß wiederholt
sich zwischen den Hohlkörpern 4 und 5, indem der Hohlkörper d. auch wieder teilweise
Elektronen durch seinen mittleren Teil, in dem ein Netz 7 gespannt ist, hindurchläßt.
Durch die teilweise auf den Hohlkörper 5 auftreffenden Elektronen und die durch
Konvexion über die Keramikstücke 6 abfließende Wärme erfolgt wiederum die Aufheizung
des Hohlkörpers 5 auf eine Temperatur, die ihn wieder emissionsfähig macht. Die
Netze selbst sind zur Wirkungssteigerung ebenfalls mit Emissionsmasse besprüht,
so daß ihre Emission zusätzlich zu der durch die übrigen Teile der Hohlkörper erfolgende
Emission erfolgt und somit eine große Elektronendichte erhalten werden kann, ohne
daß, wie bei den bekannten Kathodenanordnungen, irgendwelche Raumladungen die Emission
verhindern können.The mode of operation of the cathode is as follows: When the cathode is heated by the filament a, electrons are emitted from the emission surface of the first hollow body 3, which, as a result of the positive voltage on the hollow body -1, are immediately accelerated and concentrated against this second hollow body .I, so that they have this in its central part in which the network 7 is arranged. for the most part prevail. The electrons not concentrated on the network 7 collide with the second hollow body .4, in particular on its sloping side surfaces, give off their energy to this hollow body and heat it to such a temperature that its emissive surface also emits electrons. The heating of the hollow body q. takes place naturally also through the heat transferred via the ceramic pieces 6 by convexion. The same process is repeated between the hollow bodies 4 and 5 by the hollow body d. also partially lets electrons through its middle part, in which a net 7 is stretched. As a result of the electrons partially striking the hollow body 5 and the heat flowing off by convexion via the ceramic pieces 6, the hollow body 5 is in turn heated to a temperature which makes it emissive again. The nets themselves are also sprayed with emission mass to increase their effectiveness, so that their emission takes place in addition to the emission occurring through the remaining parts of the hollow bodies and thus a high electron density can be obtained without any space charges preventing the emission, as in the known cathode arrangements can.
Es besteht auch die Möglichkeit, zusätzliche Zwischenelektroden zwischen
den Hohlkörpern 3, .4 und 5 vorzusehen, die die Aufgabe haben, die Elektronen zusätzlich
zu konzentrieren, ohne selbst zur Elektronenemission beizutragen. Es ist natürlich
auch ohne weiteres möglich, ein Magnetfeld zu dieser Konzentrierung zu verwenden.
wobei man entweder das in derartigen Röhren ohnehin vorhandene Magnetfeld oder auch
irgendein zusätzlich erzeugtes Magnetfeld zur Strahlkonzentrierung benutzen wird.There is also the possibility of additional intermediate electrodes between
to provide the hollow bodies 3, .4 and 5, which have the task of the electrons in addition
to concentrate without contributing to electron emission itself. It is natural
also easily possible to use a magnetic field for this concentration.
either the already existing magnetic field in such tubes or
will use any additionally generated magnetic field to concentrate the beam.
Für besonders große Stromstärken wird vorteilhaft der erste Hohlkörper
3 so ausgebildet, daß er stets den abdampfenden Emissionsstoff nachliefert; zum
Beispiel kann der Hohlkörper3 als Doppelboden ausgebildet sein, in dessen Hohlraum
der Emissionsstoff angeordnet ist. Für die Wirkungsweise der Kathode ist es dabei
erforderlich, den Boden in Richtung der Elektronenemission porös auszubilden, so
daß die Emissionssubstanz gegen die folgenden Hohlkörper und ihre Netze dampfen
kann.The first hollow body is advantageous for particularly high currents
3 designed so that it always supplies the evaporating emission substance; to the
For example, the hollow body 3 can be designed as a double floor, in its cavity
the emission substance is arranged. It is included for the functioning of the cathode
required to make the bottom porous in the direction of electron emission, so
that the emission substance vapor against the following hollow bodies and their networks
can.
An Stelle der in der Abbildung dargestellten drei Hohlkörper können
auch entsprechend
der gewünschten Stromstärke noch weitere Hohlkörper
mit Netzen vorhanden sein.Instead of the three hollow bodies shown in the figure, you can
also accordingly
the desired amperage even further hollow bodies
with nets in place.