DE897597C - Sekundaeremissions-Vervielfacherroehre - Google Patents

Description

• Sekund.äremissions -Vervielfacherröhre Der Versuch, Sekundäremvssions.-Vervielfacher für größere Leistungen zu bauen, stößt auf Schwierigkeiten, und zwar wurde beobachtet, daß der Vervielfachungsgrad mit der Einschaltdauer verhältnismäßig bald auf zu kleine Werte absinkt. Dieser Nachteil läßt sich vermeiden, wenn man gemäß der Erfindung ;in Richtung des Elektronenstroms gesehen die Emissionsfläche wenigstens der letzten Prallelektrode in eine gut wärmeleibende Verbindung mit einem metallischen Teil der Gefäßwandung bringt. Die Wirksamkeit dieser Maßnahme beruht darauf, daß die Wärmeabgahe von eineue metallii(schen Teil der Gefäßwandung bei niedrigen Gefäßtemperaturen im wesentlichen durch Wärmeleitung und nicht durch Wärmestrahlung stattfindet. Man ist deshalb in der Lage, von einer luftgekühlten Fläche bei einer Temperatur von unter 200° eine wesentlich größere Wärmemenge abzuführen als von einer gleich großen Elektrode, welche völlig im Hochvakuum angeordnet ist. Wenn man gemäß der Erfindung nun einen Teil der metallischem Gefäßwandung in einen gut wärmeleitenden Kontakt mit der Emissionsfläche wenigstens der letzten Prallelektrode bringt, dann kann man die Beaufschlagung dieser Elektrode wesentlich steigern, ohne daß die Temperatur der Emissionsfläche auf einen Wert ansteigt, -der zu einer Schädigung der Emissdo:nsfähigkeit führt. Diese Überlegungen gelten unabhängig davon, ob man Sekundäretnisis,ionst schichten verwendet, welche besonders( leicht verdampfbane Stoffe, wie Cäsium enthalten, oder etwas schwerer verdampfbare Stoffe, wie Barium; denn in allen diesen Fällen gelingt es nach dem Vorschlage gemäß der Erfindung, bei gleicher Temperatureine größere Wärmemenge abzuführen. Da die Anode wesentlich höhere Temperaturen tragen kann als die Prallelektrode, so kann man die Verhältnisse_ an der Anode meist vernachlässigen, obwohl die auftretenden Anodenverlustleistungen ein Mehrfaches von denen an den Prallelektroden sind. Im allgemeinen wird es genügen, nur die letzte Prallelektrode in gut wärmeleitende Verbindung mit der metallischen Gefäßwandung zu bringen. Weil die Belastung der vorangehenden Elektrode wesentlich kleiner ist, so beträgt beispielsweise unter der Annahme, daß der Vervielfachungsfaktor j e Stufe gleich 4 ist, die Verlustleistung in der vorletzten Prallelektrode nur noch ein Viertel der Verlustleistung an der letztenPrallelektrode bei gleicher Stufenspannung.
• Die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen Vervielfacherröhren, bei welchen die Emissionsschicht nur der letzten Prallelektrode in gut wärmeleitender Verbindung mit der Gefäßwandung steht-.
• Fig. i zeigt eine Vervielfacherröhre mit einer beispielsweise indirekt beheizten Glühkathode i, die von einem Steuergitter 2, einer Beschleunigungselektrode 3 und den netzförmigen Prallelektroden 4, 5, 6 umgeben ist. Die letzte Prallelektrode wird durch die Gefäßwandung 7 gebildet, welche mit dem Röhrenfuß 8 verschmolzen oder irgendwie vakuumdicht verbunden isst. 9 ist die Anode des Systems, die gitterförmig ausgebildet ist. Um unerwünschte Durchgriffe der letzten Prallanode auf das übrige System zu vermeiden, wird es zweckmäßig durch die metallischen Schirmplatten io und i i abgedeckt, die mit der Kathode verbunden sein können. Die Emissionsschicht der Prallelektrode 7 kann auf der vorher beispielsweise mit Silber überzogenen Innenseite aufgebracht sein. Man kann entweder diese Innenseihe malt einer Silberfolie belegen oder auf chemischem Wege mit Silber überziehen. Man kann aber auch das Silber durch Kathodenzersbäubung oder Verdampfung auftragen. Man erhält aber auch ausweichende Vervielfacherfaktoren, wenn man, bei Benutzung von Eisen, Nickel, Kupfer oder Legierungen dieser Metalle die Oberfläche mit einer dünnen Oxydschicht überzieht und einen hochemissionsfähigen Stoff, beispielsweise Cäsium, in bekannter Weise aufträgt. Auch ist es möglich, die Innenseite der Gefäßwandung 7 mit einer Aluminiumschicht zu überziehen (Allitieren) und in bekannter Weise zu behandeln.
• An Stelle eines mit der Anode unmittelbar verschmolzenen Röhrenfußes kann auch die bekannte Konstruktion von Metallröhren angewendet werden, bei welchen die metallische Gefäßwandung mit einem ringförmigen, mit dem Isolierteil des Fußes verbundenen Metallteil verschweißt oder verlötet wird. Die Oxydation des Unterlagemetalles für die Sekundäremissionsschicht geschieht am besten mit einer Glimmentladung. Der Oxydationsgrad kann aus dem Stromdurchgang oder aus der Druckabnahme ermittelt werden. Besser ist es, laufend den normalen Kathodenfall zu messen, aus dem sich die Dicke der Oxydschicht ermitteln läßt.
• Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine in anderer Weise aufgebaute dreistufige Vervielfacherröhre, bei der durch die Formgebung der Elektrode enne solche Elektronenführung erreicht wird, daß die Elektronen von Prallelektrode zu Prallelektrodei einen zickzackförmigen, durch die eingezeichneten Pfeile dargestellten Weg durchlaufen. Die mit der Fig. i übereinstimmenden Teile tragen die gleichen Bezugsgeichen. Die Prallelektrroden sind mit 12, I2', 13; 13' bezeichnet. Sie führen eine Teilung des Elektronenstromes in vier parallel geschaltete Bahnen herbei. Das Elektrodensystem kann auch hier in der bei Abb. i gezeigten Weise durch Schirmbleche io, ii abgedeckt sein. Im übrigen gelten für diese Anordnung die gleichen Gesichtspunkte wie bei, der Konstruktion nach Fig. i.
• Insbesondere wird die letzte Prallelektrode durch die Gefäßwandung 7 gebildet. Die Anode 9 befindet sich dm geringen Abstande vor der Trallelektrode 7 und kann z. B. durch Aufwickeln eines Drahtes auf einem zylinderförmigen Körper hergestellt sein.
• Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist es erwünscht, die Anode möglichst weitmaschig und dünndrähtig zu machen, damidi möglichst wenige der von den Elektroden 13 und 13' kommenden Elektronen von der Anode abgefangen werden. Es@ besteht dann aber die Gefahr, daß die Anodendrähte stark aufgeheizt werden und dadurch eine erhebliche lokale Erhitzung der leitzten Prallelektrode entsteht; denn man ruß bestrebt sein, die Anode möglichst dicht an die Prallelektrode heranzubringen. Eine wesentliche Verminderung der Temperatur der Anodendrähte kann man erzielen, wenn man Teile der Anode unter Zuhilfenahme von Isoliermaterialiien in einen gut wärmeleitenden Kontakt mit metallischen. Teilen der Gefäßwandung bringt.
• Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in der Fig. 3 dargestellt. Dass Elektrodensystem nach diesem Ausführungsbeispiel stimmt abgesehen von der Prallelektrode 7 und der Anode mit dem in Fig. 2 gezeichneten überein. Es üs t deshalb nur schematisch angedeutet. Die Anode-wird hier aus, den Blechteilen 14 und 15 gebildet, die untereinander zusammenhängen und beispielsweise durch Drücken aus einem Stück Blech hergestellt sind. Zwischen diesen Teilen und der Gefäßwandung liegt ein die Wärme möglichst gut leitendes Isoliermaterial 16. Über die COffnungen, welche sich zwischen den Teilen 14 und 15 bilden, sind die Anodendrähte 17 ausgespannt.. Sire senden also an großflächigen Metallteilen, welche ih einem guten. Wärmekontakt mit der ziemlich kühlen Gefäßwandung stehen. Um einen guten Wärmeübergang herbeizuführen, kann man die Teile 14, 15 unter Zwischenschaltung eines Glasflusses, mit der Gefäßwandung verschmelzen.
• Fig. 4 zeigt eine andere Abbildung der Anode. Hier sind die Anodendrähte i 8 zwischen zwei ringförmigen, federnden Metallringen 1g und 20 ausgespannt, die über die Isolationsschicht 2 1 mit der die Gefäßwandung bildenden Prallelektrode 7 in gut wärmeleitender Verbindung stehen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Sekundäremissions-Vervielfacherröhre, dadurch gekennzeichn®ti, daß @iin Richtung des Elektronenstromes gesehen die Emissionsfche wenigstens der letzten Prallelektrode in gut wärmeleitender Verbindung mit einem metallischen Teil der Gefäßwandung steht, beispielsweise unmittelbar auf diesem Teil der Gefäßwandung aufliegt.
2. 2. Vervielfacherröhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Emiissionsschcht der Prallelektroden und der Gefäßwandung eine Zwischenschicht, beispielsweise aus Silber liegt, welche beispielsweise durch Aufdampfen auf den metallischen Teil der Gefäßwandung aufgetragen ist.
3. 3. Vervielfacherröhre nach Anspruch i oder.-, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Prallelekbrode und die Anode zylindrische Form besitzen und daß die Prallelektrode einen zylindrischen Teil der Gefäßwandung bildet, während die Anode :innerhalb dieses Zylinders angeordnet und netzförmig ausgebildet ist. q.. Vervielfacherröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die übrigen Röhrenelektroden der zylindrischen Netze konzentrisch ineinander angeordnet sind und die Kathode und die zugehörigen Steuerelektroden umgeben.