DE905767C - Einrichtung zur Erzeugung von Entladungstraegern hoher Geschwindigkeit - Google Patents

Description

Es ist eine Reihe von Verfahren bekannt, mit deren Hilfe es gelingt, Ladungsträgern sehr hohe Geschwindigkeiten, und zwar bis zu mehreren Millionen Vodt zu erteilen. Bei einigen dieser Verfahren erreicht man das erstrebte Ziel unter Anwendung von Spannungen, die nur einen Bruchteil der Spannung betragen, gegen die die beschleunigten Ladungsträger noch anzulaufen vermögen. Bei diesen Verfahren setzt man entweder die Ladungsträger mehrmals nacheinander einem elektrischen Feld aus, das ihnen einen Geschwindigkeitszuwachs erteilt, oder man läßt sie mehrmals ein elektrisches Wirbelfeld durchlaufen. Im letzteren Falle ergibt sich für die erreichte Geschwindigkeit ein Wert, der der Umlaufspannung, multipliziert mit der Zahl der Umläufe, entspricht. Bei den beiden zuletzt ge-

nannten Verfahren führt man die zu beschleunigenden Ladungsträger in bestimmten Bahnen, um sie genügend lange einer beschleunigenden Feldstärke auszusetzen. Zur Führung bedient man sich meist magnetischer Felder, die den Bereich, dem die Ladungsträger durcheilen sollten, durchsetzen. Besonders im Fall der Beschleunigung von Ladungsträgern durch elektrische Wirbelfelder äst dieser Bereich verhältnismäßig genau definiert, und es gelingt, die Ladungsträger unter Zuhilfenahme magnetischer Felder genügend lange im Sollbahnbereich ziu halten. Die Bedingungen, die- innegehalten werden müssen, damit sich die zu beschleunigenden Ladungsträger, im besonderen Elektronen, eine genügende Zeit im Sollbahnfoereich aufhalten und darin die gewünschte Geschwindigkeit erhalten,

sind 'bekannt und beispielsweise in der Patentschrift 698 867 beschrieben. Daraus geht hervor, daß die Feldstärke des Führungsfeldes eine bestimmte Größe haben muß, die sich aus dem Momentanwert des vom Sollbaihinbereich jeweils umfaßten Magnetflusses errechnen läßt (r : 2-Bedingung). Daraus ergibt sich auch eine bestimmte zeitliche Abhängigkeit des Führungsfeldes von dem die elektrische Umlaufspannung erzeugenden Magnetfeld. Um Störungen des Elektronenfluges wirksam zu begegnen, müßte man Führungsfelder anwenden, die mit zunehmendem Radius abnehmen. Die Abnahme soll dabei weniger stark als umgekehrt proportional dem Radius R sein. Erfolgreiche Versuche sind mit Geräten durchgeführt worden, bei denen die Feldstärke des Führungs-

feldes mit

abnimmt. In den beschriebenen

Fällen findet eine Stabilisierung der Ladungsträger auf den Sollbahnbereich nur für Ladungsträger statt, die in einem engen Geschwindigkeitsbereich liegen. Ladungsträger über oder unter diesem Geschwindigkeitsbereich werden gegen die Wandung des Entladungsraumes fliegen. Auf diese Weise kommt ein merklicher Trägerverlust zustande, der sich in einer Verringerung der Ausbeute auswirkt.

Die Erfindung betrifft nun eine Verbesserung der

bekannten Einrichtungen zur Erzeugung von Ladungsträgern hoher Geschwindigkeit in der Weise, daß der Geschwindigkeitsberedch, in dem eine

ausreichende Stabilisierung der Ladungsträger auf den Sollbahnbereich stattfindet, wesentlich erweitert wird. Diese Erweiterung wird gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß man zur Stabilisierung der Ladungsträger zusätzlich die im Patent 873 594 angegebenen Mittel anwendet.

Da es im vorliegenden Fall darauf ankommt, d'ie Ladungsträger in der Mittenzone des Sollbahnbereiches ziu halten, ohne daß sie auf Masse auftreffen, so· kommt praktisch nur der Fall in Betracht, daß man den Sollbahnbereich mit einer genügend starken Entladung durchsetzt, die im Sollbahnbereich ein magnetisches Wirbelfeld nicht verschwindender Rotation erzeugt.

Wie im Patent 873 594 angegeben ist, lassen sich genügend kräftige Entladungen nur erzeugen, wenn man für die Aufhebung der Raumladung durch Ionenbildung sorgt. Man wird also entgegen den bisher bekannten Vorschlägen im Sollbahnbereich kein Hochvakuum herstellen, sondern Gasreste geringen Druckes zurücklassen. Für die Bemessung des Gasdruckes gelten die im Patent 873 594 angegebenen Gesichtspunkte. Da man einen wesentlichen Teil der stabilisierenden Wirkung den nach den bekannten Vorschlägen schon üblichen Führungsfeldern überlassen kann, genügt es, im Sinne der vorliegenden Erfindung durch die Anwendung der im Patent 873 594 beschriebenen Mittel nur einen zusätzlichen Einfluß auszuüben, um dadurch den Geschwindigköitsbereich, innerhalb dessen Ladungsträger im Sollbahnbereich gehalten werden, zu erweitern. Diese Erweiterung erhöht die Ausbeute, weil bei den bekannten Einrichtungen Ungleichheiten der Elektronengeschwindigkeit aus verschiedenen Gründen, beispielsweise durch Streuung an Gasmolekülen oder durch einen im ungeeigneten Zeitmoment elektronenliefernden Prozeß, entstehen und bei den bekannten Einrichtungen alle Elektronen falscher Geschwindigkeit den Sollbahnbereich verlassen. Während also bisher von diesen Elektronen ein erheblicher Teil gegen die Gefäßwände flog und damit für den weiteren Vorgang zur Erzeugung rasch fliegender Ladungsträger ausschied, wird durch die Anwendung der zusätzlichen Stabilisierung gemäß der Erfindung der Geschwindigkeitsbereich so weit erweitert, daß auch für Ladungsträger, die durch irgendwelche Umstände gewisse Geschwindigkeitsverlüste erlitten haben, die Stabilisierung wirksam bleibt.

Durch die Anwendung einer zusätzlichen Stabilisierung gemäß Patent 873 594 wird es auch möglich, die bekannten Einrichtungen zu vereinfachen, etwa in der Weise, daß man die Vorschriften für die zeitliche oder räumliche Abhängigkeit des magnetischen Führunigsfeldes lockert. Man kann dabei so weit gehen, daß das magnetische Führungsfeld, das mit Hilfe äußerer Mittel erzeugt wird, für sich nicht zur Stabilisierung der Ladungsträger auf einem vorgeschriebenen Sollbahnbereich ausreichen würde. Man kann dann durch Anwendung der Mittel gemäß Patent 873 594 dennoch eine genügende Stabilisierung herbeiführen und hat dann den Vorteil, daß man auch bei der Anwendung des zuletzt genannten Mittels nicht an die Grenzen gebunden ist, die man innehalten müßte, wenn man dieses Mittel allein zur Stabilisierung der Ladungsträger anwenden würde. ■ Man kann beispielsweise daran denken, an Stelle eines zeitlich veränderlichen Führungefeldes ein konstantes magnetisches Führungsfeld anzuwenden, das zweckmäßig so gewählt ist, daß es nur Elektronen mittlerer Geschwindigkeit, z. B. der Hälfte der Maximalgeschwind'igkeit im Sollbahnbereich, zu halten imstande ist. Durch die Anwendung des Verfahrens nach Patent 873 594 gelingt es, sowohl die langsameren als auch die schnelleren Ladungsträger in den gleichen Soillbahnbereich zu zwingen. Dieses Verfahren hat gegenüber den bekannten Vorschlägen den Vorteil, daß das magnetische Führungsfeld mit Gleichstrom erzeugt werden kann und diaß man nicht die zur no Erzeugung der Umlaufspannung dienende Apparatur auch noch mit der Blindleistung belasten muß, die nach den bekannten Vorschlägen zur Erzeugung des Führungsfeldes aufgewendet werden muß.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Einrichtung zur Erzeugung¹ von Ladungsträgern hoher Geschwindigkeit, bei. der die Ladungsträger einen (bestimmten Sollbahnbereich mehrfach durcheilem und im Sollbahnbereich durch magnetische Führungsfelder gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisierende Wirkung im SoUibahnbereich durch Anwendung der in der Patentschrift 873 594 beschriebenen Mittel verstärkt ist.

   © 5799 2.54