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Die Gleichge-vv ichtsbahn eines Strahlentransformators ist dadurch
charakterisiert, daß die magnetische Induktion auf .ihr halb so groß ist wie ihr
Durchschnitt im Innern. Außerdem muß; um eine Bindung :der Elektronen an die Gleichgewichtsbahn
zu erhalten, die Induktion mit einer Potenz .des Radius abfallen, .deren Exponent
zwischen o und -i liegt. Beträgt der Exponent -o,5, so liegt nach allenRichtungen
eine quasi elastischeBindung vor. Beim Fortschreiten des Beschleunigungsvorganges
nimmt: die Stärke dieser elastischen Bindung zu, und zwar mit der Voltgeschwindigkeit,
die die Elektronen erreicht 'haben. Infolgedessen zieht sich ein Elektronenbündel
im Verlauf des Beschleu-nigungsvorganges immer mehr auf die Gleichge-@vi:chtsbahn
zusammen.
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In Abb, i möge :der Kreis i die Gleichgewichtsbahn bezeichnen, auf
der sich die Elektronen in Richtung :des Pfeiles bewegen. Infolge von Störungen,
Ungleichmäßigkeiten, die vom Einschußvorgang herrühren, und der gegenseitigen Abstoßung
von Elektronen ist auch die Umgebung dieses Kreises i mit Elektronen besetzt; beispielsweise
bewegen sich Elektronen auf den Bahnen 2 und 3. Die obenerwähnte Bindungskraft steht
im Gleichgewicht mit den Abstoßumgskräften. Beim Fortschreiten des Beschleunigungsvorganges
werden die Bindungskräfte stärker, während die Abstoßungskräfte konstant bleiben
und im Bereich der Relativitätskorrektur geringer werden. Somit ziehen sich die
Elektronenbahnen 2 und 3 im Laufe der Zeit zum Gleichgewichtskreis i hin. Betrachten
wir nun den Einschußvorgang, der beispielsweise von einer auf dem Kreis 3 liegenden
kleinen Kathode aus erfolgt, so zeigt sich, daß diese Kathode in der Folgezeit als
Hindernis im Wege steht und einen großen Teil der Elektronen wieder abfängt.
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Gemäß der Erfindung ist bei einem Strahlentransformator mit einem
parallel zur Gleichgewichtsbahn verlaufenden, gegebenenfalls veränderlichen Magnetfeld
die Kathode außerhalb der Gleichgewichtsbahn derart schräg zu ihr angeordnet,.daß
die Elektronen unter dem Einfluß des Magnetfeldes eine Schraubemlinienbahn um den
Gleichgewichtskretis als Achse beschreiben.
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Die Wirkung .dieser Maßnahme ist aus Abb. 2, die den Schnitt A durch
Abb. i im vergrößerten Maßstab.darstel:l:t,ersichtlich. Die Kathode ist so angeordnet,
daß :die Elektronen :die durch den Halbkreis angedeuteteSchraubenlinien'bahn um
den Gleichgewichtskretins i beschreiben. Ein Elektron könnte jetzt nur dann wieder
die Kathode treffen, wenn die Schraubenlinienbahn nach einer ganzen Zahl von Umläufen
um die Gleichgewichtsbahn wieder zum Ausgangspunkt zurückkehrt. Dies ist aber bei
geeigneter Einstellung der Ganghöhe der Schraubenlini:enbahn durch die Abschußrichtung
des Elektronenbündels unmöglich gemacht.
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Die Ausbildung der Elektronenbahn als Schraubenlinienbahn ergibt eine
Möglichkeit, die Bindung an die Gleichgewichtsbahn durch das Magnetfeld zu verstärken,
dessen Kraftlinien parallel zur Gleichge@ischtsb2hu verlaufen. Bei richtigem Sinne
des Magnetfeldes ergibt die Rotation des Elektrons um die Gleichgewichtsbahn .eine
nach innen gerichtete Kraft, die eine Verstärkung der Raumladung und damit eine
höhere Ausbeute des Strahlentransformators gestattet. Bezeichnet q. ein Elektron,
das sich außerhalb der Gleichgewichtsbahn befindet, so ist die Kraft der quasi elastischen
Bindung 7 gleich der Abstoßungskraftder Elektronen 6. Bei den auf der Schraubenbahn
laufenden Elektronen 5 kommt zu der Kraft 7 noch die elektromagnetische Kraft
8.
Das Elektron 5 würde also noch im Gleichgewicht sein, wenn die elektrostatische
Abstoßungskraft 6 gleich der Summe der Kräfte 7 und 8 ist.
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Es ist -bereits vorgeschlagen worden, bei Strahlentransformatoren
ein in Richtung der Entladung verlaufendes Magnetfeld zu benutzen, um die Entladung
nach der Mitte -des Sollbahnbereiches zu drängen. Das Ziel der Erfindung ist hierbei
aber nicht erreichbar, weil dazu eine besondere Anordnung der Kathode erforderlich
ist. Im übrigen sind bei Strahlentransformatoren bereits Maßnahmen bekannt, die
auf eine Stabilisierung der Elektronenbahn abzielen. Im Gegensatz zur Erfindung
beseitigen die bekannten Anordnungen jedoch nicht die Nachteile, die sich daraus
ergeben, daß nach dem Einsschießen der Elektronen ein großer Teil davon durch die
Kathode abgefangen wird.
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Wenn man beim Strahlentransformator nach der Erfindung :die Elektronen
von innen her auf die Gleichgewich@tsbghn einschießt, so ist es zweckmäßig, zur
Erzeugung .der Schraubenlinienbahn nicht in Richtung des Pfeiles 9 auf die Gleichgewichtsbahn
zu zielen, sondern in Richtung io an ihr vorbei. Man kann die Schraubenlinienbahn
auch dadurch erzwingen, daß man das parallel zur Gleichgewichtsbahn verlaufende
Magnetfeld veränderlich macht, wobei hier ein elektrisches Wirbelfeld von geeigneter
Richtung entsteht. Endlich braucht das Magnetfeld nicht während deg ganzen Beschleunigungsvorganges
vorhanden zu sein, da bei fortgeschrittenem Beschleunigungsvorgang die Bindungskräfte
von selbst stärker werden und die zusätzliche Bindung entbehrt werden kann.