DE974827C - Einrichtung zum Erzeugen von Ionen mittels einer Gluehanode im Vakuum - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß mit bestimmten Stoffen verunreinigte Metalle bei Heizung und beim Anlegen eines elektrischen Feldes, wobei das Metall als Anode geschaltet ist, im Hochvakuum positive Ionen abgeben. Die Stromdichten an der Anode sind dabei in der Größenordnung io~⁴ A/cm², jedoch fällt mit der Zeit der Strom asymptotisch gegen Null ab.

Es ist eine Ionenquelle bekanntgeworden, bei welcher ein gepreßtes Gemisch aus Wolframpulver und Alkalichlorid im Vakuum mittels eines darunter angeordneten Heizdrahtes erhitzt wird. Der Emissionsstrom dieser Ionenquelle nimmt im Betrieb infolge der Verarmung des Gemisches an Alkaliionen ständig ab. Nur durch stetige Erhöhung der Heiztemperatur kann für eine sehr begrenzte Zeitdauer ein einigermaßen konstanter Emissionsstrom erreicht werden.

Es ist auch bekannt, diese Ionenquelle dadurch zu regenerieren, daß ihr aus einem nicht unmittelbar die Glühanode bildenden Regenerierreservoir kontinuierlich ionenliefernde Substanz nachgeliefert wird. Zur Versorgung der Anode dient hier ein geheiztes Nickelröhrchen, welches mit Wolf ramp ulver und Alkalichlorid gefüllt ist und das demzufolge zugleich chemisch an der Bereitstellung der ionenliefernden Substanz beteiligt ist.

Das Alkalichlorid zersetzt sich in dem Nickelröhrchen thermisch, und die an den Wolframkörnern adsorbierten positiven Alkaliionen gelangen schließlich durch Diffusion an die Anodenoberfläche. Dieser Vorgang verläuft naturgemäß ziemlich langsam und ist ganz wesentlich von der Temperatur des Nickelröhrchens abhängig.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Einrichtung zum Erzeugen von Ionen mittels einer Glühanode im Vakuum unter Verwendung eines nicht unmittelbar die Glühanode bildenden Vorratsbehälters für die kontinuierliche Nachlieferung der ionenliefernden Substanz. Die neue Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Glühanode vom Vorratsbehälter räumlich getrennt ist und allein aus diesem über einen kapillare Kanäle enthaltenden, an der ίο Bildung der ionenliefernden Substanz chemisch nicht beteiligten Körper, vorzugsweise einen Docht oder einen keramischen Körper, mit der ionenliefernden Substanz gespeist wird.

Die Nachlieferung der ionenliefernden Substanz zur Glühanode erfolgt hier also grundsätzlich auch ohne Heizung des Verbindungskörpers zwischen Glühanode und Vorratsbehälter allein durch Kapillarkräfte. Um jedoch den Transport der ionenliefernden Substanz noch weiter zu erleichtern, werden vorteilhaft Mittel, vorzugsweise elektrische Heizvorrichtungen vorgesehen, durch welche dieser Verbindungskörper im Betrieb auf einer für das Transportieren günstigen Temperatur gehalten wird.

Zweckmäßig werden in der Nähe der Glühelektrode und/oder der Transporteinrichtung Kondensationsflächen vorgesehen, an denen etwa verdampfte, zur Ionenlieferung dienende Substanz niedergeschlagen wird.

Es ist auch möglich, außerhalb des Vakuumraumes einen die ionenliefernde Substanz enthaltenden Vorratsbehälter anzubringen, wobei der den Transport bewirkende Körper, dessen Kanäle mit dieser Substanz gefüllt sind, durch die Gefäßwand hindurch die Verbindung mit der Glühanode herstellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in zum Teil schematischer Darstellung zwei Ionenquellen gemäß der Lehre der Erfindung.

Zwischen den Schenkeln der haarnadelförmig gebogenen Glühanode 1 (Fig. 1) aus Wolframdraht ist ein Asbestdocht 2 angebracht, der aus dem Vorratsgefäß 3 das ionenliefernde Material nachfördert. Glühfaden 1 und Docht 2 sind von einem Quarzröhrchen 4 umgeben. Das in das Vorratsgefäß 3 eingebrachte pastenförmige Material wird durch den Glühfaden 1 so weit erwärmt, daß es durch den Docht 2 angesaugt werden kann.

Nach Fig. 2 wird ein keramischer Hohlkegel 5 an

seiner Stirnwand 6 durch den Glühdraht 7 indirekt geheizt. Der poröse keramische Körper 5 dient zum Transport des ionenliefernden Materials aus der Vorratsrinne 8 und wird zu diesem Zweck mit der Heizspirale 9 so weit vorgewärmt, daß ein ausreichender Materialtransport stattfindet. Der keramische Hohlkegel 5 wird von der durchbohrten Kegelelektrode 10 umgeben, die besonders stark und aus wärmeleitendem Material ausgeführt ist und auf der sich die dem Kegel 5 entweichenden Dämpfe niederschlagen. So wird einem Austritt neutraler Teilchen aus der Anode weitgehend vorgebeugt.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum Erzeugen von Ionen mittels einer Glühanode im Vakuum unter Verwendung eines nicht unmittelbar die Glühanode bildenden Vorratsbehälters für die kontinuierliche Nachlieferung der ionenliefernden Substanz, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühanode vom Vorratsbehälter räumlich getrennt ist und aPein aus diesem über einen kapillare Kanäle enthaltenden, an der Bildung der ionenliefernden Substanz chemisch nicht beteiligten Körper, vorzugsweise einen Docht oder einen keramischen Körper, mit der ionenliefernden Substanz gespeist wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Heizvorrichtungen vorgesehen sind, durch die der Körper, welcher den Transport der ionenliefernden Substanz vermittelt, auf einer für das Transportieren günstigen Temperatur gehalten wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Glühanode und/oder des zum Substanztransport dienenden Körpers Kondensationsflächen vorgesehen sind, an denen etwa verdampfte, zur Ionenlieferung dienende Substanz niedergeschlagen wird.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß go außerhalb des Vakuumraumes ein die ionenliefernde Substanz enthaltender Vorratskörper angebracht ist und daß der zum Transportieren dieser Substanz dienende Körper durch die Gefäßwand hindurch die Verbindung mit der Glühanode herstellt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Zeitschrift für Physik, Bd. 121, 1943, S. 604 bis 606 und 612, 613.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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