FI70347B - Foerfarande och anordning foer aostadkommande av en av intensitetfoerdelning justerbar elektronridao - Google Patents

Description

70347

MENETELMÄ JA LAITE INTENSITEETTIJAKAUTUMALTAAN SÄÄDETTÄVÄN ELEK-TRONIVERHON SYNNYTTÄMISEKSI - FÖRFARANDE OCH ANORDNIIMG FuR ASTADKOMRAN-DE AV E IM AV INTENSITETFÖRDELNING JUSTERBAR ELEKTRONRIDA

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä intensiteettijakautumal-taan säädettävän elektroniverhon synnyttämiseksi, jossa menetelmässä kammioon sijoitetulla, pitkänomaisella langalla synnytetään vapaita elektroneja lankaa ympäröivään tilaan, elektroneja kiihdytetään mainitussa tilassa sitä rajoittavalla elektrodira-kenteella ja kiihdytetyistä elektroneista muodostuva elektroni-verho ohjataan ulos kammipsta sen seinämässä olevasta, elektroneja läpäisevästä ikkunasta.

Materiaalipintoja voidaan käsitellä esimerkiksi määrättyjen kemiallisten reaktioiden aikaansaamiseksi kohdistamalla niihin elektronisäteily. Kysymykseen tulevista reaktioista voidaan mainita huoneen lämpötilassa tapahtuva kalvon ristisidostus tai po-lymerointi sekä pinnoitteiden tai laminaattien kovetus, ja lisäksi elektronisäteily soveltuu mm. pakkausten sterilointiin.

On tunnettua käyttää laajojen materiaalipintojen säteilytyksessä fokusoitua elektronisuihkua. Tässä menetelmässä pinnan eri osien samanaikainen säteilytys ei kuitenkaan ole mahdollista, vaan menetelmä edellyttää elektronisuihkun pyyhkäisemistä yli sateily-tettävän pinnan, mikä merkitsee sitä, että tarvittava laitteisto on suhteellisen monimutkainen.

On edelleen tunnettua toteuttaa säteilytys tasomaisen elektroni-verhon avulla, jolloin laitteisto muodostuu olennaisesti yksinkertaisemmaksi. Elektroniverho synnytetään käyttäen elektroni-lähteenä tyhjökammioon sijoitettua viivamaista hehkulankaa, josta irtoavat elektronit ki ihdytetään korkeajännitteellä ja ohjataan kammion seinämässä olevan elektroneja läpäisevän ikkunan kautta kammion ulkopuolelle. Menetelmässä on kuitenkin ollut vaikeutena se, että koska hehkulangan ominaisuudet vaihtelevat hieman langan eri kohdissa, on tuloksena ollut intensiteetti jakautumaltaan verhon leveyssuunnassa epätasainen elektroniverho.

70347 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt tunnettuihin ratkaisuihin liittyvät epäkohdat ja muodostaa menetelmä, jolla voidaan synnyttää elektroniverho, jonka intensiteettija-kautuma verhon leveyssuunnassa on tasainen tai jossa ko. jakautuma voidaan säätää halutun mukaiseksi. Tunnusomaista keksinnön mukaiselle menetelmälle on se, että e 1ektroniverhon intensiteetti jakautuman säätö tapahtuu käyttäen pitkänomaista, magneettisesti pehmeää ainetta olevaa kappaletta sekä vierekkäisistä magneeteista muodostuvaa magneettiriviä, joista toinen on sijoitettu olennaisesti langan suuntaisesti kammion ikkunan suunnasta katsottuna langan taakse ja toinen on sijoitettu kammion ikkunan ulkopuolelle elektroniverhon eteen, jolloin magneeteilla aikaansaatavan säädön perustana on langasta emittoituneiden elektronien magneettikentän voimakkuudesta riippuva absorptio elektrodi-rakenteeseen .

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu oleellisesti magneettikentän synnyttämiseen mainitun magneettisesti pehmeää ainetta olevan kappaleen ja vierekkäisistä magneeteista muodostuvan nag-neettirivin välille. Magneettikenttä vangitsee langasta emittoituneet elektronit spiraalimaisille radoille, joiden säde riippuu magneettikentän voimakkuudesta. Tällöin elektrongjaabsorboituu elektrodirakenteen muodostaman tilan seinämiin ennen niiden pääsyä elektroneja kiihdyttävään sähkökenttään absorboituneiden elektroneiden määrän ollessa säädettävissä magneettikentän avul-1 a.

Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan myös se, että elektroniverho ohjautuu elektroneja läpäisevän ikkunan läpi magneettikentän kenttäviivojen mukaisesti, jolloin ikkunan reunoihin osuvien elektronien aiheuttamat hajasäteily- ja lämpenemis-ongelmat vähenevät.

Synnytettävän elektroniverhon intensiteettijakautuman säätämiseksi verhon leveyssuunnassa voidaan magneetikentän voimakkuutta muutella laitteen eri kohdissa. Tätä varten voi kunkin magneetin etäisyys magneettisesti pehmeää ainetta olevasta kappaleesta olla säädettävissä itsenäisesti, tai vaihtoehtoisesti voidaan käyttää sähkömagneetteja, joista kunkin voimakkuus on säädettävissä itsenäisesti. Kummassakin tapauksessa on mahdollista sää- 70347 tää magneettikentän voimakkuutta ja siten säätää sähkökenttään pääsevien elektronien määrää elektroneja emittoivan langan suunnassa niin, että haluttu elektroniverhon intensiteettijakautuma saavutetaan.

Keksinnön kohteena on edelleen laite intensiteettijakautumaltaan j i säädettävän elektroniverhon synnyttämiseksi edellä kuvatulla menetelmällä. Laite käsittää pitkänomaisen, elektroneja emittoivan langan, lankaa ympäröivää tilaa rajoittavan elektrodirakenteen elektronien kiihdyttämiseksi sekä kammion, johon lanka ja elektrodirakenne on sijoitettu ja jonka seinämässä on elektroneja läpäisevä ikkuna, jonka läpi elektro-niverho on ohjattavissa, ja laitteelle on tunnusomaista se, että siihen kuuluu elektroniverhon intensiteettijakautumaa säätävinä eliminä pitkänomainen, magneettisesti pehmeää ainetta oleva kappale sekä vierekkäisistä magneeteista muodostuva magneettirivi, joista toinen on sijoitettu olennaisesti langan suuntaisesti kammion ikkunan suunnasta katsottuna langan taakse ja toinen on sijoitettu kammion ikkunan ulkopuolelle elektroniverhon eteen, jolloin magneeteilla aikaansaatavan säädön perustana on langasta emittoituneiden elektronien magneettikentän voimakkuudesta riippuva absorptio elektrodirakenteeseen.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista laitetta intensiteetti j akautumaltaan säädettävän elektroniverhon synnyttämiseksi sekä elektroneilla säteilytettävää kalvorainaa laitteen sivusuunnasta nähtynä ja osaksi leikattuna.

Kuvio 2 esittää leikkausta II-II kuviosta 1.

Piirustuksessa on esitetty keksinnön erään sove1lutusmuodon mukainen laite intensiteettijakautumaltaan säädettävän elektroni-verhon synnyttämiseksi, joka käsittää sylinterimäisen, teräksisen tyhjökammion 1, pitkänomaisen, kammion akselin suuntaisen hehkulangan 2 sekä hehkulankaa ympäröivän pitkänomaisen teräksisen kuoren 3, joka muodostaa elektrodirakenteen. Kammion 1 seinämässä on kammion akselin suuntainen, elektroneja läpäisevä ik- 70347 kuna 4, joka on titaania ja jonka läpi laitteen synnyttämä elek-troniverho on ohjattavissa. E 1ektroniverhoa kuvaavat piirustuksessa nuolet 5. Hehkulankaa 2 ympäröivä kuori 3 on muotoiltu siten, että lanka sijaitsee kuoren muodostamassa pitkänomaisessa syvennyksessä 6, joka on avoin kammion seinämässä olevan ikkunan 4 suuntaan. Syvennyksen 6 kummallakin reunalla kuori 3 on muodostettu kiihdytyse 1ektrodiksi 7, jolloin elektrodit kiihdyttävät hehkulangasta 2 emittoituneet ja niiden väliseen sähkökenttään joutuneet elektronit verhona ikkunaa 4 kohti ja edelleen sen läpi niin, että ne osuvat ikkunan ohi johdettavaan, säteily-tettävään kalvorainaan 8.

Laitteella synnytettävän elektroniverhon 5 intensiteetin säätämiseksi on kuoreen 3 kammion ikkunan 4 suunnasta katsottuna hehkulangan 2 taakse sijoitettu hehkulangan suuntainen, ferromagneettista ainetta oleva kappale 9, joka on sopivammin rautaa. Ikkunan 4 ulkopuolelle, elektroniverhon 5 eteen on edelleen sijoitettu rivi vierekkäisiä magneetteja 10, jolloin kappaleen 9 ja magneettirivin välille on synnytettävissä magneettikenttä. Magneettikentän voimakkuuden säätämiseksi on kunkin magneetin 10 etäisyys elektroneja emittoivasta langasta 2 säädettävissä itsenäisesti, ja kuviossa 1 nähdään tilanne, jossa eräs magneeteista on sijoitettu hieman muita kauemmaksi langasta. Vaihtoehtoisesti voi magneettikentän voimakkuuden säätäminen tapahtua säätelemällä magneettien 10 magnetointivirtaa.

Elektroniverhon 5 synnyttäminen esitetyllä laitteella tapahtuu saattamalla kuori 3 muutaman sadan kV:n negatiiviseen jännitteeseen kammion 1 seinämään nähden ja muodostamalla kappaleen 9 ja magneettien 10 välille magneettikenttä. Hehkulangasta 2 emittoituvat elektronit joutuvat tällöin syvennyksessä 6 spiraalimaisille radoille, jolloin osa niistä absorboituu syvennyksen seinämiin ja osa pääsee kiihdytyselektrodien 7 väliseen sähkökenttään. Absorboituneiden elektronien osuus hehkulangasta 2 emittoituneesta elektronimäärästä riippuu laitteen eri kohdissa vallitsevan magneettikentän voimakkuudesta. Kiihdytys e 1ektrodit 7 kiihdyttävät sähkökenttään päässeet elektronit kammion 1 seinämässä olevaa ikkunaa 4 kohti verhona 5, joka ikkunan läpäistyään osuu ikkunan ja magneettien 10 välistä johdettuun säteilytettä-vään kalvorainaan 8. Koska kammion 1 seinämät ovat magneettises- 70347 ti kovaa ainetta, edistää magneettikenttä elektroniverhon 5 fokusoitumista ikkunaan 4 niin, että laitteen toimintaa häiritsevää hajasäteilyä ei sanottavasti esiinny.

Kun kuviossa 1 esitetyssä tapauksessa eräs magneeteista 10 on viety muita kauemmaksi hehkulangasta 2, merkitsee tämä sitä, että magneettikentän kenttäviivojen tiheys on tällä kohdalla pienentynyt ja elektronit joutuvat syvennyksessä 6 säteeltään suuremmille spiraaliradoille. Tästä on seurauksena elektronien lisääntynyt absorptio elektrodirakenteen 3 seinämiin ja elektroni-verhon 5 intensiteetin jääminen pienemmäksi kuin laitteen muissa kohdissa.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovel-lutusmuodot eivät rajoitu esitettyyn esimerkkiin vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (8)

1. Menetelmä intensiteettijakautumaltaan säädettävän elektroni-verhon (5) synnyttämiseksi, jossa menetelmässä kammioon (1) sijoitetulla, pitkänomaisella langalla (2) synnytetään vapaita elektroneja lankaa ympäröivään tilaan (6), elektroneja kiihdytetään mainitussa tilassa sitä rajoittavalla elektrodirakenteella (3) ja kiihdytetyistä elektroneista muodostuva elektroniverho ohjataan ulos kammiosta sen seinämässä olevasta, elektroneja läpäisevästä ikkunasta (4), tunnettu siitä, että elektroniverhon (5) intensiteettijakautuman säätö tapahtuu käyttäen pitkänomaista, magneettisesti pehmeää ainetta olevaa kappaletta (9) sekä vierekkäisistä magneeteista (10) muodostuvaa magneetti-riviä, joista toinen on sijoitettu olennaisesti langan (2) suuntaisesti kammion (1) ikkunan (4) suunnasta katsottuna langan taakse ja toinen on sijoitettu kammion ikkunan ulkopuolelle e 1ektroniverhon eteen, jolloin magneeteilla aikaansaatavan säädön perustana on langasta emittoituneiden elektronien magneettikentän voimakkuudesta riippuva absorptio elektrodirakenteeseen (3) .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säätö tapahtuu säätelemällä rivin eri magneettien (10) ja magneettisesti pehmeää ainetta olevan kappaleen (9) keskinäisiä etäisyyksiä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että magneetteina (10) käytetään sähkömagneetteja ja että säätö tapahtuu säätelemällä rivin eri magneettien sähkövirtojen voimakkuuksia.

4. Laite intensiteetti jakautumaltaan säädettävän elektroniverhon (5) synnyttämiseksi jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukaisella menetelmällä, joka laite käsittää pitkänomaisen, elektroneja emittoivan langan (2), lankaa ympäröivää tilaa (6) rajoittavan elektrodirakenteen (3) elektronien kiihdyttämiseksi sekä kammion (1), johon lanka ja elektrodirakenne on sijoitettu ja jonka seinämässä on elektroneja läpäisevä ikkuna (4), jonka läpi elektro-nlverho on ohjattavissa, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu elektroniverhon (5) intensiteettijakautumaa säätävinä eliminä pitkänomainen, magneettisesti pehmeää ainetta oleva 7 70347 kappale (9) sekä vierekkäisistä magneeteista (10) muodostuva magneettirivi, joista toinen on sijoitettu olennaisesti langan (2) suuntaisesti kammion (1) ikkunan (4) suunnasta katsottuna langan taakse ja toinen on sijoitettu kammion ikkunan ulkopuolelle elektroniverhon eteen, jolloin magneeteilla aikaansaatavan säädön perustana on langasta emittoituneiden elektronien magneettikentän voimakkuudesta riippuva absorptio elektrodirakenteeseen (3).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että rivin kunkin magneetin (10) etäisyys magneettisesti pehmeää ainetta olevasta kappaleesta (9) on säädettävissä itsenäisesti.

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että magneetit (10) ovat sähkömagneetteja, joista kussakin sähkövirran voimakkuus on säädettävissä itsenäises-t i .

6 PATENTTIVAATIMUKSET 70347

7. Jonkin patenttivaatimuksista 4-6 mukainen laite, tunnettu siitä, että kammion (1) seinämä on magneettisesti kovaa ainetta.

8 70347