FI88226B - Foerfarande foer styrning av en elektronstraole i en elektronaccelerator samt en elektronaccelerator - Google Patents

Foerfarande foer styrning av en elektronstraole i en elektronaccelerator samt en elektronaccelerator Download PDF

Info

Publication number
FI88226B
FI88226B FI902595A FI902595A FI88226B FI 88226 B FI88226 B FI 88226B FI 902595 A FI902595 A FI 902595A FI 902595 A FI902595 A FI 902595A FI 88226 B FI88226 B FI 88226B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
window
actual
gate
cooling fins
electrons
Prior art date
Application number
FI902595A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI902595A (fi
FI902595A0 (fi
FI88226C (fi
Inventor
Pertti Puumalainen
Original Assignee
Tampella Oy Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tampella Oy Ab filed Critical Tampella Oy Ab
Priority to FI902595A priority Critical patent/FI88226C/fi
Publication of FI902595A0 publication Critical patent/FI902595A0/fi
Priority to DE19914191099 priority patent/DE4191099T/de
Priority to PCT/FI1991/000153 priority patent/WO1991018411A1/en
Priority to JP91509283A priority patent/JPH05506538A/ja
Publication of FI902595A publication Critical patent/FI902595A/fi
Priority to GB9223836A priority patent/GB2261987A/en
Priority to SE9203508A priority patent/SE9203508D0/xx
Publication of FI88226B publication Critical patent/FI88226B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI88226C publication Critical patent/FI88226C/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J33/00Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes
    • H01J33/02Details
    • H01J33/04Windows
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

! 38226
Menetelmä elektronisuihkun ohjaamiseksi elektronikiihdyt-timessä ja elektronikiihdytin
Keksinnön kohteena on menetelmä elektronisuihkun 5 ohjaamiseksi elektronikiihdyttimessä, jossa elektroniläh-teestä tulevia elektroneja johdetaan hilaikkunan läpi kiihdytystilaan ja kiihdytystilasta jäähdytysrivoilla varustetun varsinaisen ikkunan läpi ulos elektronikiihdytti-mestä, ja jossa elektroneja kiihdytetään hilaikkunan ja 10 varsinaisen ikkunan välille muodostetulla kiihdytysjännitteellä.
Edelleen keksinnön kohteena on elektronikiihdytin, jossa on elektronilähde, hilaikkuna ja jäähdytysrivoilla varustettu varsinainen ikkuna, jolloin elektronilähteestä 15 tulevia elektroneja johdetaan hilaikkunan läpi kiihdytys-tilaan ja kiihdytystilasta varsinaisen ikkunan läpi ulos elektronikiihdyttimestä ja elektroneja kiihdytetään hila-ikkunan ja varsinaisen ikkunan välille muodostetulle kiihdytys j ännitteellä.
20 Elektronikiihdyttimiä käytetään tuottamaan ener gialtaan 100-800 keV olevia elektroneja tyypillisesti elektronisuihkuna käytettäväksi eri tarkoituksiin. Tällaisia käyttöalueita ovat mm. pinnoitteiden kovettaminen po-lymerointitekniikalla, savukaasujen puhdistaminen, steri-: 25 lointi jne. Teollisuuden käyttämissä laitteissa tarvitaan yleensä tasainen elektronisuihku liikkuvan aineradan pintaan tai savukanavassa virtaavaan kaasuun, jotta riittävä ja tulokseltaan tarpeeksi tasainen vaikutus saataisiin aikaan. Käytettävät elektronisuihkun tehot ovat tyypilli-30 sesti alueella 10-100 kW. Koska elektronien muodostus tapahtuu tyhjiössä ja elektronit johdetaan kiihdyttimien tyhjiössä olevista sisätiloista ulos ohuiden noin 0,01 mm paksuudeltaan olevien ikkunoiden läpi, jää ikkunoihin varsin huomattava noin 3-15 % oleva teho elektronien tunkeu-35 tuessa niiden läpi. Edelleen ikkunat ovat tyypillisesti 2 88226 muodoltaan kapeita ja lisäksi ne ovat pitkiä useimmiten titaanista muodostettuja. Pitkien ja kapeiden ikkuna-aukkojen tarkoitus on saada aikaan se, että ulos tulevat elektronit muodostavat verhomaisen elektronisuihkun.
5 Nykyään käytössä olevissa elektronisuihkulaitteissa käytetään tyypillisesti ikkunan takana laitteen sisäpuolella kuparista jäähdytysritilää tai -rivoitusta, jota jäähdytetään sisäisesti vesijäähdytyksen avulla. Tällä tavalla ohut ikkuna, johon kehittyy suuri lämpöteho, on 10 mahdollista pitää tarpeeksi matalassa lämpötilassa. Kun elektroneja kiihdytetään yleisesti käytetyllä tekniikalla aukosta aukkoon ja aukon pohjalla on jäähdytysrivat ikkunan edessä, osuu elektroneja myös aina jäähdytysripoihin vähintään ripojen ja ikkunan pinta-alojen suhteessa ja 15 heikot kenttäviivat vielä tehostavat tätä vaikutusta, vaikka varsinaiset kiihdytysjännitteen kenttäviivat ovatkin aukon reunoilla. Jäähdytysritilöihin osuvien elektronien osuus laitteen tehosta on noin 25-35 %, mikä on koko-naistehosta varsin suuri osuus. Koska useat elektronisuih-20 kutussovellutukset kuluttavat huomattavasti energiaa, on tällainen lähes kolmasosan energiahukka hyvin merkittävä sovellutuksen kannalta ja vaatii tarpeettoman suuria ja tehokkaita jäähdytyslaitteistoja sekä lisää käyttökustannuksia merkittävästi.
25 GB-patentissa 1 179 277 on esitetty tyypillinen tunnetun tekniikan mukainen ratkaisu, jossa varsinaista ikkunaa vasten on jäähdytysripoja, joihin elektronit törmäävät edellä esitetyllä tavalla. US-patentissa 4 591 756 puolestaan on esitetty, kuinka jäähdytysripojen muotoilul-30 la saadaan elektronien törmäystä vähennetyksi. Julkaisun ratkaisussa kuitenkin edelleen elektroneja osuu jäähdytys-ripoihin aiheuttaen mainittuja haittoja.
DE-hakemusjulkaisussa 30 20 809 on esitetty ratkaisu, jossa elektronit pyritään ohjaamaan jäähdytysripojen 35 väliin erilaisilla linssirakenteilla ja siten pyritään 3 88226 estämään elektronien osumista jäähdytysripoihin. Ratkaisu on varsin monimutkainen ja hankala toteuttaa varsinkin, kun useita toisistaan riippuvia osia, kuten katodi, ensimmäinen ja toinen reikälevy jne on pystyttävä mitoittamaan 5 ja sijoittamaan tarkalleen oikein. Käytännössä ratkaisun toteuttaminen on erittäin hankalaa ja kallista. Lisäksi linssirakenteet fokusoivat elektronisäteilyä ja sen seurauksena ikkunoiden keskiosa helposti ylikuumenee.
Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan mene-10 telinä ja laitteisto, joilla vältetään edellä esitettyjä haittoja ja joilla voidaan vähentää elektronikiihdyttimen ikkunan tarvitsemaa jäähdytystehoa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on ominaista, että hilaikkunan ja varsinaisen ikkunan välille muodostetaan peilisymmetrinen sähkövaraus 15 hilaikkunan ja varsinaisen ikkunan välisen etäisyyden puolivälissä olevan kuvitellun symmetriatason suhteen jolloin tasainen jakautuma hilaikkunalle peilautuu tasaiseksi jakautumaksi varsinaiselle ikkunalle.
Menetelmän olennainen ajatus on, että kiihdytys-20 tilaan johtavaan ikkunaan eli hilaikkunaan on muodostettu varsinaisen ikkunan jäähdytysripoja vastaavat peilikuva-maiset vastineet, jolloin jäähdytysripojen ja niiden peilikuvien välille syntyy peilisymmetria, joka ohjaa elektronit suoraan hilaikkunasta varsinaiselle ikkunalle vas-• ; 25 taavaan paikkaan eikä elektroneja pääse osumaan jäähdytysripoihin varsinaista ikkunaa lähestyessään.
. Keksinnön mukaiselle laitteelle on ominaista, että hilaikkunan varsinaiseen ikkunaan päin suuntautuneelle . . pinnalle on asennettu sähkökentänohjäimiä, jotka ovat muo- 30 doltaan varsinaisen ikkunan jäähdytysripojen kanssa peili-symmetriset hilaikkunan ja varsinaisen ikkunan puolivälis-sä sijaitsevan kuvitellun symmetriatason suhteen.
Laitteen olennainen ajatus on, että hilaikkunan puolelle on muodostettu varsinaisen ikkunan jäähdytysri-35 poja peilikuvana vastaavat sähkökentän ohjaimet, jolloin 4 83226 jäähdytysripojen ja ohjainten välille muodostuu peilisym-metria, mikä ohjaa elektronit kulkemaan suoraan hilaikku-nalta varsinaiselle ikkunalle.
Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirus-5 tuksissa, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaista elektronikiih-dytintä hilaikkunan pituussuunnassa poikkileikattuna ja kuvio 2 esittää keksinnön mukaista elektronikiih-dytintä hilaikkunarivin pituussuunnassa aukileikattuna.
10 Kuviossa 1 ja 2 on esitetty elektronikiihdytin, jossa on tyhjiökammion ulkoseinä 1, elektronien muodos-tuslaite 2, joka voi olla esimerkiksi kuvion esittämä pitkä putkimainen tila, jonka keskellä on pingotettu·hehku-lanka 2a. Elektronien muodostuslaitteessa muodostuneet 15 elektronit 3 ohjataan hehkulangan 2a suuntaiselle hilaik- kunalle 4, jonka läpäistyään ne joutuvat kiihdytystilaan. Hilaikkunan 4 alapuolella on sinänsä tunnettu ja sen vuoksi ei tarkemmin selitetty yleensä kuparista muodostettu tukirakenne 5, jossa on aukko elektronien läpikulkua var-20 ten. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa on hilaikkunan 4 alapuolella lisäksi edullisesti tukirakenteeseen 5 kiinnitettyjä sähkökentän ohjaimia 5a, jotka jakavat hilaikkunan alla olevan yhtenäisen aukon useisiin poikittaisiin ikkuna-aukkoihin 4a, jotka voivat mennä hilaikkunan reunasta 25 toiseen joko hehkulangan suuntaisena tai siihen nähden poikittain tai suoraan tai viistosti. Sähkökentänohjäimien 5a välistä elektronit kulkevat edelleen kohti varsinaista ikkunaa 6, jonka yläpuolella on sinänsä tunnettu ja siksi ei tarkemmin selitetty yleensä kuparista valmistettu tuki-30 rakenne 7, jossa on jäähdytysripoja 7a. Jäähdytysrivat 7a ja sähkökentänohjaimet 5a ovat muodoltaan hilaikkunan 4 ja varsinaisen ikkunan 6 välien etäisyyden puolivälissä olevan kuvitellun tason S suhteen keskenään peilikuvia, jolloin niiden välille muodostuu peilisymmetrian avulla säh-35 kökenttä 8. Elektronien tullessa hilaikkunan läpi vierek- 5 88226 käisten sähkökentänohjainten 5a väliin, tulevat elektronit varsinaiselle ikkunalle täsmälleen peilikuvamaisesti samoin, kuin ne tulivat hilaikkunasta eli tulevien ja lähtevien elektronien radat ovat sähkökentänohjainten 5a ja 5 jäähdytysripojen 8 tavoin keskenään peilikuvamaiset. Vaik ka hilaikkunat ja vastaavasti varsinaiset ikkunat ovat käytännön syistä usein vinottain eli jäähdytysrivät joudutaan samoin asettamaan vinosti poikittain ikkunan yli, ei asialla ole mitään merkitystä, kunhan sähkökentänohjaimet 10 5a ovat hilaikkunan 4 ja varsinaisen ikkunan 6 välisen tason S suhteen peilisymmetrisesti jäähdytysripojen 7a kanssa.
Keksintöä on edellä selityksessä ja piirustuksissa esitetty vain esimerkinomaisesti eikä sitä millään tavalla 15 ole rajoitettu siihen. Keksintöä voidaan soveltaa kaikenlaisilla elektronien muodostuslaitteilla varustetuissa elektronikiihdyttimissä, jolloin elektronimuodostimena voi olla matalajännitteinen elektronitykki, josta elektronit saadaan leveänä suihkuna hilaikkunalle tai jossa hilaikku-20 nan pintaa pyyhkäistään jatkuvasti edestakaisin kapealla elektronisuihkulla. Jäähdytysrivat ja sähkökentän ohjaimet voivat olla olennaisesti minkä muotoisia tahansa, kunhan ne muodostavat hilaikkunan ja varsinaisen ikkunan välissä olevan ikkunoiden suuntaisen tahon suhteen peilisymmetri-.· 25 sen kuvan toistensa suhteen. Jäähdytysripojen korkeutta c ja sähkökentän ohjainten korkeutta a ja niiden välistä etäisyyttä b sopivasti mitoittamalla saadaan kenttäviivat kulkemaan hilaikkunoiden välissä olennaisesti suoraan, jolloin ne eivät toimi linsseinä eivätkä fokusoi tai hajo-30 ta elektronisuihkua ennen sen iskeytymistä varsinaisen ikkunan pintaan.

Claims (5)

6 88226
1. Menetelmä elektronisuihkun ohjaamiseksi elektro-nikiihdyttimessä, jossa elektronilähteestä (2) tulevia 5 elektroneja (3) johdetaan hilaikkunan (4) läpi kiihdytys-tilaan ja kiihdytystilasta jäähdytysrivoilla (7a) varustetun varsinaisen ikkunan (6) läpi ulos elektronikiihdytti-mestä, ja jossa elektroneja (3) kiihdytetään hilaikkunan (4) ja varsinaisen ikkunan (6) välille muodostetulla kiih-10 dytysjännitteellä, tunnettu siitä, että hilaikkunan (4) ja varsinaisen ikkunan (6) välille muodostetaan peilisymmetrinen sähkövaraus hilaikkunan (4) ja varsinaisen ikkunan (6) välisen etäisyyden puolivälissä olevan kuvitellun symmetriatason (S) suhteen jolloin tasainen ja-15 kautuma hilaikkunalle peilautuu tasaiseksi jakautumaksi varsinaiselle ikkunalle.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että peilisymmetrinen sähkövaraus muodostetaan asettamalla hilaikkunan (4) varsinaiseen ikku- 20 naan (6) päin suuntautuneelle pinnalle sähkökentänohjäimiä (5a), jotka ovat muodoltaan symmetriatason (S) suhteen varsinaisen ikkunan (6) jäähdytysripojen (7a) kanssa peili symmetriset.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, t u n-25 n e t t u siitä, että sähkökentänohjainten (5a) ja jäähdytysripojen (7a) korkeus (a, c) ja niiden välinen etäisyys (s) asetetaan siten, että elektronien liike hilaikkunan (4) ja varsinaisen ikkunan (6) välillä on olennaisesti suoraviivaista ja saman suuntaista.
4. Elektronikiihdytin, jossa on elektronilähde (2), hilaikkuna (4) ja jäähdytysrivoilla (7a) varustettu varsinainen ikkuna (6), jolloin elektronilähteestä (2) tulevia elektroneja (3) johdetaan hilaikkunan (4) läpi kiihdytys-tilaan ja kiihdytystilasta varsinaisen ikkunan (6) läpi 35 ulos elektronikiihdyttimestä ja elektroneja (3) kiihdyte- 7 88226 tään hilaikkunan (4) ja varsinaisen ikkunan (6) välille muodostetulle kiihdytysjännitteellä, tunnettu siitä, että hilaikkunan (4) varsinaiseen ikkunaan (6) päin suuntautuneelle pinnalle on asennettu sähkökentänohjäimiä , 5 (5a), jotka ovat muodoltaan varsinaisen ikkunan (6) jääh- dytysripojen (7a) kanssa peilisymmetriset hilaikkunan (4) ja varsinaisen ikkunan (6) puolivälissä sijaitsevan kuvitellun symmetriatason (S) suhteen.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen elektronikiihdy-10 tin, tunnettu siitä, että jäähdytysrivat (7a) ja sähkökentänohjaimet (5a) on muodostettu kulkemaan vinottain varsinaisen ikkunan (6) ja vastaavasti hilaikkunan (4 ) suhteen. 8 88226
FI902595A 1990-05-24 1990-05-24 Foerfarande foer styrning av en elektronstraole i en elektronaccelerator samt en elektronaccelerator FI88226C (fi)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI902595A FI88226C (fi) 1990-05-24 1990-05-24 Foerfarande foer styrning av en elektronstraole i en elektronaccelerator samt en elektronaccelerator
DE19914191099 DE4191099T (fi) 1990-05-24 1991-05-14
PCT/FI1991/000153 WO1991018411A1 (en) 1990-05-24 1991-05-14 Method of controlling an electron beam in an electron accelerator and an electron accelerator
JP91509283A JPH05506538A (ja) 1990-05-24 1991-05-14 電子加速器の電子ビームを制御する方法と電子加速器
GB9223836A GB2261987A (en) 1990-05-24 1992-10-08 Method of controlling an electron beam in an electron accelerator and an electron accelerator
SE9203508A SE9203508D0 (sv) 1990-05-24 1992-11-23 Foerfarande foer styrning av en elektronstraale i en elektronaccelerator samt en elektronaccelertor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI902595A FI88226C (fi) 1990-05-24 1990-05-24 Foerfarande foer styrning av en elektronstraole i en elektronaccelerator samt en elektronaccelerator
FI902595 1990-05-24

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI902595A0 FI902595A0 (fi) 1990-05-24
FI902595A FI902595A (fi) 1991-11-25
FI88226B true FI88226B (fi) 1992-12-31
FI88226C FI88226C (fi) 1993-04-13

Family

ID=8530507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI902595A FI88226C (fi) 1990-05-24 1990-05-24 Foerfarande foer styrning av en elektronstraole i en elektronaccelerator samt en elektronaccelerator

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPH05506538A (fi)
DE (1) DE4191099T (fi)
FI (1) FI88226C (fi)
GB (1) GB2261987A (fi)
SE (1) SE9203508D0 (fi)
WO (1) WO1991018411A1 (fi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8339024B2 (en) 2009-07-20 2012-12-25 Hitachi Zosen Corporation Methods and apparatuses for reducing heat on an emitter exit window
CN104717822B (zh) * 2015-03-30 2017-11-03 同方威视技术股份有限公司 电子帘加速器和控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1179277A (en) * 1967-02-14 1970-01-28 Ford Motor Co An Electron Discharge Device.
US4061944A (en) * 1975-06-25 1977-12-06 Avco Everett Research Laboratory, Inc. Electron beam window structure for broad area electron beam generators
DE3020809A1 (de) * 1980-06-02 1981-12-10 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Verfahren zur herstellung eines elektronenstrahlaustrittsfensters
FI70346C (fi) * 1983-05-03 1986-09-15 Enso Gutzeit Oy Anordning foer aostadkommande av en elektronridao
US4591756A (en) * 1985-02-25 1986-05-27 Energy Sciences, Inc. High power window and support structure for electron beam processors

Also Published As

Publication number Publication date
GB2261987A (en) 1993-06-02
JPH05506538A (ja) 1993-09-22
DE4191099T (fi) 1993-05-13
FI902595A (fi) 1991-11-25
WO1991018411A1 (en) 1991-11-28
GB9223836D0 (en) 1993-03-24
SE9203508L (sv) 1992-11-23
FI902595A0 (fi) 1990-05-24
SE9203508D0 (sv) 1992-11-23
FI88226C (fi) 1993-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1180678A (en) Process and apparatus for converged fine line electron beam treatment of objects and the like
EP1332651A2 (en) Target for production of x-rays
WO2003065772A3 (en) X-ray source and method for producing selectable x-ray wavelength
JPH02115800A (ja) 製品の両面照射装置
FI88226B (fi) Foerfarande foer styrning av en elektronstraole i en elektronaccelerator samt en elektronaccelerator
JPS61279100A (ja) 光学的にパルス出力された電子の加速器
US9153410B2 (en) X-ray generating method, and X-ray generating apparatus
US5849252A (en) Charged particle accelerator apparatus and electronic sterilizer apparatus using the same
US4075496A (en) Charged particle irradiation apparatus
US5418348A (en) Electron beam source assembly
US6341157B1 (en) Rotation anticathode-X ray generating equipment
US3469139A (en) Apparatus for electron beam control
JP2000340160A (ja) 写像型電子顕微鏡
US3679930A (en) Method for increasing the output of an electron accelerator
FI70347B (fi) Foerfarande och anordning foer aostadkommande av en av intensitetfoerdelning justerbar elektronridao
US3720828A (en) Apparatus for and method of controlling relativistic charged particle beam distribution and transport
US20180206320A1 (en) Modular laser-produced plasma x-ray system
US3536951A (en) Electron and heavy particle beam scanning systems
Maruyama et al. Optical transition radiation as a real-time, on-line diagnostic for free electron laser systems
Choi et al. Measurement of long‐pulse relativistic electron beam perpendicular‐to‐parallel velocity ratio by Cerenkov emission and radiation darkening on a glass plate
EP0093970A1 (en) Soft X-ray generator
WHITLOCK Submicrosecond, synchronizable x-ray source(Patent)
CN210535623U (zh) X射线源和x射线成像设备
JPH11231100A (ja) 電子線照射装置
WHITLOCK Submicrosecond, synchronizable x ray source(Patent Application)

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: OY TAMPELLA AB