JP2615300B2

JP2615300B2 - 加速管

Info

Publication number: JP2615300B2
Application number: JP4036394A
Authority: JP
Inventors: 善信三宅; 憲一井上
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1992-02-24
Filing date: 1992-02-24
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2012-05-28
Also published as: JPH05234698A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイオン又は電子ビームを
真空雰囲気内で加速する加速管に係り、特に大電流ビー
ムを強電場加速するコンパクトなイオン注入器、電子線
照射器を実現ならしめる直流加速管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の加速管は金属製平板電
極と誘電体リング（絶縁リング）とを交互に重ね合わせ
て構成され、その内部は高真空が保持されている。ま
た、金属製平板電極には、荷電粒子ビームを加速するた
めに、誘電体リングの中心軸と同軸上にビーム通過用孔
が穿設されている。尚、このビーム通過用孔は、加速管
の真空排気用孔としての役割も兼ねている。

【０００３】長大加速管においては、専用の真空排気用
孔がビーム通過用孔の周囲に穿設されているものもあ
る。従来の加速管が維持できる加速管軸方向の電位勾配
の上限は、２ＭＶ／ｍ（２００万ボルト／ｍ）であっ
た。この上限は、加速ビーム電流強度が大きい程、また
加速管が長くなり加速電圧が高くなる程、小さくなる傾
向にある。これは加速管内で、その使用方法に付随して
種々のローディングが発生し易くなるからである。

【０００４】このローディングの種類は、次のものが主
たるのもである。（１）誘電体真空沿面フラッシオーバー（２）電子ローディング（３）Paschen Breakdown(パッシェン・ブレークダウ
ン) （４）正負イオン交換ローディング〔誘電体真空沿面フラッシオーバー〕図１８乃至図２０
は従来の加速管における平板電極及び誘電体リングの代
表例を示す図である。これらの図面において、１はアノ
ード電極、２はカソード電極、３は誘電体リングであ
る。

【０００５】誘電体真空沿面フラッシオーバーは、カソ
ード電極２と誘電体リング３と真空とが接するトリプル
ポイントＴから電子が電界放射によって引き出され、誘
電体真空沿面上を叩きながら、その過程で誘電体真空沿
面から更に２次電子及び中性ガスを発生しながらアノー
ド電極１に向かう電子雪崩によってもたらされる誘電体
真空沿面上のガス放電である（H.Craig Miller,"Surfac
e Flashover ofInsulators",IEEE Transactions Electr
ical Insulation,Vol.24 No.5,1989,及びこの中の引用
文献参照）。

【０００６】図１９はトリプルポイントＴに作用する外
部電場の大きさを小さくすべく、カソード電極２のコー
ナ近くにカソード電極２からアノード電極１に向かって
突出したシールド電極２Ａを設けた従来の電子雪崩抑止
策を示している。〔電子ローディング及びPaschen Breakdown〕高電圧直
流加速管においては、加速電圧が高くなると加速管電圧
保持能力の関係から、加速電圧に比例して加速管長を長
くしなければならない。このとき、加速管内真空度は、
加速管長に逆比例して低下する。加速管内真空度と加速
管長を掛け合わせて積分した量が、Paschen の法則で定
まる一定値を超えると、加速管内残留ガス中で電子の雪
崩的増殖が発生し、加速管内ガス放電による加速電圧崩
壊へとつながる。

【０００７】荷電粒子ビームを加速中、加速管内残留ガ
スとそのビーム粒子の衝突で２次電子が作られる。この
２次電子は加速管内の電場で加速され、最後に何処かの
電極か又はビームダクトに衝突し、そこから制動Ｘ線を
出す。加速管内真空度が悪いと、この２次電子電流強度
は加速ビーム電流強度を上回る場合も起こる。そのとき
発生する制動Ｘ線の量も甚だしく、加速器からの対人用
放射線遮蔽設備が大がかりなものとなる。また、制動Ｘ
線の加速器高電圧ターミナルを取り巻く絶縁ガスの電離
による電離電流が、加速器発電電流能力を上回る場合も
ある。

【０００８】以上が電子ローディングを惹き起こす機構
の主なものであり、またそのときに共通して現れる現象
である。〔正負イオン交換ローディング〕正負イオン交換ローディングは、加速管内で電位差のあ
る電極間で正負の２次イオンがそれら電極を叩いたと
き、そこで２次イオン放出係数が或る閾値を超えると、
その２次イオン電流が雪崩的に増加して起こる放電現象
である（J.L.Mackibben,Los Alamos Scientific Labora
tory Report LA-5376-MS,1973,及びこの中の引用文
献）。

【０００９】２次イオン放出係数は電極を叩くイオンの
エネルギーに依存しているため、正負イオン交換ローデ
ィングは、加速管電圧が或る値に達した所で突如として
発生する。この２次イオンの種は、電極表面に付着した
汚染物質が主たるものである。従って、加速管内真空度
を高めれば、汚染物質の電極表面への付着量も低減でき
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た誘電体真空沿面フラッシオーバーの抑止のために、図
１９に示したようにシールド電極２Ａを置いた場合、絶
縁リング３は目標とする２ＭＶ／ｍの電位勾配には長時
間耐え得ないことがわかった。また、電子ローディング
及びPaschen Breakdown は、加速管内真空度を良くして
やれば止めることができる。加速管内真空度を良くする
一番単純なやり方として、加速管のビーム通過用孔を大
きくしてやればよい。しかし、この場合にはビーム通過
用孔を経由して、加速管内電極間で正負イオン交換路に
自由度が増加し、所謂マイクロディスチャージがより低
い加速電圧で点火するようになる。

【００１１】一方、この正負イオン交換ローディングを
止めるために、従来の加速管設計方法では、平板電極に
穿設する加速用のビーム通過用孔は極力小さくし、且つ
複数の真空排気用孔をビーム通過用孔の周囲に穿設して
いる。但し、このとき真空排気用孔を経由して正負イオ
ン交換放電が点火し易くなるため、真空排気用孔の位置
は加速管軸を中心にして誘電体リング円周方向に少しず
つ角度がずらされている。

【００１２】この角度のずれが大きい程、その放電も生
起しにくいが、加速管内真空排気速度が低下するため、
前述した電子ローディングやその他のローディングが発
生し易くなるという問題がある。更に、加速管内真空度
を良くしても、汚染物質がそれによって完全に除去でき
るわけではないので、加速管の電位勾配と電圧の維持に
は限界があり、従来は電位勾配が２ＭＶ／ｍが実用上の
上限であった。また、その上限は、加速電圧と加速ビー
ム電流強度の増加とともに減少していくことも経験され
ている。これは、加速ビームと加速管内残留ガスの衝突
で生じた活性ガスが加速管内電極に付着し、容易にそこ
から離脱しないことが一因となっていることが考えられ
る。特に活性ガスはビーム軸上で作られるため、加速電
極のビーム通過用孔周辺部に付着する確率が大きい。ま
た、その場所は正負イオン交換ローディング時の２次荷
電粒子の出発及び終着点となっているため、正負イオン
交換ローディングの難易に大きく影響する所である。

【００１３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、良好に誘電体真空沿面フラッシオーバーを抑止
することができ、また加速管内真空排気速度を大きくす
ることができ、更に発生した２次イオンをその加速エネ
ルギーが低い段階で吸収することができる加速管を提供
することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、正極性平板電極及び負極性平板電極によっ
て絶縁リングを挟んで成る加速管において、前記絶縁リ
ングの真空沿面に対向し、且つ前記正極性平板電極から
前記負極性平板電極に向かって突出する円筒電極を前記
正極性平板電極に設けたことを特徴としている。

【００１５】また、ビーム通過用孔が穿設された加速用
の加速管仕切電極と絶縁リングとが交互に重ね合わされ
て成る多段電極直流加速管において、各加速管仕切電極
のビーム通過用孔の周辺部に真空排気用孔を穿設し、そ
の真空排気用孔がビーム加速軸方向に揃うように各加速
管仕切電極を重畳することを特徴としている。更に、真
空排気用孔に達しない外径を有するとともに前記ビーム
通過用孔よりも大きな内径を有し、且つ各加速管仕切電
極間の隙間よりも高さが小さい円筒電極を、その円筒電
極の中心軸がビーム加速軸と一致するように各加速管仕
切電極に設け、且つ／又は絶縁リングよりも内側に位置
する各加速管仕切電極を円錐台状に折り曲げて突出さ
せ、そのテーパー部又は平板部に真空排気用孔を穿設す
ることを特徴としている。

【００１６】

【作用】本発明によれば、絶縁リングの真空沿面に対向
し、且つ前記正極性平板電極から負極性平板電極に向か
って突出する円筒電極を正極性平板電極に設けるように
している。これにより、トリプルポイントで作りだされ
た電子はアノード電位にある円筒電極に引きつけられ、
それに向かって加速されるため、絶縁リング真空沿面上
での電子雪崩放電は惹き起こし難くなり、誘電体真空沿
面フラッシオーバー電圧は向上する。

【００１７】また、各加速管仕切電極のビーム通過用孔
の周辺部に真空排気用孔を穿設し、その真空排気用孔が
ビーム加速軸方向に揃うように各加速管仕切電極を重畳
するようにしている。これにより、加速管内真空排気速
度を大きくすることができる。更に、真空排気用孔に達
しない外径を有するとともに前記ビーム通過用孔よりも
大きな内径を有し、且つ各加速管仕切電極間の隙間より
も高さが小さい円筒電極を、その円筒電極の中心軸がビ
ーム加速軸と一致するように各加速管仕切電極に設け、
且つ／又は絶縁リングよりも内側に位置する各加速管仕
切電極を円錐台状に折り曲げて突出させ、そのテーパー
部又は平板部に真空排気用孔を穿設するようにしてい
る。これにより、加速管軸と平行でない傾斜電場が形成
され、この傾斜電場により２次イオンをビーム加速軸方
向から大きく軌道をずらせることができ、２次イオンの
加速エネルギーが低い段階で加速管内電極に当ててそこ
で吸収させることができる。

【００１８】

【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る加速管の
好ましい実施例を詳述する。図１は本発明に係る加速管
の平板電極及び誘電体リングの第１実施例を示す要部断
面である。同図に示すように、この加速管は、正極性平
板電極（アノード電極）１０と負極性平板電極（カソー
ド電極）１２とによって絶縁リング１４を挟んで構成さ
れており、アノード電極１０には絶縁リング１４の真空
沿面１４Ａに対向し、且つアノード電極１０からカソー
ド電極１２に向かって突出する円筒電極１０Ａが一体的
に形成されている。

【００１９】上記構成の加速管によれば、トリプルポイ
ントＴの場所での外部電場の作用は強くなるが、トリプ
ルポイントＴで作り出される電子はアノード電位にある
円筒電極１０Ａに引きつけられ、それに向かって加速さ
れて行くため、絶縁リング１４の真空沿面１４Ａ上での
電子雪崩放電は惹き起こされ難くなる。そのため、誘電
体真空沿面フラッシオーバー電圧は向上し、実験によれ
ば、この向上率は従来の数倍に及んだ。

【００２０】図２乃至図６はそれぞれ第２実施例乃至第
６実施例を示す要部断面図である。尚、図１と共通する
部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。図２に示す第２実施例は、絶縁リング１６の形状が
上記第１実施例と相違している。即ち、この絶縁リング
１６はその縦断面形状が台形で、テーパー状の真空沿面
１６Ａを有している。

【００２１】図３に示す第３実施例は、カソード電極１
８の形状が上記第１実施例と相違している。即ち、この
カソード電極１８は、カソードコーナー部電極にアノー
ド電極１０と反対方向に段差が設けられている。この構
成のカソード電極１８によれば、トリプルポイントＴか
ら発生した電子を、上記第１、第２実施例の場合よりも
更に強い外部電場が円筒電極１０Ａに誘い込むように作
用する。そのため、誘電体真空沿面フラッシオーバー電
圧は、第１、第２実施例のそれよりも向上する。

【００２２】図４に示す第４実施例は、縦断面形状が台
形の絶縁リング１６が用いられており、この絶縁リング
１６の形状のみが上記第３実施例と相違している。図５
及び図６に示す第５実施例及び第６実施例は、それぞれ
アノード電極２０の形状、特にアノード電極２０に固定
された円筒電極２０Ａの形状が第３実施例及び第４実施
例と相違している。即ち、これらの円筒電極２０Ａはそ
の先端がナイフエッジ状に形成されている。

【００２３】図７及び図８はそれぞれ各円筒電極を含む
要部拡大図であり、各円筒電極の形状と２次イオンの軌
道の特徴の相違を模式的に描いている。円筒電極１０Ａ
と２０Ａとを比較すると、円筒電極先端とカソード電極
間の距離を固定した場合、先端が丸みをもった円筒電極
１０Ａでは、その電極先端とカソード電極１８間での正
負イオン交換生起確率は、両電極の対面面積が、先端が
ナイフエッジ対平板電極の場合よりも大きいことに加
え、２次イオンの電極間隙外帚払効果も小さいので、電
極間交換放電が生起しやすい。故に、平板対先端の丸い
円筒電極１０Ａ間の真空絶縁能力は、その先端がナイフ
エッジ状の円筒電極２０Ａの場合よりも低下する。

【００２４】尚、円筒電極２０Ａの先端は片刃である
が、図９に示すように円筒電極２０Ｂのようにその先端
を両刃としてもよい。図１０は本発明に係る加速管の第
７実施例を示す平面面であり、図１１は図１０の１１−
１１線に沿う断面図である。この加速管は、加速管仕切
電極３０と絶縁リング３２とが交互に重ね合わされて成
る多段電極直流加速管であり、各加速管仕切電極３０
は、その中央部に荷電粒子ビーム３４を加速するための
ビーム通過用孔３０Ｂが穿設されるとともに、ビーム通
過用孔３０Ｂの周辺部に４つの真空排気用孔３０Ｃが穿
設されている。

【００２５】また、各段の加速管仕切電極３０は、真空
排気用孔３０Ｃがビーム加速軸方向に揃うように、即
ち、円周方向の角度ずれが生じないように重畳されてい
る。更に、加速管仕切電極３０には前述したような円筒
電極３０Ａが固定されている。上記構成の加速管によれ
ば、円筒電極３０Ａが周囲電場を歪ませ、真空排気用孔
３０Ｃ周辺に、加速管軸と平行でない軸対称傾斜電場が
作られる。

【００２６】このように真空排気用孔３０Ｃ周辺に傾斜
電場を作用させると、真空排気用孔３０Ｃを同位相で重
ねたときに発生し易くなる真空排気用孔３０Ｃを通して
のローディングは、生起し難くなる。これは、その真空
排気用孔３０Ｃを通過して正負電位差のある加速管電極
間で加速された２次電子，正負イオンの軌道が傾斜電場
の作用で大きく加速管軸方向から曲げられ、それら荷電
粒子の電極間飛程が小さくなるからである。平均飛程が
小さくなれば、イオンの電極表面衝突エネルギーも小さ
くなり、２次イオンや電子の生成効率が減少するから各
種ローディングも生起し難くなる。尚、図１１には等電
位線及び或る電極から出発した２次荷電粒子の軌道が模
式的に示されている。

【００２７】図１２は本発明に係る加速管の第８実施例
を示す平面面であり、図１３は図１２の１３−１３線に
沿う断面図である。尚、第７実施例と共通する部分には
同符号を付し、その詳細な説明は省略する。図１２及び
図１３に示す第８実施例は、加速管仕切電極３６の形状
が上記第７実施例と相違している。即ち、この加速管仕
切電極３６は、絶縁リング３２よりも内側の電極部分が
円錐台状に折り曲げられて凹型に形成されている。尚、
真空排気用孔３６Ｃは加速管仕切電極３６のテーパー部
３６Ｄよりも外側に穿設されている。

【００２８】このように加速管仕切電極３６を凹型に折
り曲げることにより、真空排気用孔３６Ｃの周辺部に軸
対称傾斜電場を作ることができ、上記円筒電極３０Ａを
設けた場合と同様な効果が得られる。図１４乃至図１５
はそれぞれ本発明に係る加速管の第９実施例乃至第１１
実施例を示す断面面である。尚、前述した実施例と共通
する部分には同符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。

【００２９】図１４に示す第９実施例は、加速管仕切電
極３８に固定する円筒電極３８Ａの位置が図１１に示し
た第７実施例と相違している。即ち、この加速管仕切電
極３８に固定した円筒電極３８Ａは、真空排気用孔３０
Ｃに達しない外径を有するとともにビーム通過用孔３０
Ｂよりも大きな内径を有している。この位置の設けられ
た円筒電極３８Ａは、真空排気用孔３０Ｃの周辺部のみ
ならず、ビーム通過用孔３０Ｂの周辺部にも軸対称傾斜
電場を作ることができる。

【００３０】図１４に示すように、円筒電極３８Ａが周
囲電場を歪ませ、真空排気用孔３０Ｃ周辺及びビーム通
過用孔３０Ｂで作られた電子及び負イオンを、対向する
アノードに誘い込み、そこで吸収する。そうすることに
より正負イオン交換ローディングを支える正負イオン電
流ループの内、負イオン電流ループを断ち切るため、正
負イオン交換ローディングは持続しない。尚、図１７は
図１４と同構造のもので、電子の軌道計算結果を軌跡に
して計算機で描いたものである。また、同図は真空排気
用孔の或る電極の部位から出発した２次電子も、加速管
内で高エネルギーに加速される前に、その真空排気用孔
に作用する傾斜電場の作用で加速管内電極に受け止めら
れることを示している。

【００３１】図１５に示す第１０実施例は、加速管仕切
電極４０の絶縁リング３２よりも内側の電極部分が円錐
台状に折り曲げられて凹型に形成されており、図１３に
示した第８実施例と近似しているが、加速管仕切電極４
０のテーパー部４０Ｄに真空排気用孔４０Ｃを穿設する
ようにした点で相違する。図１６に示す第１１実施例
は、加速管仕切電極４２の絶縁リング３２よりも内側の
電極部分が円錐台状に折り曲げられて凹型に形成され、
且つ図１４に示し第９実施例と同様な円筒電極４２Ａが
設けられており、これにより傾斜電場の作用が更に強く
なるように構成されている。

【００３２】尚、この加速管仕切電極４２の電極構造に
よれば、絶縁リング３２は電極に遮られて加速ビームか
ら視覚的には全く見えない。このことは、加速ビームに
付随した紫外線、軟Ｘ線から高電位勾配下にある絶縁リ
ング３２を保護する意味で重要である。さて、図１に示
した加速管と従来の図１８に示した加速管について、電
極間の印加電圧を徐々に高めてゆき、最初のスパーク電
圧を調べた。

【００３３】使用した絶縁リングは内径×高さ＝１４０
×１００mmのボロシリケートガラスで、円筒電極は外径
×高さ＝１１０×９０mmのＳＵＳ３０４製であった。円
筒電極のカソードに対面する部分は尖らし、ナイフエッ
ジとした。絶縁リング内の真空度は１０^-6Torr台であっ
た。最初の誘電体真空沿面放電電圧は、円筒電極が無い
場合は３５〜４０ＫＶであったが、円筒電極を装着する
と３００ＫＶまで上昇した。

【００３４】多段電極加速管についての実験は、図１４
に示す構造のものを使用し、ヘリウムビーム３μＡを６
００ＫＶで長日時にわたって加速しながら、１日当たり
のスパーク回数を測定した。円筒電極を除去すると、ス
パーク回数は１日当たり数回〜１０回であったが、円筒
電極を装着すると、０であった。尚、実験に使用した絶
縁リングの内径×高さは、６０×９mmであり、加速管長
は２５０mmであった。この円筒電極挿入に顕著な効果
は、それによる真空排気用孔周辺の傾斜電場発現と、ビ
ーム通過用孔周辺部から誕生した電子及び負イオンを加
速管軸から帚払する軸対称な電場の発現に帰せられるこ
とが、この実験結果の示唆するところである。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る加速管
によれば、絶縁リングの真空沿面に対向する円筒電極を
正極性平板電極に設けるようにしたため、良好に誘電体
真空沿面フラッシオーバーを抑止することができる。ま
た、加速管軸と平行でない軸対称傾斜電場を形成するよ
うにしたため、この傾斜電場により２次イオンをビーム
加速軸方向から大きく軌道をずらせることができ、２次
イオンの加速エネルギーが低い段階で加速管内電極に当
ててそこで吸収させることができる。これにより真空排
気用孔経由の正負イオン交換ローディングの出現を抑止
することができ、真空排気用孔を円周方向に同位相に並
べることが可能になる。この場合、同じ内径の絶縁リン
グを使用した加速管どうしで比べると、真空排気速度を
格段に向上させることができ、従来インプランター加速
管で問題となっていた加速ビームと残留ガス衝突で生成
加速される雑イオンビームと主イオンビームの比率を小
さくすることができる。更に、真空排気速度の向上によ
り、従来よりも長い加速管の使用が許され、その分だけ
加速電圧も高くできる。尚、強電場加速管はビームの加
速光学系が単純になり、歪みの少ないビームができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係る加速管の平板電極及び誘電
体リングの第１実施例を示す要部断面図である。

【図２】図２は本発明に係る加速管の平板電極及び誘電
体リングの第２実施例を示す要部断面である。

【図３】図３は本発明に係る加速管の平板電極及び誘電
体リングの第３実施例を示す要部断面である。

【図４】図４は本発明に係る加速管の平板電極及び誘電
体リングの第４実施例を示す要部断面である。

【図５】図５は本発明に係る加速管の平板電極及び誘電
体リングの第５実施例を示す要部断面である。

【図６】図６は本発明に係る加速管の平板電極及び誘電
体リングの第６実施例を示す要部断面である。

【図７】図７は図１乃至図４に示した円筒電極を含む要
部拡大図である。

【図８】図８は図５及ぶ図６に示した円筒電極を含む要
部拡大図である。

【図９】図９は図８に示した円筒電極の他の実施例を示
す要部拡大図である。

【図１０】図１０は本発明に係る加速管の第７実施例を
示す平面面である。

【図１１】図１１は図１０の１１−１１線に沿う断面図
である。

【図１２】図１２は本発明に係る加速管の第８実施例を
示す平面面である。

【図１３】図１３は図１２の１３−１３線に沿う断面図
である。

【図１４】図１４は本発明に係る加速管の第９実施例を
示す断面図である。

【図１５】図１５は本発明に係る加速管の第１０実施例
を示す断面図である。

【図１６】図１６は本発明に係る加速管の第１１実施例
を示す断面図である。

【図１７】図１７は図１４に模式的に描いた加速管及び
この加速管での電子の軌跡を計算機で描いた図である。

【図１８】図１８は従来の加速管の平板電極及び誘電体
リングの第１例を示す断面図である。

【図１９】図１９は従来の加速管の平板電極及び誘電体
リングの第２例を示す断面図である。

【図２０】図２０は従来の加速管の平板電極及び誘電体
リングの第３例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０、２０…正極性平板電極（アノード電極）１２、１８…負極性平板電極（カソード電極）１０Ａ、２０Ａ、２０Ｂ、３０Ａ、３８Ａ、４２Ａ…円
筒電極１４、１６、３２…絶縁リング１４Ａ、１６Ａ…真空沿面３０、３６、３８、４０、４２…加速管仕切電極３０Ｂ…ビーム通過用孔３０Ｃ、３６Ｃ、４０Ｃ…真空排気用孔３４…荷電粒子ビーム３６Ｄ、４０Ｄ…テーパー部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭52−71972（ＪＰ，Ａ) 特開平４−141998（ＪＰ，Ａ) 実開昭64−12369（ＪＰ，Ｕ) 実験物理学講座28「加速器」新版（昭和57年）共立出版Ｐ．138，Ｐ．146

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】正極性平板電極及び負極性平板電極によ
って絶縁リングを挟んで成る加速管において、前記絶縁リングの真空沿面に対向し、且つ前記正極性平
板電極から前記負極性平板電極に向かって突出する円筒
電極を前記正極性平板電極に設け、前記負極性平板電極
と絶縁リングと真空とが接するトリプルポイントから発
せられる電子を引きつけるべく、前記円筒電極の前記絶
縁リングとの間隔及び前記負極性平板電極に向かう突出
量が設定されて成ることを特徴とする加速管。
【請求項２】前記円筒電極は、前記負極性平板電極に
向かって突出した先端部がナイフエッジ状に形成されて
いることを特徴とする請求項１の加速管。
【請求項３】ビーム通過用孔が穿設された加速用の加
速管仕切電極と絶縁リングとが交互に重ね合わされて成
る多段電極直流加速管において、各加速管仕切電極のビーム通過用孔の周辺部に真空排気
用孔を穿設し、その真空排気用孔がビーム加速軸方向に
揃うように各加速管仕切電極を重畳するとともに、少な
くとも前記真空排気用孔の周辺部に加速管軸と平行でな
い軸対称傾斜電場を形成すべく、前記絶縁リングよりも
小さな外径を有するとともに前記ビーム通過用孔よりも
大きな内径を有し、且つ各加速管仕切電極間の隙間より
も高さが小さい円筒電極を、その円筒電極の中心軸がビ
ーム加速軸と一致するように各加速管仕切電極に固定し
たことを特徴とする加速管。
【請求項４】ビーム通過用孔が穿設された加速用の加
速管仕切電極と絶縁リングとが交互に重ね合わされて成
る多段電極直流加速管において、各加速管仕切電極のビーム通過用孔の周辺部に真空排気
用孔を穿設し、その真空排気用孔がビーム加速軸方向に
揃うように各加速管仕切電極を重畳するとともに、少な
くとも前記真空排気用孔の周辺部に加速管軸と平行でな
い軸対称傾斜電場を形成すべく、前記絶縁リングよりも
内側に位置する各加速管仕切電極を円錐台状に折り曲げ
形成したことを特徴とする加速管。
【請求項５】前記真空排気用孔に達しない外径を有す
るとともに前記ビーム通過用孔よりも大きな内径を有
し、且つ各加速管仕切電極間の隙間よりも高さが小さい
円筒電極を、その円筒電極の中心軸がビーム加速軸と一
致するように各加速管仕切電極に固定したことを特徴と
する請求項４の加速管。