JPH03147225A - 電子銃 - Google Patents
電子銃Info
- Publication number
- JPH03147225A JPH03147225A JP1282974A JP28297489A JPH03147225A JP H03147225 A JPH03147225 A JP H03147225A JP 1282974 A JP1282974 A JP 1282974A JP 28297489 A JP28297489 A JP 28297489A JP H03147225 A JPH03147225 A JP H03147225A
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- Japan
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- cathode
- electron gun
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- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
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Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
- Solid Thermionic Cathode (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
電子線加速器や電子線溶接器で用いられている電子銃に
は、アンペアオーダの大電流が必要である。このような
大電流を得るためには、高い放射電流密度の得易いＬａ
Ｂ、陰極を用いた熱電子銃が使用されている。熱電子銃
一般にそうであるが、より大電流を得ようとするとより
高温動作をする必要があり、そのために寿命が短いとい
う問題が生じる。この主たる原因は陰極材の蒸発による
ものであるが、陰極材がすべて消耗する訳ではなく。 蒸発に伴う特性の劣化や寸法変化による陰極支持の変化
等によるものである。 特に、電子線加速器や電子線溶接器では、大電流のみな
らず陰極から放出された電子線はわずかな距離で高エネ
ルギーに加速する必要がある。そのために、耐放電の問
題から陰極を支持する方法は極めて難しい。加速器の一
つであるマイクロ１−ロンの従来の電子銃は第３図に示
すように、円柱状陰極１を支持台２中に埋め込んだ構造
になっていた［ニス ピー 力ピッツァ他（Ｓ、Ｐ、Ｋ
ａｐｉｔｚａｅｔ、 ａｌ、）著、ザ マイクロトロン
″、ハーウラド アカデミツク パプリッシャズ発行、
第１１２〜１１５頁（“Ｔｈｅ Ｍｉｃｒｏｔｒｏｎ”
、■ａｒｗｏｏｄ ＡｃａｄｅｍｉｃＰｕｂｌｉｓｈ
ｅｒｓ （１９７８） Ｐ１１２−１１５参照］。 この構造での電子銃は、陰極材の蒸発により陰極の外径
寸法に変化が生じ、陰極を支持できなくなって脱落し易
くなり、電子銃の寿命が短いという問題があった。
は、アンペアオーダの大電流が必要である。このような
大電流を得るためには、高い放射電流密度の得易いＬａ
Ｂ、陰極を用いた熱電子銃が使用されている。熱電子銃
一般にそうであるが、より大電流を得ようとするとより
高温動作をする必要があり、そのために寿命が短いとい
う問題が生じる。この主たる原因は陰極材の蒸発による
ものであるが、陰極材がすべて消耗する訳ではなく。 蒸発に伴う特性の劣化や寸法変化による陰極支持の変化
等によるものである。 特に、電子線加速器や電子線溶接器では、大電流のみな
らず陰極から放出された電子線はわずかな距離で高エネ
ルギーに加速する必要がある。そのために、耐放電の問
題から陰極を支持する方法は極めて難しい。加速器の一
つであるマイクロ１−ロンの従来の電子銃は第３図に示
すように、円柱状陰極１を支持台２中に埋め込んだ構造
になっていた［ニス ピー 力ピッツァ他（Ｓ、Ｐ、Ｋ
ａｐｉｔｚａｅｔ、 ａｌ、）著、ザ マイクロトロン
″、ハーウラド アカデミツク パプリッシャズ発行、
第１１２〜１１５頁（“Ｔｈｅ Ｍｉｃｒｏｔｒｏｎ”
、■ａｒｗｏｏｄ ＡｃａｄｅｍｉｃＰｕｂｌｉｓｈ
ｅｒｓ （１９７８） Ｐ１１２−１１５参照］。 この構造での電子銃は、陰極材の蒸発により陰極の外径
寸法に変化が生じ、陰極を支持できなくなって脱落し易
くなり、電子銃の寿命が短いという問題があった。
本発明の目的は、上記問題を解決し陰極材の蒸発により
寸法に変化が生じても陰極を十分に支持できる構造とし
、長寿命な電子銃を提供することにある。
寸法に変化が生じても陰極を十分に支持できる構造とし
、長寿命な電子銃を提供することにある。
【課題を解決するための手段１
上記問題を解決するためには、陰極材の蒸発により寸法
に変化が生じても陰極を十分に支持できる構造とすれば
よい。 まず、加工の容易なＬａＢ、単結晶を陰極材料として用
いる。この単結晶は段差が設けられた構造とし、この段
差を用いて単結晶を支持できる構造とする。また、上記
この支持材には次のような材料を選ぶ必要がある。すな
わち、導電性があり、ＬａＢ、陰極の動作温度（約１７
００℃以下）より融点が高く、ボロン（Ｂ）との反応が
少ない材料である。たとえば、タンタル（Ｔａ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、レニュウム（Ｒｅ）、炭素（Ｃ）、等
の材料があげられる。 ［作用］ 従来このような構造を十分に取れなかったのは以下の理
由に起因していた。 すなわち、大電流を得るためには大きなＬａＢ。 陰極が必要になり、これに適した単結晶が得ら九なかっ
た。そこで、焼結体を用いていたが、焼結体の精度よい
加工は難しぐ、前記第３図に示すような構成にせざる得
なかった。しかし、近年大きなＬａＢ、単結晶が得られ
るようになり、このような問題はなくなってきた。そこ
で、陰極にＬａＢ。 単結晶を用いれば、容易に支持できる構造を実現するこ
とができ、上記問題を解決することができる。 【実施例】 本発明の一実施例を第１図により説明する。 まず、段差を設けた円柱状ＬａＢＧ単結晶からなる陰極
１の、外径を小さくした部分を支持台２．３で挾んで支
持する。 これらの陰極１と支持台２，３は、固定やハンドリング
を容易にするために、一部が円筒状になった支持棒４の
上記円筒部の中に取付けられ、抑え９によって固定され
ている。また、この支持棒４の円筒状の一部には、Ｌａ
ＢＧ陰極１から熱電子６を取り出す穴５があけられてい
るに の熱電子６を発生させるために、補助電子銃７が設けら
れており、この電子銃７から放出された電子線８により
ＬａＢ６陰極１が加熱される。本発明の目的である大電
流を得るためには、この加熱温度は１５００℃〜１７０
０℃にする必要がある。この時、ＬａＢ［極１から金属
に対して活性であるＢ（ボロン）が析出して、金属を腐
食させる。したがって１本実施例では支持台２，３は高
融点でかつボロンに対して腐食されにくいタンタル材を
用いた。また、支持４Ｉ４には高融点であるモリブデン
材を用いた。このとき、タンタルはモリブデンより熱膨
張係数がわずかに大きいために、加熱時にＬａＢ、陰極
１はより強固に固定される特徴が生じる。 また９本構成のもう一つの特徴は、ネジ類を一切用いず
にＬａＢ、陰極１を固定していることである。陰極から
電子線を取りだすためには、陰極を負の高電圧に浮かせ
る必要があり、そのためには耐電圧の観点から突起物の
少ない構成にしておく必要がある。このような観点から
、本構成は曝めて適したものである。 なお、本電子銃を電子線加速器に搭載して用いたところ
、従来より数倍以上である約２０００時間以上にわたっ
て安定な動作を実現することができた。 以上は、本発明のほんの一実施例であり、基本襦成を示
したにすぎない。たとえば、抑え９をスポット溶接やレ
ーザ溶接して用い、強制的に陰極を固定してもよい。 また、第２図に示すように、第１図における支持棒４を
二つの部分４１．４２に分割して、陰極１を部分４１の
段部で強制的に抑え込んで画部分を固定するようにして
もよいことはいうまでもない。 また、支持台２．３はタンタル材を用いたが、炭素材や
レニュウム材を用いても可能である。要は、高融点でボ
ロンにたいして不活性な材質であればよい。 また、支持棒４は直接ＬａＢ、陰極１と接触しないため
に、単に高融点材であればよい。ただ、支持棒４の材質
は、支持台２，３の材質に比べて熱膨張係数が小さい方
が望ましいが、これに限るものではない。 また、本発明では補助電子銃７はタングステンフィラメ
ントを用いたが、これに限ることなく用いることができ
る。たとえば、これにもＬａＢ、陰極を直熱型で用いて
も可能である。 【発明の効果Ｊ 本発明の構成によれば、陰極に段差を設けて機械的に固
定、支持しているので、陰極が消耗しても脱落すること
がなくなり、大電流で長寿命な電子銃を提供できる。
に変化が生じても陰極を十分に支持できる構造とすれば
よい。 まず、加工の容易なＬａＢ、単結晶を陰極材料として用
いる。この単結晶は段差が設けられた構造とし、この段
差を用いて単結晶を支持できる構造とする。また、上記
この支持材には次のような材料を選ぶ必要がある。すな
わち、導電性があり、ＬａＢ、陰極の動作温度（約１７
００℃以下）より融点が高く、ボロン（Ｂ）との反応が
少ない材料である。たとえば、タンタル（Ｔａ）、モリ
ブデン（Ｍｏ）、レニュウム（Ｒｅ）、炭素（Ｃ）、等
の材料があげられる。 ［作用］ 従来このような構造を十分に取れなかったのは以下の理
由に起因していた。 すなわち、大電流を得るためには大きなＬａＢ。 陰極が必要になり、これに適した単結晶が得ら九なかっ
た。そこで、焼結体を用いていたが、焼結体の精度よい
加工は難しぐ、前記第３図に示すような構成にせざる得
なかった。しかし、近年大きなＬａＢ、単結晶が得られ
るようになり、このような問題はなくなってきた。そこ
で、陰極にＬａＢ。 単結晶を用いれば、容易に支持できる構造を実現するこ
とができ、上記問題を解決することができる。 【実施例】 本発明の一実施例を第１図により説明する。 まず、段差を設けた円柱状ＬａＢＧ単結晶からなる陰極
１の、外径を小さくした部分を支持台２．３で挾んで支
持する。 これらの陰極１と支持台２，３は、固定やハンドリング
を容易にするために、一部が円筒状になった支持棒４の
上記円筒部の中に取付けられ、抑え９によって固定され
ている。また、この支持棒４の円筒状の一部には、Ｌａ
ＢＧ陰極１から熱電子６を取り出す穴５があけられてい
るに の熱電子６を発生させるために、補助電子銃７が設けら
れており、この電子銃７から放出された電子線８により
ＬａＢ６陰極１が加熱される。本発明の目的である大電
流を得るためには、この加熱温度は１５００℃〜１７０
０℃にする必要がある。この時、ＬａＢ［極１から金属
に対して活性であるＢ（ボロン）が析出して、金属を腐
食させる。したがって１本実施例では支持台２，３は高
融点でかつボロンに対して腐食されにくいタンタル材を
用いた。また、支持４Ｉ４には高融点であるモリブデン
材を用いた。このとき、タンタルはモリブデンより熱膨
張係数がわずかに大きいために、加熱時にＬａＢ、陰極
１はより強固に固定される特徴が生じる。 また９本構成のもう一つの特徴は、ネジ類を一切用いず
にＬａＢ、陰極１を固定していることである。陰極から
電子線を取りだすためには、陰極を負の高電圧に浮かせ
る必要があり、そのためには耐電圧の観点から突起物の
少ない構成にしておく必要がある。このような観点から
、本構成は曝めて適したものである。 なお、本電子銃を電子線加速器に搭載して用いたところ
、従来より数倍以上である約２０００時間以上にわたっ
て安定な動作を実現することができた。 以上は、本発明のほんの一実施例であり、基本襦成を示
したにすぎない。たとえば、抑え９をスポット溶接やレ
ーザ溶接して用い、強制的に陰極を固定してもよい。 また、第２図に示すように、第１図における支持棒４を
二つの部分４１．４２に分割して、陰極１を部分４１の
段部で強制的に抑え込んで画部分を固定するようにして
もよいことはいうまでもない。 また、支持台２．３はタンタル材を用いたが、炭素材や
レニュウム材を用いても可能である。要は、高融点でボ
ロンにたいして不活性な材質であればよい。 また、支持棒４は直接ＬａＢ、陰極１と接触しないため
に、単に高融点材であればよい。ただ、支持棒４の材質
は、支持台２，３の材質に比べて熱膨張係数が小さい方
が望ましいが、これに限るものではない。 また、本発明では補助電子銃７はタングステンフィラメ
ントを用いたが、これに限ることなく用いることができ
る。たとえば、これにもＬａＢ、陰極を直熱型で用いて
も可能である。 【発明の効果Ｊ 本発明の構成によれば、陰極に段差を設けて機械的に固
定、支持しているので、陰極が消耗しても脱落すること
がなくなり、大電流で長寿命な電子銃を提供できる。
第１図は本発明の一実施例になる電子銃の構成を示す断
面図、第２図は本発明の他の実施例になる電子銃の断面
図、第３図は従来の電子銃の構成を示す断面図である。 符号の説明
面図、第２図は本発明の他の実施例になる電子銃の断面
図、第３図は従来の電子銃の構成を示す断面図である。 符号の説明
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、補助電子銃から放出された電子線照射により加熱さ
れて熱電子を放出する傍熱型の電子銃において、該電子
銃の陰極には段差を設けた円柱状ＬａＢ＿６単結晶を用
いたことを特徴とする電子銃。 ２、第１項記載のＬａＢ＿６陰極を１７００℃以上の高
融点でかつボロンに対して腐食されにくいタンタル、モ
リブデン、レニュウム、炭素、等の材質で挾んで支持し
たことを特徴とする第１項記載の電子銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282974A JPH03147225A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1282974A JPH03147225A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 電子銃 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03147225A true JPH03147225A (ja) | 1991-06-24 |
Family
ID=17659552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1282974A Pending JPH03147225A (ja) | 1989-11-01 | 1989-11-01 | 電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03147225A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08339774A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Hitachi Medical Corp | 電子銃 |
| EP4156226A3 (en) * | 2016-07-19 | 2023-06-14 | Denka Company Limited | Electron source and production method therefor |
-
1989
- 1989-11-01 JP JP1282974A patent/JPH03147225A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08339774A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Hitachi Medical Corp | 電子銃 |
| EP4156226A3 (en) * | 2016-07-19 | 2023-06-14 | Denka Company Limited | Electron source and production method therefor |
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