JPH0568065U - Electron beam generator - Google Patents
Electron beam generatorInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子ビームのピンチ効果を抑制する磁界によ
って、高電圧導体を支持している絶縁スペーサの絶縁耐
力が低下するのを防止することを目的とする。
【梼成】 高電圧導体の内部にヨークを設置し、このヨ
ークを絶縁スペーサを貫通させる。このヨークを利用し
て閉磁気回路を形成する。閉磁気回路に磁束を通すこと
によって絶縁スペーサに磁界が作用しないようにする。
(57) [Abstract] [Purpose] It is an object to prevent the dielectric strength of an insulating spacer supporting a high-voltage conductor from being lowered by a magnetic field that suppresses the pinch effect of an electron beam. [Yusashi] A yoke is installed inside the high-voltage conductor, and the insulating spacer penetrates the yoke. A closed magnetic circuit is formed using this yoke. The magnetic field is not applied to the insulating spacer by passing the magnetic flux through the closed magnetic circuit.
Description
【0001】[0001]
本考案は電子ビーム発生装置に関する。 The present invention relates to an electron beam generator.
【0002】[0002]
この種電子ビーム発生装置において、真空中に配置されたカソードとアノード 間に高電圧パルスを印加することによって、電子ビームを発生するようにした構 成は既に知られている。図2はその従来構成を示し、1は真空化されているタン ク、2はタンク1に設けられた支持導体3に支持されているアノード、4は高電 圧導体5に支持されているカソードである。 In this type of electron beam generator, it is already known that an electron beam is generated by applying a high voltage pulse between a cathode and an anode arranged in a vacuum. FIG. 2 shows the conventional structure, 1 is a vacuum tank, 2 is an anode supported by a support conductor 3 provided in the tank 1, and 4 is a cathode supported by a high voltage conductor 5. Is.
【0003】 高電圧導体5はタンク1に取り付けられてある、円盤状の絶縁スペーサ7に支 持されている。高電圧導体5の外端は絶縁スペーサ7を貫通しており、その外端 とタンク1との間に接続されてある高電圧パルス電源8からの高電圧パルスが、 カソード4とアノード2との間に印加されるようにしてある。なお絶縁スペース 7の外側は絶縁媒質が収納されてある。The high-voltage conductor 5 is supported by a disk-shaped insulating spacer 7 attached to the tank 1. The outer end of the high-voltage conductor 5 penetrates the insulating spacer 7, and a high-voltage pulse from a high-voltage pulse power source 8 connected between the outer end of the high-voltage conductor 5 and the tank 1 causes the cathode 4 and the anode 2 to pass. The voltage is applied between them. An insulating medium is stored outside the insulating space 7.
【0004】 前記のようにカソード4とアノード2との間に高電圧パルスを印加すると、カ ソード4の表面の金属突起より電子が電界放出され、その電流により金属突起は プラズマ化し、カソードプラズマが形成される。このプラズマにより大電流の電 子ビームが引き出される。たとえば数100kV、〜100nsのパルス電圧の 印加によって、数kA〜数10kAの電子ビームを引き出すことは、一般的に行 なわれている。When a high-voltage pulse is applied between the cathode 4 and the anode 2 as described above, electrons are field-emitted from the metal protrusions on the surface of the cathode 4, and the current causes the metal protrusions to be turned into plasma and cathode plasma to be generated. It is formed. A high-current electron beam is extracted by this plasma. For example, it is generally performed to extract an electron beam of several kA to several tens kA by applying a pulse voltage of several 100 kV to 100 ns.
【0005】 このような大電流電子ビームにおいては、ピンチ効果によりビームが中央部に 収束するようになり、そのため大面積、かつ均一分布のビームが得られないこと があり、そのためアノード2へのビーム照射などの利用にとって不都合となる。 そのため従来ではタンク1の外側に電磁石10を配置し、カソード4、アノード 2間に縦方向磁界(軸方向磁界)を発生させ、強制的に電子ビームを軸方向に進 行させるようにし、これによってピンチを防ぐようにしている。点線はその磁束 を示す。In such a high-current electron beam, the pinch effect causes the beam to converge on the central part, which may make it impossible to obtain a beam having a large area and a uniform distribution. It becomes inconvenient for use such as irradiation. Therefore, conventionally, an electromagnet 10 is arranged outside the tank 1 to generate a longitudinal magnetic field (axial magnetic field) between the cathode 4 and the anode 2 so that the electron beam is forced to advance in the axial direction. I try to prevent a pinch. The dotted line shows the magnetic flux.
【0006】 しかしこのような構成によると、磁界はタンク1内の真空部分全体に発生する ため、磁束は絶縁スペース7を横切るように通過し、その真空側の沿面部はその 軸方向ならびに半径方向(外周に向かう方向)の磁界にさらされることになる。 この場合半径方向の磁界は、カソード4とタンク1との間の電界と同方向である ため、絶縁スペーサ7の沿面での真空沿面放電を助長する。これによって絶縁ス ペーサ7の絶縁耐力は低下される。However, according to such a configuration, since the magnetic field is generated in the entire vacuum portion in the tank 1, the magnetic flux passes across the insulating space 7, and the creeping portion on the vacuum side has its axial direction and radial direction. It will be exposed to the magnetic field (direction toward the outer circumference). In this case, since the magnetic field in the radial direction is in the same direction as the electric field between the cathode 4 and the tank 1, it promotes vacuum creeping discharge on the creeping surface of the insulating spacer 7. As a result, the dielectric strength of the insulating spacer 7 is reduced.
【0007】 また軸方向の磁界によっても、沿面部において、いわゆるE×Bドリフトが円 周方向に発生し、沿面への電子衝突による二次電子放出などが増大する。これに よっても絶縁スペース7の絶縁耐力が低下する。Also, the axial magnetic field causes so-called E × B drift in the circumferential direction in the creeping portion, and secondary electron emission and the like due to electron collision with the creeping surface increases. This also reduces the dielectric strength of the insulating space 7.
【0008】[0008]
本考案は、電子ビームのピンチ効果を抑制するために縦磁界を形成する場合で も、カソードを支持する絶縁スペーサの真空側の沿面部における絶縁耐力の低下 を防止することを目的とする。 It is an object of the present invention to prevent a decrease in dielectric strength at a vacuum side creeping surface of an insulating spacer supporting a cathode even when a longitudinal magnetic field is formed in order to suppress a pinch effect of an electron beam.
【0009】[0009]
本考案は、絶縁スペーサを貫通して支持されてあって、カソードを支持してい る高電圧導体の内部に、絶縁スペーサを貫通するように第1のヨークを、またア ノードを支持している支持導体の内部に第2のヨークを、更にタンクの外側に、 前記第1のヨークと第2のヨークを磁気的に橋絡する第3のヨークをそれぞれ設 け、前記第1〜第3のヨークによって閉磁気回路を形成し、この閉磁気回路中に 永久磁石を設けたことを特徴とする。 The present invention supports the first yoke and the anode inside the high-voltage conductor supporting the cathode, which is supported through the insulating spacer, so as to penetrate the insulating spacer. A second yoke is provided inside the support conductor, and a third yoke that magnetically bridges the first yoke and the second yoke is provided outside the tank. The yoke is characterized in that a closed magnetic circuit is formed and a permanent magnet is provided in the closed magnetic circuit.
【0010】[0010]
【作用】 磁気回路中にアノードとカソードとが相対して位置することになり、この磁気 回路中の縦磁界によって電子ビームのピンチ効果が抑制されるようになる。そし て第1のヨークは絶縁スペーサを貫通するように配置されているので、絶縁スペ ーサに交差する磁束はほとんどなく、したがってその真空側の沿面部分には磁界 が作用することはほとんどない。これによって絶縁スペーサの絶縁耐力の低下が 防止されるようになる。The anode and the cathode are positioned to face each other in the magnetic circuit, and the vertical magnetic field in the magnetic circuit suppresses the pinch effect of the electron beam. Since the first yoke is arranged so as to pass through the insulating spacer, there is almost no magnetic flux that intersects the insulating spacer, and therefore the magnetic field hardly acts on the vacuum side creeping portion. This prevents the dielectric strength of the insulating spacers from decreasing.
【0011】[0011]
本考案の実施例を図1によって説明する。なお図2と同じ符号を付した部分は 同一または対応する部分を示す。絶縁スペース7を貫通するように支持される高 電圧導体5は中空状とされ、その内部に第1のヨーク11が配置される。ヨーク 11も絶縁スペーサ7を貫通しており、その外端に永久磁石12が設置されてい る。高電圧導体5の先端にカソード4が支持されている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding portions. The high-voltage conductor 5 supported so as to pass through the insulating space 7 is hollow, and the first yoke 11 is arranged inside thereof. The yoke 11 also penetrates the insulating spacer 7, and the permanent magnet 12 is installed at the outer end thereof. The cathode 4 is supported on the tip of the high-voltage conductor 5.
【0012】 先端にアノード2を支持する支持導体3も中空状とされ、その内部に第2のヨ ーク13が配置されている。ヨーク13の外端とタンク1との間に永久磁石14 が設置されている。The support conductor 3 that supports the anode 2 at the tip is also hollow, and the second yoke 13 is disposed inside the support conductor 3. A permanent magnet 14 is installed between the outer end of the yoke 13 and the tank 1.
【0013】 タンク1の外側に第3のヨーク15が配置される。このヨーク15の先端は絶 縁スペーサ7の外側にまで延長しており、永久磁石12と永久磁石14とを磁気 的に橋絡する。これら各ヨーク11、13および15によって閉磁気回路が形成 されるようになる。この閉磁気回路中にアノード2、カソード4が位置するとと もに、各永久磁石12、14が配置されることになる。A third yoke 15 is arranged outside the tank 1. The tip of the yoke 15 extends to the outside of the insulating spacer 7 and magnetically bridges the permanent magnet 12 and the permanent magnet 14. The yokes 11, 13 and 15 form a closed magnetic circuit. The anode 2 and the cathode 4 are located in this closed magnetic circuit, and the permanent magnets 12 and 14 are arranged.
【0014】 以上の構成において、永久磁石12、14による磁束は、点線で示すように閉 磁気回路を通る。これによってアノード2、カソード4間で縦磁束が発生し、こ れによって電子ビームのピンチ効果の発生が抑制される。これによって電子ビー ムを大面積で均一に発生、伝搬させることができる。In the above structure, the magnetic flux generated by the permanent magnets 12 and 14 passes through the closed magnetic circuit as shown by the dotted line. As a result, a vertical magnetic flux is generated between the anode 2 and the cathode 4, which suppresses the pinch effect of the electron beam. As a result, the electron beam can be uniformly generated and propagated in a large area.
【0015】 一方ヨーク11の外端と永久磁石12は絶縁スペーサ7の外側にあるため、ヨ ーク15とヨーク11との間を通る磁束は、絶縁スペース7を横切ることはほと んどない。若干の洩れ磁束があるとしても、従来例に比較すれば極めて僅かであ る。これによって絶縁スペース7の真空側の沿面には、磁界が加わることによっ て悪影響されることがなく、本来の高い絶縁耐力を保持することができるように なる。On the other hand, since the outer end of the yoke 11 and the permanent magnet 12 are outside the insulating spacer 7, the magnetic flux passing between the yoke 15 and the yoke 11 rarely crosses the insulating space 7. .. Even if there is some leakage flux, it is extremely small compared to the conventional example. As a result, the creeping surface of the insulating space 7 on the vacuum side is not adversely affected by the application of the magnetic field, and the original high dielectric strength can be maintained.
【0016】 なお図の例におけるヨーク15はタンク1の全体を包囲するように配置されて いて、軸対称とされているが、これが磁気的に飽和しない断面積であれば、非対 称であってもよい。The yoke 15 in the illustrated example is arranged so as to surround the entire tank 1 and is axisymmetric, but if the cross-sectional area is such that it is not magnetically saturated, it is asymmetrical. May be.
【0017】[0017]
以上説明したように本考案によれば、磁界によって電子ビームのピンチ効果を 抑制するにあたり、高電圧導体を支持する絶縁スペーサが、磁界によって絶縁耐 力を損なうようなことは回避され、本来の高絶縁耐力を保持することができる効 果を奏する。 As described above, according to the present invention, when suppressing the pinch effect of the electron beam by the magnetic field, it is avoided that the insulating spacer supporting the high voltage conductor impairs the dielectric strength due to the magnetic field. It has the effect of maintaining dielectric strength.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本考案の実施例を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
【図2】従来例の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional example.
1 タンク 2 アノード 3 支持導体 4 カソード 5 高電圧導体 7 絶縁スペーサ 8 高電圧パルス電源 9 電子ビーム 11 第1のヨーク 12 永久磁石 13 第2のヨーク 14 永久磁石 15 第3のヨーク 1 Tank 2 Anode 3 Support Conductor 4 Cathode 5 High Voltage Conductor 7 Insulating Spacer 8 High Voltage Pulse Power Supply 9 Electron Beam 11 First Yoke 12 Permanent Magnet 13 Second Yoke 14 Permanent Magnet 15 Third Yoke
Claims (1)
って支持されているカソードと、支持導体によって支持
されているアノードを配置し、前記カソードとアノード
との間に高電圧パルスを印加することによって電子ビー
ムを発生させる電子ビーム発生装置において、前記高電
圧導体を、前記タンクに支持されている絶縁スペーサを
貫通して支持するとともに、前記高電圧導体の内部にあ
って、前記絶縁スペーサを貫通するように第1のヨーク
を、また前記支持導体の内部に第2のヨークを、更に前
記タンクの外側に、前記第1のヨークと第2のヨークを
磁気的に橋絡する第3のヨークをそれぞれ設け、前記第
1乃至第3のヨークによって閉磁気回路を形成し、前記
閉磁気回路中に永久磁石を設けてなる電子ビーム発生装
置。1. A vacuum tank is provided with a cathode supported by a high voltage conductor and an anode supported by a support conductor, and a high voltage pulse is applied between the cathode and the anode. An electron beam generator for generating an electron beam by means of supporting the high-voltage conductor through an insulating spacer supported by the tank, and penetrating the insulating spacer inside the high-voltage conductor. A second yoke inside the support conductor, and a third yoke magnetically bridging the first yoke and the second yoke outside the tank. And a permanent magnet is provided in the closed magnetic circuit, the closed magnetic circuit is formed by the first to third yokes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023992U JPH0568065U (en) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Electron beam generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023992U JPH0568065U (en) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Electron beam generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0568065U true JPH0568065U (en) | 1993-09-10 |
Family
ID=12021649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023992U Pending JPH0568065U (en) | 1992-02-19 | 1992-02-19 | Electron beam generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0568065U (en) |
-
1992
- 1992-02-19 JP JP2023992U patent/JPH0568065U/en active Pending
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