Niniejszy wynalazek dotyczy techniki wydzielania elektronów w rurkach w wy¬ sokim stopniu opróznionych, uzywanych do elektrycznych wyladowan, do rozmai¬ tych celów przemyslowych, jako to: wy¬ twarzanie promieni Rontgena, wzmacnia¬ nie i spostrzeganie slabych pradów, wy¬ twarzanie drgan elektrycznych Hertza i t. d.Wynalazek polega na tern nowem spo¬ strzezeniu, ze nawet w najwyzszej prózni, a wiec w nieobecnosci wszelkiej jonizacji, moga nastapic wyladowywania miedzy chlodnemi elektrodami o temperaturze do¬ wolnie niskiej, gdy tylko odstep elektrod jest dostatecznie maly.W pewnych grani¬ cach odstep ten moze byc tern wiekszy, im mniejszy promien krzywizny posiada ak¬ tywna powierzchnia katody. Przyklady u- rzadzen, zapomoca których fakt ten moz¬ na wykazac, sa przedstawione na fig. 1 do 3. W bance szklanej A, zawierajacej naj¬ wyzsza technicznie urzeczywistnic sie da¬ jaca próznie, znajduja sie elektrody B i C.W ich koncach wewnetrznych, zwróco¬ nych ku sobie, osadzone sa ostrza z trudno topliwego metalu, np. z platyny, wolfra¬ mu lub tantalu. Jezeli odstep ostrzy wynosi w stanie chlodnym, np., 3 mm, to moze byc on dowolnie zmniejszony. W tym celu, jak przedstawiono na fig. 1, oba trzony e- lektrod lub jeden z nich, najlepiej ten, któ¬ ry gra role anody, jest wydrazony (wy¬ konany z rurki miedzianej lub zelaznej) i zawiera wewnatrz tego wydrazenia male cialo zarowe, zapomoca którego moze byc elektroda rozgrzana od'200 do 300 stopni; wskutek wydluzenia spowodowanego roz¬ grzaniem nastepuje zblizanie sie ostrz. In¬ ny sposób przedstawiony jest na fig. 2. Tuz szyjka jednej elektrody polaczona jest scianka elastyczna dowolnego ksztaltu F ze szkla lub metalu, dajacego sie znie¬ ksztalcic, np. zapomoca urzadzenia sciska¬ jacego 9, w ten sposób, ze przez to regulu¬ je sie odleglosc elektrod. Mozna równiez jedna z elektrod unliescic na trzpieniu ze¬ laznym i tak, ze polozenie nastawia sie za¬ pomoca pola magnetycznego. Tego rodza¬ ju urzadzenie przedstawione jest na fig. 3.Ze wzgledów technicznych na utrzymanie prózni najlepiej jest zamknac w szczelnej malej bance szklanej K trzpien zelazny /, polaczony stale z elektroda. Calosc spo¬ czywa na sprezynie L, sporzadzonej z ma- terjalu niewrazliwego na zar, np. z wolfra¬ mu, i ustawia sie stosownie do wzbudzenia elektromagnesu M, zasilanego pradem z transformatora T blizej lub dalej od dru¬ giej elektrody. Aby ulatwic wypróznienie tego aparatu, poleca sie umiescic w rurce oprócz normalnych elektrod jeszcze elek¬ trode . z drutu tantalowego lub wolframo¬ wego w ksztalcie petli zarówkowej S, jak to przedstawiono dla przykladu na fig. 1.Petli tej uzywa sie wylacznie podczas pro¬ cesu wypompowywania powietrza; mozna sie bez niej obyc w pewnych okoliczno¬ sciach. Napiecie potrzebne, aby spowodo¬ wac wyladowanie nawskros szpary mie¬ dzy elektrodami, wynosi przy bankach próbnych o szparze 0,5 — 1 mm szerokiej, kilkadziesiat tysiecy woltów. Wzrasta ono wraz z wzrostem oddalenia elektrod od siebie i jest niezalezne od zmian gestosci gazu, przy zalozeniu, ze banka jest dosta¬ tecznie wyprózniona. Przejsciu pradu to¬ warzyszy silna emisja promieni Róntgena, przyczem oko zauwaza tuz wpoblizu ostrz wyrazne srodowisko, z którego wychodza promienie. Oprócz ciaglego niebiesko-sza- rego swiatla plamy ogniskowej, które o- czywiscie widoczne jest tylko przy dosta- tecznem napieciu i dostatecznej gestosci pradu wyladowania, nie da sie okiem za¬ uwazyc zadnego innego promieniowania, szczególnie zas zadnego przerywanego widma, które sprowadzaloby sie do swie¬ cenia czesci resztek gazu, lub ewentualnie czastek metalu oderwanych od elektrod.Fakty te, wobec silnego rozrzedzenia i wspomnianej niezaleznosci napiecia od ge¬ stosci gazu, sa dowodem, ze wyladowanie nie jest spowodowane ewentualna joniza¬ cja resztek gazu, ani tez nie jest wylado¬ waniem luku swietlnego, powodujacego odrywanie materjalu jonizacji od elektrod i niszczenie elektrod, lecz ze dzialanie ban¬ ki polega na odmiennej zasadzie. Gdyb}' mianowicie w niniejszym przypadku przy¬ czyna wyladowania w gazie byla zwykla jonizacja, wówczas wyladowanie omijalo¬ by wlasnie brzegi szpary, a nie obieralo ich jako aktywnych powierzchni elektrod.Jezeli przy gestosci gazu, jaka posiada np. rurka róntgenowska pierwotnej konstruk¬ cji, wyladowanie ma do wyboru droge al¬ bo miedzy najblizszemi powierzchniami e- lektrod, albo tez inna dluzsza droge bocz¬ na, wówczas obiera stale ta druga. Fizycy tlumacza te pozornie niezrozumiala wla¬ sciwosc powstawaniem w otoczeniu kato¬ dy przesirzeni ubogiej w jony .W wykla¬ dach fizyki doswiadczalnej pokazuje sie odnosne zjawisko zapomoca znanych od dziesiatek lat rurek bocznikowych Hittor- fa. Z drugiej strony, gdyby istnial pewien rodzaj tworzenia sie luku swietlnego, to nietylko materjal elektrod swiecilby w przerywanem widmie wlasnem, lecz tak¬ ze elektrody zostalyby zniszczone podczas biegu. Ten ostatni wypadek jednak nie za¬ chodzi: mozna np. obciazyc katodowy wierzcholek 10 mil-amp. i wiecej przez set¬ ki godzin, i tak nie dozna on znacznej zmiany.Opisanego urzadzenia wedlug fig. 1 mozna uzywac jako technicznego zródla promieni róntgenowskich. Jezeli sie przy- tem nastawia przedmiot dany do prze¬ swietlenia na stozek promieni, dotykaja-cych krawedzi szpary, obrazy wywolane moga byc nawet dosc ostre.Odnosnie do umocowania elektrod za¬ uwaza sie, ze nie koniecznie musi sie kazda elektroda zosobna umiescic i umocowac w oddzielnych koncach banki, jak to przed¬ stawiono na fig 1 i 2. Przeciwnie, jedna z elektrod, a wzglednie szyjka banki, w której elektroda jest umocowana, moze sluzyc równoczesnie do umocowania dru¬ giej elektrody. W tym wypadku jedna z e- lektrod jest przymocowana do drugiej e- lektrody lub przynaleznej szyjki zapomo- ca nasadki izolacyjnej, np. z kwarcu. Ta¬ kie urzadzenie, w wypadku gdy sie ma pracowac ze stala odlegloscia elektrod, np. dla celów glebokiej terapji, posiada te za¬ lete, ze odleglosc ta jest tylko bardzo ma¬ lo zalezna lub tez nawet wcale niezalezna od zmian temperatury.Elektrody nie musza bezwarunkowo po¬ siadac ksztaltu ostrz naprzeciw siebie le¬ zacych. Moze byc zastosowany ksztalt do¬ wolny, badz pólkuli, badz tez zwróconych ku sobie wierzcholkami formy paraboloi- dalnych (fig. 2) lub t. p.W wypadku ostrz lezacych w jednej plaszczyznie mozna uzyc takze uksztalto¬ wania wspólsrodkowego, tak, ze jedna e- lektroda jest tarcza kolowa lub eliptyczna, druga natomiast odpowiednim pierscie¬ niem. Wszystkie takie symetryczne urza¬ dzenia posiadaja te zalete, ze moze znalezc zastosowanie nietylko prad o napieciu sta¬ lem, lecz równiez i o napieciu zmiennem.W ostatnim wypadku kazda z elektrod staje sie naprzemian raz anoda, drugi raz katoda, przyczem jednak powstajace dwa oddzielne ogniska, wobec malej odleglosci elektrod, niezbyt przyczyniaja sie do za¬ mazania obrazów.Niesymetryczne ulozenia elektrod wy¬ rózniaja jeden kierunek pradu, dzialaja zatem jak zawór i moga byc uzyte jako ta¬ ki, przyczem ta elektroda, która zaopa¬ trzona jest w powierzchnie o malym pro¬ mieniu krzywizny (ostrza, kolce), dziala jak katoda.Takie niesymetryczne ulozenie elektrod, jako zródlo promieni róntgenowskich, po¬ siada szczególne znaczenie, gdy jedna e- lektroda posiada ksztalt rurki otulajacej druga elektrode, posiadajaca ksztalt kolca (fig. 3). Inne podobne urzadzenia sa: tar¬ cza wchodzaca w prózny cylinder lub sto¬ zek, dwa o wspólnej osi cylindry lub stoz¬ ki i t. p. Zaleta urzadzenia wedlug fig. 3 jest miedzy innemi to, ze elektroda wydra¬ zona moze byc równoczesnie uzyta jako zapora dla promieni, jezeli jest wykonana z materjalu pochlaniajacego promienie i ma scianki o grubosci wystarczajacej.Przy uzyciu urzadzenia dla celów terapeu¬ tycznych, unika sie niepozadanego dziaia- lania promieni, zas dla zdjec zabezpiecza sie, aby plyty nie byly oslonione przez pro¬ mienie rozproszone.Jezeli jednak maja byc wytwarzane dla celów glebokiej terapji promienie ubogie w skladowe miekkie, wówczas odleglosc elektrod obiera sie odpowiednio do celu tak wielka , by tylko wartosci wierzchol¬ kowe (maksymalne) napiecia powodowaly wytwarzanie promieni róntgenowskich.Szczególnie przy pracy pradem o wiek¬ szej czestotliwosci, przewyzszajacej 50 — 125 okresów na sekunde technicznego pra¬ du zmiennego, korzystne jest obierac odle¬ glosc tak, by kazdorazowe napiecie wierz¬ cholkowe lezalo tuz przy tej granicznej wartosci, przy której nastepuje przejscie pradu. Wówczas juz przy malem zuzyciu energji i stosunkowo slabem ogrzaniu e- lektrod powstaje stosunkowo wydatne i przenikliwe promieniowanie.Wyladowanie w wysokiej prózni mie¬ dzy bliskiemi niezarzacemi sie elektroda¬ mi daje sie zastosowac do rozmaitych ce¬ lów technicznych. Mozn go, np., uzyc ce¬ lem utworzenia zaworu w sposób powyzej opisany, celem utworzenia rurki wysylaja- — 3 —cej fale Hertza lub rurki wzmacniajacej i t. d. Przytem mozna poslugiwac sie elek¬ tronami, uwolnionemi przez wyladowanie na anodzie i opuszczajacemi ja przewaz¬ nie w kierunku stycznym do jej powierzch¬ ni. W tym celu anoda pomocnicza C jest umieszczona w wydrazeniu katody B (fig.4) tak,ze miedzy niemi znajduje sie nie¬ wielka przestrzen. Izolujace pierscienie O, z materjalu wytrzymalego na zar (kwar¬ cu), lacza BiCw jedna sztywna calosc, gdyz gwiMt 9 i sprezyna 4 lacza je w rurce trzonowej katody B. Katoda ta jest umo¬ cowana zapomoca drucików S i sprezyny F na trzonie K banki. Wyladowanie mie¬ dzy krawedziami katody B i anoda po¬ mocnicza C uwalnia elektrony, które albo ida dalej rozproszone, albo tez daja sie, skupic,'np. zapomoca nasadki cylindrycz¬ nej 1. Te elektrony nadaja sie do dowolne¬ go zastosowania, np. w wypadku fig. 4 u- derzaja o tarcze antykatody D, i tern wy¬ twarzaja promienie Rontgena. Wyladowa¬ nie miedzy elektrodami BiCz jednej, C i D z drugiej strony uskutecznia sie w je¬ den ze znanych sposobów, czyli albo zapo¬ moca dwu oddzielnych transformatorów Z i R, albo tez zapomoca tego samego transformatora o wysokiem napieciu, któ¬ rego bieguny lacza sie jeden z B, diugi z Z), podczas gdy C jest polaczone z oporni¬ kiem przystosowanym do wysokich na¬ piec, którego konce sa polaczone do biegu¬ nów transformatora. W ten sposób zapo¬ moca wyladowania miedzy B i C reguluje sie prad, a wiec intensywnosc promienio¬ wania, podczas gdy jego przenikliwosc jest dana zapomoca napiecia miedzy C \D. PL