RU2201635C2 - Unsoldered electron gun for passing electron flux from vacuum space of gun to atmosphere or to some other gas medium - Google Patents
Unsoldered electron gun for passing electron flux from vacuum space of gun to atmosphere or to some other gas medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201635C2 RU2201635C2 RU2001115893A RU2001115893A RU2201635C2 RU 2201635 C2 RU2201635 C2 RU 2201635C2 RU 2001115893 A RU2001115893 A RU 2001115893A RU 2001115893 A RU2001115893 A RU 2001115893A RU 2201635 C2 RU2201635 C2 RU 2201635C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gun
- cathode
- electron
- window
- focusing electrode
- Prior art date
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 title abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 18
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электронной технике, а именно к электронным пушкам, обеспечивающим вывод электронного потока из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду, и предназначено для использования, например, в области медицины: стерилизация медицинских инструментов, имплантируемых изделий и материалов. Оно может быть использовано также для радиационной полимеризации, для радиационной модификации полиэтилена и других полимеров, для исследований воздействия радиации на свойства различных материалов. Изобретение может быть также использовано и для создания электроионизационных лазеров. The invention relates to electronic equipment, in particular to electronic guns, providing the output of the electron stream from the vacuum region of the gun into the atmosphere or other gas environment, and is intended for use, for example, in the field of medicine: sterilization of medical instruments, implantable products and materials. It can also be used for radiation polymerization, for radiation modification of polyethylene and other polymers, for studying the effects of radiation on the properties of various materials. The invention can also be used to create electroionization lasers.
Уровень техники
Радиационная обработка с помощью потока ускоренных электронов является высокопроизводительным, надежным и экологически чистым способом стерилизации изделий и материалов. Она широко применяется и в других областях радиационной технологии.State of the art
Radiation processing using a stream of accelerated electrons is a high-performance, reliable and environmentally friendly way to sterilize products and materials. It is widely used in other areas of radiation technology.
Для радиационной обработки используются различные конструкции пушек. Эти пушки содержат катод, фокусирующий электрод и анод с окном вывода электронов, через которое формируемый в вакуумной области электронный поток выводится в атмосферу или иную газовую среду. For radiation treatment, various designs of guns are used. These guns contain a cathode, a focusing electrode, and an anode with an electron exit window, through which the electron stream formed in the vacuum region is discharged into the atmosphere or other gas medium.
Известна электронная пушка для формирования электронного потока с большим поперечным сечением [1]. Пушка содержит соосно расположенные цилиндрический катод с торцевой сферической эмиттирующей поверхностью, первый фокусирующий электрод, имеющий форму цилиндрического стакана с пролетным отверстием в торцевой части, и анод, выполненный в виде полого цилиндра, в торцевой части которого вакуумно-плотно размещено окно вывода электронов, при этом в центре сферической поверхности катода сделан неэмиттирующий участок, а в боковой цилиндрической части фокусирующего электрода выполнена сквозная кольцевая проточка с перемычками. Known electron gun for forming an electron beam with a large cross section [1]. The gun contains a coaxially arranged cylindrical cathode with an end spherical emitting surface, a first focusing electrode having the form of a cylindrical cup with a passage hole in the end part, and an anode made in the form of a hollow cylinder, in the end part of which an electron exit window is placed vacuum-tightly, while a non-emitting section is made in the center of the spherical surface of the cathode, and a through ring groove with jumpers is made in the lateral cylindrical part of the focusing electrode.
В этой пушке формируется расходящийся электронный поток с равномерным распределением плотности тока на окне, при этом размеры электронного потока на окне существенно больше радиуса катода. Однако в такой пушке электронный поток на окне имеет форму круга, что существенно ограничивает области ее применения. A diverging electron beam is formed in this gun with a uniform distribution of current density on the window, while the dimensions of the electron beam on the window are substantially larger than the cathode radius. However, in such a gun, the electron flow on the window has the shape of a circle, which significantly limits the scope of its application.
Наиболее близкой по технической сущности является электронная отпаянная пушка, выводящая протяженный электронный пучок из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду [2]. Пушка содержит корпус (анод), выполненный в виде металлической трубы прямоугольного сечения, в торцевой части которого расположено окно вывода электронов. Окно представляет собой тонкую металлическую фольгу, вакуумно-плотно соединенную с поверхностью основания окна в виде решетки, в которой имеются круглые, сотовые или прямоугольные отверстия для прохождения электронного потока и перемычки между отверстиями. Внутри корпуса расположены ряд круглых катодов, каждый из которых окружен фокусирующим электродом цилиндрической формы. В области каждого катода создается расходящийся электронный поток, в результате суммарного действия всех катодов на окне формируется протяженный электронный поток. Однако такая пушка имеет существенные недостатки:
1. В формируемых пушкой расходящихся электронных потоках электроны двигаются под углом к окну и попадают не только на торцевые поверхности перемычек основания окна, но и на боковые поверхности перемычек, в результате чего КПД таких пушек невысок. Для уменьшения потерь на перемычках основания окна путем уменьшения углов расходимости электронного потока можно удалить окно от катодов, но тогда пушка становится слишком громоздкой и нетехнологичной (неудобной в изготовлении, транспортировке и эксплуатации).The closest in technical essence is an electronically sealed gun, which removes an extended electron beam from the vacuum region of the gun into the atmosphere or other gas medium [2]. The gun contains a body (anode) made in the form of a metal pipe of rectangular cross section, in the end part of which there is a window for electron output. The window is a thin metal foil, vacuum-tightly connected to the surface of the base of the window in the form of a lattice, in which there are round, honeycomb or rectangular openings for the passage of electron flow and a jumper between the openings. Inside the housing are a series of circular cathodes, each of which is surrounded by a cylindrical focusing electrode. A diverging electron stream is created in the region of each cathode; as a result of the combined action of all cathodes, an extended electron stream is formed on the window. However, such a gun has significant disadvantages:
1. In diverging electron currents formed by the gun, the electrons move at an angle to the window and fall not only on the end surfaces of the jumpers of the window base, but also on the side surfaces of the jumpers, as a result of which the efficiency of such guns is low. To reduce losses on the jumpers of the window base by reducing the divergence angles of the electron beam, you can remove the window from the cathodes, but then the gun becomes too bulky and low-tech (inconvenient to manufacture, transport and operate).
2. Каждый из катодов пушки создает круглый электронный пучок. Для получения на окне вывода электронов протяженного однородного электронного потока необходимо осуществить перекрытие электронных потоков. При этом часть электронного потока оседает на стенки анода, что также приводит к уменьшению КПД пушки. 2. Each of the cathodes of the gun creates a round electron beam. To obtain an extended uniform electron stream on the electron output window, it is necessary to overlap the electron flows. In this case, part of the electron beam settles on the walls of the anode, which also leads to a decrease in the efficiency of the gun.
Сущность изобретения
Актуальной задачей в настоящее время является создание удобных в эксплуатации, надежных, энергетически выгодных и компактных электронных отпаянных пушек, которые бы выводили из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду протяженный широкий электронный поток с равномерным распределением электронного потока по сечению. Тогда на их основе можно создавать и компактные установки для радиационной обработки изделий и материалов. Указанная задача решается с помощью данного изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION
An urgent task at present is the creation of easy-to-use, reliable, energy-efficient and compact electronically sealed guns that would remove an extended wide electron stream from the vacuum region of the gun into the atmosphere or other gas medium with a uniform distribution of the electron beam over the cross section. Then, on their basis, it is possible to create compact plants for the radiation treatment of products and materials. This problem is solved using the present invention.
Предлагается электронная отпаянная пушка для вывода электронного потока из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду, содержащая соосно расположенные катод и первый фокусирующий электрод, а также корпус в виде металлической трубы прямоугольного сечения, в торцевой части которой расположено окно вывода электронов, выполненное в виде фольги, вакуумно-плотно соединенной с опорным основанием окна, при этом катод пушки выполнен в виде ряда элементарных ленточных катодов, расположенных последовательно вдоль общей оси, параллельной продольной оси окна вывода электронов, между катодом и первым фокусирующим электродом размещен второй фокусирующий электрод, расположенный вблизи катода пушки, при этом первый и второй фокусирующие электроды расположены соосно и каждый из них выполнен в виде металлической трубы прямоугольного сечения, один из концов которой снабжен торцевой стенкой с расположенным в центральной ее части сквозным прямоугольным отверстием для пропускания электронного потока от катода пушки к окну вывода электронов, причем размеры прямоугольного отверстия в торцевой стенке второго фокусирующего электрода близки размерам катода, оба фокусирующих электрода электрически соединены с катодом и находятся под потенциалом катода. An electronically soldered gun is proposed for outputting an electron stream from the vacuum region of the gun into the atmosphere or other gas medium, containing a coaxially located cathode and a first focusing electrode, as well as a housing in the form of a metal pipe of rectangular cross section, in the end part of which there is an electron output window made in the form a foil vacuum-tightly connected to the support base of the window, while the cathode of the gun is made in the form of a series of elementary tape cathodes arranged in series along a common axis, steam The second focusing electrode located near the gun’s cathode is located between the cathode and the first focusing electrode along the longitudinal axis of the electron exit window; the first and second focusing electrodes are aligned and each of them is made in the form of a rectangular metal pipe, one end of which is equipped with an end pipe a wall with a through hole located in its central part for passing an electron stream from the gun’s cathode to the electron output window, the dimensions being rectangular of the second hole in the end wall of the second focusing electrode are close to the cathode dimensions, both focusing electrodes are electrically connected to the cathode and are under the cathode potential.
Предлагается вариант выполнения электронной отпаянной пушки согласно изобретению, в котором опорное основание окна вывода электронов выполнено в виде металлической решетки со щелями, каждая из которых расположена перпендикулярно и симметрично продольной оси окна вывода электронов. Это решение позволяет уменьшить потери на перемычках между щелями решетки и повысить КПД пушки, а также улучшить равномерность распределения электронного потока на выходе пушки в области зоны облучения объекта. An embodiment of an electronically soldered gun according to the invention is proposed, in which the supporting base of the electron exit window is made in the form of a metal grating with slots, each of which is located perpendicularly and symmetrically to the longitudinal axis of the electron exit window. This solution allows to reduce losses at the bridges between the slots of the grating and to increase the efficiency of the gun, as well as to improve the uniformity of the distribution of the electron flux at the exit of the gun in the area of the object irradiation zone.
Предлагается вариант выполнения электронной отпаянной пушки согласно изобретению, в котором элементарные ленточные катоды пушки установлены с зазорами между ними. An embodiment of an electronically soldered gun according to the invention is proposed, in which elementary tape cathodes of the gun are installed with gaps between them.
Предлагается вариант выполнения электронной отпаянной пушки согласно изобретению, в котором перемычки между щелями металлической решетки опорного основания окна вывода электронов расположены напротив зазоров между элементарными ленточными катодами пушки. An embodiment of an electronically soldered gun according to the invention is proposed, in which the jumpers between the slots of the metal lattice of the support base of the electron output window are located opposite the gaps between the elementary tape cathodes of the gun.
Предлагается вариант выполнения электронной отпаянной пушки согласно изобретению, в котором ширина каждой перемычки между щелями металлической решетки меньше или равна величине противолежащего ей зазора между элементарными ленточными катодами. An embodiment of the electronic sealed gun according to the invention is proposed, in which the width of each bridge between the slots of the metal grating is less than or equal to the size of the opposite gap between the elementary tape cathodes.
Эти решения позволяют дополнительно уменьшить потери и тем самым повысить КПД пушки. These solutions can further reduce losses and thereby increase the efficiency of the gun.
Выполнение катода в виде ряда последовательно расположенных (например, с небольшими технологическими зазорами между собой) элементарных ленточных катодов позволяет создать при работе пушки непрерывную эмиттирующую поверхность катода и получить с нее протяженный электронный поток с высокой однородностью вдоль продольной оси окна вывода электронов. The implementation of the cathode in the form of a series of elementary tape cathodes arranged consecutively (for example, with small technological gaps between themselves) makes it possible to create a continuous emitting cathode surface during operation of the gun and to obtain from it an extended electron flux with high uniformity along the longitudinal axis of the electron exit window.
Кроме того, выполнение катода из ряда элементарных ленточных катодов обеспечивает сохранение работоспособности пушки в случае выхода из строя отдельных элементарных ленточных катодов, что существенно повышает надежность пушки. In addition, the implementation of the cathode from a number of elementary tape cathodes ensures that the gun remains operational in the event of failure of individual elementary tape cathodes, which significantly increases the reliability of the gun.
Первый фокусирующий электрод обеспечивает заданную величину тока электронного потока пушки. При этом первый фокусирующий электрод предлагаемой конфигурации в совокупности с соосно расположенным с ним протяженным катодом электронной пушки обеспечивают заданную расходимость электронного потока в направлении, перпендикулярном продольной оси окна вывода электронов. В результате чего в области окна вывода электронов формируется широкий протяженный электронный поток с требуемой величиной тока. The first focusing electrode provides a predetermined current value of the electron stream of the gun. In this case, the first focusing electrode of the proposed configuration, in combination with the extended cathode of the electron gun coaxially located with it, provides a given divergence of the electron flux in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the electron exit window. As a result, a wide extended electron flux with the required current value is formed in the region of the electron exit window.
Второй фокусирующий электрод предлагаемой конфигурации, расположенный вблизи катода, обеспечивает высокую однородность плотности тока на катоде. The second focusing electrode of the proposed configuration, located near the cathode, provides high uniformity of current density at the cathode.
Совокупность первого и второго фокусирующих электродов и катода обеспечивает высокую однородность тока электронного потока в области окна вывода электронов. The combination of the first and second focusing electrodes and the cathode provides a high uniformity of the electron flow current in the region of the electron output window.
Предлагаемая конструкция электронной пушки, в которой оба фокусирующих электрода электрически соединены с катодом и находятся под потенциалом катода, проста и удобна в эксплуатации, так как не требует подключения дополнительных источников питания. The proposed design of the electron gun, in which both focusing electrodes are electrically connected to the cathode and are under the cathode potential, is simple and convenient to use, since it does not require the connection of additional power sources.
Перечень чертежей
На фиг.1 представлена электронная отпаянная пушка, вид спереди.List of drawings
Figure 1 presents an electronic sealed gun, front view.
На фиг. 2 - то же, вид сбоку. In FIG. 2 is the same side view.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.
Электронная отпаянная пушка для вывода электронного потока из вакуумной области пушки в атмосферу или иную газовую среду, один из вариантов выполнения которой показан на фиг.1 и 2, содержит следующие основные элементы:
- катод, содержащий расположенные в ряд на одной оси элементарные ленточные катоды 1 с эмиттирующими поверхностями 2;
- держатель 3 катода;
- высоковольтный изолятор 4;
- первый фокусирующий электрод 5 со сквозным отверстием 6;
- второй фокусирующий электрод 7 со сквозным отверстием 8;
- корпус пушки 9;
- окно вывода электронов 10, вакуумно-плотно установленное в торцевой части корпуса 9, выполненное в виде фольги 11, вакуумно-плотно соединенной с опорным основанием 12, выполненным в виде решетки со щелями 13 и перемычками 14;
- встроенный миниатюрный электроразрядный насос 15.An electronic sealed gun for outputting an electron stream from the vacuum region of the gun into the atmosphere or other gas medium, one of the embodiments of which is shown in figures 1 and 2, contains the following main elements:
- a cathode containing
- cathode holder 3;
- high voltage insulator 4;
- the first focusing
- the second focusing
-
- the
- built-in miniature electric discharge pump 15.
Пунктиром 16, 17 на фиг.1 и 2 схематически показаны граничные траектории движения электронного потока. The
В пушке могут быть использованы элементарные ленточные катоды 1 различных типов: прямонакальные, подогревные, ненакаливаемые. Элементарные ленточные катоды, например металлопористые, оксидные, устанавливают в предлагаемой конструкции пушки с технологическими зазорами 18 между ними. Размеры зазоров выбраны так, что при подаче накала на катоды в результате теплового расширения элементарные ленточные катоды плотно примыкают друг другу, создавая непрерывную эмиттирующую поверхность катода. Эмиттирующие поверхности элементарных ленточных катодов, которые могут иметь плоскую или цилиндрическую (выпуклую, вогнутую) формы, обращены в сторону окна вывода электронов. Внутри держателя 3 катода находятся один или несколько проводников, по которым подается ток накала на ленточные катоды. In the gun, elementary tape cathodes of 1 different types can be used: direct-heated, heated, non-heated. Elementary tape cathodes, for example, metal-porous, oxide, are installed in the proposed design guns with technological gaps 18 between them. The dimensions of the gaps are selected so that when filament is fed to the cathodes as a result of thermal expansion, the elementary tape cathodes are closely adjacent to each other, creating a continuous emitting surface of the cathode. The emitting surfaces of elementary tape cathodes, which can have a flat or cylindrical (convex, concave) shape, face the electron exit window. Inside the cathode holder 3 there are one or more conductors through which the filament current is supplied to the tape cathodes.
Высоковольтный изолятор 4 обеспечивает электрическую прочность при подаче высокого напряжения между катодом и корпусом пушки. High-voltage insulator 4 provides electrical strength when applying a high voltage between the cathode and the gun body.
Первый фокусирующий электрод 5 выполнен в виде металлической трубы прямоугольного сечения, один из концов которой снабжен торцевой стенкой с расположенной в центральной ее части сквозным прямоугольным отверстием 6 для пропускания электронного потока от катода пушки к окну вывода электронов 10. The first focusing
Второй фокусирующий электрод 7, размещенный между катодом и первым фокусирующим электродом, расположен вблизи эмиттирующей поверхности катода пушки соосно относительно первого фокусирующего электрода и катода пушки. Второй фокусирующий электрод 7 выполнен также в виде металлической трубы прямоугольного сечения, один из ее концов снабжен торцевой стенкой с расположенной в центральной ее части сквозным прямоугольным отверстием 8 для пропускания электронного потока. The second focusing
При этом форма отверстий в торцевых стенках первого и второго фокусирующих электродов подобна форме проекции эмиттирующей части катода на плоскость, параллельную окну, а размеры отверстия в торцевой стенке второго фокусирующего электрода 7 близки размерам торцевой части катода. Оба фокусирующих электрода электрически соединены с катодом и находятся под потенциалом катода. Moreover, the shape of the holes in the end walls of the first and second focusing electrodes is similar to the projection of the emitting part of the cathode onto a plane parallel to the window, and the dimensions of the holes in the end wall of the second focusing
Корпус пушки 9 выполнен также в виде металлической трубы прямоугольного сечения, охватывает фокусирующие электроды и катод и расположен соосно им. The body of the
В торцевой части корпуса вакуумно-плотно установлено окно вывода электронов 10, которое выполнено в виде фольги 11, вакуумно-плотно соединенной с опорным основанием 12 в виде металлической решетки со щелями 13 для прохождения электронного потока. Перемычки 14 между щелями решетки создают жесткость окна и обеспечивают теплоотвод от фольги к охлаждаемому опорному основанию. In the end part of the housing, a vacuum exit window for
Миниатюрный встроенный в отпаянную электронную пушку электроразрядный насос 15 служит для поддержания высокого вакуума в пушке во время ее эксплуатации. Малые размеры насоса и отсутствие разъемных соединений позволяют создать весьма компактную электронную отпаянную пушку и компактные установки на ее основе. The miniature electric discharge pump 15 integrated into the sealed-off electron gun serves to maintain a high vacuum in the gun during its operation. The small size of the pump and the absence of detachable connections allow you to create a very compact electronic soldered gun and compact installations based on it.
Электронная отпаянная пушка, приведенная на фиг.1 и 2, работает следующим образом. The electronic soldered gun shown in figures 1 and 2, operates as follows.
Между катодом и корпусом пушки подается высокое напряжение (≈200 кВ). Под воздействием первого и второго фокусирующих электродов в прикатодной области создается заданное распределение электрического поля, которое обеспечивает формирование протяженного электронного пучка, расходящегося на всю ширину окна вывода электронов, с равномерным распределением плотности тока по площади окна. При этом роль первого фокусирующего электрода состоит в обеспечении величины требуемого электрического тока и заданного угла расходимости электронного потока. Роль второго фокусирующего электрода состоит в обеспечении однородного распределения плотности тока на катоде и на окне вывода электронов. При этом и первый фокусирующий электрод вносит определенный вклад в обеспечении однородности плотности тока на окне, улучшая ее. A high voltage (≈200 kV) is applied between the cathode and the gun body. Under the influence of the first and second focusing electrodes, a predetermined distribution of the electric field is created in the near-cathode region, which ensures the formation of an extended electron beam diverging over the entire width of the electron output window with a uniform distribution of current density over the window area. In this case, the role of the first focusing electrode is to provide the required electric current and the given angle of divergence of the electron beam. The role of the second focusing electrode is to ensure a uniform distribution of current density on the cathode and on the electron output window. In this case, the first focusing electrode makes a certain contribution to ensuring the uniformity of the current density on the window, improving it.
Проведенные расчеты показывают, что при отсутствии второго фокусирующего электрода неоднородность распределения тока по поперечной оси окна составляет более ±20% от среднего значения, а по поверхности катода - более ±15%. При введении в конструкцию пушки второго фокусирующего электрода, расположенного вблизи катода, величины неоднородности существенно уменьшаются и составляют не более ±9% и ±7% по поперечной оси окна и по поверхности катода соответственно. Такая высокая однородность плотности тока на катоде обеспечивает высокую долговечность катода и тем самым высокую надежность пушки. По продольной оси окна вывода электронов электронный поток имеет высокую однородность, обеспечиваемую конструкцией катода. При отсутствии первого фокусирующего электрода ток пушки получается значительным и практически весь электронный поток идет в сторону боковых стенок корпуса пушки и оседает на них. The calculations show that, in the absence of a second focusing electrode, the inhomogeneity of the current distribution along the transverse axis of the window is more than ± 20% of the average value, and over the cathode surface it is more than ± 15%. When a second focusing electrode located near the cathode is introduced into the gun design, the inhomogeneity values significantly decrease and amount to no more than ± 9% and ± 7% along the transverse axis of the window and along the cathode surface, respectively. Such a high uniformity of current density at the cathode provides high cathode durability and thereby high gun reliability. Along the longitudinal axis of the electron exit window, the electron stream has a high uniformity provided by the cathode design. In the absence of the first focusing electrode, the current of the gun turns out to be significant and almost the entire electron flow goes towards the side walls of the gun body and settles on them.
На фиг.1 и 2 схематически показаны пунктиром 16, 17 граничные траектории электронов. Электронный поток расширяется практически только в плоскости, перпендикулярной продольной оси окна вывода электронов. Достигнув окна, некоторая часть электронного потока оседает на перемычках опорного основания, а значительная часть попадает на фольгу. Чтобы на фольге "застревала" незначительная часть электронного потока фольга должна иметь минимальную толщину и должна быть выполнена из материала с малой плотностью (алюминия или титана). 1 and 2 schematically show the boundary electron paths as a dotted
Чтобы электронный поток оседал только на торцевых поверхностях перемычек опорного основания и не попадал на боковые поверхности перемычек, щели в опорном основании выполняют перпендикулярно продольной оси окна. Тогда электронный поток, который расширяется только в плоскости поперечного сечения окна, не будет попадать, в отличие от прототипа, на боковые поверхности перемычек и пушка имеет по сравнению с прототипом более высокий КПД. Размеры щелей и перемычек выбирают, исходя из требуемых условий жесткости окна, толщины и материала фольги и тепловых режимов пушки. In order for the electron beam to settle only on the end surfaces of the jumpers of the support base and not fall on the side surfaces of the jumpers, slots in the support base are perpendicular to the longitudinal axis of the window. Then the electron stream, which expands only in the plane of the cross section of the window, will not fall, unlike the prototype, on the side surfaces of the jumpers and the gun in comparison with the prototype has a higher efficiency. The dimensions of the slots and jumpers are selected based on the required conditions for the stiffness of the window, the thickness and material of the foil and the thermal conditions of the gun.
Возможны варианты выполнения пушки, когда перемычки можно устанавливать напротив зазоров между элементарными ленточными катодами. Тогда электронный поток практически не будет оседать на перемычках и тем самым еще вырастет КПД. Наилучшие результаты в этом случае получаются, когда ширина перемычки между соседними щелями опорного основания меньше или равна величине противолежащего зазора между элементарными ленточными катодами. There are options for the implementation of the gun, when the jumpers can be installed opposite the gaps between the elementary tape cathodes. Then the electron stream will practically not settle on the jumpers and thereby the efficiency will still increase. The best results in this case are obtained when the width of the bridge between adjacent slots of the support base is less than or equal to the size of the opposite gap between the elementary tape cathodes.
Выполнение катода пушки в виде ряда элементарных ленточных катодов, расположенных на одной оси, существенно повышает надежность пушки, так как при выходе из строя одного или нескольких элементарных катодов, пушка может оставаться работоспособной. Если же катод выполнен в виде единого ленточного катода, то при выходе катода из строя пушка неработоспособна. The implementation of the cathode of the gun in the form of a series of elementary tape cathodes located on the same axis, significantly increases the reliability of the gun, since if one or more elementary cathodes fails, the gun can remain operational. If the cathode is made in the form of a single tape cathode, then when the cathode fails, the gun is inoperative.
Таким образом, предлагается компактная технологичная конструкция электронной отпаянной пушки, формирующей протяженный широкий электронный поток с равномерным распределением плотности тока, обладающая высокой надежностью и эффективностью. На основе этой пушки можно создавать компактные установки для радиационной обработки изделий и материалов пучками ускоренных электронов. Thus, a compact technological design of an electronically soldered gun is proposed, which forms an extended wide electron stream with a uniform distribution of current density, which has high reliability and efficiency. Based on this gun, it is possible to create compact installations for the radiation treatment of products and materials with accelerated electron beams.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 1107191, МКИ3 H 01 J 3/02, 12.10.81 г.Sources of information
1. Copyright certificate of the USSR 1107191, MKI 3 H 01 J 3/02, 10/10/81
2. Авторское свидетельство СССР 1064830, МКИ2 H 01 S 3/00, 04.08.76 г.2. USSR author's certificate 1064830, MKI 2 H 01 S 3/00, 08/04/76
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001115893A RU2201635C2 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | Unsoldered electron gun for passing electron flux from vacuum space of gun to atmosphere or to some other gas medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001115893A RU2201635C2 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | Unsoldered electron gun for passing electron flux from vacuum space of gun to atmosphere or to some other gas medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2201635C2 true RU2201635C2 (en) | 2003-03-27 |
Family
ID=20250614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001115893A RU2201635C2 (en) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | Unsoldered electron gun for passing electron flux from vacuum space of gun to atmosphere or to some other gas medium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2201635C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2267830C1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-10 | Иван Иванович Голеницкий | Sealed off electron gun for taking band electron flow from vacuum area of gun to atmosphere or other gaseous environment |
| RU2291713C2 (en) * | 2005-03-03 | 2007-01-20 | Александр Николаевич Королев | Assembly for radiation treatment of items and materials |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4388552A (en) * | 1981-07-10 | 1983-06-14 | Rca Corporation | Color picture tube having an improved expanded focus lens type inline electron gun |
| SU1107191A1 (en) * | 1981-10-12 | 1984-08-07 | Предприятие П/Я А-1067 | Electron gun |
| SU1064830A1 (en) * | 1976-08-04 | 1985-01-07 | Предприятие П/Я А-1067 | Electron gun |
| US4789807A (en) * | 1987-08-31 | 1988-12-06 | Rca Licensing Corp. | Electron gun assembly having a reinforced heater tab |
| RU2028687C1 (en) * | 1991-01-03 | 1995-02-09 | Радиоастрономический институт АН Украины | Electron gun |
| SU1042513A1 (en) * | 1982-01-15 | 2000-06-20 | Всесоюзный Электротехнический Институт Им.В.И.Ленина | ELECTRON GUN |
-
2001
- 2001-06-15 RU RU2001115893A patent/RU2201635C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1064830A1 (en) * | 1976-08-04 | 1985-01-07 | Предприятие П/Я А-1067 | Electron gun |
| US4388552A (en) * | 1981-07-10 | 1983-06-14 | Rca Corporation | Color picture tube having an improved expanded focus lens type inline electron gun |
| SU1107191A1 (en) * | 1981-10-12 | 1984-08-07 | Предприятие П/Я А-1067 | Electron gun |
| SU1042513A1 (en) * | 1982-01-15 | 2000-06-20 | Всесоюзный Электротехнический Институт Им.В.И.Ленина | ELECTRON GUN |
| US4789807A (en) * | 1987-08-31 | 1988-12-06 | Rca Licensing Corp. | Electron gun assembly having a reinforced heater tab |
| RU2028687C1 (en) * | 1991-01-03 | 1995-02-09 | Радиоастрономический институт АН Украины | Electron gun |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2267830C1 (en) * | 2004-06-30 | 2006-01-10 | Иван Иванович Голеницкий | Sealed off electron gun for taking band electron flow from vacuum area of gun to atmosphere or other gaseous environment |
| RU2291713C2 (en) * | 2005-03-03 | 2007-01-20 | Александр Николаевич Королев | Assembly for radiation treatment of items and materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schoenbach et al. | Microhollow cathode discharges | |
| US3218431A (en) | Self-focusing electron beam apparatus | |
| JPS63175324A (en) | Plasma electron gun assembly | |
| KR101983294B1 (en) | An Electron Structure of a Large Current Duo Plasmatron Ion Source for BNCT Accelerator and an Apparatus Comprising the Same | |
| US6624555B2 (en) | Directly heated thermionic flat emitter | |
| US3956712A (en) | Area electron gun | |
| JP2006509330A (en) | EUV radiation discharge lamp | |
| KR20010021206A (en) | Corona preionization electrode unit for use in gas laser apparatus | |
| RU2201635C2 (en) | Unsoldered electron gun for passing electron flux from vacuum space of gun to atmosphere or to some other gas medium | |
| US20250316436A1 (en) | Planar filament with focused, central electron emission | |
| JP6015149B2 (en) | Plasma light source | |
| JPH021998A (en) | Gas laser device | |
| Tang et al. | Free electron micro-lasers | |
| US20050141670A1 (en) | X-ray generating device | |
| RU2267830C1 (en) | Sealed off electron gun for taking band electron flow from vacuum area of gun to atmosphere or other gaseous environment | |
| US6359968B1 (en) | X-ray tube capable of generating and focusing beam on a target | |
| JP5900172B2 (en) | Plasma light source | |
| JP2010525173A (en) | Anode that causes arc discharge to form plasma | |
| RU2654493C1 (en) | Vacuum arrester | |
| JPH02276143A (en) | Apparatus and method for generating soft x-ray for extra-fine pattern | |
| JP6822057B2 (en) | Plasma light source | |
| RU2331135C1 (en) | Multi-beam electron gun | |
| SU1107191A1 (en) | Electron gun | |
| JP6772804B2 (en) | Plasma light source system | |
| JP6801477B2 (en) | Plasma light source |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100114 |
|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20160225 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190616 |