RU2535622C1 - Electron beam generator (versions) - Google Patents

Electron beam generator (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2535622C1
RU2535622C1 RU2013132485/07A RU2013132485A RU2535622C1 RU 2535622 C1 RU2535622 C1 RU 2535622C1 RU 2013132485/07 A RU2013132485/07 A RU 2013132485/07A RU 2013132485 A RU2013132485 A RU 2013132485A RU 2535622 C1 RU2535622 C1 RU 2535622C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
insulator
isolator
anode
generator
Prior art date
Application number
RU2013132485/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Анатольевич Бобров
Владимир Станиславович Войтешонок
Андрей Иванович Головин
Максим Михайлович Голубев
Алексей Васильевич Туркин
Андрей Игоревич Шлойдо
Original Assignee
Государственный научный центр Российской Федерации-федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный научный центр Российской Федерации-федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша" filed Critical Государственный научный центр Российской Федерации-федеральное государственное унитарное предприятие "Исследовательский Центр имени М.В. Келдыша"
Priority to RU2013132485/07A priority Critical patent/RU2535622C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2535622C1 publication Critical patent/RU2535622C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: in the first version of the invention the generator cathode (1) is made as an uncooled cylinder inserted tightly to an isolator (2). In the butt end the isolator has an opening coaxial to the cathode and right up to the isolator butt end a flat metal anode (3) is installed with opening coaxial to the isolator opening thus forming a channel for an electronic beam from the cathode butt end up to the generator output. In the second version the electron beam generator comprises a discharge structure placed directly in the working gas, which consists of a cathode, and isolator and anode; the generator cathode is made as an uncooled cylinder, the butt end of the isolator is placed in the same plane with the cathode butt end, right up to the isolator butt end, coaxially with the cathode, there is a washer, which inner diameter is mode than the cathode diameter and right up to the washer there is a flat metal anode with an opening coaxial to the washer thus forming a channel for an electronic beam from the cathode butt end up to the generator output. Both in the first and second versions the cathode may be fixed in the isolator by adhesive bond far from the cathode working surface.
EFFECT: ensuring cooling of the cathode and isolator close to the beam output and reaching higher operating parameters such as gas pressure, voltage and power.
4 cl, 3 dwg

Description

Группа изобретений относится к области физической электроники и может использоваться как источник непрерывных или импульсных пучков электронов с энергией до 10-20 кэВ в газах среднего давления (0,1-10 кПа), например в плазмохимических реакторах, в системах накачки газовых лазеров, в процессах пучково-плазменного напыления и др.The group of inventions relates to the field of physical electronics and can be used as a source of continuous or pulsed electron beams with energies up to 10–20 keV in medium-pressure gases (0.1–10 kPa), for example, in plasma-chemical reactors, in gas laser pumping systems, in processes beam-plasma spraying, etc.

Технологическое применение пучков электронов часто требует их вывода в газовую среду. Даже в том случае, когда обработка пучком осуществляется в «вакууме», речь идет, как правило, о форвакуумной области давлений. Если же подача в вакуумную камеру материалов, подлежащих обработке пучком, осуществляется через шлюзовые камеры, имеет смысл повышать рабочее давление до максимально допустимого конкретным технологическим процессом.The technological application of electron beams often requires their removal into the gaseous medium. Even in the case when the beam treatment is carried out in a "vacuum", we are talking, as a rule, about the fore-vacuum pressure range. If the supply of materials to be processed by the beam into the vacuum chamber is carried out through the lock chambers, it makes sense to increase the working pressure to the maximum permissible by a specific technological process.

При формировании пучков электронов в глубоком вакууме (порядка 10-4 Па) проблему вывода пучка в газовую среду решают, обычно, при помощи громоздких систем дифференциальной откачки или фольговых окон, технологические проблемы, создания которых широко известны. В связи с этим является актуальным создание устройств генерации электронного пучка непосредственно в газовой среде с относительно высоким давлением. Наиболее распространенный прибор такого типа - электронная пушка с высоковольтным тлеющим разрядом (ВТР-пушки, см. Завьялов М.А., Крейндель Ю.Е., Новиков А.А. Плазменные процессы в технологических электронных пушках. М.: Энергоатомиздат, 1989. 256 с.). Однако рабочее давление в ВТР-пушках не превышает 1-10 Па, что во многих случаях недостаточно. Для увеличения рабочего давления логичным шагом является уменьшение размеров устройства, обеспечивающее сохранение произведения давления на зазор между катодом и анодом в соответствие с кривой Пашена. При размерах порядка миллиметров, реализация электронно-оптических систем для формирования пучка, как это делается в ВТР-пушках, становится практически невозможной. В результате, устройство для генерации пучка электронов упрощается до плоского катода и анода с одним или многими отверстиями (в последнем случае, как правило, используют сетчатый анод).When forming electron beams in a deep vacuum (of the order of 10 -4 Pa), the problem of introducing the beam into the gaseous medium is usually solved using bulky differential pumping systems or foil windows, technological problems whose creation is widely known. In this regard, it is relevant to create devices for generating an electron beam directly in a gaseous medium with a relatively high pressure. The most common device of this type is an electron gun with a high-voltage glow discharge (VTR guns, see Zavyalov MA, Kreindel Yu.E., Novikov AA Plasma processes in technological electron guns. M: Energoatomizdat, 1989. 256 s.). However, the working pressure in the VTR guns does not exceed 1-10 Pa, which in many cases is not enough. To increase the working pressure, the logical step is to reduce the size of the device, ensuring the preservation of the product of pressure on the gap between the cathode and the anode in accordance with the Paschen curve. With dimensions of the order of millimeters, the implementation of electron-optical systems for beam formation, as is done in VTR guns, becomes almost impossible. As a result, the device for generating an electron beam is simplified to a flat cathode and anode with one or many holes (in the latter case, as a rule, a mesh anode is used).

Известен генератор электронного пучка, состоящий из плоского металлического катода и сетчатого анода, расположенного на небольшом расстоянии от катода [Бохан П.А., Сорокин А.Р. // ЖТФ 1985, т. 55, в. 1, с.88-95]. Недостатком такого генератора является ограничения на среднюю мощность пучка, связанные с тепловой нагрузкой на анодную сетку. Кроме того, для увеличения рабочего давления необходимо уменьшать зазор между катодом и анодом, что в представляющем практический интерес диапазоне давлений трудно реализуемо конструктивно.Known electron beam generator, consisting of a flat metal cathode and a mesh anode located at a small distance from the cathode [Bohan PA, Sorokin A.R. // ZhTF 1985, v. 55, c. 1, p. 88-95]. The disadvantage of this generator is the limitations on the average beam power associated with the thermal load on the anode grid. In addition, to increase the working pressure, it is necessary to reduce the gap between the cathode and the anode, which is difficult to constructively implement in the range of practical interest.

Известен генератор электронного пучка, в котором между катодом и сетчатым (проволочным) анодом размещена диэлектрическая решетка, диафрагмирующая поверхность катода [Бохан А.П., Закревский Д.Э. // Письма в ЖТФ. 2002. т.28. в. 2. с.74-80]. В данной конструкции уменьшена тепловая нагрузка на анод и катод, однако трудности конструктивной реализации делают использование данной конструкции практически невозможным при давлениях порядка 0,1 кПа и более (зависит от сорта газа, авторы использовали гелий).A known electron beam generator, in which between the cathode and the mesh (wire) anode is placed a dielectric lattice, diaphragm the surface of the cathode [Bohan A.P., Zakrevsky D.E. // Letters to the ZhTF. 2002.V. 28. at. 2. p. 74-80]. In this design, the thermal load on the anode and cathode is reduced, however, the difficulties in constructive implementation make using this design almost impossible at pressures of the order of 0.1 kPa or more (depending on the type of gas, the authors used helium).

Наиболее близким по технической сущности является генератор электронного пучка, предложенный в патенте РФ №2172573. Генератор состоит из катода, представляющего собой охлаждаемую (например, проточной водой) металлическую пластину, на одну из сторон которой нанесено диэлектрическое покрытие со сквозным отверстием. Анод генератора представляет собой пластину из проводящего материала, расположенную вплотную к диэлектрическому покрытию. В аноде делается отверстие, расположенное над отверстием в диэлектрике, причем диаметр отверстия в аноде не меньше диаметра отверстия в диэлектрике.The closest in technical essence is the electron beam generator proposed in the patent of the Russian Federation No. 2172573. The generator consists of a cathode, which is a metal plate cooled (for example, by running water), on one side of which a dielectric coating with a through hole is applied. The anode of the generator is a plate of conductive material located close to the dielectric coating. A hole is made in the anode located above the hole in the dielectric, and the diameter of the hole in the anode is not less than the diameter of the hole in the dielectric.

Данному генератору свойственно два существенных недостатка. Во-первых, принудительное охлаждение катода, находящегося под высоким напряжением, является сложной технической задачей, существенно затрудняющей реализацию генератора. Во-вторых, как и в прочих упомянутых генераторах, для увеличения рабочего давления необходимо уменьшать толщину диэлектрического покрытия, что уменьшает электрическую прочность покрытия и уменьшает максимальное рабочее напряжение. При этом, как отмечается в упомянутом патенте, нагрев катода приводит к нагреву диэлектрического покрытия, что, в свою очередь, приводит к уменьшению пробойного напряжения, что и ограничивает достижимые параметры (давление газа, напряжение и мощность) в данном варианте конструкции.This generator has two significant drawbacks. Firstly, the forced cooling of a high voltage cathode is a complex technical task that substantially impedes the implementation of the generator. Secondly, as in the other mentioned generators, in order to increase the working pressure, it is necessary to reduce the thickness of the dielectric coating, which reduces the electric strength of the coating and reduces the maximum working voltage. Moreover, as noted in the aforementioned patent, heating the cathode leads to heating of the dielectric coating, which, in turn, leads to a decrease in breakdown voltage, which limits the achievable parameters (gas pressure, voltage, and power) in this design.

Предлагаемое изобретение позволяет решить проблему охлаждения катода и изолятора вблизи вывода электронного пучка и достичь более высоких рабочих параметров - давления газа, напряжения и мощности. В первом варианте изобретения катод генератора выполнен в виде неохлаждаемого цилиндра, плотно вставленного в изолятор. Изолятор имеет в торцевой части соосное катоду отверстие, а вплотную к торцу изолятора установлен плоский металлический анод с отверстием, соосным отверстию в изоляторе и образующим канал для электронного пучка от торца катода до выхода из генератора. Во втором варианте изобретения генератор электронного пучка содержит разрядную структуру, расположенную непосредственно в рабочем газе и состоящую из катода, изолятора и анода, катод генератора выполнен в виде неохлаждаемого цилиндра, торец изолятора расположен в одной плоскости с торцом катода, вплотную к торцу изолятора соосно с катодом установлена шайба, внутренний диаметр которой больше диаметра катода, а вплотную к шайбе установлен плоский металлический анод с отверстием, соосным шайбе и образующим канал для электронного пучка от торца катода до выхода из генератора. Катод как в первом, так и во втором варианте может быть закреплен в изоляторе клеевым соединением вдали от рабочей поверхности катода.The present invention allows to solve the problem of cooling the cathode and insulator near the output of the electron beam and to achieve higher operating parameters - gas pressure, voltage and power. In the first embodiment of the invention, the cathode of the generator is made in the form of an uncooled cylinder tightly inserted into the insulator. The insulator has a hole coaxial to the cathode in the end part, and a flat metal anode with a hole coaxial in the insulator and forming a channel for the electron beam from the end of the cathode to the exit from the generator is installed close to the end of the insulator. In the second embodiment of the invention, the electron beam generator contains a discharge structure located directly in the working gas and consisting of a cathode, an insulator and an anode, the cathode of the generator is made in the form of an uncooled cylinder, the end of the insulator is located in the same plane with the end of the cathode, close to the end of the insulator coaxially with the cathode a washer is installed, the inner diameter of which is larger than the diameter of the cathode, and a flat metal anode is installed close to the washer with a hole coaxial with the washer and forming a channel for the electron beam o cathode end to the exit from the generator. The cathode, both in the first and in the second embodiment, can be fixed in the insulator with an adhesive joint far from the working surface of the cathode.

Тепло, выделяющееся на катоде при работе генератора, за счет теплопроводности распространяется по катоду и через его боковую поверхность передается в изолятор и далее - в окружающую конструкцию, которая, в зависимости от мощности генератора, может иметь элементы с большой теплоемкостью и/или развитой боковой поверхностью для передачи тепла в окружающую среду. Таким образом, за счет достаточно большой боковой поверхности катода удается избежать необходимости организовывать принудительное охлаждение. Кроме того, толщина изолятора вблизи боковой поверхности катода не ограничена процессами в рабочей области генератора и может быть выбрана достаточно большой для обеспечения электрической изоляции даже при повышенной температуре.The heat generated at the cathode during generator operation is distributed through the cathode through heat conduction and is transmitted through its side surface to the insulator and then to the surrounding structure, which, depending on the generator power, can have elements with high heat capacity and / or developed side surface to transfer heat to the environment. Thus, due to the sufficiently large lateral surface of the cathode, it is possible to avoid the need to organize forced cooling. In addition, the thickness of the insulator near the side surface of the cathode is not limited to processes in the working area of the generator and can be chosen large enough to provide electrical insulation even at elevated temperatures.

Принципиальная схема генератора электронного пучка по первому варианту представлена на фиг.1, 2. Генератор состоит из цилиндрического катода 1, изолятора 2, анодной пластины 3. Изолятор 2 и анодная пластина 3 имеют соосные отверстия, открытые непосредственно в рабочий газ. Соотношение размеров отверстий может быть различным. В конструкции, изображенной на фиг.1, диаметр отверстия в изоляторе меньше диаметра катода и меньше диаметра отверстия в аноде. При этом электрическая изоляция катода и анода обеспечивается изолятором. Поскольку изолятор в предлагаемом изобретении выполнен в виде отдельной детали, а не нанесен на катод в виде диэлектрического покрытия, как в прототипе, тепловой поток с катода на изолятор вблизи рабочей части катода будет существенно меньше, чем в прототипе, что приводит к уменьшению нагрева изолятора по сравнению с нагревом диэлектрического покрытия в прототипе. Как следствие, изоляционные свойства будут сохраняться при более высокой мощности генератора электронного пучка.The schematic diagram of the electron beam generator according to the first embodiment is shown in FIGS. 1, 2. The generator consists of a cylindrical cathode 1, insulator 2, anode plate 3. Insulator 2 and anode plate 3 have coaxial openings directly open to the working gas. The ratio of hole sizes may be different. In the design shown in FIG. 1, the diameter of the hole in the insulator is smaller than the diameter of the cathode and smaller than the diameter of the hole in the anode. In this case, the electrical insulation of the cathode and anode is provided by an insulator. Since the insulator in the present invention is made in the form of a separate part, and is not applied to the cathode in the form of a dielectric coating, as in the prototype, the heat flux from the cathode to the insulator near the working part of the cathode will be significantly less than in the prototype, which leads to a decrease in the heating of the insulator compared with heating the dielectric coating in the prototype. As a result, the insulating properties will be maintained at a higher power of the electron beam generator.

На фиг.2 представлена конструкция генератора, в котором диаметр отверстия в изоляторе больше диаметров катода и отверстия в аноде, а на фиг. 3 - вариант генератора, в котором изолятор вообще не закрывает торец катода. Во втором варианте торец изолятора образует с торцом катода плоскую поверхность, а зазор между катодом и анодом обеспечивается за счет шайбы 4, диаметр которой больше диаметра катода. Такая шайба может быть изготовлена из различных материалов, в частности, может быть конструктивно объединена в единую деталь с изолятором, либо с анодом. В случае, если шайба изготовлена из проводящего материала, электрическая изоляция между соединенной с анодом шайбой и катодом обеспечивается торцевой поверхностью изолятора. При экспериментальной отработке удобнее использовать вариант фиг.3, так как величина зазора между катодом и анодом может быть легко изменена заменой шайбы 4 без замены остальных деталей. При изготовлении генератора с фиксированными параметрами для использования в каких-либо технологических установках предпочтительным является вариант на фиг.2, содержащий меньшее количество деталей.Figure 2 shows the design of the generator, in which the diameter of the hole in the insulator is larger than the diameters of the cathode and the hole in the anode, and in Fig. 3 is a variant of the generator in which the insulator does not cover the end of the cathode at all. In the second embodiment, the end face of the insulator forms a flat surface with the end of the cathode, and the gap between the cathode and the anode is provided by a washer 4, the diameter of which is larger than the diameter of the cathode. Such a washer can be made of various materials, in particular, it can be structurally combined into a single part with an insulator or with an anode. If the washer is made of conductive material, the electrical insulation between the washer connected to the anode and the cathode is provided by the end surface of the insulator. When experimental testing is more convenient to use the variant of figure 3, since the gap between the cathode and the anode can be easily changed by replacing the washer 4 without replacing the remaining parts. In the manufacture of a generator with fixed parameters for use in any technological installations, the preferred option is figure 2, containing fewer parts.

В случае, когда диаметр отверстия в аноде меньше диаметра отверстия в изоляторе (Фиг.2), электрическая изоляция между катодом и анодом обеспечивается за счет находящегося между ними газа, проникающего в разрядный промежуток из окружающей среды через отверстие в аноде. Поэтому такой вариант должен реализовываться на левой ветви кривой Пашена, когда зазор между катодом и анодом меньше, чем необходим для пробоя газа [Райзер Ю.П. Физика газового разряда. Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2009].In the case when the diameter of the hole in the anode is smaller than the diameter of the hole in the insulator (Figure 2), the electrical isolation between the cathode and the anode is provided by the gas located between them, penetrating into the discharge gap from the environment through the hole in the anode. Therefore, this option should be implemented on the left branch of the Paschen curve, when the gap between the cathode and anode is less than that necessary for gas breakdown [Yu.P. Raizer Physics of gas discharge. Dolgoprudny: Intellect Publishing House, 2009].

Крепление элементов генератора может осуществляться различными способами и не влияет на техническую сущность изобретения.The fastening of the generator elements can be carried out in various ways and does not affect the technical essence of the invention.

Принцип работы генератора следующий. При появлении разности потенциалов между катодом 1 и анодом 3 происходит пробой газа и зажигается тлеющий разряд. Так как рабочая поверхность катода 1 ограничена отверстиями в изоляторе 2 и аноде 3, разряд переходит в аномальную форму при токе, равном произведению нормальной плотности тока тлеющего разряда на площадь рабочей поверхности катода. Дальнейшее увеличение тока приводит к росту катодного падения потенциала и образования вблизи катода положительно заряженной области катодного падения с избытком ионов. Ионы и нейтральные частицы, бомбардируя катод, вызывают эмиссию электронов, которые затем ускоряются в области катодного падения потенциала и покидают генератор электронного пучка через отверстие в аноде. При этом размер области катодного падения может быть больше, чем расстояние между катодом и анодом. В процессе движения электроны ионизуют молекулы газа; образовавшиеся при этом ионы движутся в сторону катода, компенсируя затраты ионов в области катодного падения на бомбардировку катода. Работа может осуществляться как в непрерывном режиме, так и в импульсном.The principle of operation of the generator is as follows. When a potential difference appears between the cathode 1 and the anode 3, a gas breakdown occurs and a glow discharge is ignited. Since the working surface of the cathode 1 is limited by the holes in the insulator 2 and the anode 3, the discharge becomes anomalous at a current equal to the product of the normal current density of the glow discharge by the area of the working surface of the cathode. A further increase in current leads to an increase in the cathodic potential drop and the formation of a positively charged cathodic drop region with an excess of ions near the cathode. Ions and neutral particles, by bombarding the cathode, cause the emission of electrons, which then accelerate in the region of the cathodic potential drop and leave the electron beam generator through the hole in the anode. In this case, the size of the cathode drop region can be larger than the distance between the cathode and the anode. In the process of motion, electrons ionize gas molecules; The ions formed in this case move towards the cathode, compensating for the ion costs in the region of the cathode drop on the bombardment of the cathode. Work can be carried out both in continuous mode and in pulsed mode.

В первом варианте конструкции, показанном на фиг.1, рабочая область катода не может быть больше отверстия в изоляторе, тогда как в конструкциях, представленных на фиг.2 и 3, бомбардирующие катод частицы за счет поперечной диффузии могут попадать на катод в область, радиус которой превышает радиус отверстия в аноде. Электроны, эмитируемые с тех участков катода, которые находятся вне радиуса отверстия в аноде, могут напрямую попадать на анод, что приводит к некоторому уменьшению КПД и стабильности генерации электронного пучка по сравнению с вариантом фиг.1. Однако в конструкциях, представленных на фиг.2 и 3, отсутствует проблема нагрева изолятора вблизи рабочей области катода, так как изолятор с этой областью не контактирует. Это позволяет достигать более высокой мощности генератора. Кроме того, в этих конструкциях можно обеспечить меньший, по сравнению с фиг.1, зазор между катодом и анодом, что позволяет увеличивать рабочее давление и/или напряжение.In the first embodiment, shown in figure 1, the working region of the cathode cannot be larger than the hole in the insulator, while in the designs shown in figures 2 and 3, particles bombarding the cathode due to transverse diffusion can fall on the cathode in the region of radius which exceeds the radius of the hole in the anode. The electrons emitted from those sections of the cathode that are outside the radius of the hole in the anode can directly hit the anode, which leads to some decrease in the efficiency and stability of the generation of the electron beam in comparison with the version of figure 1. However, in the designs shown in FIGS. 2 and 3, there is no problem of heating the insulator near the working area of the cathode, since the insulator does not come into contact with this area. This allows you to achieve a higher power generator. In addition, in these structures it is possible to provide a smaller, compared with figure 1, the gap between the cathode and the anode, which allows to increase the working pressure and / or voltage.

Доказана работоспособность генератора электронного пучка непрерывного действия по всем вариантам. При реализации генератора электронного пучка по варианту 1 получены следующие технические характеристики.The efficiency of the continuous-wave electron beam generator has been proved for all options. When implementing the electron beam generator according to option 1, the following technical characteristics were obtained.

В воздухе при давлении от 0,1 до 0,4 кПа при Н от 0,5 до 2 мм, D=3 мм, d от 0,5 до 0,2 максимальное ускоряющие напряжение составило 10 кВ, при максимальной приведенной плотности тока ~ 10 мА/мм2 торр2.In air at a pressure of 0.1 to 0.4 kPa at H from 0.5 to 2 mm, D = 3 mm, d from 0.5 to 0.2, the maximum accelerating voltage was 10 kV, with a maximum reduced current density ~ 10 mA / mm 2 torr 2 .

В гелии при давлении от 0,5 кПа до 3 кПа максимальное ускоряющее напряжение составило 8 кВ, при максимальной приведенной плотности тока ~ 200 мкА/мм2 торр2.In helium at a pressure of 0.5 kPa to 3 kPa, the maximum accelerating voltage was 8 kV, with a maximum reduced current density of ~ 200 μA / mm 2 torr 2 .

Материал катода Mo, Cu, Fe (сталь 12Х18Н10Т), Al, графит, Zn, LaB6. Для катода из LaB6 максимальная плотность тока составила 29 мкА/мм2 при ускоряющем напряжении ~ 10 кВ.The cathode material is Mo, Cu, Fe (12X18H10T steel), Al, graphite, Zn, LaB 6 . For the cathode of LaB 6, the maximum current density was 29 μA / mm 2 at an accelerating voltage of ~ 10 kV.

Доказана непрерывная работа генератора электронного пучка на протяжении 30 минут, при этом максимально достижимое время работы не измерялось.Continuous operation of the electron beam generator for 30 minutes was proved, while the maximum achievable operating time was not measured.

Claims (4)

1. Генератор электронного пучка, содержащий разрядную структуру, расположенную непосредственно в рабочем газе и состоящую из катода, изолятора и анода, отличающийся тем, что неохлаждаемый цилиндрический катод плотно установлен в изоляторе, имеющем в торцевой части соосное катоду отверстие, а вплотную к торцу изолятора установлен плоский металлический анод с отверстием, соосным отверстию в изоляторе и образующим канал для электронного пучка от торца катода до выхода из генератора.1. An electron beam generator containing a discharge structure located directly in the working gas and consisting of a cathode, an insulator and an anode, characterized in that the uncooled cylindrical cathode is tightly mounted in the insulator, having an opening coaxial to the cathode in the end part, and installed close to the insulator end a flat metal anode with a hole, a coaxial hole in the insulator and forming a channel for the electron beam from the end of the cathode to the exit of the generator. 2. Генератор электронного пучка по п.1, отличающийся тем, что катод закреплен в изоляторе клеевым соединением вдали от рабочей поверхности катода.2. The electron beam generator according to claim 1, characterized in that the cathode is fixed in the insulator with an adhesive joint away from the working surface of the cathode. 3. Генератор электронного пучка, содержащий разрядную структуру, расположенную непосредственно в рабочем газе и состоящую из катода, изолятора и анода, отличающийся тем, что неохлаждаемый цилиндрический катод плотно установлен в изоляторе, при этом торец изолятора расположен в одной плоскости с торцом катода, вплотную к торцу изолятора соосно с катодом установлена шайба, внутренний диаметр которой больше диаметра катода, а вплотную к шайбе установлен плоский металлический анод с отверстием, соосным шайбе и образующим канал для электронного пучка от торца катода до выхода из генератора.3. An electron beam generator containing a discharge structure located directly in the working gas and consisting of a cathode, an insulator and an anode, characterized in that the uncooled cylindrical cathode is tightly mounted in the insulator, while the end of the insulator is located in the same plane with the end of the cathode, close to A washer is installed coaxially with the end of the insulator with the cathode, the inner diameter of which is larger than the diameter of the cathode, and a flat metal anode is installed close to the washer with a hole, a coaxial washer and forming a channel for the electron th beam from the cathode to the output end of the generator. 4. Генератор электронного пучка по п.3, отличающийся тем, что катод закреплен в изоляторе клеевым соединением вдали от рабочей поверхности катода. 4. The electron beam generator according to claim 3, characterized in that the cathode is fixed in the insulator with an adhesive connection far from the working surface of the cathode.
RU2013132485/07A 2013-07-15 2013-07-15 Electron beam generator (versions) RU2535622C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013132485/07A RU2535622C1 (en) 2013-07-15 2013-07-15 Electron beam generator (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013132485/07A RU2535622C1 (en) 2013-07-15 2013-07-15 Electron beam generator (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2535622C1 true RU2535622C1 (en) 2014-12-20

Family

ID=53286056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013132485/07A RU2535622C1 (en) 2013-07-15 2013-07-15 Electron beam generator (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2535622C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773834A (en) * 1996-02-13 1998-06-30 Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Method of forming carbon nanotubes on a carbonaceous body, composite material obtained thereby and electron beam source element using same
RU2395866C1 (en) * 2009-06-11 2010-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова" (ФГУП "НИИЭФА им. Д.В. Ефремова") Pulsed electron beam source (versions)
RU2474914C1 (en) * 2011-08-11 2013-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) Powerful microwave generator of monotron type

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5773834A (en) * 1996-02-13 1998-06-30 Director-General Of Agency Of Industrial Science And Technology Method of forming carbon nanotubes on a carbonaceous body, composite material obtained thereby and electron beam source element using same
RU2395866C1 (en) * 2009-06-11 2010-07-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова" (ФГУП "НИИЭФА им. Д.В. Ефремова") Pulsed electron beam source (versions)
RU2474914C1 (en) * 2011-08-11 2013-02-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) Powerful microwave generator of monotron type

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shiffler et al. Review of cold cathode research at the Air Force Research Laboratory
JPS63175324A (en) Plasma electron gun assembly
Miller Pulse shortening in high-peak-power reltron tubes
Sun et al. Effects of surface “micro-holes” on the flashover properties of a disk-type ceramic-vacuum insulator
Burdovitsin et al. Expansion of the working range of forevacuum plasma electron sources toward higher pressures
US7947965B2 (en) Ion source for generating negatively charged ions
RU2535622C1 (en) Electron beam generator (versions)
Rocca et al. Multikilowatt electron beams for pumping CW ion lasers
Liu et al. Research on an improved explosive emission cathode
Li et al. Development mechanism of cathode surface plasmas of high current pulsed electron beam sources for microwave irradiation generation
RU2333619C2 (en) Multibeam generator of gas-discharge plasma
Bakeev et al. Influence of a longitudinal magnetic field on the parameters and characteristics of a forevacuum plasma electron source based on a hollow-cathode discharge
Metel et al. A high-current plasma emitter of electrons based on a glow discharge with a multirod electrostatic trap
RU2035789C1 (en) Process of generation of beam of accelerated particles in technological vacuum chamber
RU2496283C1 (en) Generator of wide-aperture flow of gas-discharge plasma
RU2306683C1 (en) Plasma electron source
Skalyga et al. Status of new developments in the field of high-current gasdynamic ECR ion sources at the IAP RAS
RU165688U1 (en) GAS DISCHARGE PLASMA GENERATOR WITH LOW PRESSURE OF IGNITION DISCHARGE
RU2339191C2 (en) Focuser of gas-discharge plasma
Kolpakov et al. A multibeam generator of gas-discharge plasma
US3231830A (en) Microwave noise generator
Burdovitsin et al. Plasma Electron Sources
US2535886A (en) Electronic switch
RU2233505C2 (en) Gas-discharge ion source
SU692430A1 (en) Gas-discharge electron gun