SU503312A1

SU503312A1 - Electron gun

Info

Publication number: SU503312A1
Application number: SU2022319A
Authority: SU
Inventors: Шт.Думитру Чиоботару
Original assignee: Объединенный Институт Ядерных Исследований
Priority date: 1974-04-26
Filing date: 1974-04-26
Publication date: 1976-02-15

Description

Изобретение относитс к области электронных пушек высокого первеанса, работающих в импульсном режиме и имеющих большие площади катода.This invention relates to the field of high perveance electron guns operating in pulsed mode and having large cathode areas.

Известны электронные пушки, содержащие катод и анод, в которых повышение первеанса осуществл етс за счет повышени силы электронного тока оушки по формуле:Electron guns are known that contain a cathode and an anode, in which the increase in perveance is achieved by increasing the strength of the electron current of the gun by the formula:

ik(1 ik (1

где / - сила электроиного тока; U - ускор юшее напр жение; Р - первеанс пушки, например, за счет выбора материала катода.where / is the power of the electron current; U is the accelerated voltage; P - perveance gun, for example, due to the choice of cathode material.

Однако во всех случа х ток пушки лим,итирован прострадствепным зар дом. Известно , например, что в случае практически используемых температур, только быстрые электроны .максвелловского распределени смогут пройти че|рез потенциальный барьер. However, in all cases, the current of the gun is lim, it is imbued with a surplus charge. It is known, for example, that in the case of practically used temperatures, only the fast electrons of the Maxwellian distribution will be able to pass through the potential barrier.

Целью данного изобретени вл лось увеличение первеанса электронной пушки путем уменьшени вли ни прострапственного зар да электронного облака в прикатодной области .The purpose of this invention is to increase the pervance of the electron gun by reducing the effect of the prostatic charge of the electron cloud in the cathode region.

Поставленна цель достигаетс за счет того , что в центральной части поверхности катода расположен источник ультрафиолетового излучени , например кварцева лампа с ртутным па;ром.This goal is achieved due to the fact that in the central part of the cathode surface there is a source of ultraviolet radiation, for example, a quartz lamp with a mercury vapor.

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже, где: 1 - катод, 2 - анод, 3 - электронный пучок; 4 - кварцева лампа.The scheme of the proposed device is shown in the drawing, where: 1 is the cathode, 2 is the anode, 3 is the electron beam; 4 - quartz lamp.

Расположение лампы в центральной области катода обеспечивает пеобходимый нагрев ртутного пара дл уменьшени времени ее зажигани . Кроме того, центральное расположение лампы в области электронного облака обеспечивает сохранение распределени межэлектродного пол (оптики пушки). Причем устройство вл етс более эффективным, если отверстие в катоде, предназначенное дл расположени лампы, мало по сравнению с поверхностью катода.The location of the lamp in the central region of the cathode provides the necessary heating of mercury vapor to reduce the time of its ignition. In addition, the central location of the lamp in the region of the electron cloud ensures the preservation of the distribution of the interelectrode field (gun optics). Moreover, the device is more efficient if the hole in the cathode, intended for positioning the lamp, is small compared with the surface of the cathode.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Однов-ременно (или несколько раньше) с подачей анодного напр жени производитс зал игание лампы. Ультрафиолетовое излучение ртутных паров ионизирует нейтральные атомы щелочных металлов, испар емых поверхностью катода.At the same time (or slightly earlier), with the anode voltage applied, a lamp is played. The ultraviolet radiation of mercury vapor ionizes neutral alkali metal atoms evaporated by the cathode surface.

В результате формируютс положительные ионы, .которые нейтрализуют частично электронный пространственный зар д, наход щийс в прикатодной области, что ведет к увеличению плотности электронного тока в области ускор ющего пол . Кроме того, ультрафиолетовые фотоны вызывают эмиссию с катода вторичных электронов, что ведет также к повышению тока пуш«и. Таким образом , получаетс увеличение первеанса пушки . Коэффициент повышени первеанса можно записать в фОрме: где Р - Первеанс невозмущаемой пушки, Р - нервеанс пушки с ионизирующей лампой . Пользу сь отпошени мп: / m(2ri)(3) / е( + А ) ()(4) где j, п - плотность тока и электронов в отсутствии ионизирующей лампы; /, Д« - плотность тока и повышение плотности электронов вследствии ионизирующего излучени ; и - ускор ющее напр жение; е, ц - зар д и удельный зар д электрона, получаем: Л 1 + е () У или /с 1 ЧI Использу выражение (1), где / /5 (5 - сечение пуска), получаем /( 1+е(2п)(7) В системе МКС выражение (7) имеет вид: 1 -Ь 9,5- 10 В идеальном случае Д/г равн етс количеству случаев ионизации, вызванных в прикатодной области, и следовательно, пропорционально концентрации насыщенного пара в этой области. Итак, эффективность устройства в каждом конкретном случае зависит от величины плотности щелочных атомов, наход щихс в области около катода, и от интенсивности ультрафиолетового излучени . Ф о Р м у л а и 3 о б -р е т е н И Электронна пушка, содержаща катод и анод, отличающа с тем, что, с целью повышени ее первеанса, в центральной части поверхности катода расположен источник ультрафиолетового излучени , например кварцева лампа.As a result, positive ions are formed, which neutralize partially the electron spatial charge in the cathode region, which leads to an increase in the density of the electron current in the region of the accelerating field. In addition, ultraviolet photons cause the emission of secondary electrons from the cathode, which also leads to an increase in the current push and. Thus, an increase in the perveance of the gun is obtained. The increase factor of perveance can be written in the form: where P is the Perveance of the unperturbed gun, P is the nerve of the gun with an ionizing lamp. Use mp: / m (2ri) (3) / e (+ A) () (4) where j, n is the density of current and electrons in the absence of an ionizing lamp; F, D «is the current density and increase in the electron density due to ionizing radiation; and - accelerating voltage; e, c is the charge and specific charge of the electron, we get: L 1 + e () Y or / c 1 CHI Using expression (1), where / / 5 (5 is the starting cross section), we get / (1 + e ( 2p) (7) In the MKS system, the expression (7) has the form: 1 - L 9.5-10 In the ideal case, D / g is equal to the number of cases of ionization caused in the cathode region, and therefore, proportional to the concentration of saturated steam in this region So, the efficiency of the device in each case depends on the density of alkali atoms in the region near the cathode, and on the intensity of ultraviolet radiation. Ph o R m u l a i 3 o b e p e n i An electron gun containing a cathode and an anode, characterized in that, in order to increase its perveance, a source of ultraviolet radiation is located in the central part of the cathode surface, for example a quartz lamp.

ЧH