Окно для вывода сфокусированного электронного пучка в газовую среду

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕЮИРЕСПУБЛИК 0 Н 05 Н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИЗОБРЕТ И ОПИСАН Н Д 8 ТОРСНОМ ИДЕТЕЛЬСТ юл. 9 40М.Н.Васильев,(54) (57) 1. ОКНО ДЛЯ ВЫВОДА СФОКУСИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА В ГАЗОВУЮ СРЕДУ, содержащее перегородку, укрепленную в обойме, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью уве- личения ресурса работы окна,уменьшения потерь мощности пучка в окне и повышения стабильности параметров пучка в процессе его вывода, перегородка выполнена из сублимирующего материала.2. Окно по п.1, о т л и. ч а ю - щ е е с я тем, что в качестве сублимирующего материала использован граФит.1051742 ВНИИПИ Заказ 8689/58 Тираж 845 Подписное филиал ППП "Патент"., г.ужгород,ул.Проектная,44 Изобретение относится к ускори-,тельной технике и может быть исполь- .зовано в ускорителях электронов,применяемых в технологических и научноисследовательских целях, напримердля электронно-лучевой сварки и резки материалов и электронно-лучевогопереплава материалов,Известно устройство, содержащееперегородку с отверстием, закрытымтонкой металлической фольгой. В устройстве вывод электронного пучка через фольгу осуцествляется за счетпрохождения электронов с достаточновысокой энергией сквоэь фольгу безразрушения последней 11 . 15Недостатком данного устройства является малая плотность тока выводного Пучка, так. как повышение плотности тока приводит к расплавлению фольги и нарушению ее герметичности. 20Наиболее близким к предлагаемомуявляется окно для вывода сфокусированного электронного пучка в газовуюсреду, содержащее перегородку, укрепленную в обойме 2 .25В известном устройстве перегородка выполнена из непрозрачного дляэлектронного пучка кварца, а в процессе работы устройства в перегородке проплавляется капиллярное отверстие, Натекание газа через капиллярв вакуумный объегл компенсируется откачной системой. При диаметрах ка-.пилляра 0,1-1 мм и больших отношениях длины капилляра к его диаметрунатекание невелико и может бытьскомпенсировано применением одноступенчатой систеьк откачных средств.Недостатками известного устройства являются малый ресурс работывыводного окна, обусловленный разжиганием (т.е. увеличением диаметра)гкапилляра при длительном прохождениисквозь него электронного пучка и воз:никающими при этом термонапряжениями в перегородке, приводящими к ее 45растрескиванию и разрушению, нестабильность во времени параметровпучка, значительное (до 50) погло"щение энергии электронного пучка ввыводном устройстве, Перечисленныенедостатки обусловлены наличием жидкой фазы у материала перегородки,расплавление которой приводит к периодическому перекрытию капилляра,сквозь который проходит пучок.55-4 ель изобретения - увеличениересурса работы окна, уменьшение потерь мощности пучка в окне и повышение стабильности параметров пучка вгэогессе его вывода. Поставленная цель достигается тем, что в окне для вывода сфокусированного электронного пучка в газовую среду, содержацем перегородку, укрепленную в обойме, перегородка эг лолнена из сублимирующего материала.Причегл в качестве сублимирующего материала использован. графит.На чертеже изображено выводное окно, разрез, и отдельные элементы вакууглной и электронно-лучевой систем.Окно имеет перегородку 1, заключенную.в обойму 2; и отделяет вакуумную камеру 3, в которой размещена электронно-лучевая пушка 4, от рабочей камеры 5, внутри которой находится плотная газообразная среда. Вакуумная камера имеет патрубок б, подсрединяеьий. к вакуумному насосу.Выводное окно работает следующим образом.Сфокусированный пучок электронов, генерируемый электронно-лучевой пушкой 4 прожигает в первоначально снлошной перегородке 1 капилляр,че-. рез,который в дальнейшем пучок проходит в рабочую камеру. Газ, натекающий из рабочей каглеры 5 в вакуумную камеру 3, откачивается через натрубок одним вакууглным насосом.Преимуцества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом достигаются эа счет того, что сублимирующий материал перегородки при нагреве пучком переходит из твердой фазы в газообразное состояние, минуя жидкую Фазу, и не перекрывает.капилляр для выхода пучка.Примером конкретного выполнения может служить окно, в котором перегородка 1 выполнена в виде графитового цилиндра диаметром 5 и длиной 20 ми, запрессованного в медную обойму 2, Поскольку графит является, сублимирующим материалом, его применение исключает наличие жидкой фазы На стенках капилляра и в продуктах разрушения перегородки. Предлагаемое окно обеспечивает ресурс работы не менее 30 мин, снижение потерь мощности пучка в выводном устройстве до 10, исключает дискретность во времени пучка электронов, прошедг.гих окно. Кроме. того, незначительная подверженность графиМа растрескиванию вниду термонапряжений позволяет выводить через предла-, гаемое устройство электронные пучки мощностью до 10 кВт.