Источник электронов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) ) 8222 ЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ конст источ полне ой про асполож положи анода,1( - + -4расстои вспо 14 Р ие междугательным одом эле тродом;наибольший разтия в аноде;расстояние межди анодом. отверсатодом 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54)(57) ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОНОВ, содержащий соосно расположенные в газонаполненной камере анод с осесимметричным отверстием, катод и вспомогатель-ный электрод, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью упрощения(4 Н 01 Л 3/02. Н 05 Н 1/00 ции и повышения эффективностиа, вспомогательный электрод в виде отрезка металличеслоки, соединен с анодом ин со стороны анода, противокатоду, на расстоянии отределяемом соотношением(+ 1 Ь 1 4 Р 4111822Изобретение относится к техникесоздания ускоренных электронных пучков и может найти применение в устройствах, предназначенных для электронной сварки, и в устройствах ионизации,Известен источник электронов, содер ".ащий соосные катод и анод с отверстием, установленные в газонаполненной камере и подключенные к источ нику. питания 1 1,В известном источнике пучок электронов получают в тлеющем разряде.Недостатком известного источникаэлектронов является сравнительно низ.15кий КПД в области давлений порядка10торр, так как тлеющий разряд притаком давлении горит при очень высоком напряжении (, 10 кВ. и выше),Известен такжеисточник электронов 20содержащий соосно расположенные в газо-.наполненной камере анод с осесимметричным отверстием, катод и вспомогательный электрод Г 23, Между катодоми анодом подключен Осцовной источник 25британия, а между анодом и вспомогательным электродом - дополнительныйисточник питания. В известном источнике пучок электронов получают втлеющем разряде между. катодом и ано- З 0дом. Между цилиндрическим электродоми анодом горит вспомогательный разряд, который позволяет повысить КПДисточника в области давлений порядка 10 торр облегчая горение основно 135го разряда,Недостатками известного источникаэлектронов явля тся сложность конструкции и сравнительно низкая эффективность, что связано с необходимостью использования двух источниковпитания и требованием точной юстировки вспомогательного. электрода относительно анодаПглью изобретения является упроще 45 ние конструкции и повышение эффективчости источника электронов. Поставленная цель достигается тем, что в предложенном источнике 50 электронов, содержащем соосно распо-. ложенные в газопаполненной камере анод с осесимметричным отверстием, катод и вспомогательный электрод, последний выполнен в виде отрезка55 металлической проволоки, соединен с анодом и расположен со стороны анода, противоположной катоду, на ра"стоянии от анода, определяемом соотношением где " - расстояние между анодом и вспомогательным электродом;Э - наибольший размер отверстия в аноде;Н - расстояние между катодоми анодом.На фиг, 1 показан предлагаемый источник электронов в разрезе; на фиг, 2 - приведено распределение потенциала вдоль оси источника.Источник электронов, содержит газонаполненную камеру 1, в которой соосно установлены катод 2 и анод 3 с осесимметричным отверстием 4. Между катодом и анодом подключен источник питания 5. За анодом 3 со стороны противоположной катоду 2, установлен вспомогательный электрод 6, выполненный в виде отрезка металлической проволоки, электрически соединенный с анодом. При этом расстояние от анода 3 до электрода 6 удовлетворяет соот- ношению Источник. электронов работает следующим образом.При определенном давлении газа(10 2 -10 " торр) в гаэонаполненной камере 1 и при подаче от источника питания 5 напряжения между катодом 2 и анодом 3 загорается тлеющий разряд. (разряд с полым анодом). У отверстия 4 в аноде 3 образуется плазма, из которой электрическим полем, возникающим между катодом 2 и анодом 3, вытягиваются и ускоряются положительные ионы,которые образуют пучок, выходящий через отверстие 4 в аноде 3 и ионизующий газ в заанодном пространстве,На фиг. 2 показано распределение потенциала Ц по оси 1 источника. При этом потенциал анода принят за нулевой, Как видно из чертежа, около вспомогательного электрода 6 в результате провисания электрического поля в анодное отверстие 4 образуется потенциальная яма. Электроны, образовавшиесяоколо электрода 6, движутся к егоповерхности. Если диаметр этого электрода невелик (обычно меньше 1,5 мм),актор Л,Утехина Техред Т.Дубинчак Корректор Л.Бес Подпис ноекомитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5 За ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 11182 электроны с большой вероятностью пролетают мимо него, ионизируя остаточный газ на пути своего движения, Таким образом электройы, родившиеся около электрода 6, совершают вокруг него многократное колебательное движение, ионизируя газ, Положительные ионы, образовавшиеся в результате этого процесса, попадают на катод 2, что повышает ток, снижает напряжение гореО ния разряда и, следовательно, повышает эффективность источника.Диаметр электрода 6 выбирают из соображений механической прочности, Проверка показала, что надежная работа источника обеспечивается, если вспомогательный электрод выполнен в виде отрезка металлической проволоки, например, из нержавеющей стали диаметром 1 мм. Минимальное расстояние от анода до вспомогательного электроЛЭ да . = - выбирается из соображении4расходимости пучка электронов. Уста" новка вспомогательного электрода ближе к аноду исказит траектории дви 5766/3 Тираж 679 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений и 3035 Москва, Ж, Раушс 22 4жения положительных ионов и электронов пучка, Максимальное расстояние1) 1)до электрода Е = - + - определе 4 Нно иэ условия провисания поля в анодное отверстие 4; чем больше отверстие(оно может быть произвольной формы)и чем меньше расстояние между катодом,и анодом, тем на большее расстояние, провисает электрическое поле,Опытная проверка предлагаемого источника электронов при давлении газа-гв газонаполненной камере 10 торрпоказала, что для получения тока0,3 А необходимо напряжение между ка"тодом и анодом 2 кВ, что в три разаниже, чем у прототипа. В опытном образце устройства вспомогательныйэлектрод представлял собой отрезокпроволоки из нержавеющей стали диа -метром 1 мм, укрепленный на расстоянии 3 см от анода с отверстием10 х 10 см. Таким образом, эффективность предлагаемого источника электронов была примерно в 3 раза выше,чем у прототипа.