DE1938172U - PIPES EMITING ELECTRON BEAMS. - Google Patents
PIPES EMITING ELECTRON BEAMS.Info
- Publication number
- DE1938172U DE1938172U DEF23968U DEF0023968U DE1938172U DE 1938172 U DE1938172 U DE 1938172U DE F23968 U DEF23968 U DE F23968U DE F0023968 U DEF0023968 U DE F0023968U DE 1938172 U DE1938172 U DE 1938172U
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- anode
- cathode
- tube
- projections
- tips
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J33/00—Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K5/00—Irradiation devices
- G21K5/04—Irradiation devices with beam-forming means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/22—X-ray tubes specially designed for passing a very high current for a very short time, e.g. for flash operation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J40/00—Photoelectric discharge tubes not involving the ionisation of a gas
Description
RA. 117.91 B-13.66RA. 117.91 B-13.66
Karl-Α. Bros·Karl-Α. Offices
Dipl -Ing.Dipl -Ing.
München-PulladhMunich-Pulladh
κ/Hs München-Pullach, 1.3-1966κ / Hs Munich-Pullach, 1.3-1966
Aktenzeichen: F 23 968/21g GbmFile number: F 23 968 / 21g Gbm
FIELD EMISSION CORPORATION, eine Firma nach den Gesetzen des Staates Oregon, 611 East Third Street, McMinnville* Oregon, USAFIELD EMISSION CORPORATION, a company incorporated under the laws of the state of Oregon, 611 East Third Street, McMinnville, * Oregon, USA
KathodenstrahlrohrCathode ray tube
Zum Bestrahlen mit Elektronen ist eine Röhre bekannt, bei welcher die Anode als Strahlenaustrittefenster in der Wand eines evakuierten Gefäßes ausgebildet ist, hinter dem eine flächige Glühkathode liegt. Die Beschleunigungsspannung wird mittels eines Transformators, d»h. also impulsförmig an Kathode und Anode gelegt. Es ist auch bekannt, an Spitzen oder Schneiden mit kleinem Krümmungsradius durch Feldemission Elektronen austreten zu lassen. Dazu igt ersichtlich eine Heizung nicht erforderlich, wie dies bei der Glühkathode der Fall ist. Weiter ist eine nach diesem Prinzip arbeitende und als Gleichrichter eingesetzte Elektronenröhre bekannt, bei der von einer scharfen Kathode eine Feldemissions-Spitzenentladung zur Anode geht.A tube is known for irradiating with electrons, in which the anode acts as a beam exit window in the wall an evacuated vessel is formed, behind which a flat hot cathode is located. The accelerating voltage becomes by means of a transformer, i. e. so pulse-shaped at the cathode and placed anode. It is also known at points or cutting edges with a small radius of curvature by field emission Letting electrons escape. In addition, there is obviously a Heating is not required, as is the case with the hot cathode Case is. An electron tube that works according to this principle and is used as a rectifier is also known at that from a sharp cathode, a field emission peak discharge goes to the anode.
Beim Bestrahlen von Proben, beispielsweise Geweben und dgl. mit Hilfe der eingangs beschriebenen Röhre kann man nur mit sehr geringen Intensitäten arbeiten. Selbst bei Impulsbetrieb mit Impulsen von etwa einer Mikrosekunde Dauer erreicht manWhen irradiating samples, for example tissues and the like, with the aid of the tube described at the beginning, you can only use work at very low intensities. Even with impulse operation with impulses of about a microsecond duration one achieves
α wesentlich weniger als eine Dosis von 1o rad. Die Neuerung hat sich zum Ziel gesetzt, wesentlich höhere Dosen in viel kürzerer Zeit zu erreichen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn sehr kleine Proben untersucht werden sollen oder wenn nach der Bestrahlung schnell abklingende Prozesse zu untersuchen sind.α significantly less than a dose of 10 rad. The innovation has set itself the goal of achieving significantly higher doses in a much shorter time. This is particularly true of Advantage if very small samples are to be examined or if processes that decay quickly after irradiation are to be examined are.
Zu diesem Zv/eok betrifft die Neuerung ein Kathodenstrahlrohr zur Bestrahlung von Materialproben im Impulsbetrieb mittels eine dünne Anode durchsetzender Elektronen, und besteht im wesentlichen darin, dass die Katnode in an sich bekannter Weise eine Vielzahl von auf die Anode weisenden vorzugsweise nadelartigen Vorsprüngen aufweist und dass diese Vorsprünge an ihren Spitzen einen so kleinen Krümmungsradius haben, dass bei jedem zur Feldemission ausreichenden Impuls an einigen Vorsprüngen Vakuumlichtbögen entstehen.For this Zv / eok the innovation concerns a cathode ray tube for irradiating material samples in pulse mode by means of electrons penetrating a thin anode, and consists of essential in the fact that the cathnode preferably has a plurality of points pointing towards the anode in a manner known per se has needle-like projections and that these projections have such a small radius of curvature at their tips that with every pulse that is sufficient for field emission, vacuum arcs are created on some projections.
Verfügbare Impulsgenera.toren liefern Rechteckimpulse von o,o3 - o,1 MikroSekunden Dauer bei Stromstärken von 2ooo Ampere und einer Spannung von etwa 2 Hillionen Volt. Mit HilfeAvailable pulse generators deliver square-wave pulses with a duration of 0.03 - 0.1 microseconds at currents of 2,000 Ampere and a voltage of about 2 million volts. With help
1 31 3
der Neuerung lassen sich damit Dosen bis zu 2 χ 1o rad je Sekunde erzeugen. Nach der Neuerung werden also die Krümmungsradien an den Spitzen der Vorsprünge mit Absicht so klein gewählt, daß an einigen wenigen dieser Vorsprünge Vakuumlichtbögen entstehen, so dass also zwischen diesen Vorsprüngen und der Anode ein Elektronenstrom entsteht, der weit höher ist, als ein nur durch Feldemission erzeugter Elektronenstrom. Dadurch, dass eine Vielzahl von meist als Nadelspitzen ausgebildeten Vorspr.üngen vorgesehen ist, kann bei der Neuerung eine Röhre relativ oft eingesetzt v/erden, bis sie - nachdem alle Nadeln abgeschmolzen sind - unbrauchbar wird.The innovation allows doses of up to 2 χ 1o rad per second produce. According to the innovation, the radii of curvature at the tips of the projections are deliberately chosen so small that Vacuum arcs occur on a few of these projections, so that between these projections and the anode an electron current is created which is much higher than an electron current generated only by field emission. As a result of that a large number of projections, mostly designed as needle points is provided, a tube can be inserted relatively often with the innovation until it - after all needles have melted are - becomes unusable.
Bei einer besonders zweckmässigen Ausbildung der Kathodenstrahlröhre nach der Neuerung hat die Anode die G-estalt einer hohlen Kammer, deren Innenraum zur Aufnahme von Proben von aussen zugänglich ist. Bei einer praktischen Ausbildung ist dabei vorgesehen, dass die Anode die G-estalt eines einerends abgeschlossenen Hohlzylinders aufweist, der an einem koaxial dazu angeordneten Rohr, welches nach aussen offen ist, innerhalb einer im wesentlichen zylindrischen Hülse gehalten, ist, an v/elcher festWith a particularly expedient design of the cathode ray tube According to the innovation, the anode has the shape of a hollow one Chamber, the interior of which is accessible from the outside for receiving samples. In the case of practical training, it is intended to that the anode has the shape of a hollow cylinder closed at one end, which is arranged on a coaxially to it Tube, which is open to the outside, held within a substantially cylindrical sleeve, is fixed to v / elcher
die Kathode bildende Nadeln auf die Anode zuweisend angeordnet sind.the needles forming the cathode are arranged facing the anode.
In einer weiteren besonders zweckrnässigen Ausgestaltung der Röhre nach der Neuerung ist vorgesehen, dass die Anode in an sich bekannter Weise als otrahlenaustrittsfenster einen Teil der G-efäßwandung bildet und ρIs Kathode eine mit auf das Fenster weisenden Spitzen versehene Platte hinter der Kathode angeordnet ist.In a further particularly expedient embodiment of the tube according to the innovation, it is provided that the anode is on As is known, a part of the vessel wall forms as a radiation exit window and ρIs cathode is one on the Window-pointing pointed plate is arranged behind the cathode.
Bei dieser letzteren Ausbildung wird in einer zweckmässigen Weiterbildung der Neuerung eine Halterung vorgesehen, in der mehrere Röhren mit als Teil der G-efäßwandung ausgebildetem Strahlenaustrittsfenster derart fest miteinander gehaltert werden können, dass ihre Strahlrichtungen sich im wesentlichen in einem Punkt treffen. In diesem Falle verbringt man also die Probe etwa an die Stelle, an der sich die Strahlrichtungen treffen.In this latter training is in an expedient Further development of the innovation provided a holder in which several tubes formed as part of the vessel wall Beam exit windows can be held firmly together in such a way that their beam directions are essentially one another hit at one point. In this case, the sample is placed roughly at the point where the beam directions meet meeting.
Im folgenden wird die Neuerung unter Hinweis auf die Zeichnung erläutert. In dieser zeigen:The innovation is explained below with reference to the drawing. In this show:
Figur 1 im Längsschnitt eine zum Arbeiten nach der Neuerung ausgebildete Höhre;FIG. 1, in longitudinal section, an ear designed for working according to the innovation;
Figur 2 eine Einzelheit der Röhre nach Figur 1;Figure 2 shows a detail of the tube of Figure 1;
Figur 3 vergrössert einen Querschnitt nach der Linie III-III der Figur 1;FIG. 3 shows an enlarged cross-section along the line III-III in FIG. 1;
Figur 4 eine weitere zweckmässige AusgestaltungFigure 4 shows another useful embodiment
einer Röhre zum Arbeiten nach der Neuerung;a tube to work on the innovation;
Figur 5 eine Stirnansicht der Röhre nach Figur 4 von rechts;FIG. 5 is an end view of the tube according to FIG. 4 from the right;
Figur 6 die Enden dreier Röhren nach Figur 4 in gemeinsamer Halterung;FIG. 6 shows the ends of three tubes according to FIG. 4 in a common holder;
Figur 7 eine Halterung nach Figur 6 ohne eingesetzte Höhren;Figure 7 shows a holder according to Figure 6 without inserted Hearing;
Figur 8 eine Ansicht der Halterung nach Figur 7 von unten.FIG. 8 shows a view of the holder according to FIG. 7 from below.
Die in den Figuren 1 - 3 veranschaulichte Elektronenstrahlröhre enthält einen evakuierten Glaskolben 1o von langgestreckter röhrenartiger Form. Der Kolben weist an einem Ende einen einspringenden Abschnitt 12 auf, welcher an seinem inneren Ende durch einen Quetschfuß 14 abgeschlossen ist, durch den sich zwei Kathodenzuleitungen 16 erstrecken, welche auch als Trägerteile für die Kathodenanordnung 18 dienen.The cathode ray tube illustrated in FIGS. 1-3 contains an evacuated glass bulb 1o of elongated shape tubular shape. The piston points at one end a re-entrant section 12, which is closed at its inner end by a pinch foot 14 through the two cathode leads 16 extend, which also serve as support parts for the cathode arrangement 18.
Die Kathodenanordnung weist die Form eines an den Enden offenen, hohlen zylindrischen Teils auf, das koaxial zum Kolben "Io gehalten ist und durch vier bogenförmige Elemente 2o aus Metallblech sowie vier Tragblöcken 22 für die Kathodennadeln gebildet ist. Die bogenförmigen Elemente sind kreisförmig mit Abstand angeordnet. Jedes bogenförmige Element erstreckt sich mit einem etwas geringeren Winkel als 9o um die zylindrische Kathodenanordnung» Die sich axial erstreckenden Kanten der bogenförmigen Elemente sind nach aussen gebogen, so dass Flanschen 24 gebildet werden. Die Tragblöcke für die Nadeln bestehen aus rechteckigen, in Achsrichtung der Kathodenanordnung länglich ausgebildeten Teilen und sind zwischen den einander gegenüberliegenden, an den Kanten angeordneten Flanschen 24 der benachbarten bogenförmigen Elemente 2o angeordnet. Diese einander gegenüberliegenden Flanschkanten sind zueinander parallel gerichtet und jeweils an den einander gegenüberliegenden Seiten eines der Nadelträgerblöcke in geeigneter Weise, beispielsweise durch Punktschweissung befestigt. Einander entsprechende Flanschkanten 24 von zwei diametral gegenüberliegenden bogenförmigen Elementen 2o sind auch noch jeweils an einem der lei-The cathode arrangement has the shape of an open-ended, hollow cylindrical part, which is held coaxially with the piston "Io, and by four arc-shaped elements 2o made of sheet metal and four support blocks 22 are formed for the cathode needles. The arcuate elements are circular with spacing arranged. Each arcuate element extends around the cylindrical one at an angle slightly less than 9o Cathode assembly »The axially extending edges of the arcuate Elements are bent outwards so that flanges 24 are formed. The support blocks for the needles are made of rectangular, elongated parts in the axial direction of the cathode arrangement and are between the opposing, at the edges arranged flanges 24 of the adjacent arcuate elements 2o. These each other opposite flange edges are directed parallel to one another and in each case on the opposite sides one of the needle carrier blocks fastened in a suitable manner, for example by spot welding. Corresponding to each other Flange edges 24 of two diametrically opposite arcuate elements 2o are also each on one of the line
tenden Kathodenträger 16 befestigt. Diese Befestigung kann beispielsweise durch Punktschweissung erfolgen.tend cathode support 16 attached. This attachment can be done, for example, by spot welding.
Die Nadelträgerblöcke 22 weisen jeweils eine Vielzahl von mit Abstand angeordneten scharfen Nadelspitzen 26 auf, welche auf den Trägerblöcken befestigt sind und gegen die Anodenanordnung 28 zu gerichtet sind. Letztere ist ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildet und innerhalb der Kathodenanordnung 18 und koaxial zu dieser gelagert. Die Nadelspitzen können eine Krümmung anThe needle carrier blocks 22 each have a plurality of spaced apart sharp needle tips 26, which attached to the support blocks and against the anode assembly 28 are directed to. The latter is also designed as a hollow cylinder and within the cathode arrangement 18 and coaxially stored at this. The needle tips can have a curve
-5 der Spitze aufweisen, deren Radius einem Bereich von 1o bis 1o cm umfassen kann. Die Nadelspitzen können einen Absta.nd von 1 bis 3o tausendstel Zoll (o,o25 - o,75 mm) aufweisen und von ihren Trägerblöcken 22 einen Abstand von der G-rössenordnung von 5o bis 6o tausendstel Zoll (o,125 - 0.I5 cm) aufweisen. Die inneren oder nadeltragenden Abschnitte der Blöcke 22 stehen vorzugsweise nach innen gegenüber der inneren rundzylindrischen Fläche der Kathodenanordnung vor, welche durch die bogenförmigen Elemente 2o gebildet wird. Dadurch ergibt sich eine Elektronen emittierende und den Elektronenstrom fokulierende Anordnung, welche durch eine kombinierte Wirkung der Feldemission und eines Vakuumlichtbogenbetriebs eine grosse Anzahl Elektronen aus den Nadelspitzen 26 freigibt und mit hoher Geschwindigkeit zur Anodenanordnung 28 hinlenkt, wenn zwischen die Kathodenanordnung und die Anodenanordnung ein Hochspannungsimpuls angelegt wird, der von einer Quelle geliefert wird, die den starken Stromimpuls liefern kann. Der von den Nadelspitzen kommende Metalldampf wird ionisiert, wobei jedoch der Hochspannungsimpuls unterbrochen wird, bevor durch einen Lichtbogen Metall von dem Anodenelement weggenommen wird. Es wird somit von einigen wenigen Nadelspitzen jedes Blocks 22 bei jeder Inbetriebsetzung der Röhre Metall entfernt. Da jedoch genügend Nadelspitzen vorgesehen sind, kann die Röhre eine grosse Anzahl aufeinanderfolgender Arbeitsvorgänge durchführen.-5 have the tip, the radius of which can encompass a range from 10 to 10 cm. The needle tips can be at a distance from 1 to 3o thousandths of an inch (o, o25 - o.75 mm) and from their support blocks 22 a distance of the order of magnitude from 50 to 60 thousandths of an inch (0.15 - 0.15 cm). The inner or needle-bearing sections of the blocks 22 are preferably inwardly opposite the inner round cylindrical Surface of the cathode assembly before, which is formed by the arcuate elements 2o. This results in an electron emitting and electron flow focusing arrangement, which a large number of electrons through a combined effect of field emission and vacuum arc operation releases from the needle tips 26 and steers toward the anode assembly 28 at high speed when between the cathode assembly and applying a high voltage pulse to the anode assembly provided by a source comprising the can deliver strong current impulses. The metal vapor coming from the needle tips is ionized, but with the high voltage pulse is interrupted before metal is removed from the anode element by an arc. So it becomes removed metal from a few needle tips of each block 22 each time the tube is started up. But there is enough Needle tips are provided, the tube can perform a large number of sequential operations.
Die Anodenanordnung enthält ein kreiszvlindrisch.es, hohles Anodenelement 3o aus dünnem Metall, das an einem Ende an das offene Ende einer die Anodenanordnung haltenden' metallischen Trägerröhre 32 befestigt ist, so dass eine freie Verbindung zwischen dem Inneren des Hohrs 32 und der Anodenanordnung 3o geschaffen wird. Das andere Ende des Anodenelements 3o ist durch eine Metallscheibe 34 verschlossen, so dass eine Anodenkammer 36 innerhalb des Anodenelements 3o geschaffen wird.The anode assembly contains a circular-cylindrical, hollow one Anode element 3o made of thin metal, which at one end to the open end of a 'metallic Support tube 32 is attached so that a free connection between the interior of the Hohrs 32 and the anode assembly 3o is created. The other end of the anode element 3o is closed by a metal disk 34, see above that an anode chamber 36 within the anode element 3o is created.
Das Anodentragrohr 32 erstreckt sich axial zum Kolben durch eine Metallkappe 38. Diese Metallkappe 38 ist mit ihren am Umfang liegenden Kanten mit dem inneren Ende eines nach innen eingezogenen Abschnittes 4o des Kolbens 1o dicht verbunden, das sich bezüglich des nach innen einspringenden Abschnittes 12 am anderen Ende des Kolbens befindet. Dieee Kappe kann aus einem der verschiedenen bekannten oder geeigneten Legierungen bestehen, die entsprechend ausgewählt wurde, dass sie einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der dicht an demjenigen des Glases des zurückspringenden Abschnittes 4o liegt. Innerhalb der Kappe 38 ist ein das Rohr 32 umgebender Verstärkungskragen 42 angeordnet. Dieser Kragen ist an der Kappe 38 und dem Rohr 32 befestigt, um eine starre Halterung für das Rohr und das von diesem getragenen Anodenelement 28 zu erhalten. Man bemerkt, dass die Anodenkammer 36 gegenüber dem im Kolben 1o herrschenden Vakuum dicht abgeschlossen ist, jedoch über das Rohr 32 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Ein in Figur 2 schematisch veranschaulichter Behälter oder eine andere Halteeinrichtung 44 ist am Ende eines Griffs oder Drahts 46 geeigneter Länge befestigt. Der Behälter, v/elcher eine geeignete Substanz enthält, oder auf dessen äussere Oberfläche eine geeignete Substanz aufgebracht ist, die derThe anode support tube 32 extends axially to the piston through a metal cap 38. This metal cap 38 is tightly connected with its circumferential edges to the inner end of an inwardly drawn-in section 4o of the piston 1o, which is connected to the inwardly recessed section 12 on the other End of the piston is located. The cap may be made from any of the various known or suitable alloys selected to have a coefficient of thermal expansion close to that of the glass of the recessed portion 40. A reinforcing collar 42 surrounding the tube 32 is arranged inside the cap 38. This collar is attached to the cap 38 and the tube 32 in order to obtain a rigid support for the tube and the anode element 28 carried thereby. It can be seen that the anode chamber 36 is sealed against the vacuum prevailing in the flask 1o, but is in communication with the atmosphere via the tube 32. A container or other holding device 44, illustrated schematically in Figure 2, is attached to the end of a handle or wire 46 of suitable length. The container, v / which contains a suitable substance, or on the outer surface of which a suitable substance is applied, which the
~ 7 —~ 7 -
Elektronenbestrahlung ausgesetzt werden soll, kann über das Rohr 32 in die Anodenkammer 36 eingeführt und aus dieser entnommen werden.Electron irradiation is to be exposed, can be introduced via the tube 32 into the anode chamber 36 and removed therefrom will.
An der Kappe 38 ist auch noch ein geeigneter Stecker oder eine geeignete Buchse 48 befestigt, über die sowie über die Kathodenleitungen 16 eine Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle hergestellt werden kann, die hohe Spannungen und hohe Ströme liefert, Es ist kler, dass die übliche G-etterpille (nicht dargestellt) zwischen den Kathodenleitungen 16 angeschlossen und während des Evakuierens des Kolbens 1o mit Energie beaufschlagt werden kann.A suitable plug or socket 48 is also attached to the cap 38, via which and via The cathode leads 16 can be connected to a source of electrical energy that has high voltages and delivers high currents, It is cler that the usual G-etterpille (not shown) between the cathode leads 16 connected and can be charged with energy during the evacuation of the piston 1o.
Es ist klar, dass die neuerungsgemässe Röhre in verschiedenen Abmessungen ausgeführt werden kann. Als spezielles Beispiel kann der Durchmesser des Anodenelements 3o 1 cm und dessen Länge 2 cm betragen. Die Wanddicke dieses Elements kann in der G-rössenordnung von 1 tausendstel Zoll (o,o25 mm) liegen. Das Material dieses Elements kann aus einer Anzahl von Metallen, beispielsweise Beryllium, Titan oder Molybdän ausgewählt v/erden. Jeder Kathoden-Nadelträgerblock 22 kann beispielsweise aus· Kupfer bestehen, o,6 Zoll (1.5 cm) lang sein und eine in der G-rössenordnung von 1oo liegende Anzahl von Nadelspitzen tragen, welche selbst aus Wolfram oder einem anderen Metall bestehen. Diese Nadelspitzen können beispielsweise 1,3 cm von der Oberfläche des Anodenelements 3o entfernt gehaltert sein und die von den Nadelspitzen emittierten Elektronen werden teilweise durch die bogenförmigen Elemente 2o gegen das Anodenelement zu gerichtet, wobei die bogenförmigen Elemente 2o als Pokusierelemente wirken, se dass die von den Gruppen der Kathodennadelspitzen ausgehenden Strahlen in Richtung auf das Anodenelement zusammenlaufen oder konvergieren und ruf dieses Anodenelement auftreffen.It is clear that the tube according to the innovation in different Dimensions can be run. As a specific example, the diameter of the anode element 3o 1 cm and its Length of 2 cm. The wall thickness of this element can be on the order of 1 thousandth of an inch (0.025 mm). The material of this element can be selected from a number of metals such as beryllium, titanium or molybdenum. For example, each cathode-needle carrier block 22 may be made of copper, 0.6 inches (1.5 cm) long and one in The number of needle points of the order of magnitude of 100, which themselves are made of tungsten or some other metal exist. These needle tips can be held, for example, 1.3 cm away from the surface of the anode element 3o and the electrons emitted from the needle tips are partially driven by the arc-shaped elements 2o against the Directed to anode element, the arcuate elements 2o act as focusing elements, se that of the groups The rays emanating from the cathode needle tips converge or converge in the direction of the anode element and call hit this anode element.
Die in den Figuren 4 bis 6 veranschaulichte Röhre enthält ein rohrförmiges G-laateil 5o, das einen Teil des Kolbens der Röhre bildet und an einem Ende einen nach innen einspringenden Abschnitt 52 bildet, in den zwei Kathodenzuleitungen 54 eingeschmolzen sind, die an ihren Enden innerhalb des Kolbens einen Trägerblock 56 für Kathodennadeln halten, der im allgemeinen gleich ausgeführt ist, wie die vorstehend beschriebenen Nadelträgerblöcke 22. Der Nadelträgerblock ist mit in Abstand angeordneten Nadelspitzen 26 versehen, die ebenfalls nach Art der vorstehend besprochenen ausgeführt sind. Die Nadelspitzen 26 der Röhre gemäss der Figur 4 bis 6 sind jedoch gegen das Röhrenende 58 zu gerichtet, das entgegengesetzt zu den nach innen eingezogenen Abschnitt 52 liegt.The tube illustrated in FIGS. 4 to 6 contains a tubular glass part 50 which forms part of the piston of the tube forms and at one end forms an inwardly protruding section 52 into which two cathode leads 54 are fused are, which hold a support block 56 for cathode needles at their ends within the piston, the generally is designed the same as the needle carrier blocks 22 described above. The needle carrier block is at a distance arranged needle tips 26, which are also carried out in the manner of those discussed above. The needle points 26 of the tube according to FIGS. 4 to 6, however, are directed towards the tube end 58, which is opposite to that according to inside retracted portion 52 is.
Das Ende 58 der Glasröhre 5o ist zu einem länglichen Oval abgeplattet und mit einer ovalen Kolbenabschlusskappe 6o dicht verbunden. Die Abschlusskappe 6o besteht aus einem geeigneten Material, dessen Wärmeausdehnungskoeffizienten ähnlich demjenigen des G-lases des Endes 58 ist. Die Abschlusskappe 6o weist eine rechteckige Öffnung 62 auf, die in einer Fluchtrichtung mit den Nadelspitzen 26 liegt. Die Öffnung 62 ist durch ein Fenster 64 aus dünnem Metall verschlossen, wobei als Material eins der Metalle in Frage kommt, die in Zusammenhang mit dem Anodenelement 3o der Figur 1 bis 3 besprochen wurden. Das Fenster 64 ergibt ein Anodenelement und kann die gleiche oder sogar noch geringere Dicke aufweisen als das Anodenelement 3o gemäss Figur 1 bis 3.The end 58 of the glass tube 50 is an elongated oval flattened and tightly connected with an oval piston end cap 6o. The end cap 6o consists of a suitable one Material whose coefficient of thermal expansion is similar to that of the end 58 glass. The end cap 6o has a rectangular opening 62 which is aligned with the needle tips 26. The opening 62 is through a Window 64 made of thin metal, the material being one of the metals used in connection with the Anode element 3o of Figures 1 to 3 were discussed. The window 64 provides an anode element and can be the same or even have an even smaller thickness than the anode element 3o according to FIGS. 1 to 3.
Mehrere der Röhren der in den Figuren 4 und 5 gezeigten Art können mit ihren anöden- oder kappenseitigen Enden aneinanderliegend befestigt werden, beispielsweise indem die Kappen dieser drei Röhren in ovale Sockel 66 eingesteckt werden, die inSeveral of the tubes of the type shown in FIGS. 4 and 5 can lie against one another with their ends on the anode or cap side can be attached, for example by inserting the caps of these three tubes into oval sockets 66, which in
den drei Seiten eines aus Blech bestehenden Träger- und Anodenverbindungsteiles 68 ausgebildet sind. Die Sockel 66 nehmen die Kappen 6o auf und sind an diese angepasst. Es ist klar, dass die Röhren der Figur 6 parallel zueinander betrieben werden und dass geeignete Kathoden- und Anodenanschlüsse vorgesehen sind. Das von den Elektronen zu bestrahlende Material wird in der Anodenkammer 7o angeordnet, die durch die Anodenanordnung geschaffen wird, welche die anodenseitigen Enden der Röhren bilden. Das Material kann in geeigneten dünnwandigen Behältern gelagert werden oder es kann, wenn dies die Eigenschaften das Materials erlauben, durch einen der Kolbenverschlüsse getragen werden, den die Kappe 6o und das Fenster 64 bilden, ohne dass für das Material ein besonderer Behälter zur Anwendung gelangt.the three sides of a sheet metal support and anode connection part 68 are formed. The pedestals 66 take up the caps 6o and are adapted to them. It is clear that the tubes of Figure 6 are parallel to each other and that suitable cathode and anode connections are provided. That to be irradiated by the electrons Material is arranged in the anode chamber 7o, which is created by the anode assembly, which the anode-side Form ends of the tubes. The material can be stored in suitable thin-walled containers or it can if the properties of the material allow it to be carried by one of the piston closures, the cap 6o and form the window 64 without a special container being used for the material.
Es ist klar, dass die an früherer Stelle erwähnten hohen Strahlendosismengen hohe Stromdichten des Elektronenstrahls erfordern, die beispielsweise in der G-rössenordnung von 5oo Ampere je qcm liegen und dass sogar bei Impulslängen von o,1 Mikrosekunden oder kürzer eine beträchtliche Erhitzung des Anodenelements eintritt. Diese Erhitzung steigt mit der Dichte des verwendeten Metalls an. Beispielsweise steigt die Temperatur eines o,oo1 Zoll starken (o,o25 mm) Molybdänelements bis auf 4oo°C an, wenn es ein einziges Mal τ^οη einem derartigen Elektronenstrahl durchlaufen wird. Bei einem Material geringerer Dichte, wie beispielsweise Beryllium ist diese Temperatur geringer als 1oo C. Die obere Begrenzung des Elektronenstromes hoher Spannung stellt somit die Erwärmung dar, welche auftritt, wenn ein spezielles Material als Anodenelement Verwendung findet. Eine Grenze ist auch durch die Temperatur gegeben, die ein solches Metall ohne Zerstörung des Anodenelements 28 aushält. Natürlich tritt als v/eiterer begrenzender Faktor diejenige Temperatur hinzu, die von dem besonderen, zu, behandelnden Material vertragen wird.It is clear that the high amounts of radiation doses mentioned earlier require high current densities of the electron beam, for example in the order of magnitude of 500 amperes per square centimeter, and that even with pulse lengths of 0.1 microseconds or less, considerable heating of the anode element occurs. This heating increases with the density of the metal used. For example, the temperature rises a o, oo1 inch thick (o, o25 mm) molybdenum element up to 4oo ° C to when it οη a single time τ ^ such an electron beam is traversed. With a material of lower density, such as beryllium, this temperature is less than 100 C. The upper limit of the high voltage electron flow thus represents the heating that occurs when a special material is used as an anode element. A limit is also given by the temperature which such a metal can withstand without destroying the anode element 28. Of course, another limiting factor is that temperature which is tolerated by the particular material to be treated.
- 1o -- 1o -
Aus der vorstehenden Erörterung geht auch hervor, dass ein Teil der Energie der mit hoher Geschwindigkeit ausgestatteten Elektronen durch nicht elastischen Zusammenprall mit den Atomen des Metalls des Anodenelements verlorengeht, wenn die Elektronen dieses Anodenelement passieren, Tatsache ist, dass nicht alle dieser Elektronen durch das Element hindurchgehen. Beispielsweise gehen bei Molybdän ca» 83 f° der Elektronen mit einer Anfangsenergie ύοπ 6oo ooo Elektronenvolt durch ein Anodenelement von 1 tausendstel Zoll (o,o25 mm) hindurch, während der Energiebereich der restlichen durchlaufenden Elektronen zwischen 55o ooo und 57o ooo Elektronenvolt liegt. Elemente mit einer niedrigeren Ordnungszahl als Molybdän lassen bei gleicher Dicke des Anodenelements eine grössere Anzahl von Elektronen durch, wobei auch die Energie der durchgelassenen Elektronen weniger vermindert wird. Die in der Anodenkammer behandelten Materialien werden daher nicht einem wirklich monoenergetischen Elektronenstrahl ausgesetzt. Dies ist jedoch in keinem Pail möglich, da eine Energiezerstreuung hervorgerufen wird, sobald die Elektronen in das zu behandelnde Material eindringen. Da die Elektronen das zu behandelnde Material von verschiedenen Richtungen aus erreichen, wird die Substanz gleichmässiger behandelt, als dies bei den früheren Systemen der Fall war, bei denen nur ein von einer Sichtung kommender Elektronenstrahl verwendet wurde=From the above discussion it can also be seen that part of the energy of the high-speed electrons is lost by inelastic collision with the atoms of the metal of the anode element when the electrons pass through this anode element, the fact is that not all of these electrons pass through the element go through. For example, in molybdenum, about 83 ° of the electrons with an initial energy of οπ 6oo, 000 electron volts pass through an anode element of 1 thousandth of an inch (0.025 mm), while the energy range of the remaining electrons passing through is between 55o,000 and 57o,000 electron volts. Elements with a lower atomic number than molybdenum let through a larger number of electrons with the same thickness of the anode element, the energy of the electrons being let through also being less reduced. The materials treated in the anode chamber are therefore not exposed to a truly monoenergetic electron beam. However, this is not possible in any pail, since energy dissipation is caused as soon as the electrons penetrate the material to be treated. Since the electrons reach the material to be treated from different directions, the substance is treated more evenly than was the case with earlier systems in which only an electron beam coming from one sighting was used =
Alle beschriebenen und gezeigten Einzelheiten sind neuerungswesentlich. .All details described and shown are essential for the innovation. .
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US232021A US3173006A (en) | 1962-10-22 | 1962-10-22 | Short pulse-high energy electron radiation tube |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1938172U true DE1938172U (en) | 1966-05-12 |
Family
ID=22871557
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEF39807A Pending DE1225310B (en) | 1962-10-22 | 1963-05-21 | Operating method for a device for irradiating with electrons and irradiating device |
| DEF23968U Expired DE1938172U (en) | 1962-10-22 | 1963-05-21 | PIPES EMITING ELECTRON BEAMS. |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEF39807A Pending DE1225310B (en) | 1962-10-22 | 1963-05-21 | Operating method for a device for irradiating with electrons and irradiating device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3173006A (en) |
| DE (2) | DE1225310B (en) |
| GB (1) | GB1033029A (en) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3482096A (en) * | 1965-08-02 | 1969-12-02 | Field Emission Corp | High energy field emission electron radiation pulse generator,x-ray apparatus and system employing same |
| US3428803A (en) * | 1965-08-23 | 1969-02-18 | Field Emission Corp | Apparatus for simultaneously producing x-ray and electron radiographs of the same object |
| CH484585A (en) * | 1967-04-10 | 1970-01-15 | Inst Fizica Atomica | Method of linear acceleration of ions or electrons, and device for carrying out this method |
| US3890503A (en) * | 1968-11-29 | 1975-06-17 | Hewlett Packard Co | Stimulated emission light source pumped by electron beam of field emission initiated vacuum arc |
| US3833814A (en) * | 1973-06-20 | 1974-09-03 | Energy Sciences Inc | Apparatus for simultaneously uniformly irradiating a region using plural grid controlled electron guns |
| DE4002049C2 (en) * | 1990-01-24 | 1993-12-09 | Deutsche Forsch Luft Raumfahrt | Electron emission source and device for irradiating media with such an electron emission source |
| US5416440A (en) * | 1990-08-17 | 1995-05-16 | Raychem Corporation | Transmission window for particle accelerator |
| US5530255A (en) * | 1990-08-17 | 1996-06-25 | Raychem Corporation | Apparatus and methods for electron beam irradiation |
| CN103620696B (en) * | 2011-07-04 | 2016-08-17 | 利乐拉瓦尔集团及财务有限公司 | Electron beam device and the method manufacturing described electron beam device |
| CN106952800A (en) * | 2016-08-03 | 2017-07-14 | 成都青岗科技有限公司 | A kind of ultraviolet phototube |
| CN106935476A (en) * | 2016-08-03 | 2017-07-07 | 成都青岗科技有限公司 | A kind of small ultraviolet photoelectric tube |
| TWI782418B (en) * | 2021-02-09 | 2022-11-01 | 能資國際股份有限公司 | Method and device for driving high-voltage electron radiation tube with positive and negative pulses |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE395823C (en) * | 1924-05-23 | Julius Edgar Lilienfeld Dr | Device for generating X-rays | |
| US897279A (en) * | 1906-12-17 | 1908-09-01 | Reginald A Fessenden | Means for generating high-frequency electric oscillations. |
| US1385121A (en) * | 1920-03-23 | 1921-07-19 | Augustus Taylor | Arc-radio-oscillation generator |
| DE541710C (en) * | 1926-12-24 | 1932-01-19 | C H F Mueller Akt Ges | Cathode ray tubes with a ray exit window cooled by a coolant |
| AT129099B (en) * | 1929-07-27 | 1932-07-11 | Philips Nv | Electron tube. |
| US1970532A (en) * | 1929-07-27 | 1934-08-14 | Philips Nv | Electric discharge tube |
| CH227433A (en) * | 1941-02-18 | 1943-06-15 | Hermann Dr Med Mueller | Discharge tube for generating radiation that occurs outside the tube. |
| DE869099C (en) * | 1949-10-28 | 1953-03-01 | Johannes Dr-Ing Perthen | Electron tubes with cold cathode |
| US2907704A (en) * | 1957-07-19 | 1959-10-06 | High Voltage Engineering Corp | Electron irradiation |
| NL108183C (en) * | 1958-07-17 | |||
| AT213508B (en) * | 1958-07-17 | 1961-02-27 | Philips Nv | Method of manufacturing a cathode for an electric discharge tube |
-
1962
- 1962-10-22 US US232021A patent/US3173006A/en not_active Expired - Lifetime
-
1963
- 1963-05-13 GB GB18910/63A patent/GB1033029A/en not_active Expired
- 1963-05-21 DE DEF39807A patent/DE1225310B/en active Pending
- 1963-05-21 DE DEF23968U patent/DE1938172U/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1225310B (en) | 1966-09-22 |
| US3173006A (en) | 1965-03-09 |
| GB1033029A (en) | 1966-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2112215C3 (en) | Neutron generator | |
| DE10334606A1 (en) | Cathode for high-emission X-ray tube | |
| DE19639243C2 (en) | Multi, especially dichromatic X-ray source | |
| EP0292055B1 (en) | Radiation source for the generation of essentially monochromatic x-rays | |
| EP0096824A1 (en) | Fine focus X-ray tube and method for the production of a finely focused electron emission from an X-ray filament cathode | |
| DE1938172U (en) | PIPES EMITING ELECTRON BEAMS. | |
| DE1290637B (en) | Field emission cathode | |
| DE3827511A1 (en) | X-RAY RAY SOURCE WITH SELECTIVE GENERATION OF POINT-FOCUSED AND LINE-FOCUSED X-RAY RAYS | |
| DE2738165A1 (en) | X-RAY RADIATION GENERATOR | |
| DE2004359A1 (en) | ||
| DE913677C (en) | X-ray tube | |
| DE1491499C1 (en) | Electron beam generator for a transit time tube | |
| DE2913487A1 (en) | DEVICE FOR GENERATING X-RAY RAYS | |
| DE2749856A1 (en) | X=ray tube which generates low energy photons - uses auxiliary cathode as source of secondary electrons concentric with window | |
| DE1489265A1 (en) | Thermoelectric converter | |
| DE675376C (en) | Indirectly heated glow cathode for Braun tubes | |
| DE2720640A1 (en) | ROENTINE TUBE FOR BODY CAVITY EXAMINATIONS | |
| DE668886C (en) | Discharge tubes operating with new emissions and procedures for operating such | |
| DE1189211B (en) | Method for gettering an electron beam tube | |
| DE2504375C3 (en) | Method for venting an evacuated electron tube | |
| DE2113976C3 (en) | Pulse X-ray tube | |
| DE2264192A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR SPECTROMETRIC ANALYSIS WITH X-RAYS | |
| DE529952C (en) | Incandescent cathode soft-beam x-ray tubes for therapeutic purposes | |
| DE1238586B (en) | Method for operating a neutron generator and device for practicing this method | |
| DE3843334C2 (en) | Device for generating negatively charged ions |