RU2145748C1 - Импульсная трубка - Google Patents
Импульсная трубка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2145748C1 RU2145748C1 RU98122002A RU98122002A RU2145748C1 RU 2145748 C1 RU2145748 C1 RU 2145748C1 RU 98122002 A RU98122002 A RU 98122002A RU 98122002 A RU98122002 A RU 98122002A RU 2145748 C1 RU2145748 C1 RU 2145748C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tube
- emitters
- cathode
- anode
- radiation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к источникам электронного и рентгеновского излучений, которые могут применяться при исследованиях в области радиационных физики и химии, радиобиологии, а также в радиационных технологиях, например в химической промышленности, медицине и др. Техническим результатом при создании данного изобретения является получение однородного пятна излучения большой площади, повышение ресурса трубки и упрощение конструкции. Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известной импульсной трубкой, содержащей вакуумированный корпус, анод и закрепленный на изоляторе взрывоэмиссионный катод с электронными эмиттерами на токопроводящей основе, новым является то, что электронные эмиттеры выполнены в виде идентичных пластинчатых выступов путем их неполной вырубки и отгиба из материала основы. Электронные эмиттеры выполнены в виде пластинчатых выступов треугольной, полукруглой или трапециевидной формы. 1 з.п ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области электровакуумной техники, сильноточной электроники и ускорительной техники, в частности к источникам электронного и рентгеновского излучения с взрывоэмиссионными катодами, которые могут применяться при научных исследованиях в области радиационных физики и химии, радиобиологии, а также в радиационных технологиях, например в химической промышленности, медицине и др.
Известна двухэлектродная импульсная трубка, содержащая вакуумную камеру, анод и закрепленный на изоляторе взрывоэмиссионный катод с электронными эмиттерами - острийными инициаторами катодной плазмы: С.А. Коренев, "Взрывоэмиссионный диод", а. с. N 1438511, кл. Н 01 J 1/30, Н 05 Н 5/00, опубл. в БИ N 22, 1995 г. Катод состоит из катодной ножки, контактного электрода, диэлектрической вставки, контактных площадок и прикрепленных к ним острийных инициаторов катодной плазмы. Последние представляют собой Г-образные медные проволочки диаметром 0,5 мм, приваренные контактной точечной сваркой к контактным площадкам. Недостатком известного устройства являются сложность конструкции взрывоэмиссионного катода, снижающая надежность при эксплуатации, и недостаточный для радиационных технологий ресурс.
Наиболее близкой к заявляемой является импульсная трубка, используемая для промышленных моделей малогабаритных импульсных генераторов наносекундных вспышек рентгеновского и электронного излучения: Э.Г. Александрович и др., "Малогабаритная импульсная рентгеновская трубка с самовосстанавливающимся автокатодом", Сборник научных трудов ядерных центров России N 5 под ред. Н. Г. Макеева "Физика и техника импульсных источников ионизирующих излучений для исследования быстропротекающих процессов", Саров, 1996 г., стр. 250-253, рис. 1.
Импульсная трубка по прототипу содержит вакуумированный корпус, анод и закрепленный на изоляторе взрывоэмиссионный катод с электронными эмиттерами на токопроводящей основе. Катод относится к лезвийному типу и выполнен в виде одного или нескольких свернутых из фольги полых цилиндров, одним торцом обращенных к аноду, а другим прикрепленных к токопроводящей основе с помощью точечной сварки.
Недостатками импульсной трубки по прототипу являются ограничение площади облучения из-за малой площади эмиттирующей поверхности катода, неоднородность поля излучения, недостаточный ресурс из-за крайней неравномерности плотности тока на аноде, а также конструкция, предусматривающая использование сварки для закрепления на основе электронных эмиттеров.
При создании данного изобретения решалась задача по разработке импульсной трубки для радиационных технологий - источника электронного или рентгеновского излучения с однородным пятном облучения увеличенной площади, имеющей повышенный ресурс.
Техническим результатом при решении данной задачи является получение равномерной плотности тока на аноде для случая электронного излучения и равномерного распределения дозы по пятну вблизи окна для случая рентгеновского излучения, увеличение размера поля облучения, а также повышение ресурса трубки и упрощение конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что по сравнению с известной импульсной трубкой, содержащей вакуумированный корпус, анод и закрепленный на изоляторе взрывоэмиссионный катод с электронными эмиттерами на токопроводящей основе, новым является то, что электронные эмиттеры выполнены в виде идентичных пластинчатых выступов путем их неполной вырубки и отгиба из материала основы. Пластинчатые выступы имеют трапециевидную, треугольную или полукруглую форму.
Пластинчатые выступы катода заявляемой импульсной трубки являются электронными эмиттерами лезвийного типа. Они строго идентичны согласно конструкции и технологии изготовления, использующей штамповку. Это приводит к идентичным условиям протекания автоэмиссионного тока и взрыва микроострий на эмиттерах. Распределенные по площади катода идентичные эмиттеры обеспечивают равномерную по катоду эмиссию электронов и равномерное распределение плотности тока на аноде, что в свою очередь приводит к однородности поля электронного или рентгеновского излучения импульсной трубки. Ресурс трубки возрастает за счет равномерности эрозии катода и анода.
Эмиттеры составляют единое целое с основой, что приводит к упрощению конструкции катода и трубки и повышению надежности.
Конструкция катода заявляемой импульсной трубки позволяет увеличить площадь токопроводящей основы и число эмиттеров на ней, что приведет к увеличению площади облучения вблизи окна, а значит, к расширению номенклатуры облучаемых объектов. Уменьшение плотности тока на аноде способствует повышению ресурса трубки.
Если стоит задача достижения большой площади облучения, существенным становится то, что неполная вырубка эмиттеров из материала основы путем штамповки и отгиба их менее трудоемка, чем изготовление и закрепление на основе отдельных эмиттеров в виде цилиндрических фольговых лезвий, прикрепляемых к основе с помощью точечной сварки. Это означает упрощение конструкции взрывоэмиссионного катода, а следовательно, импульсной трубки в целом.
На фиг. 1 изображена заявляемая импульсная трубка (вариант рентгеновской трубки).
На фиг. 2, 3, 4 изображены фрагменты взрывоэмиссионного катода с электронными эмиттерами соответственно трапециевидной, треугольной и полукруглой формы.
Импульсная трубка содержит вакуумированный корпус 1, анод (мишень) 2 и закрепленный на изоляторе 3 взрывоэмиссионный катод 4 с электронными эмиттерами 5 на токопроводящей основе 6. Электронные эмиттеры 5 выполнены в виде идентичных пластинчатых выступов путем неполной вырубки и отгиба из материала основы 6. Выступы имеют треугольную, трапециевидную или полукруглую форму.
Работает импульсная трубка следующим образом. При подаче на электроды трубки импульса напряжения с крутым фронтом происходит взрывообразное тепловое разрушение микроострий, которые всегда имеются на эмиттерах, автоэмиссионным током. Катодные факелы расширяются, плотная плазма движется к аноду, и ток возрастает за счет эмиссии электронов из фронта катодных факелов. Если анодом трубки является тонкое окно из легкоатомного материала (например, бериллия или титана), то в атмосферу выпускается электронный пучок. Если анод является комбинированным, состоящим из мишени (материал с большим атомным номером, например тантал или вольфрам) и окна, обеспечивающего герметичность и задерживающего прошедшие мишень электроны, то трубка является источником рентгеновского излучения.
Пример конкретного выполнения. Изготовлена импульсная рентгеновская трубка для использования ее в рентгеновском облучателе крови. Ее катод крепится на стеклянном коническом изоляторе, он содержит основу из танталовой фольги толщиной 50 мкм, диаметром 110 мм, на которой расположены эмиттеры в виде пластинчатых выступов треугольной формы с размером основания 3 мм и высотой 3 мм. Плотность размещения эмиттеров около 3 см-2. Мишенью служит фольга из тантала толщиной 20 мкм. Окно диаметром 140 мм выполнено из титана толщиной 0,3 мм. Корпус трубки металлический. Давление остаточных газов не выше 10-5 Top. При подключении трубки к генератору Маркса с емкостью разрядного контура 400 пФ и амплитуде напряжения на ее электродах 350 кВ доза в центре рентгеновского пятна размером 120 мм вблизи выходного окна составила 4 сГр, а на краю - 2 сГр.
Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемая импульсная трубка обладает увеличенной площадью облучения вблизи окна: в прототипе 3 см2, в заявляемой трубке около 100 см2 то есть больше, чем в 30 раз. Равномерность пятна излучения в заявляемой трубке выше, чем в прототипе: доза в центре рентгеновского пятна заявляемой трубки не более чем в два раза выше дозы на краю, а в прототипе центральная доза в десятки раз больше периферийной. Конструкция заявляемой трубки, по оценкам, по крайней мере на два порядка увеличивает ее ресурс по сравнению с прототипом.
Claims (2)
1. Импульсная трубка, содержащая вакуумированный корпус, анод и закрепленный на изоляторе взрывоэмиссионный катод с электронными эмиттерами на токопроводящей основе, отличающаяся тем, что электронные эмиттеры выполнены в виде идентичных пластинчатых выступов путем неполной вырубки и отгиба их из материала основы.
2. Импульсная трубка по п.1, отличающаяся тем, что электронные эмиттеры выполнены в виде идентичных пластинчатых выступов треугольной, полукруглой или трапециевидной формы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122002A RU2145748C1 (ru) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Импульсная трубка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98122002A RU2145748C1 (ru) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Импульсная трубка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2145748C1 true RU2145748C1 (ru) | 2000-02-20 |
Family
ID=20213062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98122002A RU2145748C1 (ru) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Импульсная трубка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2145748C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467429C1 (ru) * | 2011-04-12 | 2012-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Импульсная ускорительная трубка |
RU2477542C1 (ru) * | 2011-09-19 | 2013-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ изготовления прострельной мишени рентгеновской трубки и прострельная мишень рентгеновской трубки (варианты) |
RU2765147C2 (ru) * | 2017-06-20 | 2022-01-26 | Дженерал Фьюжен Инк. | Совместимый с вакуумом электрический изолятор |
-
1998
- 1998-12-03 RU RU98122002A patent/RU2145748C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2467429C1 (ru) * | 2011-04-12 | 2012-11-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Импульсная ускорительная трубка |
RU2477542C1 (ru) * | 2011-09-19 | 2013-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ изготовления прострельной мишени рентгеновской трубки и прострельная мишень рентгеновской трубки (варианты) |
RU2765147C2 (ru) * | 2017-06-20 | 2022-01-26 | Дженерал Фьюжен Инк. | Совместимый с вакуумом электрический изолятор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4335465A (en) | Method of producing an accellerating electrons and ions under application of voltage and arrangements connected therewith | |
US4955045A (en) | Plasma X-ray tube, in particular for X-ray preionization of gas lasers and method for produicng X-radiation with such an X-ray tube | |
US4904872A (en) | Method for generating extremely short ion pulses of high intensity from a pulsed ion source | |
US9679736B2 (en) | Encapsulated structure for X-ray generator with cold cathode and method of vacuuming the same | |
US5014289A (en) | Long life electrodes for large-area x-ray generators | |
US6064718A (en) | Field emission tube for a mobile X-ray unit | |
SU1022236A1 (ru) | Источник м гкого рентгеновского излучени | |
EP0560742A1 (en) | Plasma generator and associated ionization method | |
US8081734B2 (en) | Miniature, low-power X-ray tube using a microchannel electron generator electron source | |
JP2750348B2 (ja) | 特にガスレーザーのx線‐前期電離のためのプラズマx線管、および電子銃としての用途 | |
US6166459A (en) | Capacitor mounting arrangement for marx generators | |
RU2145748C1 (ru) | Импульсная трубка | |
US5335258A (en) | Submicrosecond, synchronizable x-ray source | |
RU98633U1 (ru) | Генератор импульсного рентгеновского излучения | |
RU107657U1 (ru) | Форвакуумный плазменный электронный источник | |
RU2160480C1 (ru) | Импульсная рентгеновская трубка | |
US3482096A (en) | High energy field emission electron radiation pulse generator,x-ray apparatus and system employing same | |
US3141975A (en) | Pulsed neutron generator with high vacuum and control grid between ion source and target | |
RU2459307C1 (ru) | Импульсная рентгеновская трубка | |
RU170782U1 (ru) | Вакуумный разрядник | |
RU2306683C1 (ru) | Плазменный электронный источник | |
San Wong et al. | Characteristics of a vacuum spark triggered by the transient hollow cathode discharge electron beam | |
RU2654493C1 (ru) | Вакуумный разрядник | |
RU2248643C1 (ru) | Рентгеновская трубка с автокатодом | |
RU2647489C1 (ru) | Электронная отпаянная пушка для вывода электронного потока и рентгеновского излучения из вакуумной области в атмосферу |