SU668488A1 - Impulsive cold cathode - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к электронным вакуумным приборам, конкретнее - к холодным I катодам их. Его можно использовать в электронных пушках дл  получени  короткоимпульсных электронных .пучков (импульсна  рёнтгено-техника, электронные ускорители и т., п,).The invention relates to electronic vacuum devices, more specifically to their cold I cathodes. It can be used in electron guns to obtain short-pulse electron beams (pulsed Roentgen-technology, electron accelerators, etc., n).

Известны сильноточные металлические катоды, работающие в режиме взрывйЬй эмиссии Электронов. В таких катодах эмисси  электронов идет из плазмы ifcaтодного материала, испар кщегос  при взрыве микроострий. Конструктивно эти катоды дл  усилени  электрического пол  выполн ютс  в виде острий и лезвий или их наборов l.High-current metal cathodes operating in the mode of explosive electron emission are known. In such cathodes, the emission of electrons comes from the plasma of an ifca-type material that evaporates during the explosion of microtips. Structurally, these cathodes for strengthening the electric field are made in the form of cuts and blades or their sets l.

Работа известных катодов основана на плазмообразовании и испарении части материала катода, что приводит к изменению его мйкрогеометрии и, как следствие , к нестабильности амплитуды импульса и неоднородности распрёдёЛён11 п:йат ности электронов по сечению пучка.The work of known cathodes is based on plasma formation and evaporation of a part of the cathode material, which leads to a change in its microgeometry and, as a result, instability of the pulse amplitude and inhomogeneity of the distribution of electrons over the beam cross section.

Известен холодный импульсный катод, содержащий металлическое основание и диэлектрический плазмообразукщий элемент 2.Known cold pulse cathode containing a metal base and a dielectric plasma-forming element 2.

Диэлектрический элемент выполнен в виде стержн  длиной в несколько сантиметров . При приложении к нему сверхвысоковольтных импульсов напр жени  в 3,5 М в известном катоде реализуетс  сжатый до диаметра стержн , резко неоднородный по сечению электронный пучок.Неоднородность пучка и необходимость в сверхвысоковлпьтном напр жении за; трудн ют гтрактическое применение данного катода и. усложн ют схему питани .The dielectric element is designed as a rod with a length of several centimeters. When ultra-high voltage pulses of 3.5 M are applied to it in a known cathode, a rod is compressed to the diameter of the rod, an electron beam that is sharply inhomogeneous over the cross section. The inhomogeneity of the beam and the need for ultra high voltage behind; The practical application of this cathode and is difficult. complicate the power scheme.

Цель насто щего изобретени  - расширение диапазона рабочих напр жений и Пов ышёнйе равномерности электронного тока по поверхности катода.The purpose of the present invention is to expand the range of operating voltages and to increase the uniformity of the electron current over the cathode surface.

Эта цель достигаетс  выполнением диэйектрйчёскбШ §теШнта в вйде Г по крайней мере, одной установленной в ме66 ШШМШГ1КШёШи лёйлт 1 Шет щей под его поверхйостью. По дополнительным признакам осно ШййёТШТШавыпблШйЬг вйд . - iiMetHH; разделенных ттентами диэлектри ческого основани . Лента диэлектрического элемента может такжебыть уложена в виде плоской спирали, а основание образовано металлической фольгой, проложенной между витками спирали, . . Сущность изобретёййй ПбЯсй бтс  чёр тежом. На фиг. 1-3 изобр енъ1в ар йан ты выполнени  катода. Катод состоит из диэлектрического плазмообразующего элемента 1 и диэлектрического основани  2. Диэлектрический элемент 1 .может бытн ВЫпЪлнен -§ виде выступающих над поверхностью основани  2 и установленных в,нем диэлектрических лент (фиг. 1). В св(сГю очерёДБ Ьснование в вййе Меfaлличecкиx полос и диэлектрические. ленты могут быть собраны в пакет., так, чтобы торцовые поверхности лейт вы Упалй за торцовую поверхность полос (фйг.2). . Наиболее техйологичной может окааатьс  йойетрукци  источника, в которой эмиттирующий элемент образован своратчивганием в рулон диэлектрической ленты с прокладками Ш Ш Шй|и« ёСкой фольги (фиг.З).; Катод работает следукщим образом. При подаче импульса напр жени  про ИСХОДИТ сильна  десорбци  газа из боковых поверхностей диэлектрика. ЛокаттьНаг : плотность газа в пристенной области ctatbHq возрастает, электрическа  прочность его снижаетс . При этом происходит вакуумный пробой по поверхности диэлектрика. ГаЗ ионизуетс , весь объем ШжДу пластинами; диэлектрика заполйдатс  плазмой. Из этой пшзкй1Жешне Э1ЛёК1ТрИч еСкое поле выт гивает электроны . В очень грубом приближшши можно Т йёСмётрйвать TtpocTf)aHCTBo от плазмы 4до анода как плоский диод, к которому ;применим закон 3/2, В одном из эксперименте катод состо л из стекл нных пластин тогациной 0,14 мм, проложенных медной фольгой 0,2 мм. Стекло выступало над медью на 2 мм в сторону анода В поперечном сечёНии катод представл л собой пр моугольник размером 8,5x11,5 мм. При имйульсах напр жени  в 60 кВт и зазоре между металлической основой катода и анода 5,5 мм получен ток в 350 А с хорошей стабильностью амплитуды. Катод работал в вакууме 10 - КТммрт. ст. Ф;Ормула изобретени  1.Импульсный холодный катод, содержащий металлическое основание и диэлектрический плазмообразующий элемент, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона рабочих нап э жений и повышени  равномерности эШктрОЕГйОгО тока по поверхности катода , диэлектрический элемент вьполнен в виде, по крайней мере, одной ленты, установленной в металлическом основании и выступающей над его поверхностью. 2.Импульсный холодный катод по п.1, отличающийс  тем, что основйние выполнено в виде пакета пПаСтий, райделенн1в1х лентами диэлектрического плазмообраЗукщёго элемента. 3.Импульсный холодный катод по п. 1, отличаю щи и с:   тем, что лента дййпёкт15йческого элемента уложена в виде плоской спирали, а основание образовано металлической фольгой, проложенной Между витками спирали. Источники информации, П1}йн тые 1вО вййкшние при экспертизе 1. Мес ц Г. А. Генерирование мощййхнандсекундных импульсов М., Сов.радио , 1974 с. 21-22. . 2./AorronIXL.etoe Applied Letters, «19, hfc 10, p. 441-443.This goal is achieved by performing a dielectric cable in the form of at least one installed in Me666 ШШМШГ1КШёШё лойлт 1 Шет щой under his surface. On additional grounds, the basis of Sjölötshtshavyplblıdd. - iiMetHH; separated by ttents of the dielectric base. The tape of the dielectric element can also be laid in the form of a flat spiral, and the base is formed by a metal foil laid between the turns of the spiral,. . The essence of the invention is that of the BTS Cherchezh. FIG. 1-3 Fig. 1 ar yan you perform the cathode. The cathode consists of a dielectric plasma-forming element 1 and a dielectric base 2. The dielectric element 1 can be discharged overhanging the surface of the base 2 and the dielectric tapes installed in it (Fig. 1). In St. (cGD) Binding in the form of Metallic strips and dielectric. Tapes can be assembled into a package, so that the end surfaces of the Leyth you Upal over the end surface of the strips (fig.2). the element is formed by swirling a dielectric tape with gaskets W and W | foil (Fig. 3) into a roll; the cathode works in the following way. When a voltage pulse is applied, the gas is desorbed from the lateral surfaces of the dielectric. the gas efficiency in the near-wall region ctatbHq increases, its electrical strength decreases, and vacuum breakdown occurs on the surface of the dielectric, the gas is ionized, the entire volume of the plate is filled, the dielectric is filled with plasma. TtpocTf) aHCTBo from plasma 4 to the anode as a flat diode to which the 3/2 law applies. In one experiment, the cathode consisted of 0.14 mm glass plates laid with 0.2 mm copper foil. The glass protruded 2 mm above the copper towards the anode. In the transverse section, the cathode was a rectangle 8.5x11.5 mm in size. With voltage of 60 kW and a gap between the metal base of the cathode and the anode of 5.5 mm, a current of 350 A was obtained with good amplitude stability. The cathode worked in vacuum 10 - KTmmrt. Art. Formula of the Invention 1. A pulsed cold cathode containing a metal base and a dielectric plasma-forming element, characterized in that, in order to expand the range of operating voltages and increase the uniformity of the current emitted by the cathode surface, the dielectric element is filled in at least one tape installed in a metal base and protruding above its surface. 2. An impulse cold cathode according to claim 1, characterized in that the bases are made in the form of a package pPaSty, separated from each other by tapes of a dielectric plasma sample. 3. The impulse cold cathode according to claim 1, is also distinguished by the fact that the tape of the pyropectal element is laid in the form of a flat spiral, and the base is formed by a metal foil laid between the turns of the spiral. Sources of information, L1} 1 of the first in the examination 1. Month A.C. A. Generation of power pulse pulses M., Sov.radio, 1974 p. 21-22. . 2./AorronIXL.etoe Applied Letters, “19, hfc 10, p. 441-443.

f.-..-,i;#b« Ji%-vf.-..-, i; #b "Ji% -v