Катодный узел Советский патент 1987 года по МПК H01J1/20 H01J3/02 

Изобретение относится к конструк.циям катодных узлов и может быть использовано в сильноточных электронных пушках.

Известен катодный узел, содержащий металлическую подложку с эмит,тирую1цим покрытием, осесимметрично соединенную с кольцевым держателем с помощью лапок, концы которых приварены к кольцевому держателю и краю металлической подложки.

Сварное соединение подложки с держателем обеспечивает достаточно хороший электрический контакт.Однако замена катода в таком узле затруд нена, поскольку при этом требуется устранить и вновь воспроизвести все сварные соединения. Кроме того, этот катодный узел не предназначен дпя работы с большими токами эмиссии Пропускание таких токов связано с необходимостью изготовления соединеНИИ с большой площадью контакта, что в свою очередь, усиливает теплоотвод от катода и, следовательно,-увеличивает пространственную неравномерность тока эмиссии.

Известен также катодный узел, содержащий металлическую плоскую подложку с эмиттирующим покрытием, осесимметрично соедщненную с токоподводом. При этом соединение подложки с токоподводом выполнено по всему периметру подложки.

В этом катодном узле отсутствует аксиальная симметрия эмиссионного тока, что особенно сильно пррявляется: при токах более 0,5 кА и существенно ухудшает токопрохождение через пушку, поскольку отклонение пучка от оси симметрии может приводить к оседанию существенной части пучка на

элементах ускоряющей системы. I

Дело в том, что на эмиссионный ток в прикатодной области действует радиальная составляющая силы Лоренца, направленная от периферий катода к его центру и равная

, где е - заряд электрона;

V - вектор скорости эмиссионно го тока;

Н - вектор азимутального магнитного поля в прикатодной области.

Величина силы в рассматриваемых условиях изменяется от нулевого значения в центре катода до величины на его периферии, определяемой величиной азимутального магнитного поля и продольной скоростью эмиссионного

тока в прикатодной области.

В реальных условиях при использовании известного катодного узла невозможно добиться равенства сопротивлений контакта по всему периметру катода. Это приводит к неравномерному растеканию тока по поверхности, катода от периферии к центру, что вызывает искажение азимутального магнитного поля в прикатодной

области, а это, в свою очередь, приводит к неравномерному угловому отклонению эмиссионного тока по азимуту на определенном радиусе катода, к смещению центра пучка относительно оси катодного узла и искажению

формы пучка. Величина смещения при неизменной геометрии пушки, к-ак установлено экспериментально, приблизительно прямо пропорциональна квадрату величины ускоряющего напряжения.

Кроме того, при разогреве подложки до рабочей температуры происходит линейное и угловое смещение оси подложки известного катодного узла относительно оси электронной пушки из-за деформации керна под действием веса подложки и ее линейного расширения. Угловое и линейное сме5 щение пучка на выходе электронной пушки значительно усложняют проводку его через последующую ускоряющую систему, например линейный индукционньй ускоритель.

0 Целью изобретения является улучшение токопрохождения через пушку и повышение ремонтопригодности катодного узла.

Поставленная цель достигается

5 тем, что в катодном узле, содержащем металлическую плоскую подпожку с эмиттирующим покрытием, осесимметрично соединенную с токоподводом, подложка закреплена через изоляторы

0 на металлическом переходном кольце, а токоподвод выполнен в виде металлических проволочек, один конец каждой из которых соединен с переходным кольцом, а другой - с цент-

5 ром подпожки со стороны, противопо ложной эмиттирующему покрытию.

На чертеже изображен вариант конструкции предлагаемого катодного узла. Металлическая плоская подложка 1 катодного узла с эмиттирующим покры тием 2 посредством скоб 3 крепится шарнирно к изоляторам 4. Изоляторы 4 шарнирно связаны со скобами 5. В свою очередь изоляторы 4 и скобы 5 шарнирно связаны с переходным кольцом 6 в плоскости, перпендикулярной радиусу подложки 1. На переходном кольце 6 установлен упор 7. Переходное кольцо 6 закреплено на като ной ножке 8. Металлические проволоч ки 9 одним концом соединены с переходным кольцом 6, другим - с центром подложки 1 со стороны, противоположной эмиттирующему покрытию 2. Во время подготовки электронной пушки к работе подложка 1 разогревается до температуры порядка 1000 С При нагреве подложка I расширяется и отклоняет изоляторы 4 до соприкосновения с упором 7. Упор 7 может быть выполнен в .виде кольца, внутренний размер которого определяется температурой нагрева подложки 1. В результате подложка 1 оказывается зажатой через изоляторы 4 в упоре 7. Данная конструкция позволяет электрически изолировать подложку 1 от остальной части пушки, при этом удовлетворяется обязательное требование компенсации термического расширения подложки 1. В момент иодачи ускоряющего напряжения компенсационный ток поступает на переходное кольцо 6, затем v по проволочкам 9 к центру подложки 1 со стороны, противоположной эмиттирующему покрытию 2. Далее компенсационный ток равномерно растекается в радиальном направлении по подложке 1, При этом азимутальное магнитное поле в прикатодной области не искажается. Таким образом достигается аксиальная симметрия эмиссионного тока при достаточно простой кокструкции катодного узла. Кроме того, применение изоляторов с низкой теплопроводностью позволяет уменьшить интенсивность охлаждения периферийной части подложки. Проволочки токоподвода могут быть использованы также в роли шунта для измерения тока эмиссии, что особенно важно при импульсной работе электронной пушки, когда паразитные емкости конструкции пушки вносят погрешности в результаты измерений.

КАТОДНЫЙ УЗЕЛ электронной пушки, содержшций металлическую плоскую подложку с эмиттирующим покрытием, осесимметрично соединенную с токоподводом, отличающийс я тем, что, с целью улучшения токопрохождения через пушку и повышения ремонтопри годности конструкции, подлолска закреплена через изоляторы на металлическом переходном кольце, а токоподвод выполнен в виде металлических проволочек, один конец каждой из которых соединен с переходным кольцом, а другой - с центром подложки со стороны, противоположной эмиттирующёму покрытию. (Л с эо Од CD 00