Электронная пушка Советский патент 1976 года по МПК H01J3/02 

Изобретение относится к области электронных пушек высокого первеанса, работающих в импульсном режиме и имеющих большие площади катода.

Известны электронные пушки, содержащие катод и анод, в которых повышение первеанса осуществляется за счет повышения силы электронного тока оушки по формуле:

ik(1

где / - сила электроиного тока; U - ускоряюшее напряжение; Р - первеанс пушки, например, за счет выбора материала катода.

Однако во всех случаях ток пушки лим,итирован прострадствепным зарядом. Известно, например, что в случае практически используемых температур, только быстрые электроны .максвелловского распределения смогут пройти че|рез потенциальный барьер.

Целью данного изобретения являлось увеличение первеанса электронной пушки путем уменьшения влияния прострапственного заряда электронного облака в прикатодной области.

Поставленная цель достигается за счет того, что в центральной части поверхности катода расположен источник ультрафиолетового излучения, например кварцевая лампа с ртутным па;ром.

Схема предлагаемого устройства представлена на чертеже, где: 1 - катод, 2 - анод, 3 - электронный пучок; 4 - кварцевая лампа.

Расположение лампы в центральной области катода обеспечивает пеобходимый нагрев ртутного пара для уменьшения времени ее зажигания. Кроме того, центральное расположение лампы в области электронного облака обеспечивает сохранение распределения межэлектродного поля (оптики пушки). Причем устройство является более эффективным, если отверстие в катоде, предназначенное для расположения лампы, мало по сравнению с поверхностью катода.

Устройство работает следующим образом.

Однов-ременно (или несколько раньше) с подачей анодного напряжения производится зал игание лампы. Ультрафиолетовое излучение ртутных паров ионизирует нейтральные атомы щелочных металлов, испаряемых поверхностью катода.

В результате формируются положительные ионы, .которые нейтрализуют частично электронный пространственный заряд, находящийся в прикатодной области, что ведет к увеличению плотности электронного тока в области ускоряющего поля. Кроме того, ультрафиолетовые фотоны вызывают эмиссию с катода вторичных электронов, что ведет также к повышению тока пуш«и. Таким образом, получается увеличение первеанса пушки. Коэффициент повышения первеанса можно записать в фОрме: где Р - Первеанс невозмущаемой пушки, Р - нервеанс пушки с ионизирующей лампой. Пользуясь отпошениямп: / m(2ri)(3) / е(я + Ая) ()(4) где j, п - плотность тока и электронов в отсутствии ионизирующей лампы; /, Д« - плотность тока и повышение плотности электронов вследствии ионизирующего излучения; и - ускоряющее напряжение; е, ц - заряд и удельный заряд электрона, получаем: Л 1 + е () У или /с 1 ЧIИспользуя выражение (1), где / /5 (5 - сечение пуска), получаем /( 1+е(2п)(7) В системе МКС выражение (7) имеет вид: 1 -Ь 9,5- 10 В идеальном случае Д/г равняется количеству случаев ионизации, вызванных в прикатодной области, и следовательно, пропорционально концентрации насыщенного пара в этой области. Итак, эффективность устройства в каждом конкретном случае зависит от величины плотности щелочных атомов, находящихся в области около катода, и от интенсивности ультрафиолетового излучения. Ф о Р м у л а и 3 о б -р е т е н И я Электронная пушка, содержащая катод и анод, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее первеанса, в центральной части поверхности катода расположен источник ультрафиолетового излучения, например кварцевая лампа.

Ч