Катодный узел электронной пушки Советский патент 1982 года по МПК H05H5/02 

(54) КАТОДНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРОННОЙ ПУШКИ

1

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано при разработке устройств для электрофизических методов обработки материалов.

Известно устройство, содержащее эмиттирующий катод и его нагреватель, выполненный в виде источника теплового излучения Г1 j .

Недостатком известного устройства является сложность достижения высоких ю постоянных температур катода, необходимых в случае вьшолнения последнего из материала с высокой рабочей температурой для электройных пушек, работающих в стационарном режиме.15

Наиболее близким к изобретению является катодный узел электронной пушки, содержащей корпус с катододержателем, в котором установлен дисковый эмиттирующий катод и нагреватель катода, выполненный 0 в виде закрепленного на токовводах вспомогательного ленточного катода и дискового анодного узла, вьшолненного в виде теплового экрана.

В известном устройстве подвод энергии для нагрева эмиттирующего катода обеспечивается за счет электронного удара вспомогательным пучком, эмиттирующим вспомогательным ленточным-катодом. Это обеспечивает высокий постоянный уровень мощности нагревателя и равномерный по поверхности нагрев эмиттирующего като- да 2 .

Недостатками известного устройства являются недостаточно высокая экономичность нагревателя и нестабильность рабочих параметров катодного узла, что связано с наличием мощного теплового излучения (с той стороны) эмиттирующего контакта, которая обратна его эмиттиру1ощей поверхности. Кроме того, при работе в стационарном режиме происходит интенсивное испарение материала эмиттирующего катода, за счет чего нарушается электрический контакт между ним и катододержателем, что приводит к нестабильное ти тока эмиссии. Цель изобретения - повышение экономичности нагревателя и стабильности рабочих параметров катодного узла. Поставленная цель достигается тем, что в катодном узле электронной пушки, содержащем корпус с катододержателем, в котором установлен дисковый эмиттирук щий катод и нагреватель катода, вьшолненный в виде закрепленного на токовводах вспомогательного ленточного катода и дискового анодного узла, выполненного в виде теплового экрана, введен дополнительный тепловой экран конической формы из проводящего материала, который рас- положен между дисковым анодным узлом и m/f.cKOBbiM эмиттирующим катодом, закреплен на корпусе, имеет электрический и. механический контакт с дисковым эмит . тирующим катодом, и выполнен в виде упругого элемента с возможностью поджатия дискового эмиттирующего катода к катод од ержателю 2 J . На чертеже приведена схема катодног узла и его расположение в электронной потоке. Устройство содержит анод 1 и катодный узел 2, которые образуют электронно-оптическую систему пушки. Катодный узел 2 содержит эмиттирующий катод 3, закрепленный в катододержателе 4, и всп могательный катод 5, закрепленный на токоподводах 6. Тепловые экраны 7-9 с соосными отверстиями, образующими канал 10 дрейфа электронов.располагают ся на корпусе катодного узла. Экран 8 является анодом по отношению к вспомогательному катоду. Экран 9, выполненны в виде пружины, осуществляет крепление катода 3 rf катододержателе 4. Устройство работает следующим образом.. Электрический ток, протекая по вспомогательному ленточному катоду, нагревает его до температуры, достаточной , для обеспечения необходимого условия эмиссии электронов. Катод 3 и тепловые экраны 7 - 9 находятся под положительным потенциалом по отношению к вспомо гательному катоду 5. В промежутке между экраном 8 и катодом 3 осуществляется формирование пучка электронов, бомбардирующих катод 3 таким образом, чтобыобеспечить сбободный пролет электронов по каналу 10 дрейфа и предотвратить высадку электро- Г нов на катододержатель 4 и экран 9, явллющийся пружиной, осуществляющей крепление катода 3 и надежный электрический контакт его по мере износа с катододержателем 4. Тепловые экраны 7-9 снижают радиационные потери катода 3 следствие, мощность, необходимую для нагрева катода 3 до рабочей температуры. Формирование основного пучка электронов осуществляется электронно-оптической системой, состоящей из анода 1 и катодного узла 2. Таким образом, изобретение позволяет совместить в .одном конструктивном элементе функции теплового экрана и механического упругого крепящего элемента, который обеспечит как механическое, крепление катода, так и электрический контакт последнего с корпусом катодного узла. Формула изобретения Катодный узел электронной пушки, со- держащий корпус с катододержателем, в котором установлен дисковый эмиттирующий катод и нагреватель катода, выполненный в виде закрепленного на токовводах вспомогательного ленточного катода и дискового анодного узла, выполненного в виде теплового экрана, отличающийся тем, что, с целью повьпиения экономичности нагревателя и стабильности рабочих параметров катодного узла, в устройство введен дополнительный тепловой экран конической формы из проводящего материала, который расположен между дисковым анодным узлом и дисковым эмиттирующим катодом, закреплен на корпусе, имеет электрический и механический контакт с дисковым эмиттирующим катодом и вьшолнен в виде упругого элемента с возможностью поджатия дискового эмиттирующего ка тода к ка тододержа телю. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Левин В. М., Румянцев В. В., Рътбас К. П., Телепаев Б. Н. Электронная пушка для получения интенсивных электронных пучков.- Труды второго Всесоюзного совещания по ускорителям заключенных частиц. Т. 1, М., Наука, 1972, с. 92 - 95. 2.Патент ФРГ № 1439260, кл. 2 1 g 13/24,1972 (прототип).