Рентгеновская трубка Советский патент 1982 года по МПК H01J35/22 

(54) РЕНТГЕНОВСКАЯ ТРУБКА

Изобретение относится к рентгеновской технике и может быть использовано в качеств управляемого генератора рентгеновского излучения в системах рентгеновской локации, сис мах связи с использованием рентгеновского диапазона электромагнитного излучения, рентгеновской литографии и т.д. Известно устройство для управления высок энергетичным электронным потоком с целью генерации рентгеновского излучения 1. Недостатками устройства являются необходимость сравнительно высокой амплитуды управляющего сигнала (до десятков киловольт в зависимости от величины ускоряющего напряжения),- а также проникновение ускоряющего поля (ив этой связи высокое значение электрического поля у поверхности катода) к поверхности катода; что исключает применение высокоэффективных и весьма стабильных оксидных катодов или резко, в случае их использования, сокращает срок их службы. -Наиболее близкой к предлагаемой является рентгеновская трубка, содержащая герметичную оболочку, внутри которой размещены катод, анод и управляющая сетка. Для повышения электрической прочности она содержит экран с сеткой, установленный на аноде 2). Данное устройство хотя и обладает, срав- ; нительно высокой электрической прочностью, однако возможность проникновения электри- . ческого ПОЛЯ анода в пространство вблизи катода не устраняется. Поэтому срок службы катода в трубке (если он оксидный) не велик, так как катод ра6от;ает в режиме с ускоряющим полем у поверхности катода (без объемного. заряда), а управляющая сет ка, находящаяся в поле анода, требует бо.1Ьшой величины управляющего сигнала. Все эти факторы не дают возможности обеспечить полное управление интенсивностью рент- геновского излучения и резко ограничивают срок службы рентгеновской трубки. Целью изобретения является увеличение срока службь, повышение эффективности управления интенсивностью излучения трубки, увеличение интенсивности юлуче1П1яГ Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновскую трубку, содержащую герметичную оболочку, внутри которой размещены катод, од и управляющая сетка, между сеткой и анодом введен дополнительный электрод, выполненный в виде 51салюзй и изготовленный из материала с больщим коэффи цйентом вторичной эмиссии. На фиг. 1 показана предложенная трубка, общий вид; на фнг. 2 - схема включения рен )геновской трубки. Трубка представляет собою герметичную оболочку 1, внутри которой размещены катод 2, анод 3, управляющая сетка 4, а дополнительный электрод 5 вместе с экраном 6 размещен на катодный ножке, подключен к дополнительному источнику Ej и отделяет прикатодное . пространство от анодной области. Дополнительный электрод иэготавливается либо в виде жалюэи.из материала с больщим коэффициентом вторичной эмиссии, либо в виде прозрачного .для первичных электронов электрода. Принцип действия предлагаемого устройства заключается в следующем. Трубка включается в схему, например, пред ставленную на фиг. 2. В исходном состоянии к аноду 3 приложено высокое ускоряющее напряжение (десятки, сотни киловольт) относительно катода 2 от источника EI , Вимеющего малое, по крайней мере на высоких частотах, внутреннее сопротивление. Потенциал дополнительного электрода 5 и экрана 6 задается источником Е и составляет сотни вольт-единицы киловольт. Электронный ток с катода заперт за счет приложения к сетке 4 достаточного для запирания отрицательного потенциала Управление электронным потоком с катода, и.следовательно, интенсивностью рентг новского излучения осуществляется эа счет изменения потенциала управляющей сетки. При этом ускоряющее напряжение остается неизменным, что гарантирует стабильность жесткости рентгеновского излучения. Первичный элек тронный поток модулируется управляющим напряжением, приложенным к сетке 4, ускоря :ется в .промежутке сетка-дополнительный элек трод 5 и бомбардирует нижнюю, обращенную в сторону сетки 4 поверхность дополнительного электрода. Первичный электр01шый поток размножается за счет вторично-эмиссионных эффектов на поверхностях дополнительного электрода 5, выполненного в виде жалюзи, по типу умпожительной секции ФЭУ из материала с большим коэффициентом вторичной эмиссии и подхватывается ускоряющим полем анода. Ускорешгый вторичный электронный поток, величина и плотность тока которого В (э раз (где d - коэффициент вторичной эмиссии материала дополнительного электрода) больше величины и плотности тока первичного электронного потока, тормозится на поверхности анода, генерируя рентгеновское излучение. В существуюцщх трубках поле анода проникает к поверхности катода, что обуславливает работу катода в режиме без объемного заряда и приводит к искрению оксидного катода. Срок службы при этом лимитируется долговечностью катода, которая не превыщает десятков часов. Управляющая сетка в этом случае находится в области сильного электрического поля анода и требует для эффективного управления электронным током с катода напряжения большой величины, достигающего в амплитуде значений сотен и тысяч рольт, что приводит к резкому увеличению потребляемой мощности и габаритов схемы управления, снижения ее КПД. Введение дополнительного электрода, полностью экранирующего от анодного поля прикатодное и сеточное npocTpaiiCTBO, исключает эти недостатки. Таким образом, введение дополнительного электрода, размеще1шого на катодной, ножке и полностью экранирующего прикатодное пространство от воздействия поля анода, с одной стороны, размножается первичный, модулированный полезным сигналом, электронный поток, с дру1ой стороны, позволяет увеличить величину и плотность электронного потока, обеспечить полное и эффективное управление малым сигналом взаимодействующего с анодом электронного потока и, следовательно, интенсивностью генерируемого рентгеновского излучения, резко увеличить срок службы трубки за счет устранения возможности проникновения поля анода к поверхности катода. Формула изобретения Рентгеновская трубка, Содержащая герметичную оболочку, внутри которой размещены катод, анод и управляющая сетка, отличающаяся тем, что, с увеличения срока службы, повышения эффективности управления излучением и увеличения его эффективности, между сеткой и анодом введен дополнительный электрод, вьшолненный в виде жалюзи и изготовленный из. материа.г1а с большим коэффициентом вторичной эмиссии. Источники информация, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N«3660712, кл. 313-307, опублик. 1972. 2.Авторское свидетельство СССР N473238, кл. Н 01 J 35/22, 1972 (прототип).

УХ X