DE3220980A1 - Hochspannungs-koaxialschalter - Google Patents

Description

R 5019

Hochspannungs-Koaxialschalter

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Hochgeschwindigkeitsschaltung von Hochspannung, von elektrischen Hochstromimpulsen, und insbesondere auf das zuverlässige schnelle Schalten von Spannungen und Strömen oberhalb des Bereichs der im Handel verfügbaren Thyratrone, beispielsweise zum Gebrauch bei der Auslösung von Hochleistungs-Ultraviolettlasern und bei anderen Anwendungsfällen.

Mäßig hohe Spannungen und hohe Ströme können schnell und ziemlich zuverlässig mit den üblichen im Handel verfügbaren lithiumgesteuerten Gleichrichtern (SCR's), Thyratronen und -dgl. geschaltet werden. Um sehr hohe Spannungen schnell zu schalten, wird eine Funkenspaltmethode verwendet, gemäß welcher ein Hochspannungsdifferential bzw. eine Hochspannungsdifferenz angelegt zwischen zwei relativ dicht benachbarten Elektroden das Auftreten eines schnell schaltenden Funkens dazwischen bewirkt. Die auftretende elektrische Wirkung ist ähnlich der Funktionsweise einer Zündkerze im üblichen Benzinmotor. Der Abstand der Elektroden ist in erster Linie eine Funktion

der dazwischen vorhandenen Spannungsdifferenz der Art des Gases, der Luft oder irgendeiner anderen dazwischen vorgesehenen Umgebung.

Funkenspaltschalter haben jedoch ihre eigenen Probleme. Als erstes ist darauf hinzuweisen, daß die Elektroden bei der kontinuierlichen Funkenbildung erodieren und eine relativ kurze Lebensdauer bei Hochlastbetrieb aufweisen, was die häufige Wartung und Erneuerung erforderlich macht. Auch ist die Funkenzeitsteuerung nicht genau, was zu einem Impulszittern führt. Ein weiteres Problem bei Funkenspaltschaltern von hoher Frequenz oder Wiederholfrequenzbetrieb besteht darin, daß die Umgebung zwischen den Elektroden durch den Funken verunreinigt wird und eine begrenzte Zeit zur erneuten Stabilisierung erforderlich macht. Zur Beschleunigung einer zuverlässigen Funkenspaltwirkung wurde ein Verfahren entwickelt, gemäß welchem Gas oder ein anderes Zwischenelektrodenmedium an der Funkenelektrode vorbeiströmt, um ein relativ konstantes reines Medium zwischen den Elektroden zu allen Zeiten aufrechtzuerhalten. Bei hohen Zündraten in und ober halb des Kilohertz-Bereichs, wird das Volumen und die Geschwindigkeit des Mediumaustauschflusses recht hoch und führt zu einer weiteren Belastung beim Versuch, einen relativ stabilen, eine hohe Spannung und einen hohen Strom aufweisenden Impuls zu erzeugen.

Der Erfindung liegt daher das Ziel zugrunde, einen Schalter vorzusehen, der bei hoher Spannung, hohem Strom und hoher Wiederholfrequenz zuverlässig arbeitet und zum Auslösen von Ultraviolettlasern und dgl. geeignet ist. Weiterhin bezweckt die Erfindung einen lange Lebensdauer aufweisenden Hochspannungs- und Hochstromschalter vorzusehen, der von Funkenerosionen und anderen verschlechternden Mechanismen frei ist. Die Erfindung bezweckt ferner einen Hochspannungs/Hochstrom-Schalter vorzusehen,

der einen stabilen zuverlässigen relativ zitterfreien Betrieb gestattet-

Gemäß der Erfindung ist eine solide metallische Kaltkathode in der Form eines runden Zylinders vorgesehen, und zwar mit einer Vielzahl von zur Emission von Elektronen dienenden scharfen Punkten, wobei ein erster hohler dünnwandiger Zylinder koaxial mit der Kathode angeordnet ist und ein einen größeren Durchmesser aufweisender zweiter, hohler Zylinder den ersten Zylinder umgibt und ebenfalls koaxial mit der Kathode angeordnet ist. Das Gebiet zwischen der Kathode und dem ersten Zylinder wird auf wenige Mikron evakuiert und das Gebiet zwischen den ersten und zweiten Zylindern ist mit Luft oder anderen Gasen mit geeigneten Entladungsparametern gefüllt. Vorzugsweise ist dafür Vorsorge getroffen, daß die Luft oder andere Gase durch das Gebiet zwischen den ersten und zweiten Zylindern strömen, und zwar insbesondere dann, wenn eine hohe Schaltfrequenz erforderlich ist.

Im Betrieb wird eine elektrische Hochspannungsladung auf dem zweiten Zylinder vorgesehen, und zwar gefolgt von einem Hochspannungstriggerimpuls, angelegt an die kalte Kathode, was die Emission von Elektronen aus den scharfen Punkten zur Folge hat, die zum ersten Zylinder und durch einen kleinen Kondensator zurück zur Hochspannungstriggerquelle fließen. Einige der emittierten Elektronen dringen in den ersten Zylinder ein und erzeugen dadurch Sekundärelektronen und schaffen eine große volumetrische Entladung in der Zone zwischen dem ersten und zweiten Zylinder, auf welche Weise die elektrische Hochspannungsladung vom zweiten Zylinder zum ersten Zylinder geschaltet wird und von dort durch geeignete Kabelmittel zur Last, die ein Hochleistungslaser oder dgl. sein kann.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine kalte Kathode und die Feldemission für den anfänglichen Triggerimpuls verwendet werden, wodurch erodierende und andere schädliche Effekte eines üblichen Funkentriggers vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die koaxiale Konstruktion eine gleichförmige volumetrische Entladung und nicht eine Punktentladung vorsieht, was zuverlässige hohe Wiederhol-Schaltfrequenzen oder Raten ermöglicht, und zwar bei relativ niedrigen Zwischenelektrodengasaustauschströmungsraten und Druck. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Koaxialkonstruktion einen Hochspannungs/Hochstrom-Schalter mit niedriger Induktivität und niedrigem Zittern ermöglicht, der in einfacher Weise abhängig von den speziellen Leistungsschalterfordernissen größer oder kleiner gebaut werden kann.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltanordnung;

Fig. 2 einen Querschnitt einer soliden Kathode und zweier hohler zylindrischer Elektroden, die koaxial gemäß der Erfindung angeordnet sind;

Fig. 3 einen Querschnitt in Seitenansicht, der die bevorzugte Anordnung von Bauteilen der Erfindung darstellt.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Eine solide zylindrische Kathode 11 wird koaxial von einer dünnen hohlen zylin-

drischen Elektrode 13 und einer größeren hohlen zylindrischen Außenelektrode 15 umgeben. Die Kathode 11 besitzt eine Vielzahl von scharfen Punkten 17 darauf angeordnet. Wie im folgenden im einzelnen ausgeführt werden wird, wird ein Vakuum zwischen der Kathode 11 und der Innenzylinderelektrode 13 aufrechterhalten, wohingegen ein Gas, beispielsweise Luft, entweder zwischen der Innenelektrode 13 und der Außenelektrode 15 vorgesehen ist oder dazwischenströmt.

Zur Betätigung des Schalters wird eine Hochspannungsladung auf der Außenelektrode 15 angeordnet. Dies wird dadurch erreicht, daß man den Kondensator 18 durch den Widerstand 19 auflädt, und zwar durch Anlegen einer Hochspannung zwischen der Hochspannungsklemme 21 und der Erdklemme 23. Der Verbindungspunkt 25 zwischen dem Kondensator 18 und dem Widerstand 19 liegt über Leiter 27 an der äußeren zylindrischen Elektrode 15. Der Kondensator 18 liegt zwischen dem Verbindungspunkt 25 und Erde 23. Nachdem die Außenelektrode 15 aufgeladen ist, wird ein Hochspannungstriggerimpuls zwischen den Klemmen 29 und 31 angelegt. Die Klemme 29 liegt über einem kleinen Kondensator 33 an der Innenelektrode 13, wohingegen die Klemme 31 direkt mit der Kathode 11 verbunden ist. Wenn der Hochspannungstriggerimpuls angelegt ist, so arbeitet die Kathode 11 als eine Kaltkathode und es werden von dort aus Elektronen emittiert, und zwar insbesondere von den scharfen Punkten 17, die auf der Elektrode vorgesehen sind. Die auf diese Weise emittierten Elektronen fließen zu der Innenelektrode 13 und vollenden den Primärpfad durch den Kondensator 33 zurück zu der Hochspannungstriggerimpulsklemme 29 Einige der emittierten Elektronen dringen jedoch durch die dünne hohle zylindrische Elektrode 13, um eine hinreichende Zahl von Sekundärelektronen zu erzeugen, was eine große volumetrische Entladung zwischen

der Innenelektrode 13 und der Außenelektrode 15 hervorruft. Die Entladungswirkung gestattet, daß die auf dem Zylinder 15 angeordnete Hochspannungsladung im wesentlichen zum Zylinder 13 geschaltet wird, und zwar durch Kabel 35 zur Last 37, die über ein Rückführkabel 39 mit Erde 23 verbunden ist. Durch die soeben beschriebene Wirkung wird eine eine sehr hohe Energie aufweisende Ladung in zuverlässiger Weise zur Last geschaltet oder getriggert, wobei die Last 37 beispielsweise ein Ultraviolett-Hochleistungslaser sein kann.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 kann die erfindungsgemäße Koaxialanordnung klar verstanden werden. Die Kaltkathode 11 ist koaxial durch den dünnen Hohlzylinder 13 umgeben, der seinerseits koaxial von der zylindrischen Außenelektrode 15 umgeben ist. Die scharfen Punkte 17 auf der Kathode 11 sind quadrantenartig, wie in Fig. 2 angeordnet. Diese Anordnung der scharfen Punkte 17 stellt eine ziemlich gleichförmige Entladung der Elektronen von der Kathode 11 zur Innenelektrode 13 sicher. Man erkennt, daß der kreisförmige Querschnitt der Elektroden 13 und 15 von Natur aus eine gleichförmige Entladung dazwischen vorsieht.

Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß die Kaltkathode 11 in einer nichtleitenden kreisförmigen oberen Platte 41 befestigt ist. Ein mit Gewinde versehenes Gefäß ist auf der Kathode 11 für elektrische Kopplung damit vorgesehen. Die nichtleitende kreisförmige obere Platte 41 ist ferner mit Nuten versehen, um die zylindrischen Elektroden 13 und 15 aufzunehmen. O-Ringe 4 5 bzw. 4 7 stellen eine luftdichte Abdichtung sicher. Eine Vielzahl von Kreisnuten 49, 51 und 53 sind in die nichtleitende kreisförmige obere Platte 41 eingeschnitten, um Oberflächenkriechvorgänge und Fehlzündungen zwischen der Innenelektrode 13 und der Außenelektrode 15 zu verhindern.

Die Außenelektrode 15 ist ferner an ihrem Platz durch eine nichtleitende kreisförmige Bodenplatte 61 festgelegt. Wie bei der nichtleitenden kreisförmigen oberen Platte 41 ist ein O-Ring 63 für die Außenelektrode 15 vorgesehen, um ein luftdichtes Zusammenpassen sicherzustellen und die kreisförmigen Nuten 6 5 und 6 7 verhindern Oberflächenkriecheffekte und Fehlzündungen zwischen der Innenelektrode 13 und der Außenelektrode 15. Ferner ist ein O-Ring 69 vorgesehen, um eine luftdichte Abdichtung gegenüber der Innenelektrode 13 zu schaffen. Kleine Gasoder Luft-Austauschöffnungen 71 und 73 sind durch die kreisförmige nichtleitende obere Platte 41 geschnitten, um einen kontinuierlichen Austausch von Gas oder Luft unter Druck dorthin durch zu gestatten. Vorzugsweise sind ähnliche Luftöffnungen 75 und 77 durch die nichtleitende kreisförmige Bodenplatte 61 ausgebildet, so daß der Gasoder Luftaustausch glatt und kontinuierlich durch die obere Platte und heraus aus der unteren Platte 61 erfolgen kann. Wenn die Impulsfrequenz recht langsam ist, in der Größenordnung von einem Impuls pro Sekunde, so sind die Luftöffnungen für einen Gas- oder Luftaustausch 71, 73, 75 und 77 nicht erforderlich und könnten weggelassen werden .

Die Innenelektrode 13 ist ferner durch eine leitende kreisförmige Bodenplatte 79 festgelegt. Ein O-Ring 81 ist vorgesehen, um eine luftdichte Verbindung zwischen der leitenden kreisförmigen Bodenplatte 79 und der Innenelektrode 13 sicherzustellen. Eine Vakuumöffnung 83 verläuft durch die leitende kreisförmige Bodenplatte 79, so daß ein Vakuum in der zylindrischen Zone hervorgerufen werden kann, die von der inneren zylindrischen Elektrode 13, der nichtleitenden kreisförmigen oberen Platte 41 und der leitenden kreisförmigen Bodenplatte 79 begrenzt ist.

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Vorzugsweise wird ein Vakuum durch die öffnung 83 hervorgerufen, und zwar bis auf einige wenige Mikron. In der leitenden kreisförmigen Bodenplatte 79 sind ferner zwei Schraubenaufnehmer 8 5 und 87 für die Anbringung elektrischer Verbindungen vorgesehen.

Nichtleitende Schrauben 89 werden durch die obere Platte 41, die nichtleitende Bodenplatte 61 und die leitende Bodenplatte 79 eingesetzt und an ihrem Platz durch eine Vielzahl von geeignet positionierten Muttern 91 gehalten. Lediglich aus Gründen der Darstellung sind nur zwei nichtleitende Schrauben 89 im einzelnen in Fig. 3 dargestellt, obwohl eine Vielzahl von Schrauben vorgesehen sein kann, möglicherweise mehr als acht; die Schrauben sind in gleichmäßigem Abstand um den Umfang der nichtleitenden kreisförmigen oberen Platte 41, die nichtleitende kreisförmige Bodenplatte 61 und die leitende kreisförmige Bodenplatte 79 herum angeordnet.

Bei einem Ausführungsbeispiel, wie beispielsweise dem im einzelnen in den Fig. 2 und 3 gezeigten, kann man erkennen, daß die scharfen Punkte oder Spitzen 17 auf der kalten Kathode 11 dadurch gebildet werden können, daß man scharf zugespitzte Klingen wie beispielsweise Hacksägeklingen in einen ansonsten glatten Umfang der Kaltkathode 11 einsetzt. In Fig. 2 und 3 bilden vier solcher Hacksägklingeneinsätze die scharfen Punkte 17, obwohl auch mehrere, möglicherweise mehr als acht Hacksägeklingen verwendet werden könnten. Alternativ könnte die glatte Oberfläche der Kaltkathode 11 durch Nuten in schärfere Gebiete durch andere übliche Mittel unterteilt sein.

Die im einzelnen anhand des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1, 2 und 3 beschriebene Erfindung kann entspre-

chend einem speziellen Anwendungsfall bemessen sein. Beispielsweise muß die Größe der Kathode 11 und der Innenelektrode 13 nur so groß sein, daß eine hinreichende Elektronenemission von der Kaltkathode 11 sichergestellt wird/ um Sekundorelektronen in der Zone zwischen Elektrode 13 und Elektrode 15 hervorzurufen. Die Größenbemessung ändert sich daher in erster Linie als eine Funktion der Größe der an die Kaltkathode 11 angelegten Hochspannungstriggerung, und des Materials und der Dicke der Innenelektrode. In gleicher Weise ist die Größe des Gebiets zwischen der Innenelektrode 13 und der Außenelektrode 15 veränderbar, und zwar in erster Linie abhängig von der Natur des Gases oder der Luft dazwischen und der Größe der Hochspannungsentladung an der Außenelektrode 15. Die Einschränkung hinsichtlich der Größenbemessung besteht darin/ daß die in die Elektrode 13 eindringenden Elektronen ausreichen, um eine volumetrische, d.h. volumenmässige Entladung zwischen der Außenelektrode 15 und der Innenelektrode 13 hervorzurufen.

Zur Veranschaulichung und zur besseren Lehre eines Ausführung sbeispie Is der Erfindung seien im folgenden unter Bezugnahme auf die Komponenten gemäß den Fig. 1, 2 und 3 bestimmte Werte angegeben. Die angegebenen Werte veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, sollen diese aber nicht beschränken. In Fig. 1 kann der Widerstand 19 in der Größenordnung von 1 Megohm liegen, der Kondensator 18 kann einen Wert von 0,04 Microfarad aufweisen und der Kondensator 33 kann in der Größenordnung von 270 Nanofarad liegen. Der Hochspannungstriggerimpuls, angelegt zwischen den Klemmen 29 und 31, kann in der Grössenordnung von 20 bis 100 Kilovolt liegen, und zwar für einen Nanosekundenimpuls, der mit einer Wiederholfrequenz zwischen 1 Hertz und 10 Kilohertz auftritt. Der zwischen den Klemmen 21 und 23 angelegte Hochspannungspegel kann in der Größenordnung von 1 Kilovolt bis 100 Kilovolt liegen.

->er-

Die Last 37 kann beispielsweise ein Hochleistungs-Ultraviolettlaser sein.

Wie in Fig. 2 gezeigt, kann die Kaltkathode 11 aus Messing hergestellt sein und einen Durchmesser in der Grossenordnung von 1" aufweisen. Die Hacksägeklingen können in die Kaltkathode 11 eingesetzt sein, um die scharfen Punkte 17 zu bilden, und zwar erfolgt das Einsetzen mindestens an Quadranten der Kaltkathode 11. Die Innenelektrode 13 kann einen Durchmesser von annähernd 2,5" und eine Dicke von annähernd 1/16" oder weniger aufweisen. Die Außenelektrode 15 kann auch aus Aluminium hergestellt sein und könnte einen Durchmesser in der Größenordnung von 3,5" bei 1/4" Dicke aufweisen.

Für die nichtleitende obere Kreisplatte - vergleiche Fig. 3 - könnte ein Durchmesser in der Größenordnung von 6" und eine Dicke von 0,5" aufweisen und aus Lexan (Warenzeichen) hergestellt sein. Die nichtleitende kreisförmige Bodenplatte kann ebenfalls einen Durchmesser in der Grössenordnung von 6" und 1" Dicke aufweisen und ebenfalls aus Lexan hergestellt sein. Die leitende Bodenplatte kann in der Größenordnung von 6" Durchmesser besitzen, und zwar mit einer Dicke von 0,5", wobei die Herstellung aus Aluminium vorgesehen sein kann. Die Länge der Kaltkathode 11 unterhalb der kreisförmigen oberen Platte 41 kann 4,5" betragen. Die Länge der Innenelektrode 13 kann 5,5" betragen, wohingegen die Länge der Außenelektrode 4,5" betragen kann.

Die obige Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels dient der Veranschaulichung und Erläuterung. Abwandlungen sind möglich. Beispielsweise kann ein Außenzylinder hinzugefügt werden, der die Außenelektrode 15

koaxial umgibt, und der aus Sicherheitsgründen auf Erdpotential liegt; auf diese Weise wird die koaxiale Konfiguration vervollkommnet und es wird eine Schaltvorrichtung mit der niedrigst möglichen Induktivität (Induktanz) vorgesehen. Die an die Außenelektrode 15 gelieferte Hochspannung kann auch von einer gepulsten LeistungsVersorgung kommen, wie beispielsweise einer Resonanzladeschaltung, und zwar insbesondere dann, wenn Schaltwiederholfrequenzen oder Schaltraten von 100 Hertz oder darüber erforderlich sind.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor: Einen koaxialen Hochspannungs/Hochstrom-Schalter mit einer soliden festen zylindrischen Schaltkathode, die koaxial von einer dünnen hohlen zylindrischen Innenelektrode und einer größeren hohlen zylindrischen Außenelektrode umgeben ist. Ein Hochspannungstrigger zwischen Kathode und Innenelektrode bewirkt die Emission von Elektronen von der Kathode und einen Fluß zur Innenelektrode, vorzugfsweise durch ein Vakuum. Eine jeder Elektronen durchdringen die Innenelektrode und bewirken eine volumenmäßige Entladung im Gas (welches allein Luft sein kann) zwischen den Innen- und Außenelektroden,· Die Entladung sieht einen niedrigen Impedanzpfad zwischen der Hochspannungsladung, angeordnet auf der Außenelektrode-, und einer Last (die ein Hochleistungslaser sein kann) gekoppelt mit der Innenelektrode vor. Bei einer hohen Wiederholfrequenz kann das Gas zwischen der Innen- und Außenelektrode kontinuierlich ausgetauscht oder unter Druck erneuert werden.

4b

Leerseite

Claims (12)

1. Patentan Sprüche

   Λ J Hochspannungskoaxialschalter, gekennzeichnet durch

   eine einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende zylindrische Kathode (11),

   eine dünnwandige hohle , einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende zylindrische Innenelektrode (13), die die Kathode koaxial umgibt,

   eine hohle, einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende zylindrische Außenelektrode (15), welche die Innenelektrode koaxial umgibt,

   Mittel (41, 79, 83) zur Erleichterung der Evakuierung der Zone zwischen der Kathode und der Innenelektrode, Mittel (61, 71, 73, 75, 77) zur Erleichterung des Vorsehens eines Gases in der Zone zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode,

   Mittel (27) zur Erzeugung einer Hochspannungsladung an der Außenelektrode,

   Mittel (35, 85, 87) zur Verbindung einer Last mit der Innenelektrode,

   und Mittel (43) zur Erzeugung eines Hochspannungsimpulses zwischen der Kathode und der Innenelektrode, um zu bewirken, daß Elektronen von der Kathode emittiert und zur Innenelektrode hin beschleunigt werden, wobei hinreichende Elektronenmengen hindurchlaufen, um eine Sekundärelektronenemission und eine volumetrische Entladung in der Zone zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode hervorzurufen, wodurch eine auf der Aussenelektrode befindliche Hochspannungsladung zur Innenelektrode und durch eine damit verbundene Last entladen wird.

   J 2 2 O 9 8
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende zylindrische Kathode eine Schaltkathode ist.
3. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kaltkathode eine Vielzahl von darauf vorgesehenen Punkten oder Spitzen besitzt, um die von dort ausgehende Elektronenemission zu unterstützen.
4. 4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Vielzahl von Spitzen auf der Kaltkathode derart positioniert sind, daß eine relativ gleichförmige Elektronenemission in der Zone induziert wird, die zwischen der Kaltkathode und der Innenelektrode liegt.
5. 5. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kaltkathode eine solide einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende zylindrische Kaltkathode ist.
6. 6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die solide einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende zylindrische Kaltkathode eine aus Messing bestehende einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende zylindrische Kaltkathode ist.
7. 7. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die dünnwandige hohle, einen kreisförmigen Querschnitt besitzende zylindrische Innenelektrode aus Aluminium hergestellt ist.

   ZZ

   09 8
8. 8. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennze ichne t , daß die dünnwandige hohle, einen kreisförmigen Querschnitt besitzende zylindrische Innenelektrode eine Wand aufweist, deren Dicke nicht größer ist als. annähernd 1/16".
9. 9. Hochspannungskoaxial-Schalter zum Entladen einer stark geladenen Elektrode durch eine Last, wobei der Hochspannungskoaxial-Schalter folgendes aufweist: eine einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende, aus solidem Messing bestehende zylindrische Kaltkathode, eine die Kaltkathode koaxial umgebende mit der Last verbundene einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende aus Aluminium bestehende dünnwandige hohle Innenelektrode ,

   eine die Innenelektrode umgebende im Querschnitt zylindrische hohle aus hochbeladenem Aluminium bestehende Außenelektrode,

   Mittel zur Aufrechterhaltung einer evakuierten Zone zwischen der Kaltkathode und der Innenelektrode, Mittel zur Aufrechterhaltung einer gasgefüllten Zone zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode, und Mittel zur Erzeugung eines Hochspannungsimpulses zwischen der Kaltkathode und der Innenelektrode, um zu bewirken, daß Elektronen von der Kaltkathode emittiert und zu der Innenelektrode hin durch die evakuierte Zone beschleunigt werden, und zwar Aufrechterhalten dazwischen mit hinreichenden Mengen von Elektronen, die hindurch verlaufen, um so eine Sekundärelektronenemission und eine volumetrische Entladung in der gasgefüllten Zone hervorzurufen, und zwar Aufrechterhalten zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode, wodurch eine hochgeladene Außenelektrode zu der Innenelektrode hin und durch die damit verbundene Last entladen wird.
10. 10. Hochspannungskoaxial-Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die aus massivem Messing bestehende einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende zylindrische Kaltkathode eine Vielzahl von Spitzen darauf aufweist, um die davon ausgehende Elektronenemission zu unterstützen.
11. 11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Spitzen auf der Kaltkathode derart positioniert ist, daß eine relativ gleichförmige Elektronenemission in der evakuierten Zone zwischen der Kaltkathode und der Innenelektrode hervorgerufen wird.
12. 12. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Aufrechterhaltung einer gasgefüllten Zone eine luftgefüllte Zone zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode aufrechterhalten,