JPH0568065U - 電子ビーム発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビームのピンチ効果を抑制する磁界によ
って、高電圧導体を支持している絶縁スペーサの絶縁耐
力が低下するのを防止することを目的とする。 【梼成】 高電圧導体の内部にヨークを設置し、このヨ
ークを絶縁スペーサを貫通させる。このヨークを利用し
て閉磁気回路を形成する。閉磁気回路に磁束を通すこと
によって絶縁スペーサに磁界が作用しないようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は電子ビーム発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種電子ビーム発生装置において、真空中に配置されたカソードとアノード 間に高電圧パルスを印加することによって、電子ビームを発生するようにした構 成は既に知られている。図２はその従来構成を示し、１は真空化されているタン ク、２はタンク１に設けられた支持導体３に支持されているアノード、４は高電 圧導体５に支持されているカソードである。

【０００３】 高電圧導体５はタンク１に取り付けられてある、円盤状の絶縁スペーサ７に支 持されている。高電圧導体５の外端は絶縁スペーサ７を貫通しており、その外端 とタンク１との間に接続されてある高電圧パルス電源８からの高電圧パルスが、 カソード４とアノード２との間に印加されるようにしてある。なお絶縁スペース ７の外側は絶縁媒質が収納されてある。

【０００４】 前記のようにカソード４とアノード２との間に高電圧パルスを印加すると、カ ソード４の表面の金属突起より電子が電界放出され、その電流により金属突起は プラズマ化し、カソードプラズマが形成される。このプラズマにより大電流の電 子ビームが引き出される。たとえば数１００ｋＶ、〜１００ｎｓのパルス電圧の 印加によって、数ｋＡ〜数１０ｋＡの電子ビームを引き出すことは、一般的に行 なわれている。

【０００５】 このような大電流電子ビームにおいては、ピンチ効果によりビームが中央部に 収束するようになり、そのため大面積、かつ均一分布のビームが得られないこと があり、そのためアノード２へのビーム照射などの利用にとって不都合となる。 そのため従来ではタンク１の外側に電磁石１０を配置し、カソード４、アノード ２間に縦方向磁界（軸方向磁界）を発生させ、強制的に電子ビームを軸方向に進 行させるようにし、これによってピンチを防ぐようにしている。点線はその磁束 を示す。

【０００６】 しかしこのような構成によると、磁界はタンク１内の真空部分全体に発生する ため、磁束は絶縁スペース７を横切るように通過し、その真空側の沿面部はその 軸方向ならびに半径方向（外周に向かう方向）の磁界にさらされることになる。 この場合半径方向の磁界は、カソード４とタンク１との間の電界と同方向である ため、絶縁スペーサ７の沿面での真空沿面放電を助長する。これによって絶縁ス ペーサ７の絶縁耐力は低下される。

【０００７】 また軸方向の磁界によっても、沿面部において、いわゆるＥ×Ｂドリフトが円 周方向に発生し、沿面への電子衝突による二次電子放出などが増大する。これに よっても絶縁スペース７の絶縁耐力が低下する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、電子ビームのピンチ効果を抑制するために縦磁界を形成する場合で も、カソードを支持する絶縁スペーサの真空側の沿面部における絶縁耐力の低下 を防止することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、絶縁スペーサを貫通して支持されてあって、カソードを支持してい る高電圧導体の内部に、絶縁スペーサを貫通するように第１のヨークを、またア ノードを支持している支持導体の内部に第２のヨークを、更にタンクの外側に、 前記第１のヨークと第２のヨークを磁気的に橋絡する第３のヨークをそれぞれ設 け、前記第１〜第３のヨークによって閉磁気回路を形成し、この閉磁気回路中に 永久磁石を設けたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】 磁気回路中にアノードとカソードとが相対して位置することになり、この磁気 回路中の縦磁界によって電子ビームのピンチ効果が抑制されるようになる。そし て第１のヨークは絶縁スペーサを貫通するように配置されているので、絶縁スペ ーサに交差する磁束はほとんどなく、したがってその真空側の沿面部分には磁界 が作用することはほとんどない。これによって絶縁スペーサの絶縁耐力の低下が 防止されるようになる。

【００１１】

【実施例】

本考案の実施例を図１によって説明する。なお図２と同じ符号を付した部分は 同一または対応する部分を示す。絶縁スペース７を貫通するように支持される高 電圧導体５は中空状とされ、その内部に第１のヨーク１１が配置される。ヨーク １１も絶縁スペーサ７を貫通しており、その外端に永久磁石１２が設置されてい る。高電圧導体５の先端にカソード４が支持されている。

【００１２】 先端にアノード２を支持する支持導体３も中空状とされ、その内部に第２のヨ ーク１３が配置されている。ヨーク１３の外端とタンク１との間に永久磁石１４ が設置されている。

【００１３】 タンク１の外側に第３のヨーク１５が配置される。このヨーク１５の先端は絶 縁スペーサ７の外側にまで延長しており、永久磁石１２と永久磁石１４とを磁気 的に橋絡する。これら各ヨーク１１、１３および１５によって閉磁気回路が形成 されるようになる。この閉磁気回路中にアノード２、カソード４が位置するとと もに、各永久磁石１２、１４が配置されることになる。

【００１４】 以上の構成において、永久磁石１２、１４による磁束は、点線で示すように閉 磁気回路を通る。これによってアノード２、カソード４間で縦磁束が発生し、こ れによって電子ビームのピンチ効果の発生が抑制される。これによって電子ビー ムを大面積で均一に発生、伝搬させることができる。

【００１５】 一方ヨーク１１の外端と永久磁石１２は絶縁スペーサ７の外側にあるため、ヨ ーク１５とヨーク１１との間を通る磁束は、絶縁スペース７を横切ることはほと んどない。若干の洩れ磁束があるとしても、従来例に比較すれば極めて僅かであ る。これによって絶縁スペース７の真空側の沿面には、磁界が加わることによっ て悪影響されることがなく、本来の高い絶縁耐力を保持することができるように なる。

【００１６】 なお図の例におけるヨーク１５はタンク１の全体を包囲するように配置されて いて、軸対称とされているが、これが磁気的に飽和しない断面積であれば、非対 称であってもよい。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、磁界によって電子ビームのピンチ効果を 抑制するにあたり、高電圧導体を支持する絶縁スペーサが、磁界によって絶縁耐 力を損なうようなことは回避され、本来の高絶縁耐力を保持することができる効 果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す断面図である。

【図２】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ タンク ２ アノード ３ 支持導体 ４ カソード ５ 高電圧導体 ７ 絶縁スペーサ ８ 高電圧パルス電源 ９ 電子ビーム １１ 第１のヨーク １２ 永久磁石 １３ 第２のヨーク １４ 永久磁石 １５ 第３のヨーク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空のタンクの内部に、高電圧導体によ
   って支持されているカソードと、支持導体によって支持
   されているアノードを配置し、前記カソードとアノード
   との間に高電圧パルスを印加することによって電子ビー
   ムを発生させる電子ビーム発生装置において、前記高電
   圧導体を、前記タンクに支持されている絶縁スペーサを
   貫通して支持するとともに、前記高電圧導体の内部にあ
   って、前記絶縁スペーサを貫通するように第１のヨーク
   を、また前記支持導体の内部に第２のヨークを、更に前
   記タンクの外側に、前記第１のヨークと第２のヨークを
   磁気的に橋絡する第３のヨークをそれぞれ設け、前記第
   １乃至第３のヨークによって閉磁気回路を形成し、前記
   閉磁気回路中に永久磁石を設けてなる電子ビーム発生装
   置。