RU175600U1 - SOURCE OF ELECTRONS - Google Patents
SOURCE OF ELECTRONS Download PDFInfo
- Publication number
- RU175600U1 RU175600U1 RU2016149175U RU2016149175U RU175600U1 RU 175600 U1 RU175600 U1 RU 175600U1 RU 2016149175 U RU2016149175 U RU 2016149175U RU 2016149175 U RU2016149175 U RU 2016149175U RU 175600 U1 RU175600 U1 RU 175600U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welded
- cermet
- insulators
- cathode
- discharge chamber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H5/00—Direct voltage accelerators; Accelerators using single pulses
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области плазменной техники. Разрядная камера источника электронов выполнена в виде неразборного металлокерамического узла, состоящего из высоковольтного керамического изолятора с припаянными к его торцевым частям металлическими манжетами и блока металлокерамических изоляторов, приваренных через переходное кольцо к манжете. К блоку изоляторов приварены анод со съемным кольцевым постоянным магнитом и полый катод. Съемный эмиттерный катод установлен на переходном кольце и закреплен на нем накидным фланцем. Внешняя часть накидного кольца, обращенная в сторону ускоряющего электрода, имеет скругленную форму. Технический результат - повышение надежности устройства. 1 ил.The utility model relates to the field of plasma technology. The discharge chamber of the electron source is made in the form of a non-separable cermet assembly, consisting of a high-voltage ceramic insulator with metal cuffs soldered to its end parts and a block of cermet insulators welded through the transition ring to the cuff. An anode with a removable annular permanent magnet and a hollow cathode are welded to the block of insulators. A removable emitter cathode is mounted on the adapter ring and mounted on it with a union flange. The outer part of the cap ring, facing the accelerating electrode, has a rounded shape. The technical result is an increase in the reliability of the device. 1 ill.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к области плазменной техники и может быть применена при разработке электронно-лучевых устройств и использована в электронно-лучевых технологиях и экспериментальной физике.The utility model relates to the field of plasma technology and can be applied in the development of electron beam devices and used in electron beam technologies and experimental physics.
Уровень техникиState of the art
Известен электронный источник с плазменным эмиттером (Корнилов С.Ю. Получение остросфокусированных пучков в электронных пушках с плазменным катодом / С.Ю. Корнилов, И.В. Осипов, Н.Г. Ремпе // ПТЭ. - 2009. - №3. - С. 104-109), который включает в себя разрядную камеру, состоящую из двух катодов и размещенного между ними цилиндрического анода, ускоряющий электрод и магнитные фокусирующие катушки. Один из катодов (полый катод) представляет собой полый цилиндр, внутренняя поверхность которого является рабочей для горения разряда. Во втором катоде (эмиттерный катод) выполнен канал для выхода электронов в вакуум. Магнитное поле в разрядной камере создает постоянный кольцевой магнит. Полый и эмиттерный катоды изготовлены из магнитной стали и являются элементами магнитной цепи. Эмиссия электронов происходит через эмиссионный канал в промежуток, образованный эмиттерным катодом и ускоряющим электродом, между которыми прикладывается ускоряющее напряжение. Фокусировка электронного пучка осуществляется двумя магнитными катушками, закрепленными на лучепроводе. Указанный источник позволяет получать электронные пучки с энергией до 30 кэВ.Known electronic source with a plasma emitter (Kornilov S.Yu. Obtaining sharply focused beams in electron guns with a plasma cathode / S.Yu. Kornilov, I.V. Osipov, N.G. Rempe // PTE. - 2009. - No. 3. - S. 104-109), which includes a discharge chamber, consisting of two cathodes and a cylindrical anode placed between them, an accelerating electrode and magnetic focusing coils. One of the cathodes (hollow cathode) is a hollow cylinder, the inner surface of which is working for burning the discharge. In the second cathode (emitter cathode), a channel is made for the release of electrons into the vacuum. The magnetic field in the discharge chamber creates a permanent ring magnet. The hollow and emitter cathodes are made of magnetic steel and are elements of a magnetic circuit. Electron emission occurs through the emission channel into the gap formed by the emitter cathode and the accelerating electrode, between which an accelerating voltage is applied. The electron beam is focused by two magnetic coils mounted on the beam line. The specified source allows to obtain electron beams with energies up to 30 keV.
Недостаток данного технического решения состоит в невысокой (до 30 кВ) предельной энергии электронов.The disadvantage of this technical solution is the low (up to 30 kV) limiting electron energy.
Известен электронный источник с плазменным эмиттером (патент RU №159300, опубл. 10.02.2016), который включает в себя разрядную камеру, состоящую из полого и эмиттерного катодов и размещенного между ними цилиндрического анода, ускоряющий электрод и фокусирующую магнитную линзу. Полый катод представляет собой полый цилиндр. Эмиттерный катод составной, имеет форму диска. Основная часть эмиттерного катода изготовлена из немагнитного материала, а в центре размещена вставка из ферромагнитного материала. Разрядная камера находится в продольном магнитном поле, которое создается кольцевым Sm-Co (самарий-кобальтовым) магнитом. Для обеспечения выхода электронов из разрядной камеры во вставке выполнен канал.Known electronic source with a plasma emitter (patent RU No. 159300, publ. 02/10/2016), which includes a discharge chamber consisting of a hollow and emitter cathodes and a cylindrical anode placed between them, an accelerating electrode and a focusing magnetic lens. The hollow cathode is a hollow cylinder. The composite emitter cathode is disk-shaped. The main part of the emitter cathode is made of non-magnetic material, and an insert of ferromagnetic material is placed in the center. The discharge chamber is located in a longitudinal magnetic field, which is created by a ring Sm-Co (samarium-cobalt) magnet. To ensure the exit of electrons from the discharge chamber, a channel is made in the insert.
Недостатками электронного источника являются невысокая предельная энергия электронов и пониженная надежность источника из-за сложной конструкции эмиттерного катода. Вставка из ферромагнитного материала в области контакта с основной частью эмиттерного катода из-за краевых эффектов приводит к существенной концентрации магнитного поля, что повышает вероятность электрических пробоев высоковольтного промежутка электронного источника.The disadvantages of the electronic source are the low ultimate electron energy and reduced reliability of the source due to the complex design of the emitter cathode. An insert made of ferromagnetic material in the area of contact with the main part of the emitter cathode due to edge effects leads to a significant concentration of the magnetic field, which increases the likelihood of electrical breakdowns of the high voltage gap of the electronic source.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение электрических параметров устройства.The task to which the claimed utility model is directed is to increase the electrical parameters of the device.
Техническим результатом реализации полезной модели является повышение надежности устройства при работе с высоким (более 30 кВ) ускоряющим электроны напряжением.The technical result of the implementation of the utility model is to increase the reliability of the device when working with high (over 30 kV) electron accelerating voltage.
Технический результат достигается тем, что в источнике электронов, содержащем разрядную камеру, согласно предложенному решению разрядная камера выполнена в виде неразборного герметичного сварного металлокерамического узла, состоящего из высоковольтного керамического изолятора с припаянными к его торцевым частям металлическими манжетами и блока металлокерамических изоляторов, приваренных через переходное кольцо к манжете, при этом к блоку изоляторов приварены анод со съемным кольцевым магнитом и полый катод, а съемный эмиттерный катод установлен на переходном кольце и закреплен на нем накидным фланцем, внешняя часть которого, обращенная в сторону ускоряющего электрода, имеет скругленную форму.The technical result is achieved by the fact that in the electron source containing the discharge chamber, according to the proposed solution, the discharge chamber is made in the form of a sealed welded cermet unit, consisting of a high-voltage ceramic insulator with metal cuffs soldered to its end parts and a block of cermet insulators welded through an adapter ring to the cuff, while an anode with a removable ring magnet and a hollow cathode are welded to the block of insulators, and a removable emitter to Tod mounted on the adapter ring and is secured thereon compression flange, the outer portion of which facing towards the accelerating electrode has a rounded shape.
Полезная модель поясняется рисунком.The utility model is illustrated in the figure.
На рисунке представлен общий вид металлокерамического узла в разрезе.The figure shows a General view of the ceramic-metal node in the context.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Разрядная камера источника электронов выполнена в виде неразборного герметичного сварного металлокерамического узла. Металлокерамический узел состоит из высоковольтного керамического изолятора 1 с припаянными к его торцевым частям металлическими манжетами 2 и 3 и блока металлокерамических изоляторов 4, приваренных через переходное кольцо 5 к манжете 3. К блоку изоляторов 4 приварены анод 6 со съемным кольцевым магнитом 7 и полый катод 8. Съемный эмиттерный катод 9 установлен на переходном кольце 5 и закреплен на нем накидным фланцем 10. Внешняя часть накидного фланца 10, обращенная в сторону ускоряющего электрода 11, имеет скругленную форму для снижения напряженности ускоряющего электрического поля и повышения электрической прочности системы ускорения электронов.The discharge chamber of the electron source is made in the form of a non-separable sealed welded cermet unit. The cermet unit consists of a high-voltage
Работа устройстваDevice operation
Между полым и эмиттерным катодами 8 и 9 съемным постоянным магнитом 7 создается аксиально-симметричное поле с индукцией на оси около 0.1 Т. Давление плазмообразующего газа в разрядной камере составляет примерно 5⋅10-2 Торр. Такое давление создается дозированным напуском газа с величиной около 10-20 см3 атм/h, который подается через канал в полом катоде 8 и откачивается через канал на оси эмиттерного катода 9. Разряд горит в непрерывном режиме с напряжением 350-450 V и током 0.1-1.5 А. Указанный диапазон токов разряда позволяет получать электронный пучок с током от единиц до нескольких сотен миллиампер. Эмиссия электронов из плазмы происходит через отверстие в эмиттерном катоде 9 разрядной камеры в область ускоряющего поля между этим катодом и заземленным высоковольтным анодом (экстрактором). Сформированный в ускоряющем промежутке электронный пучок фокусируется магнитным полем и транспортируется в вакуумную камеру или атмосферу через специальное устройство вывода.An axially symmetric field is created between the hollow and
Заявленные задача и технический результат обеспечиваются за счет использования металлокерамических элементов, герметично сваренных между собой, на которых собирается разрядная камера источника электронов, а также применением в ускоряющем промежутке накидного фланца со скругленной формой, позволяющей снизить напряженность ускоряющего электрического поля и повысить тем самым электрическую прочность системы ускорения электронов. В целом, появляется возможность повысить ускоряющее напряжение электронного источника, а значит, и предельную энергию электронов. Кроме того, применение неразборного металлокерамического узла в конструкции разрядной камеры и повышение электрической прочности системы ускорения электронов делает электронный источник более надежным в эксплуатации и долговечным.The claimed task and the technical result are achieved through the use of cermet elements, hermetically welded together, on which the discharge chamber of the electron source is assembled, as well as the use of a ring flange with a rounded shape in the accelerating gap, which allows to reduce the intensity of the accelerating electric field and thereby increase the electric strength of the system acceleration of electrons. In general, it becomes possible to increase the accelerating voltage of an electronic source, and hence the limiting electron energy. In addition, the use of a non-separable cermet assembly in the design of the discharge chamber and an increase in the electric strength of the electron acceleration system make the electronic source more reliable and durable.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149175U RU175600U1 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | SOURCE OF ELECTRONS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016149175U RU175600U1 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | SOURCE OF ELECTRONS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU175600U1 true RU175600U1 (en) | 2017-12-12 |
Family
ID=60719231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016149175U RU175600U1 (en) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | SOURCE OF ELECTRONS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU175600U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5877582A (en) * | 1995-10-17 | 1999-03-02 | Ebara Corporation | Method and apparatus for cooling window foils of electron beam accelerator |
CN201536093U (en) * | 2009-09-25 | 2010-07-28 | 江苏达胜加速器制造有限公司 | Electron gun |
RU159300U1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | ELECTRONIC SOURCE WITH PLASMA EMITTER |
-
2016
- 2016-12-14 RU RU2016149175U patent/RU175600U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5877582A (en) * | 1995-10-17 | 1999-03-02 | Ebara Corporation | Method and apparatus for cooling window foils of electron beam accelerator |
CN201536093U (en) * | 2009-09-25 | 2010-07-28 | 江苏达胜加速器制造有限公司 | Electron gun |
RU159300U1 (en) * | 2015-05-22 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР) | ELECTRONIC SOURCE WITH PLASMA EMITTER |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US2014312763 A1, 23/10/2014. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4714860A (en) | Ion beam generating apparatus | |
US4785220A (en) | Multi-cathode metal vapor arc ion source | |
GB698005A (en) | Improvements in or relating to electron discharge devices | |
US4122347A (en) | Ion source | |
RU175600U1 (en) | SOURCE OF ELECTRONS | |
US3344298A (en) | Flash x-ray tube with gas focusing of beam | |
US4939425A (en) | Four-electrode ion source | |
RU159300U1 (en) | ELECTRONIC SOURCE WITH PLASMA EMITTER | |
CN116230472A (en) | A Small Switchable Electron-Ion Gun | |
GB451724A (en) | Improvement in electric oscillation generator | |
KR101938641B1 (en) | Subminiature medical electron accelerator | |
US2685046A (en) | Magnetron | |
CN117812795B (en) | A device and method for generating a high-current pulsed ion beam of an electron cyclotron resonance ion source | |
RU209138U1 (en) | Fore-vacuum plasma source of a pulsed electron beam based on a contracted arc discharge | |
RU2237942C1 (en) | Heavy-current electron gun | |
RU2792844C1 (en) | Pulse x-ray tube | |
RU2306683C1 (en) | Plasma electron source | |
SU303738A1 (en) | GAS-DISCHARGE ELECTRON RING HEATER | |
GB1410262A (en) | Field optical systems | |
RU2654493C1 (en) | Vacuum arrester | |
GB747707A (en) | Improvements relating to electron guns | |
SU294545A1 (en) | PLASMA SOURCE OF IONS - "ANTIPROBKTRON" | |
RU2209483C2 (en) | Electron-and-ion source | |
Cornish et al. | The use of an electron microchannel as a self-extracting and focusing plasma cathode electron gun | |
RU2084985C1 (en) | Plasma beam s h f device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB9K | Licence granted or registered (utility model) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190606 Effective date: 20190606 |
|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201215 |