Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бугаев С.П. -> "Электронные пучки большого сечения" -> 11

Электронные пучки большого сечения - Бугаев С.П.

Бугаев С.П., Крейндель Ю.Е., Щанин П.М. Электронные пучки большого сечения — М.: Энергоиздат, 1984. — 113 c.
Скачать (прямая ссылка): elektronpuchkisecheniya1984.djvu
Предыдущая << 1 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 52 >> Следующая


Рис. 1.13. Принципиальная схема фотометра [10]

26
Для получения количественных результатов распределения плотности тока облученную пленку подвергают фотометрированию (рис. 1.13). Пленку 1 устанавливают на цилиндрическую поверхность барабана 2, который вращают с помощью электродвигателя 3. Свет от ленточной лампы 4 направляют на поверхность пленки; через светофильтр с полосой пропускания 6,5 нм при X =550 нм он попадает на фотоэлемент. Сигнал с фотоэлемента регистрируется осциллографом, развертка которого минх-ронизована с частотой вращения барабана.

Глава 2

ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОНОВ С ТЕРМОЭЛЕКТРОННОЙ ЭМИССИЕЙ

2.1. ТЕРМОКАТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ИСТОЧНИКАХ, ФОРМИРУЮЩИХ ПУЧКИ

БОЛЬШОГО СЕЧЕНИЯ

В большинстве современных электронно-лучевых устройств и приборов используются пучки заряженных частиц с высокой яркостью или плотностью энергии в пятне. Чтобы обеспечить эти требования, необходимы катоды с большой плотностью тока эмиссии. Поэтому длительное время развитие эмиссионной электроники осуществлялось в направлении создания эффективных катодов, позволяющих получать значительные токи с небольших площадей при малых мощностях питания и значительных сроках службы. В источниках, предназначенных для получения ПБС, условия работы термокатодов намного тяжелее, чем в отпаянных приборах, так как в этих установках, являющихся, как правило, разборными, имеется большое количество деталей со значительным выделением газов, которые иногда агрессивны по отношению к катоду. Это, наряду с требованием обеспечения высокой равномерности распределения, а также плотности тока, вызывает затруднения применения термокатодов в источниках ПБС. Кроме того, большие линейные размеры эмиттеров требуют новых конструктивных решений катодных узлов.

В источниках ПБС, в которых используется термоэмиссия, наиболее широко применяются, несмотря на невысокие плотность эмиссии (0,2— 0,3 А/см2) и эффективность, тугоплавкие металлические катоды на основе вольфрама и тантала. Это обусловлено тем, что они удовлетворительно работают в диапазоне давлений до 10”2 Па, не боятся кратковременных повышений давления до 1 Па и достаточно устойчивы по отношению к ионной бомбардировке. После напуска газа при переборке системы металлические термокатоды не требуют активировки. Основной недостаток металлических катодов — высокая мощность накала и рабочая температура порядка 2100—2600°С. С помощью дополнительного импульсного нагрева вольфрамового катода удавалось увеличить плотность тока эмиссии до 70 А/см2, однако при этом резко снижается срок службы катода (до нескольких часов).

На 600—700°С ниже рабочая температура торированных катодов. Это достигается снижением работы выхода за счет появления на поверхности вольфрама пленки тория. Применение вольфрамово-ториевых катодов ограничено из-за их неустойчивости к воздействию высокого напряжения и ионной бомбардировки. Устойчивость пленки тория можно зна-

27
чительно повысить карбидированием эмиттирующегослоя торированного вольфрама. При температуре 1600 - 1900°С и долговечности до 1000 ч катоды из торированного вольфрама обеспечивают плотность тока эмиссии в пределах от 1 до 4 А/см2. Существенные недостатки катодов из кар-бидированного вольфрама — хрупкость и неравномерность распределения плотности тока, которая для нитевидных катодов достигает в некоторых случаях 40 — 50%. В электронно-оптических системах с управляющей сеткой последний недостаток может быть существенно уменьшен при протекании тока в промежутке катод-сетка в режиме пространственного заряда. Это создает предпосылки для широкого использования катодов из карбидированного вольфрама в источниках электронов, генерирующих ПБС.

Катоды из гексаборида лантана (LaB6) по своим эмиссионным характеристикам наиболее полно удовлетворяют требованиям работы в разборных системах. При температуре 1500—1700°С они обеспечивают плотность тока эмиссии до 20 А/см2, которая почти не зависит от давления в диапазоне 10”5 — 10“ 2 Па [11]. При одинаковой плотности тока эмиссии 10 А/см2 скорость испарения у LaB6 на порядок ниже, чем у вольфрама. В сильных электрических полях плотности тока эмиссии достигают 80 — 100 А/см2. Наряду с хорошими эмиссионными свойствами боридные катоды обладают достаточно высокой устойчивостью по отношению к отравлению газами и ионной бомбардировке, а также не требуют специальных режимов обезгаживания и активировки. Высокая химическая активность LaB6 в контакте с металлами приводит к разрушению материала подложки. В прямоканальных боридных катодах их долговечность определяется сроком службы подогревателя, которая не превышает 500 — 1000 ч. Подогреватель выходит из строя в результате воздействия бора и рекристаллизации. В [12] отмечаются неудовлетворительные результаты испытаний катода из LaBe длиной около 2 м и шириной 1 см. Значительные трудности могут возникнуть при создании катодов с большой эмит-тирующей поверхностью, так как сложно изготовить тонкий катод с большой площадью и обеспечить его равномерный нагрев.

Среди термоэмиссионных катодов наибольшей эффективностью (от 0,1 до 1 А/Вт) и наименьшей рабочей температурой (от 800 до 1000°С) обладают оксидные катоды, обеспечивающие высокую плотность тока эмиссии (от 3 до 5 А/см2) в непрерывном и десятки ампер на 1 см2 — в импульсном режимах. Срок службы оксидных катодов составляет несколько сот часов и ограничивается отравлением остаточными газами, особенно кислородом, и разрушением под действием ионной бомбардировки. При отборе больших токов вследствие низкой теплопроводности слой окиси бария перегревается, и это также приводит к его разрушению. Кроме того, долговечность катодов существенно ограничивается вследствие постоянного испарения бария. Для уменьшения испарения приходится снижать температуру катода, что существенно уменьшает предельно достижимый ток эмиссии. С целью устранения указанных недостатков разработаны катоды с повышенным запасом активного вещества— распределительные, или диспенсерные. В ускорителях наиболее широкое применение1 получили прессованные оксидно-никелевые катоды. При работе в высоковольтном ускорителе [13] долговечность работы прессованного катода составила 200 — 300 ч и определялась прорывом фольги выводного окна. Эмиссионные свойства катода восстанавливались, если перерывы в работе не превышали 1 —2ч при откачке вакуумной системы паромасляным
Предыдущая << 1 .. 5 6 7 8 9 10 < 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 52 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed