Формирование электронного пучка

Поскольку электронный пучок в свободном пространстве неограниченно расширяется, при практич. использовании интенсивных пучков кроме системы, формирующей пучок,- электронной пушки-необходима система, ограничивающая расхождение пучка. Расширение электронного пучка ограничивается с помощью внеш. электрич. и магн. полей. Классич. пример протяжённого интенсивного электронного пучка - т. н. поток Бриллюэна - цилиндрический пучок, ограниченный продольным однородным магн. полем. При определ. соотношении четырёх величин - нач. радиуса r₀, тока пучка I, напряжения U₀, определяющего энергию электронов до входа в магн. поле, и магн. индукции продольного однородного магн. поля B₀ - теоретически возможно получить устойчивый цилиндрический электронный пучок. При оптимальном соотношении r₀, I, U₀ и B₀ макс. первеанс бриллюэновского потока достигает 25,4 мкА/В^3/2. При макс. первеансе потенциал на оси пучка составляет всего 1/3 значения на границе. При ограничении магн. полем трубчатых пучков можно получить ещё большие значения первеанса.

Практически сформировать протяжённые электронные пучки с первеансом, близким к теоретически максимально возможному, не удаётся из-за ряда причин: разброса нач. скоростей электронов, эмитированных катодом, трудности создания ограничивающих полей строго заданной конфигурации, практич. невозможностью строго выполнить нач. условия ввода пучка в систему ограничения и др. Реальные электронные пучки имеют волнистую и пульсирующую границы, форма пучка не остаётся неизменной. Поэтому для предупреждения оседания электронов пучка на поверхности пролётного канала радиус проводящей трубки, сквозь к-рую пропускается интенсивный пучок, выбирается на 20-30% больше радиуса пучка.

Магнитное сопровождение электронных пучков. Типы фокусирующих систем.

Вследствие действия сил пространственного заряда пучок заряженных частиц высокой интенсивности неизбежно будет расширяться, если не предприняты специальные меры для сохранения его поперечного сечения. Поддержание пучков высокой интенсивности основано на компенсации сил пространственного заряда некоторыми другими силами, действующими в основном извне. Для этого существует множество практических методов.

При рассмотрении сил пространственного заряда в главе 2, высказывалось предположение, что поперечное сечение пучка поддерживается очень сильным однородным магнитным полем. Это поле действует на частицы таким образом, что они движутся очень близко к силовым линиям независимо от сил пространственного заряда.

На практике фокусировка Бриллюэна может быть реализована только приближенно. Такой вид фокусировки с учетом начальной магнитной индукции на катоде называется фокусировкой сопровождения (рис.9). При этом получить полностью параллельный пучок не представляется возможным, поскольку трудно обеспечить введение электронного потока в область однородного поля с нулевыми радиальными скоростями и строго заданного радиуса. Поэтому реальные пучки заряженных частиц, фокусируемые в однородном магнитном поле с неэкранированным катодом, являются неравновесными, пульсирующими пучками.

Фокусировка пучков высокой интенсивности однородными магнитными полями является прямым методом. Однако получение сильного однородного поля в относительно большом объеме делает приборы и оборудование очень громоздкими и трудными для эксплуатации. Этот недостаток делает такой вид фокусировки неприемлемым для многих применений.

Коллекторы приборов СВЧ.

Электрод электровакуумного прибора СВЧ, который собирает электроны, прошедшие пространствовзаимодействия, и рассеивает их энергию.

Изобретение относится к электровакуумным приборам СВЧ, в частности к коллекторам в лампах бегущей волны О-типа или клистронах, в которых применяется рекуперация кинетической энергии отработавших электронов. Коллектор содержит корпус, электроды с несимметричными элементами и крепящие их к корпусу изоляторы, которые представляют из себя керамическую втулку или керамические стержни. Техническим результатом является улучшение теплорассеивающей способности коллектора при неосесимметричном оседании электронов на поверхности электродов и, как следствие, неосесимметричной тепловой нагрузке, для чего хотя бы одна втулка, крепящая электрод с входным наклонным отверстием, имеет обращенный к указанному отверстию и совпадающий с ним по ориентации наклонный торец. В случае применения стержней в качестве изоляторов стержни, крепящие электрод с выходным наклонным торцом, имеют длину в соответствии с длиной цилиндрической поверхности электрода, прилегающей к стержню. Стержни могут быть выполнены в виде единого тела или составными в продольном направлении. При подаче на сигнальную пластину положительного потенциала относительно сетки ток вторичной эмиссии на коллектор уменьшится и потенциал облучаемого участка также снизится до нового равновесного состояния. Насыщенность вторично-эмиссионного тока с данного элемента может быть объяснена наличием вблизи элемента только что коммутированных элементов, имеющих вследствие этого более высокий потенциал и способность воспринять значительную долю вторичных электронов, уходящих с коммутируемого элемента.При увеличении анодного напряжения анодный ток сначала возрастает, так как при малой скорости первичные электроны не выбивают вторичных электронов. Затем появляется вторичная эмиссия, и анодный ток уменьшается. При дальнейшем увеличении анодного напряжения ток вторичной эмиссии уменьшается, а анодный ток снова возрастает. Когда анодное напряжение станет больше напряжения экранирующей сетки, вторичная эмиссия не прекращается, но она уже не обнаруживается, так как вторичные электроны, выбитые с анода, теперь все возвращаются на анод. В этом случае наблюдается попадание на анод вторичных электронов, выбитых с экранирующей сетки, за счет которых анодный ток дополнительно возрастает, а ток экранной сетки несколько уменьшается. Характеристика анодного тока имеет провал и падающий участок, в пределах которого анодный ток при увеличении анодного напряжения не увеличивается, а уменьшается. Рекуперати́вное торможе́ние — вид электрического торможения, при котором электроэнергия, вырабатываемая тяговыми электродвигателями, работающими в генераторном режиме, возвращается в электрическую сеть. Рекуперативное торможение широко применяется на электровозах, электропоездах, современных трамваях и троллейбусах, где при торможении электродвигатели начинают работать как электрогенераторы, а вырабатываемая электроэнергия передаётся через контактную сеть либо другим электровозам, либо в общую энергосистему через тяговые подстанции. Аналогичный принцип используется на электромобилях, гибридных автомобилях где вырабатываемая при торможении электроэнергия используется для подзарядки аккумуляторов. Некоторые контроллеры двигателей электровелосипедов реализуют рекуперативное торможение.