Общие сведения о катодных узлах

Катодный узел рентгеновской трубки предназначен для формирования электронного потока заданной формы. Конструкция катодного узла включает в себя токоведущие провода, держатель катода, токоведущие стойки, нить накала, катодный экран и изолятор.

В качестве источника электронов чаще всего используется прямо­накаль­ный термокатод или автоэлектронный эмиттер. Катод крепится (методом сварки либо механически) к молибденовым стойкам, одна из которых кре­пится к держателю катода и имеет с ним электрический контакт, а другая механически фиксируется на держателе катода, но отделена от него изолятором. Токоведущие провода подводятся к изолированной стойке и к держателю катода и выводятся за пределы вакуумной оболочки. Для того чтобы эмитируемый поток электронов имел определенную форму на всем пути от катода до мишени анода, конструкция катодного узла представляет собой электронно-оптическую систему. Эффект фокусировки электронного пучка обеспечивают определенная форма катода и отверстия в катодном экране. Наиболее часто (рис. 3.1) используется либо электронный пучок малого диаметра, исходящий с острийного катода, либо протяженный (ленточный) с протяженного катода, либо пучок большого диаметра, исходящий с катода, имеющего форму плоской спирали.

К катодам трубок, наряду с общими требованиями к катодам электровакуумных приборов (обеспечивать необходимый и устойчивый ток эмиссии в процессе всего срока службы, хорошо обезгаживаться и не ухудшать вакуум в приборе в рабочих режимах, иметь достаточный срок службы и т. д.), предъявляются специальные требования: стабильности работы при большой напряженности поля на поверхности катода и возможности регулировки тока эмиссии в широких пределах.

Острийный Протяженный Плоская спираль

Рис. 3.1. Конструкции катодов

В качестве источников электронов в современных рентгеновских трубках, как правило, применяются термо- и ненакаливаемые катоды. Рабочие температуры вольфрамового катода лежат в диапазоне 2300…2650 К, при этом плотность тока эмиссии может составлять 0,3…0,7 А/см2 при эффективности 2–10 мА/Вт.