Длина волны характеристических линий и потенциал возбуждения к-серии ряда элементов.

Фокусировка потока электронов в пучок для получения необходимого фокусного пятна достигается оптимальным выбором электрического поля в межэлектродном пространстве, формой катода и его размещением в углублении фокусирующего электрода. Форма и размер катода в значительной степени определяют форму и размеры действительного фокусного пятна которое является основным показателем свойств трубки.

На рис.5.3 приведены конфигурации прямонакальных катодов рентгеновских трубок для формирования электронных пучков различного профиля. Катод в виде цилиндрической спирали (а) применяется в электронно-оптических системах (ЭОС), формирующих ленточные электронные пучки. Спираль аналогичной конфигурации (б) применяется также для формирования радиального пучка в трубках коаксиальной конструкции. Катод в виде плоской архимедовой спирали (в) используют в системах формирования осесимметричных электронных пучков. Разновидностью такого катода является спираль, витки которой расположены по конической поверхности. V-образный катод (е) используют в ЭОС, для формирования пучков малого диаметра, поскольку концы такого катода имеют низкую температуру, эмиссия электронов происходит преимущественно с вершины катода. Ω-образные катоды применяют в некоторых

а б в г д

Рис.5.3. Конструкции прямонакальных катодов: а) цилиндрическая спираль; б)-цилиндрическая спираль с внутренней траверсой; в) архимедова спираль, г) петлевой Ω-образный и д) V-образный катоды.

рентгеновских трубках для получения фокусных пятен кольцевой формы малого (г) и большого (д) диаметра. Учитывая, что мощность рентгеновских трубок в основном ограничена тепловым режимом анода, а не плотностью тока с катода, в качестве источника электронов используют термокатоды из чистого либо карбидированного торированного вольфрама, при этом, плотность тока эмиссии может составлять 0,3-0,7 А/см² при эффективности 2-10 мА/Вт. В рентгеновских трубках предназначенных для структурного анализа, где должно быть исключено загрязнение мишени на аноде материалом катода, при его термическом испарении, использую катоды с более низкой рабочей температурой. В этом случае применяются карбидированные торированные вольфрамовые катоды.

В трехэлектродных управляемых импульсных рентгеновских трубках применяются, как правило, оксидные подогревные катоды торцевой конструкции. Данные катоды позволяют получить в импульсном режиме плотность тока эмиссии 8-10 А/см². Нанесение оксидного слоя при изготовлении таких катодов производится с помощью плазмотрона. Для получения больших импульсных токов в импульсных рентгеновских трубках микро и наносекундного диапазона применяются ненакаливаемые катоды (гребенки различной конфигурации) работающие в режиме автоионной либо взрывной электронной эмиссии. При работе катода в режиме взрывной эмиссии длительность процессов 10^-10-10^-8 с, а плотность тока достигает 10⁷-10⁸ А/см².