- •М инистерство образования российской федерации
- •Глава 1. Введение в электронную теорию твердого тела 5
- •Глава 2. Теория и практика эмиссионных процессов. 21
- •Глава 3. Электронно-вакуумные приборы с электростатическими полями 69
- •Глава 4. Теория и практика фокусировки и управления электронными пучками в электромагнитных полях 95
- •Глава 5. Электронно-лучевые приборы 133
- •Глава 6. Газоразрядная и плазменная электроника 158
- •Глава 1.
- •1.1.Энергия связи в твердом теле.
- •2.1. Металлическое состояние.
- •3.1. Состояние электрона в кристаллической решетке
- •4.1.Статистика электронов в кристаллической решетке металла.
- •5.1.Энергия Ферми.
- •6.1. Плотность электронных состояний.
- •7.1. Особенности зонной структуры ионных и ковалентных кристаллов.
- •8.1.Особенности положения уровня Ферми в полупроводниках.
- •Глава 2.
- •1.2. Работа выхода электрона из твердых тел.
- •2.2. Термоэлектронная эмиссия
- •1.3. Термоэлектронные катоды.
- •1.1.3. Металлические катоды.
- •2.1.3. Пленочные катоды
- •3.1.3. Оксидные катоды.
- •4.1.3. Способы нагрева катодов.
- •4.2. Закон Лэнгмюра-Богуславского.
- •4.2. Эффект Шоттки.
- •6.2. Автоэлектронная эмиссия.
- •6.2. Взрывная эмиссия.
- •8.2 Автоэмиссионные катоды.
- •7.2. Вторичная электронная эмиссия
- •8.2. Фотоэлектронная эмиссия.
- •10.2 Фотокатоды.
- •1.10.2. Фотокатоды для видимой области спектра.
- •2.10.2 Фотокатоды для ультрафиолетовой области.
- •3.10.2. Фотокатоды для инфракрасной области.
- •11.2 Аноды электронно-вакуумных приборов.
- •12.2 Управление электронным потоком
- •Глава 3.
- •1.3.Рентгеновские трубки.
- •Длина волны характеристических линий и потенциал возбуждения к-серии ряда элементов.
- •1.1.3 Области применения и конструктивные
- •2.1.3. Двухэлектродные трубки для просвечивания.
- •3.1.3. Импульсные рентгеновские трубки.
- •4.1.3. Трубки для диагностики биологических объектов.
- •5.1.3. Трубки для рентгенотерапии.
- •6.1.3. Рентгеновские трубки для радиационной химии
- •7.1.3. Рентгеноструктурный анализ.
- •8.1.3. Рентгеноспектральный анализ
- •9.1.3. Бескристальные спектрометры
- •2.3. Электронно-ионный микроскоп.
- •3.3. Фотоэлектронный умножитель.
- •Глава 4
- •1.4.Силы, действующие на заряженную частицу в электромагнитном поле. Уравнения движения.
- •2.4. Аналогия между движением заряженных частиц в электростатическом поле и распространением световых лучей в прозрачной среде.
- •3.4. Центрированные электронно-оптические системы.
- •4.4. Фокусировка электронных пучков в аксиально-симметричных
- •1.4.4. Катодная линза.
- •2.4.4. Электронные пушки.
- •3.4.4. Автоэмиссионные пушки.
- •4.4.4. Электронный прожектор.
- •5.4.4. Электростатические системы управления электронным лучом.
- •6.4.4. Анализатор скорости заряженных частиц.
- •7.4.4. Осциллографическая трубка.
- •5.4. Фокусировка и управление потоком заряженных частиц в постоянных магнитных полях.
- •1.5.4. Конструкции магнитных линз.
- •2.5. 4. Дефекты электронно-оптических линз.
- •3.5.4. Отклонение заряженных частиц магнитным полем.
- •Глава 5
- •1.5. Кинескопы.
- •2.5 Электронно-оптический преобразователь.
- •3.5. Электронные микроскопы.
- •1.3.5. Принцип работы электронных микроскопов.
- •2.3.5. Просвечивающие электронные микроскопы.
- •3.3.5. Рентгеновские микроанализаторы.
- •4.3.5. Растровые электронные микроскопы.
- •Глава 6.
- •1.6. Слабоионизированные газы.
- •2.6. Ионизация газа, находящегося в термодинамическом равновесии.
- •3.6. Диффузионный ток.
- •4.6. Проводимость
- •5.6. Ударная ионизация
- •6.6. Вольтамперная характеристики газового разряда.
- •1.6.6. Несамостоятельный газовый разряд.
- •2.6.6. Самостоятельный газовый разряд.
- •7.6. Газоразрядные приборы с холодным катодом
- •1.7.6. Дуговые разрядники.
- •2.7.6. Газоразрядные источники света.
- •3.7.6. Лампы тлеющего свечения (лтс).
- •4.7.6. Стабилитрон тлеющего разряда.
- •5.7.6. Многоэлектродные газоразрядные приборы тлеющего разряда.
- •6.7.6. Тиратрон тлеющего разряда.
- •7.7.6. Тиратроны дугового разряда.
- •8.6. Дисплеи с плазменной панелью.
- •1.8.6.Структура ячейки
5.1.3. Трубки для рентгенотерапии.
Рентгенотерапия основана на использовании биологического действия рентгеновского излучения в лечебных целях. Установлено, что молодые, находящиеся в процессе роста клетки (например, клетки опухолей) более чувствительны к воздействию лучей, чем старые сформировавшиеся клетки. Поэтому путем облучения удается избирательно разрушить больные клеточные массы, практически не нанося вреда здоровым тканям и органам человека.
Исходя из особенностей взаимодействия излучения различной жесткости с тканями живого организма, рентгеновские трубки для терапии целесообразно разделить на трубки поверхностной терапии и высоковольтные трубки для глубинной терапии.
Приборы обоих типов используют в режиме длительного непрерывного включения, поэтому для сокращения времени облучения необходимо, чтобы они обладали большой мощностью. Особых требований к размеру фокусного пятна не предъявляется.
Трубки для поверхностной терапии рассчитывают на напряжение до 100 - 150 кВ. Среди них следует выделить группу приборов, предназначенных для получения очень мягкого интенсивного рентгеновского излучения, необходимого, например, при лечении кожных заболеваний. Такие трубки имеют црострельный анод с мишенью из рения (Z = 75) или золота (Z = 79). Сочетание тяжелоатомной мишени с тонким выходным окном из Be обеспечивает в непосредственной близости от окна высокую интенсивность тормозного излучения. Трубку, анод которой заземлен, располагают в небольшом защитном кожухе. Накал и высокое напряжение на катод подают тонким высоковольтным кабелем. Кожух с трубкой можно держать в руках, что очень удобно при пользовании прибором.
Для облучения органов, расположенных у поверхности тела, служат трубки большой мощности с бериллиевыми окнами.
При глубинной терапии, как указывалось, необходимо жесткое излучение с регулируемым в широком диапазоне спектром. Для его получения в области напряжений 200 - 2000 кВ используют рентгеновские трубки, которые на на
пряжение свыше 400 кВ делают секционированными. Рентгенотерапию глубоко лежащих очагов осуществляют с помощью тормозного излучения, генерируемого ускорителем электронов. Для полостной терапии, когда фокусное пят
но прибора вводят непосредственно в полость больного органа служат трубки с в ынесенным полым анодом (рис. 10.3).
Рис. 10.3. Рентгеновская трубка с вынесенным полым анодом.
6.1.3. Рентгеновские трубки для радиационной химии
Одним из современных эффективных средств получения новых свойств материалов является радиационная технология. Радиационная технология основана на процессах, возникающих в веществах под воздействием ионизирующих излучений, и позволяет не только получать материалы с новыми эксплуатационными свойствами, но и решать экологические проблемы, вопросы экономии энергетических и топливных ресурсов. Основными направлениями использования радиационной технологии являются: модифицирование полимеров, полимеризация, очистка газов, стерилизация, обработка древесины и т.д. Для лабораторных исследований, а также для промышленной обработке тонких слоев некоторых органических материалов применяют рентгеновские трубки и созданные на их основе ускорительные трубки с выпуском электронного пучка. Как правило, эти приборы работают в диапазоне напряжений от 80 до 1000 кВ.
Конструкция импульсной трубки ИА9 для радиационно-химических исследований приведена на рис. 11.3. Катод (3) состоит из восьми параллельно расположенных лезвий, выполненных из вольфрамовой фольги толщиной 40 мкм.
Рис.11.3. Конструкция трубки для радиационной химии. 1-поддерживающая решётка; 2=выпускное окно; 3- катод; 4-металлический корпус; 5-стеклянный изолятор; 6- штенгель; 7-защитно декоротивное покрытие.
Выпуск электронного пучка производится через выпускное окно из титана (2), выполняющее одновременно функции анода трубки. Для механической прочности окна используется поддерживающая решетка большой оптической прозрачности. Вакуумная оболочка трубки состоит из металлического корпуса (4) и стеклянного изолятора конической формы (5). Штенгель трубки 6 служит также катодным выводом.