Termoemisyjne źródła elektronów : uwarunkowania polaryzacyjne

Sikora, Jarosław

Termoemisyjne źródła elektronów : uwarunkowania polaryzacyjne

Type

Book

Subtype

Monograph

Authors/Creators

Sikora, Jarosław

Ministerial publisher

Politechnika Lubelska

ISBN

978-83-7947-365-6

Date

2019

Abstract PL

Rozwój zastosowań termoemisyjnych źródeł elektronów jest stymulowany rozwojem technologii wytwarzania materiałów o niskiej pracy wyjścia elektronu, wysokotemperaturowych materiałów izolacyjnych, próżniowych struktur w mikroi nanoskali a także rozwojem elektronicznych układów polaryzacji źródeł. W monografii przedstawiono właściwości źródeł w zależności od warunków polaryzacji oraz ich zastosowania w termoemisyjnym chłodzeniu elektronowym, wytwarzaniu energii elektrycznej, w szczególności w jonizacji gazu w próżniowych przyrządach pomiarowych, spektrometrze mas, próżniomierzu jonizacyjnym. Dokładność i powtarzalność wyników pomiarów realizowanch w spektrometrze mas zależy, między innymi, od jakości termoelektronowej wiązki jonizującej. W oparciu o kryterium liniowości natężenia prądu jonowego względem natężenia prądu termoemisji elektronowej, wyrażonego w formie warunku stałej wrażliwości natężenia prądu jonowego względem natężenia prądu termoemisji elektronowej, dokonano analizy autorskich i współautorskich układów polaryzacji termoemisyjnego źródła elektronów stosowanych w spektrometrze mas. Na podstawie uzyskanych wyników, w kontynuacji badań przyjęto kryterium redukcji wrażliwości napięcia polaryzującego źródło względem wielkości wpływających. W oparciu o przyjęte kryterium dokonano syntezy układu polaryzacji termoemisyjnego źródła elektronów ze stabilizacja napięcia polaryzującego źródło i natężenia prądu termoemisji elektronowej. W świetle przeglądu literatury przedmiotu należy przyjąć, że jest to pierwszy układ polaryzacji, który zapewnia jednoczesną stabilizację napięcia przyśpieszającego elektrony i natężenia prądu termoemisji elektronowej.

Abstract EN

The development of thermionic electron emission sources applications is stimulated by the development of the technology of producing materials with low electron work function, high temperature insulation materials, vacuum structures in micro- and nano-scale as well as the development of electronic source biasing systems. The intensity of the thermionic emission current depends on the electrostatic distribution of potential energy of the electron in the area of the cathode-anode, which is conditioned by the biasing voltage of the source. Electrical parameters of sources depend on their construction and biasing conditions. As a consequence, the sources can work both in the generation and absorption of electricity. In the first case, they are used to convert thermal energy into electricity in another, to produce thermionic electron beams of a given intensity and energy of electrons. The work presents the applications of sources and analytically describes the thermionic emission method of electric energy production, thermionic emission cooling and the use of a thermionic electron beam for gas ionization in vacuum measuring instruments, including mass spectrometry for isotopic analysis. Accuracy and repeatability of the measurement results performed in the mass spectrometer depend, among others, on the quality of the ionizing beam. Based on the criterion of linearity of ionic current intensity relative to the intensity of the thermionic emission current, expressed in the form of a constant sensitivity of the ionic current intensity relative to the intensity of the thermionic emission current, an analysis of the author’s biasing systems of the electron source used in the mass spectrometer was made. On the basis of the obtained results, in further research, the criterion of reducing the sensitivity of the voltage biasing the source to the magnitude of influences was adopted. On the basis of the adopted criterion, a synthesis of the biasing system of the electron source with the stabilization of the voltage biasing the source and intensity of the thermionic emission current has been made. In the light of the literature review of the subject, it should be noted that this is the first biasing system that ensures simultaneous stabilization of the electron accelerating voltage and intensity of the thermionic emission current.

Keywords PL

elektrony

termoemisja elektronowa

prąd termoemisji elektronowej

polaryzacja

Keywords EN

electrons

thermionic emission

thermionic emission current

polarization

Statistics