Наша сеть партнеров Banwar
Електр про нна п у шка, пристрій для отримання потоків (пучків) електронів в обсязі, з якого видалений повітря (в вакуумі). Електрони в Е. п. Вилітають з катода і прискорюються електричним полем (рис. 1). Випускання електронів з катода відбувається головним чином в процесах термоелектронної емісії , Емісії з плазми , Автоелектронної емісії (див. тунельна емісія ) і фотоелектронній емісії , Формування заданого розподілу електронного пучка на виході з Е. п. Здійснюється підбором конфігурації і величини електричного і магнітного полів і є предметом електронної оптики (див. Електронна і іонна оптика ). Термін «Е. п. »застосовують як до пристроїв для формування високоінтенсивних електронних пучків (сільноточние Е. п.), так і до більш простим совокупностям електродів для отримання пучків малої інтенсивності (використовуваних в клістронах , магнетронах , електронно-променевих приладах ); останні часто називаються електронними прожекторами. Конструкції і параметри слабкострумових Е. п. Вельми різноманітні. Схема однієї з них наведена на рис. 2. Е. п. Знаходять широке застосування в техніці і наукових дослідженнях, зокрема в телевізійних системах, електронних мікроскопах, електроннооптичних перетворювачах, апаратах для плавки і зварювання металів, збудження газових лазерів і т. д. Токи електронних пучків в слабкострумових Е. п. можуть мати значення в межах від десятків мка до десятків а, а енергії електронів доходити до сотень кев.
У потужнострумової Е. п., Що є двоелектродної приладом (діодом), генеруються електронні пучки з істотно більшими струмами - до 104 - 107 а, енергією прискорених електронів до 10-20 МеВ і потужністю £ 1013 пн. Зазвичай в потужнострумової Е. п. При щільності струму ³ 1 ка / см 2 використовуються холодні катоди з «вибуховою емісією». Вибухова емісія виникає при нагріванні і вибуху мікроострій на поверхні катода струмом автоелектронної емісії (див. тунельна емісія ). Іонізація парів призводить до формування у поверхні катода щільної плазми і збільшення середньої щільності струму емісії в 103-104 разів. Прікатодном плазма розширюється до анода зі швидкістю v = (2-3) × 106 см / сек і замикає що складається з катода і анода діод за час d / v (d - відстань катод - анод), що обмежує тривалість струму пучка через діод часом ~ 10-8 - 10-6 сек.
При малих токах і відсутності розрідженій плазми між катодом і анодом рух електронів в потужнострумової Е. п. З урахуванням релятивістських поправок подібно до руху в слаботочной Е. п. Відмітна особливість Е. п. В режимах з великими струмами полягає в сильному впливі магнітного поля пучка на траєкторії електронів. Як показує розрахунок, при струмі діода 
(Ка) (рис. 3, - повна енергія електронів у анода, mc2 - енергія спокою; см. відносності теорія ) Власне магнітне поле потоку електронів завертає електрони до осі цього потоку і стискає потік до центру анода. Це стиснення пучка у анода призводить до екранування центральної області катода просторовим зарядом пучка, внаслідок чого електрони випускаються головним чином кромкою катода, що добре видно на рис. 3. Ефект стиснення найбільш яскраво проявляється, якщо просторів, заряд і його електричне поле частково компенсуються іонами плазми, що заповнює пріосевой область діода або покриває поверхню анода. Плазма в діоді створюється або за допомогою зовнішніх джерел, або в результаті нагрівання анода електронним пучком. При цьому на аноді щільність струму сфокусованого пучка досягає 106-108 а / см 2, а щільність потоку енергії £ 1013 вт / см 2. Подання про пучку в цьому випадку умовно, т. К. Поперечна швидкість електронів порівнянна з поздовжньою.
Якщо на аноді є шар щільної плазми, то іони прискорюються електричним полем до катода, а струм в діоді переноситься і електронами, і іонами. Теорія і розрахунок, що підтверджуються експериментами, пророкують, що в результаті взаємодії магнітного поля з електронами їх ток зі збільшенням R / d (на відміну від іонного) перестає наростати. Це відкриває можливість отримання в потужнострумових Е. п. Іонних пучків з струмом ³ 106 а. Ефект придушення електронних струмів на периферії діода магнітними полями, називається магнітною ізоляцією, використовується в вакуумних передавальних лініях, що з'єднують джерело живлення з діодом Е. п. І витримують без пробою напруженість електричного поля £ 4 × 106 в / см.
Потужнострумові Е. п. Використовуються для нагріву плазми, колективного прискорення заряджених частинок, отримання гальмівного випромінювання і потоків нейтронів, генерації НВЧ-коливань і лазерного випромінювання, в дослідженнях з фізики твердого тіла.
Літ .: Алямовская І. В., Електронні пучки і електронні гармати, М., 1966; Місяць Г. А., Генерування потужних наносекундних імпульсів, М., 1974; Смирнов В. П., Отримання сільноточних пучків електронів, «Прилади і техніка експерименту», 1977, ст. 2.
В. П. Смирнов.
Мал. 1. Схема електронної гармати: 1 - катод; 2 - модулятор; 3 - перший анод; 4 - другий анод; е - траєкторії електронів.
Мал. 3. Схема потужнострумового діода: 1 - катод; 2 - шар катодного плазми; 3 - типова траєкторія електрона в діоді, що має спіралеподібну форму; 4 - типова траєкторія іона в діоді; 5 - шар анодної плазми; 6 - анод.
Мал. 2. Структурна схема осесиметричною електронної гармати, використовуваної в клістронах (показана в розрізі).