JPH0693037B2 - Positron beam generator - Google Patents
Positron beam generatorInfo
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- JPH0693037B2 JPH0693037B2 JP3175122A JP17512291A JPH0693037B2 JP H0693037 B2 JPH0693037 B2 JP H0693037B2 JP 3175122 A JP3175122 A JP 3175122A JP 17512291 A JP17512291 A JP 17512291A JP H0693037 B2 JPH0693037 B2 JP H0693037B2
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- positron
- electrode
- extraction electrode
- emission surface
- emitting surface
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】 本発明は、例えば透過型陽電子
顕微鏡などに使用される陽電子ビーム発生装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positron beam generator used in, for example, a transmission positron microscope.
【0002】[0002]
【従来の技術】 陽電子ビームを得る方法としては、従
来、(1) β+ 崩壊するラジオアイソトープ(RI)を利
用する方法(例えば、Physical Review Let-ters vol 6
0.No3,pp169 (1988))。あるいは、(2) 電子ライナック
からの電子ビームをターゲットに照射し、制動放射γ線
による電子対生成を利用する方法などがある。2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for obtaining a positron beam, (1) a method using a radioisotope (RI) that decays β + (for example, Physical Review Let-ters vol 6
0.No3, pp169 (1988)). Alternatively, (2) there is a method of irradiating an electron beam from an electron linac to a target and utilizing electron pair generation by bremsstrahlung γ rays.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】 ところで、上記の
(1) の方法によって得られる陽電子は、その電流量が高
々数10フェムトアンペア程度であり、例えば陽電子顕
微鏡として使用するには、電流増加と同時に高輝度化を
はかる必要がある。一方、(2) の方法によると、(1) の
方法に比べて104 倍程度の電流の陽電子ビームを得る
ことができるものの、装置全体の長さが数10m程度と
非常に長くしかも装置内で付随的に発生する中性子のシ
ールドが必要となるなど、陽電子ビーム発生装置のみと
して使用するには、あまりにも大型でしかも運転には高
度な知識を必要とするといった問題がある。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
The positron obtained by the method (1) has a current amount of about several tens of femtoamps at most, and for use as a positron microscope, for example, it is necessary to increase the current and simultaneously increase the brightness. On the other hand, according to the method (2), although a positron beam with a current about 10 4 times that of the method (1) can be obtained, the length of the entire apparatus is very long, about several tens of meters, and the inside of the apparatus is very long. Therefore, there is a problem that it is too large to be used as a positron beam generator only, and requires advanced knowledge for operation, such as the need to shield incidentally generated neutrons.
【0004】本発明の目的は、簡単かつ小型な装置構成
で、高輝度の陽電子ビームを発生することのできる装置
を提供することにある。It is an object of the present invention to provide an apparatus capable of generating a positron beam with high brightness with a simple and compact apparatus structure.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ための構成を、実施例に対応する図1を参照しつつ説明
すると、本発明は、陽電子を発生するアイソトープ(R
I層)1aにより形成した球状凹面の表面上に、減速材
1bを一様に形成することによって得られる陽電子放出
面1と、この陽電子放出面1と対向する位置に配設さ
れ、その放出面1からの陽電子を、球状凹面の中心軸CL
に沿う方向に引き出すための引き出し電極3と、この電
極3と陽電子放出面1との間に所定の電位差を与える電
源4と、陽電子放出面1の外側周囲に配設され、この陽
電子放出面1と引き出し電極3との間に形成される電界
を補正する補正電極2を備えていることによって特徴づ
けられる。Means for Solving the Problems A configuration for achieving the above object will be described with reference to FIG. 1 corresponding to an embodiment. The present invention is directed to an isotope (R) that generates a positron.
I layer) 1a, and a positron emission surface 1 obtained by uniformly forming a moderator 1b on the surface of the spherical concave surface, and the emission surface provided at a position facing the positron emission surface 1. The positron from 1 is the central axis CL of the spherical concave surface
A lead-out electrode 3 for drawing out in a direction along with, a power source 4 for providing a predetermined potential difference between the electrode 3 and the positron-emitting surface 1, and a positron-emitting surface 1 arranged around the outside of the positron-emitting surface 1. It is characterized by including the correction electrode 2 for correcting the electric field formed between the extraction electrode 3 and the extraction electrode 3.
【0006】[0006]
【作用】 RIから発生する陽電子は、単一スペクトル
(単一エネルギ)ではなく、核種によって決定される最
大エネルギをもつ連続スペクトルを示す。このような連
続スペクトルの陽電子を、単一スペクトルに変換するに
は、陽電子を減速材によって熱電子速度程度まで減速す
ればよく、しかも、その減速された陽電子は、固体中に
存在するよりも真空中にある方が安定であるという性質
のため減速材からその表面に対して略垂直方向に熱電子
程度の速度で放出されることが知られている。The positron emitted from RI exhibits not a single spectrum (single energy) but a continuous spectrum having the maximum energy determined by the nuclide. To convert such a continuous spectrum of positrons into a single spectrum, the positrons should be decelerated to about thermionic velocity by a moderator, and the decelerated positrons should be more vacuum than those in the solid. It is known that the moderator is more stable in the inside, and is emitted from the moderator in a direction approximately perpendicular to the surface of the moderator at a speed of the order of thermoelectrons.
【0007】そこで、本発明では、RI層1aおよび減
速材1bによって、球面(凹面)形状の陽電子放出面1
を形成することで、熱電子程度の速度の陽電子を、一点
つまり球面の中心Cに向かう方向に発生させている。こ
れにより、放出陽電子はその発生初期の向きが集束すべ
き方向へと揃うため、引き出し電極3による集束を効率
よく行うことができる。しかも陽電子放出面1の面積を
大きくしてもビームの発散は少なく、これにより大電流
のビームを得ることが可能となる。Therefore, in the present invention, the positron emitting surface 1 having a spherical (concave) shape is formed by the RI layer 1a and the moderator 1b.
By forming the, positrons having a speed of the order of thermoelectrons are generated in the direction toward one point, that is, the center C of the spherical surface. As a result, the emitted positrons are aligned in the direction in which they are initially focused in the direction in which they should be focused, so that the extraction electrode 3 can efficiently focus them. Moreover, even if the area of the positron emission surface 1 is increased, the beam divergence is small, which makes it possible to obtain a large current beam.
【0008】ここで、陽電子放出面1と引き出し電極3
との間に電位差を単に与えるだけでは、図2(a) に示す
ように、陽電子放出面1の周縁部の電気力線Lが外側へ
とふくらむため、陽電子の集束効率があまり良くない。
そこで、本発明においては、補助電極2を設けて、陽電
子放出面1の周囲の電気力線Lを、図2(b) に示すよう
に、引き出し電極3に向かって略直線状に延びる形状に
補正する。Here, the positron emitting surface 1 and the extraction electrode 3
As shown in FIG. 2 (a), the electric field lines L at the peripheral edge of the positron emission surface 1 bulge outwards if a potential difference is simply applied to the positrons, and the focusing efficiency of positrons is not so good.
Therefore, in the present invention, the auxiliary electrode 2 is provided so that the electric lines of force L around the positron emission surface 1 are extended in a substantially linear shape toward the extraction electrode 3 as shown in FIG. 2 (b). to correct.
【0009】[0009]
【実施例】 本発明の実施例を、以下、図面に基づいて
説明する。図1は本発明実施例の構成を示す図である。
基台1cに形成した球面(凹面)に、22Naなどによる
RI層1aを一様に積層し、さらに、そのRI層1bの
内面にWあるいはTi製の減速材1bを一様に積層する
ことによって、球面形状の陽電子放出面1が形成されて
いる。また、陽電子放出面1と対向して引き出し電極3
が配置されており、その対向面は、陽電子放出面1の中
心Cと同心の球面形状となっている。また、この引き出
し電極3の中央には、球面の中心軸CLを中心とする孔3
aが形成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
An RI layer 1a made of 22 Na or the like is uniformly laminated on the spherical surface (concave surface) formed on the base 1c, and further, a moderator 1b made of W or Ti is uniformly laminated on the inner surface of the RI layer 1b. Thus, the spherical positron emission surface 1 is formed. In addition, the extraction electrode 3 faces the positron emission surface 1.
Are arranged, and the opposing surface thereof has a spherical shape concentric with the center C of the positron emitting surface 1. Further, in the center of the extraction electrode 3, a hole 3 centered on the central axis CL of the spherical surface is formed.
a is formed.
【0010】陽電子放出面1と引き出し電極3との間に
は電源4が接続されており、この両者間に、引き出し電
極3が負電位となるような電位差が与えられる。また、
陽電子放出面1の側方周囲に沿って補助電極2が配置さ
れている。この補助電極2は陽電子放出面1と引き出し
電極3との間に形成される電界の電気力線を、前述した
形状に補正するものである。A power source 4 is connected between the positron emission surface 1 and the extraction electrode 3, and a potential difference is applied between them so that the extraction electrode 3 has a negative potential. Also,
Auxiliary electrodes 2 are arranged along the lateral periphery of the positron emission surface 1. The auxiliary electrode 2 corrects the electric lines of force of the electric field formed between the positron emitting surface 1 and the extraction electrode 3 to the shape described above.
【0011】以上の構成とすることにより、陽電子放出
面1(減速材1bの内側表面)からは、単一スペクトル
で、かつ、熱電子程度の速度に減速された陽電子が、そ
の表面に対して略垂直に発生する。この発生した陽電子
は、引き出し電源4によって陽電子放出面1と引き出し
電極3との間に形成され、かつ、補助電極2によって補
正された電界、すなわち図2(b) に示すような電気力線
Lを有する電界で、効率よく集束されつつ加速されて高
輝度の陽電子ビームPBとなって進行する。With the above-described structure, positrons having a single spectrum and decelerated at a speed of about thermionics from the positron emission surface 1 (inner surface of the moderator 1b) are applied to the surface. It occurs almost vertically. The generated positrons are formed by the extraction power source 4 between the positron emission surface 1 and the extraction electrode 3 and are corrected by the auxiliary electrode 2, that is, the electric force lines L as shown in FIG. 2 (b). In the electric field having the above, the positron beam PB of high brightness is accelerated while being efficiently focused and travels.
【0012】ここで、陽電子放出面1と引き出し電極3
との間に形成される電界の電気力線Lの形状を、図2
(b) に示した形状とするための補助電極2の形状・電位
は、例えば陽電子ビームの境界面における電位を初期条
件として、高集束電子銃におけるウェーネルト電極の形
状・電位を決定する方法と同様な計算によって求めるこ
とができる。Here, the positron emission surface 1 and the extraction electrode 3
The shape of the electric lines of force L of the electric field formed between
The shape / potential of the auxiliary electrode 2 to have the shape shown in (b) is similar to the method of determining the shape / potential of the Wehnelt electrode in the high-focus electron gun, with the potential at the boundary surface of the positron beam as the initial condition. It can be calculated by various calculations.
【0013】なお、引き出し電極3の孔3aは、通常は
小さいので、この引き出し電極3と陽電子放出面1との
間に形成される電界はほとんど乱れることはないが、例
えば電流量を増やすため孔3aを大きくしたいときに
は、その孔3aに金属製の球面メッシュ電極を張るか、
あるいは引き出し電極3自体を、球面形状のメッシュ電
極とすればよい。Since the hole 3a of the extraction electrode 3 is usually small, the electric field formed between the extraction electrode 3 and the positron emission surface 1 is hardly disturbed. When it is desired to increase the size of 3a, a spherical metal mesh electrode made of metal is put in the hole 3a, or
Alternatively, the extraction electrode 3 itself may be a spherical mesh electrode.
【0014】また、以上の実施例では、引き出し電極3
の陽電子放出面1と対向する面を球面形状としている
が、これに限られることなく、例えば引き出し電極の形
状を円錐形状としても、同様な効果を達成し得る。Further, in the above embodiments, the extraction electrode 3
The surface facing the positron emission surface 1 is spherical, but the shape is not limited to this, and the same effect can be achieved even if the shape of the extraction electrode is conical, for example.
【0015】[0015]
【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、陽電子を放出するRIおよび減速材によって、球面
(凹面)形状の陽電子放出面1を形成し、この放出面か
らの陽電子を引き出し電極および補助電極によって、放
出面の中心軸上に沿って引き出すよう構成したので、小
型でかつ簡単な装置構成で、例えば、透過型陽電子顕微
鏡などに適用可能な高輝度の陽電子ビームを得ることが
可能となる。As described above, according to the present invention, the positron emitting surface 1 having a spherical (concave) shape is formed by the RI and the moderator that emit the positron, and the positron is extracted from this emitting surface. Since it is configured to extract along the central axis of the emission surface with the use of the auxiliary electrode, it is possible to obtain a high-intensity positron beam applicable to, for example, a transmission positron microscope with a small and simple device configuration. Becomes
【図1】 本発明実施例の構成を示す図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明実施例の補助電極3による作用を説明
する図FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the auxiliary electrode 3 according to the embodiment of the present invention.
1・・・・陽電子放出面 1a・・・・RI層 1b・・・・減速材 1c・・・・基台 2・・・・補助電極 3・・・・引き出し電極 3a・・・・孔 4・・・・電源 C・・・・球面の中心 CL・・・・球面の中心軸 PB・・・・陽電子ビーム 1 ...- Positron emitting surface 1a ... RI layer 1b ... Moderator 1c ... Base 2 ... Auxiliary electrode 3 ... Extraction electrode 3a ... Hole 4・ ・ ・ ・ Power source C ・ ・ ・ ・ Center of spherical surface CL ・ ・ ・ ・ ・ ・ Center axis of spherical surface PB ・ ・ ・ ・ Positron beam
Claims (1)
成した球状凹面の表面上に、減速材を一様に形成するこ
とによって得られる陽電子放出面と、この陽電子放出面
と対向する位置に配設され、その放出面からの陽電子
を、上記球状凹面の中心軸に沿う方向に引き出すための
引き出し電極と、この電極と上記陽電子放出面との間の
所定の電位差を与える電源と、上記陽電子放出面の外側
周囲に配設され、この陽電子放出面と上記引き出し電極
との間に形成される電界を補正する補助電極を備えてな
る陽電子ビーム発生装置。1. A positron emitting surface obtained by uniformly forming a moderator on a surface of a spherical concave surface formed by a positron generating isotope, and a positron emitting surface disposed at a position facing the positron emitting surface. An extraction electrode for extracting positrons from the emission surface in a direction along the central axis of the spherical concave surface, a power source for providing a predetermined potential difference between the electrode and the positron emission surface, and an outside of the positron emission surface. A positron beam generator provided with an auxiliary electrode which is arranged in the periphery and corrects an electric field formed between the positron emitting surface and the extraction electrode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175122A JPH0693037B2 (en) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Positron beam generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175122A JPH0693037B2 (en) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Positron beam generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519099A JPH0519099A (en) | 1993-01-26 |
| JPH0693037B2 true JPH0693037B2 (en) | 1994-11-16 |
Family
ID=15990669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3175122A Expired - Lifetime JPH0693037B2 (en) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | Positron beam generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693037B2 (en) |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP3175122A patent/JPH0693037B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0519099A (en) | 1993-01-26 |
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