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Das Duoplasmatron besteht aus einer Kathode (negativ geladen) welche
erhitzt wird. An der Metalloberfläche treten Leitungselektronen
aus, sobald die thermische Energie die materialabhängige
Austrittsarbeit übersteigt (glühelektrischer
Effekt/Glühemission). Damit die Elektronen nicht in alle
Richtungen wegfliegen, sondern einen feinen Strahl bilden,
müssen sie fokussiert werden. Dies geschieht mit Hilfe eines
sog. Wehneltzylinder , einem negativ geladenen
Metallzylinder, welcher um die Kathode herum angebracht ist. Die
Elektronen werden von den Wänden dieses Zylinders abgestossen
und sammeln sich daher in der Mitte. Eine positiv geladene Anode
beschleunigt die Elektronen. Dieser Elektronenstrahl trifft nun auf
das Wasserstoffgas. Die beschleunigten Elektronen stossen dabei mit
den Atomen des Wasserstoffgases zusammen. Wird ein Wasserstoffatom
mit schnellen Elektronen beschossen, so schlagen diese das
Hüllenelektron aus dem Atom heraus und der Wasserstoff wird
ionisiert. Zurück bleibt ein positiv, geladenes Proton, welches
von einer negativ geladener Elektrode (90000 Volt), der
Extraktionselektrode, angezogen und beschleunigt wird. Die Protonen
werden danach zum ersten Linearbeschleuniger (RFQ) geleitet. |
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