Термоэлектронная эмиссия

Термоэлектронная эмиссия — это испускание электронов нагретым металлом (катодом). Этот принцип впервые был применен в трубке Кулиджа, а затем — в современных рентгеновских трубках. До открытия этого принципа для генерации рентгеновского излучения использовались газоразрядные трубки.

Катод имеет собственную цепь накала, которая обеспечивает необходимый ток накала для его нагрева. По мере повышения температуры электроны на поверхности приобретают энергию. Полученная поверхностными электронами энергия позволяет им отрываться от поверхности на небольшое расстояние, что приводит к эмиссии.

Количество испускаемых с поверхности электронов ограничивается эффектом пространственного заряда.

На количество электронов, испускаемых в результате термоэлектронной эмиссии, влияют различные факторы. При более высокой температуре испускается большее количество электронов. Металлы с меньшей работой выхода требуют меньше энергии для нагрева и испускания электронов, например, вольфрам, оксиды бария и стронция, а также торированный вольфрам. Нить из чистого вольфрама должна быть нагрета до температуры 2300°C, чтобы испускать достаточное количество электронов. Если вольфрам покрыт оксидом, для термоэлектронной эмиссии требуется лишь 750°C. К другим факторам относятся площадь поверхности и природа металла.