89018. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés positív ionáramok létesítésére
rának lennie, hogy az alkalmazott feszültség mellett az elektródák között önmagát állandósító kisülés léphessen fel. Bármilyen adott alkalmazott feszültség 5 mellett a genodán termelt ionok nem érik el mindnyájan a kathodát, mert a pozitív ionok pozitív tértöltése az áramot vezeti, még pedig az elektron készülékek negatív tórtöltésével analóg módon. Ha az alkal-10 mázott feszültséget elegendő magas értékig fokozzuk, a pozitív tértöltés hatását legyőzhetjük, úgy hogy az összes termelt ionok áttereltetnek a kathodához, vagy a negatív elektródához. 15 A például eaesium-ion stabil pozitív egység, mely egy elektront felvéve, neutrális caesiumatomot képez. E caesium-ion kb. 237.000-szer súlyosabb, mint egy elektron. Minthogy a viszonyos sebességek a töme-20 gek négyzetgyökével fordított arányban állnak, a caesium-ion sebessége kb. egy elektron sebességének y4 8 7 része lesz. Ennek folytán adott alkalmazott feszültséggel nyerhető ionáram — tértöltéssel való 25 korlátozás esetén — kb. része lesz azon elektronáramnak, mely hasonló körülmények mellett adott elektroncsőben nyerhető. A pozitív téráram az alkalmazott fe-30 szültség 3 /2 hatványa szerint változik olyan feszültségértékig, mely telítési áram létesítésére elégséges, mikor is még magasabb feszültségek számára lényegileg állandó lesz. Az áram állandó alkalmazott 35 feszültség mellett állandó és különböző feszültségek mellett reprodukálható. Így pl. egy bizonyos készülékben 0.7° burahőmérsék mellett a megfigyelt pozitív telítési áram az anódfelület cm2 -jeként 2.4 40 microampere volt. 46.5° burahőmérsék mellett 0.29 miliampere, 53.5° burahőmérséknél pedig 0.63 miliampere volt a telítési áram cm2 -onként. Langmuir (Transactions of the Ameri-45 can Electrochemical Society, Vol. XXIX. 1916, 125. lap) kimutatta, hogy ha izzó fémekről elektronok bocsáttatnak ki, energia-absorbció lép fel, mely absorbeált hő gyanánt mérhető, mely voltokban kifeje-50 zett potenciálkülönbség formájában számítható és abszolút zérusra redukált quantitatív mértékét képezi azon munkának, mely egy elektronnak a kibocsátó felülettől való elválasztására szükséges. Ezen 55 értéket a kibocsátó anyag „elektron-affinitásának" nevezték. Az elektron-emissió „munkafüggvényének is nevezett ezen eléktronaffinitást több anyag számára állapították már meg. Ezen érték wolframra 4.52, tantálra 4.31 és molibdaenra 4.31 volt. g0 Ezen állandók értéke mértékét képezi az illető fémeknek szabad elektronokkal szemben való affinitása számára; jelenleg általánosságban feltételezik, hogy vezetésnél ilyen szabad elektronok léteznek. Mennél nagyobb egy anyag elektronaffinitása, úgyszólván annál szívósabban ragaszkodik az anyag az ő szabad elektronjaihoz s ennek folytán annál magasabb hőmérsék szükséges a szabad elektronok felszabadí- 70 tására. Az anyagokban nemcsak szabad elektronok vannak jelen, de az anyagot magát alkotó atomok is elektronok rendszerét tartalmazzák. Ha a térben lévő anyag egy 75 szabad atomja egy elektront elveszt, ezen mérvben pozitívvá válik s amint mondják, ionizálódik. Az elektronnak az atomtól való elválasztására voltokban kifejezhető energia szükséges. A caesium-atom eseté- go ben ezen potenciál 3.9 volt. Ezen ionizálási potenciál mértékét képezi az atom elektron-affinitásának, amely — miként a fentiekből látjuk — kisebb, mint egy wolframfelületé. Ennek folytán, ha 3.9 volt 85 ionizálási potenciálú caesium-atom 4.52 volt elektron-affinitása meleg pozitív töltésű wolframfelületre ütközik, a meleg felületet pozitív ion alakjában hagyja el, mert egy elektront a wolframon elvesztett, go Kísérleteink HXXHf utalnak, hogy az alkálifémek azon sajátsággal bírnak, hogy egy fémfelületen absorbeált hártyát képeznek, még ha a fémfelület lényegesen magasabb hőmérsékű is, mint az a hő- 95 mérsék, mely a fémfelület környékén az alkálifém akkori gőznyomásának megfelelne. Az iontermelés kritikus hőfokánál lényegesen alacsonyabb hőmérséken a gen odafelületet nagyrészt a készülékben je- 100 lenlevő alkálifém absorbeált hártyája borítja. Az ilyen absorbeált caesiumfelület elektron-affinitása szabad elektronokkal szemben kb. 1.4 volt úgy, hogy ha caesiumatomok távoznak egy nagyrészt cae- 105 siummal bevont felületről, nem vesztenek el eközben elektront, mert az elillanó atomnak nagyobb az elektronaffinitása, mint a felületnek. Ha a fém felületének hőmérsékét foko- no zatosan emeljük, a felületet már csak részben fogja absorbeált caesium burkolni, úgy, hogy a felület elektronaffinitása növekszik annyira, hogy egyes caesiumatornok a felületet már ionok alakjában fog- 115 ják elhagyni. Így pl. az olyan wolfram-
