Vorrichtung zur Erzeugung einer Plasmaquelle hoher Strahlungsintensität im Röntgenbereich

Abstract

 Vorrichtung zur Erzeugung einer Plasmaquelle hoher Strah­lungsintensität im Röntgenbereich, mit zwei konzentrischen
Elektroden (10, 11) die zwischen sich einem mit Gas geringen Drucks gefüllten Entladungsraum (12) aufweisen, der an einem Ende (13) offen und am anderen Ende (14) mit einem Isola­tor (15) verschlossen ist, der eine den Aufbau einer homogenen Plasmaschicht erlaubende Oberfläche (16) aufweist, und mit ei­nem die Elektroden (10, 11) kurzzeitig mit einer Hochspannungs­quelle verbindenden Hochleistungsschalter (HS).
Um eine hohe Standzeit des Isolators (15) der Vorrichtung zu erreichen, ist diese so ausgebildet, daß der Isolator (15) eine ringförmige Scheibe ist und mit einer senkrechten oder ma­ximal um 45° gegen die Zylindervertikale (18) geneigten Oberflä­che (16) an den Entladungsraum (12) angrenzt, und daß die Elektroden (10,11) in einem Elektronenvervielfachung in einer homogenen Entladung erlaubenden Abstand (25) voneinander an­geordnet sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Er­zeugung einer Plasmaquelle hoher Strahlungsintensität im Rönt­genbereich gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-­OS 33 32 711) ist der Isolator ein die Innenelektrode umgeben­des Röhrchen, das sich vom geschlossenen Ende des Entladungs­raums in Richtung auf dessen offenes Ende erstreckt. Das Röhrchen wird von einer ringförmigen Emitterelektrode umgeben, die röhrchenseitig eine ringförmige Schneide hat, welche einen die freie Weglänge der Elektronen im Gas des Entladungsraums unterschreitenden Abstand hat. Die Emitterelektrode ist mit der Außenelektrode leitend verbunden und emittiert Elektronen, die ohne Stöße im Gasraum direkt auf die Isolatoroberfläche auf­treffen. Dabei werden von dieser Oberfläche Sekundärelektronen ausgelöst, die durch die Potentialführung im Entladungsraum auf die Isolatoroberfläche zurückbeschleunigt werden und dort neue Sekundärelektronen erzeugen. Dabei nimmt die kinetische Energie der Elektronen ständig ab, so daß es zu einer homogenen Entladung kommt, die nicht abreißt. Diese Vorgänge sind konti­nuierlich und es kommt zur Ausbildung einer Plasmaschicht, mit der ein die Röntgenstrahlung abgebender Plasmafokus gebildet wird.

[0003] Der Isolator der bekannten Vorrichtung wird nach einigen tausend Entladungen zerstört, weil das Isolatormaterial ermü­det. Der Isolator hat also eine begrenzte Standzeit, die bei mehreren Zündungen je Sekunde im Bereich von 1 bis 2 Stunden liegt.

[0004] Das "Jap. Journal of Applied Physics" Bd. 24, Nr. 3 (1985), Seiten 324-327 beschreibt eine ähnliche Plasma-Quelle, bei der der Isolator ebenfalls ein die Innenelektrode umgebendes Röhr­chen ist.

[0005] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ihre Standzeit erheblich gesteigert wird, indem eine Zer­störung des Isolators praktisch ausgeschlossen wird.

[0006] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0007] Für die Erfindung ist die Erkenntnis von Bedeutung, daß zur Erzielung einer Plasmaschicht mit optimalen Eigenschaften die Zündung direkt an dem geschlossenen Ende des Entladungs­raums erfolgen muß, so daß die Zeit für den Aufbau der Entla­dungen auf einem Weg zwischen den Elektroden direkt vor dem Isolator kurz ist. Dieser Weg ist gleich dem Abstand der Elek­troden voneinander, nahe am Isolator. Er darf nur so lang sein, daß die folgende Beziehung gilt:
∫ α · ds ≦ 20 (α= Townsendkoeff.)

[0008] Dieses sogenannte Raether-Kriterium für eine homogene Ent­ladung beinhaltet also die Integration aller entlang des Wegs einer Feldlinie erzeugten Ladungsträger je Längeneinheit. Wird das Kriterium erfüllt, können unkontrollierte Entladungen ver­mieden werden, die zu sogenannten Filamenten führen, durch die die entstehende Plasmaschicht nicht homogen ist, weswegen der mit einer solchen Plasmaschicht erzielte Plasmafokus nicht aus­reichend punktförmig ist und keine reproduzierbare Lage auf­weist.

[0009] Bei der bekannten Vorrichtung erfolgt die Zündung der Ent­ladung zwischen den Elektroden über Feldemmission der Start­elektronen aus den Spitzenelektroden mit anschließender Elek­tronenvervielfachung über Sekundäreffekte an der Isolatorwand. Das führt zu einer Gleitschichtladung. Durch die erfindungs­gemäße Anordnung des Isolators als ringförmige Scheibe zwischen den Elektroden und die Bemessung des Elektrodenabstands im Sinne einer Elektronenvervielfachung in einer homogenen Ent­ladung ist die Ausbildung einer Gleitschichtentladung nicht möglich.

[0010] Eine Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeich­net, daß eine die elektrische Feldstärke im Entladungsraum be­sonders am oberen Rand der angrenzenden Oberfläche des Iso­lators herabsetzende Einrichtung vorhanden ist. Das ist von bedeutung, weil die Elektronenverstärkung durch Ionisation im Gas in einem reduzierten Feldstärkebereich um 10⁻¹³ Vcm² mit abnehmender Feldstärke zunimmt. Das bedeutet eine erhöhte Ladungsträgerproduktion in einem Bereich herabgesetzter Feld­stärke, so daß die Entladungsaufbauzeit in diesem Bereich ver­kürzt wird.

[0011] Eine Einrichtung zur Herabsetzung der Feldstärke unmittel­bar vor dem oberen Rand des Isolators ist so ausgebildet, daß auf der dem Gasentladungsraum abgewendeten Seite des Isolators ein mit der Außenelektrode in elektrischer Verbindung stehendes und gegen die Innenelektrode isoliertes ringförmiges Potential­blech angeordnet ist.

[0012] Um die Zündbedingungen für einen Durchschlag direkt an der Isolatorscheibe zu verbessern, ist die Vorrichtung so ausgebil­det, daß die Außenelektrode eine feldstärkemindernde Ringnut oder eine feldstärkemindernde Lochreihe in der Nähe des Isola­tors aufweist. Derartige Ausbildungen der Außenelektrode werden vorteilhafterweise mit dem vorbeschriebenen Potentialblech kombiniert, um die elektrische Feldstärke besonders wirkungs­voll herabsetzen zu können.

[0013] Eine Verbesserung der Zündbedingungen direkt vor der Iso­latorscheibe gegenüber Bereichen fern der Isolatorscheibe läßt sich auch dadurch erreichen, daß in der Nähe des Isolators mindestens eine Startelektrode in einem Elektronenverviel­fachung in einer homogenen Entladung erlaubenden Abstand von der Innenelektrode angeordnet ist.

[0014] Die Zündbedingungen direkt vor der Isolatorscheibe lassen sich auch dadurch verbessern, daß eine Strahlungsquelle vorhan­den ist, die das Gas des Gasentladungsraums in der Nähe des Isolators ionisiert. Vorteilhafterweise ist die Strahlungs­quelle eine plasmabildende Hohlkathode und/oder eine plasmabil­dende Hochfrequenzstrahlungsquelle und/oder eine UV-­Lichtquelle.

[0015] Startelektronen, welche die Zündung direkt am Isolator er­leichtern, lassen sich ferner damit erzielen, daß auf der dem Gasentladungsraum abgewendeten Seite des Isolators eine vor­spannungsbeaufschlagbare, gasentladungsraumseitig isolatorange­lagerte Elektronen erzeugende Ladeelektrode vorhanden ist, und daß die Elektronen durch Spannungsbeaufschlagung einer Elek­trode freisetzbar sind. Ein Freisetzen der Startelektronen vom Isolator wird vorteilhafterweise dadurch erreicht, daß an die Ladeelektrode und an die gegenpolige Zylinderelektrode ein zeitgleich mit dem Hochleistungsschalter betätigbarer Entla­dungsschalter angeschlossen ist.

[0016] Die Erfindung wird anhand von in der Zeichnung dargestell­ten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig.1 bis 5 Querschnitte durch eine obere Hälfte einer aus Außen- und Innenelektrode bestehenden ersten erfin­dungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Abbil­dung,

Fig.6 die Abhängigkeit des normierten Townsend-Koeffi­zienten von der normierten elektrischen Feldstärke,

Fig.7,9 die Feldstärkeverteilung im Gasentladungsraum vor dem Isolator bei den Ausführungsformen der Fig.1 und 2,

Fig.8,10 die Verteilung des Townsend-Koeffizienten im Gas­entladungsraum vor dem Isolator bei den Vorrichtun­gen der Fig.1 und 2,

Fig.11 bis 17 weitere Vorrichtungen gemäß der Erfindung, bei denen Einrichtungen zur Verbesserung der Zündbe­dingungen direkt vor der Isolatorscheibe vorhanden sind, und

Fig. 18 einen Querschnitt durch eine obere Hälfte einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung.

[0017] Bei den Vorrichtungen der Fig.1 bis 5 und 11 bis 17 ist jeweils eine zylindrische Außenelektrode 10 konzentrisch um eine zylindrische Innenelektrode 11 herum angeordnet. Die Dar­stellung der Elektroden erfolgt lediglich oberhalb der gemein­samen Achse 31. Zwischen den Elektroden 10,11 befindet sich ein Gasentladungsraum 12, der beispielsweise mit Stickstoff als Ar­beitsgas im Druckbereich von einigen Millibar gefüllt ist. Der Gasentladungsraum 12 ist an einem Ende 13 offen und am anderen Ende 14 mit einem Isolator 15 verschlossen. Das offene Ende 13 dient der Ausbildung eines Plasmafokus, wozu eine in den Fig. nicht dargestellte, direkt vor dem Isolator 15 gebildete Plas­maschicht in Richtung auf das freie Ende 13 bewegt wird, wo das Plasma von Magnetfeldern vor der Innenelektrode 11 komprimiert wird und einen Plasmafokus bildet, der die gewünschte Strahlung abgibt, vgl. Pfeil 32 in Fig.1. Die Bewegung der Plasmaschicht und die Ausbildung des Plasmafokus erfolgt im wesentlichen ebenso, wie zu Fig.7 der DE-OS 33 32 711 beschrieben wurde, auf die hiermit Bezug genommen wird.

[0018] Der Isolator 15 ist eine beispielsweise aus Keramik be­stehende ringförmige Scheibe mit dem Innendurchmesser der Außenelektrode 10 entsprechendem Außendurchmesser und mit dem Außendurchmesser der Innenelektrode entsprechendem Innendurchmesser. Auf der dem Gasentladungsraum 12 abgewendeten Seite 15′ des Isolators 15 ist eine die Elektroden 10,11 tren­nende Isolation 33 vorhanden.

[0019] Um eine Energieeinkopplung in das Elektrodensystem zu er­reichen, wird die Innenelektrode 11 kurzzeitig auf Hochspan­nungspotential +HV geschaltet. Hierzu dient ein in Fig.17 sche­matisch dargestellter Hochspannungsschalter HS, beispielsweise eine Funkenstrecke. Diese wird gezündet und schaltet die Hoch­spannungsquelle HQ, beispielsweise eine Kondensatorbatterie, mit dem Hochspannungspotential +HV an die Innenelektrode 11. Die Außenelektrode 10 ist geerdet, so daß zwischen den Elektro­den 10,11 an einem Widerstand R das Potential +HV anliegt. Bei elektrischen Spannungen > 10 kV und Elektrodenabstand im cm-Be­reich ergeben sich elektrische Feldstärken von E ≅10⁴ V/cm und normierte Feldstärken E/n ≅10⁻¹³ Vcm² (n = Gasdichte). In einem derartigen Feld kann die Ladungsträgerproduktion einer Gasent­ladung mit Hilfe des Townsend-Koeffizienten α beschrieben wer­den. Der Townsend-Koeffizient α beschreibt die Anzahl der von einem Elektron pro Weglänge erzeugten Ladungsträger gemäß der Beziehung:
dn_e/dx = α· n_e (n_e = Anzahl der Startelektronen).

[0020] Der Townsend-Koeffizient α ist gasart- und gasdichteab­hängig sowie abhängig von der elektrischen Feldstärke. Der nor­mierte bzw. reduzierte Townsend-Koeffizient α/n kann in Abhän­gigkeit von der normierten bzw. reduzierten elektrischen Feld­starke E/n mit der Gasart als Parameter angegeben werden. Fig.6 zeigt den Verlauf der α-Kurve am Beispiel von Stickstoff. Ein ähnlicher Verlauf ergibt sich auch für andere Gase. Bei der normierten elektrischen Feldstärke im Bereich von 10⁻¹³ Vcm² hat der normierte Townsend-Koeffizient α/n eine negative Kennlinie, daß heißt er wird mit abnehmender elektrischer Feldstärke größer. Ein größerer Townsend-Koeffizient α bedeutet bei glei­cher Startelektronendichte eine größere Ladungsträgerproduktion pro Weglänge und damit einen schnelleren Aufbau der Gasentla­dung. Infolgedessen erfolgt die Zündung einer Gasentladung an demjenigen Ort des Elektrodensystems, wo die normierte elektri­sche Feldstärke innerhalb bestimmter Grenzen am niedrigsten ist, z.B. 5·10⁻¹⁴ ≦ E/n ≦ 3·10⁻¹³ Vcm² für Stickstoff.

[0021] In den Fig.1 bis 5 sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, die unterschiedliche Einrichtungen 20 aufweisen, um die elektrische Feldstärke im Entladungsraum 12 besonders am oberen Rand 17 der angrenzenden Oberfläche 16 des Isolators 15 herabsetzen zu können. Fig.1 zeigt ein auf der dem Gasentla­dungsraum 12 abgewendeten Seite 15′ des Isolators 15 ange­brachtes Potentialblech 23, welches mit der Außenelektrode 10 in elektrischer Verbindung steht und ringförmi g ausgebildet ist. Es trägt infolgedessen das Potential der Außenelektrode 10 auf der Rückseite des Isolators 15 bis in die Nähe der Innen­elektrode 11, so daß die gesamte Spannung +HV in dem Zwischen­raum zwischen der Innenelektrode 11 und dem Potentialblech 20 über die Isolation 33 abfällt. Verbunden damit ist eine Redu­zierung der Feldstärke im Bereich des oberen Randes 17 auf der an den Gasentladungsraum 12 angrenzenden Oberfläche 16 des Isolators 15. Das ergibt sich aus Fig.7, in der die elektrische Feldstärke für den gestrichelt dargestellten Bereich in Abhän­gigkeit von den radialen R-Positionen und den axialen Z-Posi­tionen perspektivisch für eine Spannung von +HV ≈ 10 kV darge­stellt ist. Der Herabsetzung der Feldstärke in der Nähe und insbesondere am oberen Rand 17 des Isolators 15 entspricht eine dort vermehrt auftretende Ladungsträgerproduktion, gekennzeich­net durch den Townsend-Koeffizienten α. Dieser Koeffizient ist in Fig.8 für den gestrichelt angegebenen Bereich dargestellt und deutlich erkennbar.

[0022] Die Fixierung der Zündung der Entladung auf den Bereich vor dem Isolator 15 läßt sich auch dadurch erreichen, daß gemäß Fig.2 eine feldstärkemindernde Ringnut 21 vorhanden ist. Die Fig.9,10 zeigen die räumliche Verteilung der Feldstärke und den Townsend-Koeffizienten in dem jeweils gestrichelt gekennzeich­neten Bereich vor dem Isolator 15. Hier wird besonders deut­lich, welchen erheblichen Einfluß die Ringnut 21 auf die La­dungsträgerbildung und damit auf die Zündung der Entladung am oberen Rand 17 des Isolators 15 hat.

[0023] Gemäß Fig.4 kann anstelle einer Ringnut 21 auch eine Loch­reihe 22 verwendet werden.

[0024] In Fig.5 ist außer der Lochreihe 22 auch eine konische Ringscheibe 15 dargestellt. Ihre an den Gasenrladungsraum 12 angrenzende Oberfläche 16 ist nicht senkrecht zur Zylinderver­tikalen 18, sondern um einen Winkel δ geneigt. Die Neigung der Oberfläche 16 bewirkt eine in Richtung der Innenelektrode 11 zunehmende Verdickung des Isolators. Dieser ist daher den auf­tretenden elektrischen Beanspruchungen durch die Hochspannung besser gewachsen; denn nahe der Innenelektrode, wo das Poten­tial am größten ist, steht der abfallenden Spannung die größte Isolatordicke gegenüber.

[0025] Für die Haltbarkeit des Isolators ist jedoch vor allem von Bedeutung, daß dieser eine Dicke im cm-Bereich haben kann und aufgrund der zwischen den Elektroden 10,11 senkrechten Ober­fläche 16 zum Aufbau der homogenen Entladung im Vergleich zu dem bekannten Röhrchen-Isolator spannungsmäßig nur vergleichs­weise gering belastet wird. Die Standzeit des Isolators 15 ist daher für die Vorrichtung kein Problem.

[0026] Das in Fig.1 dargestellte Potentialblech 23 kann auch in Verbindung mit allen Maßnahmen getroffen werden, die zur Herab­setzung der Feldstärke vor dem Isolator 15 getroffen werden. Fig.3 zeigt die Kombination des Potentialblechs 23 mit dem Ringspalt 21. Aber auch eine Kombination des Potentialblechs mit der Lochreihe 22 ist möglich. Ebenso kann die konusförmige Ringscheibe 15 gemäß Fig.5 bei allen vorgenannten Ausführungs­formen verwendet werden, wobei der Winkel δ Werte zwischen ± 90° annehmen kann.

[0027] Fig.11 zeigt eine mit einer Lochreihe 22 vor dem Isolator 15 versehene Vorrichtung, die zusätzlich eine Startelektrode 24 hat. Die Startelektrode 24 wird mit einer Zündspannung U_zünd be­aufschlagt und zündet eine Vorentladung, so daß eine hohe Startelektrodendichte für die nachfolgende Zündung der Plasma­fokusentladung bereitgestellt wird. Die Startelektrode 24 ist als Spitzenelektrode ausgeführt, kann aber auch als Schneiden­elektrode ausgeführt werden. Die Vorentladung erfolgt gepulst oder mit Dauerspannung. Die von der Startelektrode 24 emittierten Elektronen werden bei der erniedrigten elektrischen Feldstärke von E < 10⁴ Volt/cm im Gas vervielfacht. Gleitentladungen auf der Oberfläche 16 des Isolators 15 sind unmöglich, weil die Elektronen infolge der Richtung des elektrischen Feldes von der Isolatoroberfläche weg beschleunigt werden.

[0028] Die Startelektrode 24 hat einen Abstand 25′ von der Innen­elektrode 11. Dieser Abstand 25′ ist gleich dem Abstand 25 zwischen den Elektroden 10,11. Er ist also groß genug, damit zwischen den Elektroden eine homogene Entladung durch Elektro­nenvervielfachung aufgebaut werden kann und genügt dem Raether-­Kriterium. Es sind beispielsweise drei um den Umfang gleichmäßig verteilte Elektroden 24 vorhanden. Eine gleiche oder ähnliche Verteilung um den Umfang der Außenelektrode 10 herum erfolgt auch bei allen weiteren, die Zündbedingungen verbessernden Einrichtungen, um einen symmetrischen Plasmaaufbau zu erreichen.

[0029] Um die Zündung der Plasmafokusentladung vor der Isolator­scheibe zu fixieren, sind Strahlungsquellen 26 verwendbar, die das Gas des Gasentladungsraums 12 in der Nähe des Isolators 15 besonders im Bereich der herabgesetzen Feldstärke ionisieren. Als eine solche Strahlungsquelle 26 zeigt Fig.12 eine Hohlkathode 27, die zur Erzeugung eines Plasmas mit einer Span­nung U_HK über einen Widerstand 27′ beaufschlagt wird und Ladungsträger und/oder Strahlung durch eine Ringnut der Tiefe t abgibt. Gemäß Fig.13 ist eine Hochfrequenzstrahlungsquelle 28 vorhanden, die ebenfalls Plasma bildet und dieses durch das Loch 22′ der Lochreihe 22 vor den Isolator 15 gibt.

[0030] Fig.14 zeigt eine UV-Lichtquelle 29, deren Licht durch das Loch 22′ der Lochreihe 22 vor den Isolator 15 eingestrahlt wird und Fig.15 zeigt eine sonstige ionisierende Strahlung, insbe­sondere Gamma-Strahlung abgebende Strahlungsquelle 26, wobei die Strahlung in den gepunkteten Bereich vor den Isolator 15 gelangt, indem eine entsprechende Lochblende 22˝ verwendet wird.

[0031] Eine weitere Möglichkeit zur Fixierung der Zündung der Plasmafokusentladung auf den Bereich vor dem Isolator 15 ist es, den Isolator als Dielektrikum eines Kondensators zu benut­zen. Hierzu ist eine Ladeelektrode 30 vorhanden, an die gemäß Fig.16,17 eine positive Vorspannung U_VS von einigen kV gelegt wird. Es kommt zur Anlagerung von Elektronen e an diejenige Seite des Isolators 15, die der Ladeelektrode 30 gegenüber­liegt. Es ergeben sich Zündspannungen von einigen 100 Volt im mit einigen Millibar gefüllten Elektrodenzwischenraum 12 und der Isolator 15 wirkt als aufgeladener Kondensator. Wird die Innenelektrode 11 auf positives Potential +HV geschaltet, so wird ein Teil der an den Isolator 15 gebundenen Elektroden frei, die als Startelektroden für die Plasmafokusentladung zur Verfügung stehen.

[0032] Gemäß Fig.17 ist außer dem Hochleistungsschalter HS ein Entladungsschalter ES vorgesehen, der zwischen die Ladeelek­trode 30 und die Außenelektrode 10 geschaltet ist. Wird der Schalter ES gleichzeitig mit dem Hochleistungsschalter HS ge­schlossen, so werden die auf der Oberfläche des Isolators 15 befindlichen Elektronen e von dessen Oberfläche 16 weg be­schleunigt und bewegen sich zum Zeitpunkt der Zündung der Plas­mafokusentladung als freie Startelektronen im Bereich vor dem Isolator 15.

[0033] Auch die bezüglich der Fig.16,17 vorbeschriebene Art der Vorionisierung kann in Kombination mit den vorbeschriebenen Maßnahmen zur Erzeugung von Startelektronen und/oder zur Herab­setzung der Feldstärke vor dem Isolator 15 benutzt werden.

[0034] Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 18 ist die äußere Elektrode 10 in Richtung auf das offene Ende 13 konisch verengt ausgebildet. Durch die Verringerung des Elektrodenabstands 25 zum Ende der Innenelektrode 11 hin wird erreicht, daß das elektrische Feld im Bereich vor der Isolatorscheibe 15 minimal und damit der Elektronenvervielfa­chungsfaktor α maximal ist. Diese Form der äußeren Elektrode kann in Verbindung mit allen anderen erfindungsgemäßen Merk­malen (Fig. 1 bis 17) eingesetzt werden.

[0035] Es ist auch möglich, außer den Außenelektroden auch die Innenelektroden zum freien Ende hin sich konisch verengend auszubilden, wobei der Abstand zur Außenelektrode konstant ist oder sich zum freien Ende hin verringert.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Erzeugen einer Plasmaquelle hoher Strah­lungsintensität im Röntgenbereich mit zwei konzentrischen Elektroden in Form einer Innenelektrode (11) und einer Außenelektrode (10), die zwischen sich einen mit Gas geringen Drucks gefüllten Entladungsraum (12) aufweisen, der an einem Ende (13) offen und am ande­ren Ende (14) mit einem Isolator (15) verschlossen ist, der eine den Aufbau einer homogenen Plasmaschicht erlau­bende Oberfläche (16) aufweist, und mit einem die Elektro­den (10, 11) kurzzeitig mit einer Hochspannungsquelle verbindenden Hochleistungsschalter (HS) zur Einleitung der Plasmaentladung, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (15) eine ringförmige Scheibe ist, die sich zwischen der Innen- und der Außenelektrode (11 bzw. 10) erstreckt und mit einer senkrechten oder gegen die Zylindervertikale (18) geneigten Oberfläche (16) an den Entladungsraum (12) angrenzt, und daß die Elektroden (10, 11) in einem Abstand (25) voneinander angeordnet sind, der eine Elektronenvervielfachung in einer homogenen Entladung erlaubt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die elektrische Feldstärke im Entladungsraum (12) besonders am äußeren Rand (17) der angrenzenden Oberfläche (16) des Isolators (15) herabsetzende Einrich­tung (20) vorhanden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß auf der dem Gasentladungsraum (12) abgewendeten Seite (15′) des Isolators (15) ein mit der Außenelektrode (10) in elektrischer Verbindung stehendes und gegen die Innenelektrode (11) isoliertes ringförmiges Potentialblech (23) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Außenelektrode (10) eine feldstärkemindernde Ringnut (21) oder eine feldstärkemin­dernde Lochreihe (22) in der Nähe des Isolators (15) auf­weist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des Isolators (15) mindestens eine Startelektrode (24) in einem Elektronenvervielfachung in einer homogenen Entladung erlaubenden Abstand (25′) von der Innenelektrode (11) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlungsquelle (26) vorhanden ist, die das Gas des Gas­entladungsraums (12) in der Nähe des Isolators (15) ioni­siert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Strahlungsquelle (26) eine plas­mabildende Hohlkathode (27) und/oder eine plasmabildende Hochfrequenzstrahlungsquelle (28) und/oder eine UV-Licht­quelle (29) ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Gasentladungsraum (12) abgewendeten Seite (15′) des Isolators (15) eine vorspannungsbeaufschlagbare, gas­entladungsraumseitig isolatorangelagerte Elektronen (e) erzeugende Ladeelektrode (30) vorhanden ist, und daß die Elektronen (e) durch Spannungsbeaufschlagung einer Elek­trode (11) freisetzbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­zeichnet, daß an die Ladeelektrode (30) und an die gegenpolige Zylinderelektrode (Außenelektrode 10) ein zeitgleich mit dem Hochleistungsschalter (HS) betätigbarer Entladungsschalter (ES) angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenelektrode (11) an positives Potential und die Außen­elektrode 10) geerdet oder an negatives Potential ange­schlossen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeich­net, daß der Abstand (25) zwischen den beiden Elektroden (10, 11) konstant ist oder sich zum freien Ende (13) hin verengt.

Zeichnung