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4.EBの発生と装置の構造

EB装置は、熱電子を加速するタイプがほとんどですが、二次電子を加速するタイプもあります。ここでは一般的な熱電子タイプのEB装置の概略を図3に示し、EB発生原理を説明します。

真空に保たれたチャンバーの中心に配置されたフィラメント(タングステン)に電流を流すことにより、加熱されて熱電子を放出します。放出された熱電子は、まずグリッドに抽出されます。
この熱電子は、ターミナルと陽極であるウインドー間の80〜300kVの高電圧(加速電圧)によって光速近くまで加速され電子流となり、ウインドーの薄い箔(アルミやチタン)を通過して外界に飛び出します。(これがEB)

EBが物に照射されると制動X線が発生するので鉛等で遮蔽し、それを装置内に閉じこめて外部には漏洩しない自己遮蔽構造(セルフシールド)としています。
説明の中で出てきた各部の役割を表3にまとめました。


図3 EB装置の原理


表3 EB装置の構成部名とその役割
構成部名役割
フィラメント熱電子の発生源
チャンバー高真空に保持され、ガン部を収納する容器
ターミナルフィラメント部の収納及びチャンバー内の電界の安定化
グリッド電子を取り出すための網状の電極板電子流を制御しウインドーへ電子流を効率よく導く
ウインドー電子流をプロセスゾーンに取り出す。窓箔によりチャンバー内の真空を保持する
真空関係の装置チャンバー内を高真空に保つ
セルフシールド制動X線を装置内に閉じこめ、外部に漏洩しないようにする(X線の防護)
高電圧電源(トランス)EBの加速電圧の確保とビーム電流の確保
制御盤EB装置の操作、制御及びメンテナンス

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