熱電子放出能力値について

質問

方教えてください！
ニクロム線の熱電子放出能力が知りたいんですが……。（セ氏1000度ぐらいで）
Xアンペア／平方センチメートルってやつです。

また、トリウムタングステン線はどこかで手に入らないでしょうか……
またまた、何か手に入りやすくて放出能力の高いもの知りませんか？
回答お待ちしています。

回答No.1

ecosys · ベストアンサー

完全な回答ではありませんが、一応お答えします。

熱電子の放出量は、リチャードソン-ダッシュマンの式で以下のように表されます。

J = A T^2 exp(-eV/kT)

ここで、J は熱電子放出量（A/m^2）、
Aはダッシュマン係数（1.2 x 10^6 A/(m^2 K^2)、タングステンの場合）、
Tは絶対温度（K）、
kはボルツマン定数（1.38 x 10^-23 J/K）、
Vは仕事関数（eV）
eは電気素量（1.6 x 10^-19 C）
です。

　この式に、ニクロム線の仕事関数とダッシュマン係数を入れれば求められます。
今手元にニクロム線のデータはありませんが、参考までにタングステンでは仕事関数は4.5 eVです。

トリウムタングステンの入手については、ニラコへ注文するのが最も簡単です（下記ホームページ参照）。

トリウムタングステンより、熱電子放出能力の高いものとしては、LaB6（6ホウ化ランタン）等が知られています。6ホウ化ランタンは、電子ビーム源等に用いられますが、非常に高価な材料です。A=2.9 x 10^5 A/(m^2 K^2)、仕事関数 V=2.66 eVです。

　とりあえず手に入りやすい材料として、トリウムタングステンの方を勧めます（多分、ニクロム線よりはずっと熱電子放出能力が高いと思います）。摂氏1000℃で約4x10^-5 A/cm^2、摂氏1500℃で0.2 A/cm^2程度の熱電子放出能力を持ちます。

参考URL：

http://www.nilaco.co.jp/jmain.htm