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[[Datei:S5-6i; WF.jpg|mini|Thyratron 5 kV/6 A, VEB [[Werk für Fernsehelektronik]] (DDR), Typ S5/6i]]
'''Thyratron''' ([[Griechische Sprache|altgr.]] Kunstwort, etwa ''Torvorrichtung'') ist die Bezeichnung für einen über ein oder mehrere<ref>[https://nvhrbiblio.nl/biblio/boek/Brosch%20-%20Thyratron%20PL21.pdf Thyratron PL 21 (zwei Gitter), Schaltungen und Versuche]</ref> Gitter steuerbaren gasgefüllten [[Gleichrichter|Röhrengleichrichter]] mit [[Glühkathode]], der vom Aufbau her einer [[Triode]] ähnelt. Als Füllgas kommen [[Quecksilber]]dampf, [[Xenon]], [[Neon]], [[Krypton]] oder [[Wasserstoff]] zum Einsatz. Das Schaltbild ist bei Eingitter-Thyratrons das einer Triode. Im Schaltbild befindet sich ein Punkt als Kennzeichen für die Gasfüllung.

== Funktion ==
Zwischen [[Anode]] und [[Kathode]] wird eine hohe Spannung angelegt, die Teil des Arbeitsstromkreises ist. Eine Zündung (= Leitfähigkeit, nicht Abbrand) des Füllgases kann verhindert werden, indem an das Steuergitter eine ausreichend negative [[Elektrische Spannung|Spannung]] angelegt wird. Bei positivem Gitterpotenzial (oder unbeschaltetem Gitter) kommt es zu einer Zündung des Füllgases, die eine [[Bogenentladung]] zwischen Anode und Kathode nach sich zieht und den gesamten Zwischenraum in ein leitfähiges [[Plasma (Physik)|Plasma]] umwandelt. Der Anodenstrom kann dann je nach Spezifikation einen Wert von einigen tausend [[Ampere]] annehmen, und der [[Spannungsabfall]] zwischen Anode und Kathode, die so genannte Brennspannung, beträgt ca. 10 bis 15 V.

Das Gitter wird dabei von einem Ionenbelag des Plasmas umgeben und verliert somit seinen Einfluss auf die [[Gasentladung]]. Auch durch Verringern des Gitterpotenzials kann die Bogenentladung nicht mehr unterbunden oder der Anodenstrom gesteuert werden. Das Löschen des Plasmas im Thyratron ist erst durch Verringern der Anodenspannung unter die Brennspannung oder durch Unterbrechen des Anodenstromkreises möglich.

Legt man an den Anodenstromkreis eine Wechselspannung an und steuert die Gitterspannung entsprechend, so kann man den Zündzeitpunkt des Thyratrons innerhalb der positiven Sinus-Halbwelle und damit den im Mittel fließenden Anodenstrom steuern. Das Thyratron verlischt dann selbständig bei der negativen Halbwelle und zündet wieder bei der nächsten positiven Halbwelle. Diese Anordnung arbeitet dann als [[Phasenanschnittsteuerung]], wie sie heute mit [[Thyristor]]en oder [[Triac]]s realisiert wird.

<gallery>
Bild:885 Thyratron.jpg|Historisches Xenon-Thyratron Type 885 von [[Radio Corporation of America|RCA]] für Zeitglieder und Sägezahngeneratoren
Bild:H2Thyratron1.jpg|Wasserstoff-Thyratron 25 kV/1000 A, Russland, Typ TGI-1000/25 (zu sehen ist die Anodenseite)
Bild:H2Thyratron3.jpg|Seite der Kathode mit beheiztem Wasserstoff-Reservoir
Bild:Thyratronsmall.jpg|Wasserstoff-Thyratron für [[Radar]]-Pulsgenerator (max. 25 kV / 500 A Pulsstrom, Höhe ca. 30 cm), daneben kleines Thyratron für Zeitrelais (Typ 2D21, ca. 60 W).
Bild:Hydrogen Thyratron in StandBy.jpg| Thyratron eines modernen medizinisch genutzten [[Linearbeschleuniger]]s.
</gallery>

== Anwendung ==
Thyratrons wurden bis in die 1960er Jahre zur Realisierung von [[Gesteuerter Gleichrichter|steuerbaren Gleichrichtern]] und Phasenanschnittsteuerungen verwendet. Sie sind heute durch [[Thyristor]]en, [[Triac]]s und [[IGBT]] fast vollständig ersetzt worden.

Wasserstoff-Impuls-Thyratrons werden jedoch bis heute gefertigt, da diese besonders schnell sehr hohe Leistungen schalten können. Sie werden in Impulsgeneratoren, unter anderem in [[Excimerlaser]]n, zur Steuerung der Pumpentladung, eingesetzt und können dort erst seit ca. 2004 teilweise durch Halbleiter ersetzt werden. Weitere Anwendungsbereiche sind Radaranlagen und Elektronen-[[Linearbeschleuniger]] zur [[Strahlentherapie]].

Eine spezielle Anwendung war der gemeinsame Aufbau aus mehreren Thyratrons in [[Quecksilberdampfgleichrichter]]n.

Der Musiker, Komponist und Konstrukteur [[Oskar Sala]] verwendete Thyratronröhren in seinem [[Trautonium|Mixturtrautonium]], mit dem er ab 1960 viele Kino- und Industriefilme vertonte.

== Verwandte Bauelemente ==
Neben den Thyratron mit Glühkathode gibt es auch sogenannte [[Kaltkathoden-Thyratron]]s, diese werden auch als Relaisröhren bezeichnet. Das [[Ignitron]] arbeiten mit einer Quecksilberteich-Kathode, benötigt sehr hohe Zündströme und kann Dauerleistungen im Megawatt-Bereich schalten. Das [[Halbleiterbauelement]] mit einer ähnlichen Charakteristik wie das Thyratron ist der [[Thyristor]].

== Störstrahlung ==
=== EMV-Aspekte ===
Aufgrund sehr steiler Pulsflanken (hohes <math display="inline">\frac{\text{d}V}{\text{d}t}, \frac{\text{d}I}{\text{d}t}</math>) erzeugen Thyratron-Modulatoren breitbandige leitungsgebundene und abgestrahlte Störaussendungen. Gängige Gegenmaßnahmen sind [[Faradayscher Käfig|geschlossene Metalltanks]], [[Filter (Elektrotechnik)|Filter]] (u. a. auf den Heizleitungen), kompakte [[Koaxialkabel|koaxiale Verdrahtung]] und kleine [[Induktionsschleife|Schleifenflächen]].<ref>{{cite web |title=Product Safety Data Sheet – Metal/Ceramic Thyratrons (Operational Hazards) |publisher=Teledyne e2v |date=2010-11-02 |lang=en |url=https://www.aepint.nl/wp-content/uploads/2019/04/Product-Safety-Data-Sheet-Metal-Ceramic-Thyratrons.pdf}}</ref><ref>{{cite conference |last=Kondo |first=C. |title=EMI Noise Suppression in the Klystron Pulse Power Supply of XFEL/SPring-8 |year=2010 |conference=IPAC’10 |language=en |url=https://accelconf.web.cern.ch/IPAC10/papers/wepd059.pdf}}</ref>

=== Röntgenstrahlung ===
Wie andere [[Elektronenröhre|Hochspannungsvakuumröhren]] können auch (Wasserstoff/Deuterium-)Thyratrons Strörstrahler sein, die bei ausreichend hohen Anodenspannungen [[Röntgenstrahlung]] emittieren. Ursache ist [[Bremsstrahlung]] beschleunigter Elektronen an der Anode. Die Abstrahlung ist stark bau- und einbaulagenabhängig. Untersuchungen zeigen anisotrope Dosisleistungsverteilungen rund um die Anode (z. B. JAN 5949A), während andere Typen (z. B. 5C22) näherungsweise rotationssymmetrisch abstrahlen. Röntgen-Störstrahlung tritt vor allem bei angelegter Hochspannung im Sperrzustand bzw. im Schaltmoment auf; im durchgeschalteten Zustand ist die Emission aufgrund der geringen Restspannung vernachlässigbar. Längere/steilere Pulse sowie Fehlanpassungen können die Dosisleistungen erhöhen.
Aus [[Arbeitsmedizin|arbeitsmedizinischen]] Gründen wurden ab den 1970er Jahren technische und organisatorische [[Sicherheit#Technische Sicherheit, Betriebssicherheit|Schutzmaßnahmen]] ([[Strahlenschutzbereich#Kontrollbereich|Kontrollbereiche]], [[Abschirmung (Strahlung)|Abschirmungen]], [[Dosimeter|Dosimetrie]]) eingeführt. In Deutschland wurden diese in der [[Röntgenverordnung (Deutschland)|Röntgenverordnung]] 1973/1987 sowie nachgeordneten Vorschriften verankert, die heutzutage in der [[Strahlenschutzverordnung (Deutschland)|Strahlenschutzverordnung]] aufgegangen sind.<ref>{{Internetquelle
| titel = Bericht der Expertenkommission zur Frage der Gefährdung durch Strahlung in früheren Radareinrichtungen der Bundeswehr und der NVA (Radarkommission). Abschlussbericht
| hrsg = Bundesamt für Strahlenschutz
| url = https://www.bfs.de/SharedDocs/Downloads/BfS/DE/fachinfo/ion/radar-abschlussbericht.pdf
| format = PDF
| datum = 2003-07-02
| sprache = de
| abruf = 2025-09-08
}}</ref><ref>{{Internetquelle
| titel = CX1159G Deuterium Thyratron
| hrsg = Teledyne
| url = https://www.teledyne-e2v.com/en-us/Solutions_/Documents/datasheets/Thyratron/cx1159g.pdf
| format = PDF
| datum = 2023-04-06
| sprache = en
| abruf = 2025-09-08
}}</ref>
== Literatur ==
* Adolf Senner: ''Fachkunde Elektrotechnik.'' 4. Auflage. Verlag Europa-Lehrmittel, 1965

== Weblinks ==
{{commonscat|Thyratrons}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Elektronenröhre]]
[[Kategorie:Historisches Elektrogerät]]
[[Kategorie:Leistungselektronik]]

Thyratron - Versionsgeschichte

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