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DE1200972B - Elektronenlinearbeschleuniger - Google Patents

Elektronenlinearbeschleuniger

Info

Publication number
DE1200972B
DE1200972B DEA43672A DEA0043672A DE1200972B DE 1200972 B DE1200972 B DE 1200972B DE A43672 A DEA43672 A DE A43672A DE A0043672 A DEA0043672 A DE A0043672A DE 1200972 B DE1200972 B DE 1200972B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electron
waveguide
electrons
phase
linear accelerator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEA43672A
Other languages
English (en)
Inventor
Timothy Robert Jarvis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Associated Electrical Industries Ltd
Original Assignee
Associated Electrical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Associated Electrical Industries Ltd filed Critical Associated Electrical Industries Ltd
Publication of DE1200972B publication Critical patent/DE1200972B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H9/00Linear accelerators
    • H05H9/02Travelling-wave linear accelerators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
H05h
Deutsche Kl.: 21g-36
Nummer: 1200 972
Aktenzeichen: A 43672 VIII c/21 g
Anmeldetag: 25. Juli 1963
Auslegetag: 16. September 1965
Die Erfindung befaßt sich mit Linearbeschleunigern. Unter Linearbeschleunigern sollen hier durchweg Elektronenlinarbeschleuniger verstanden sein.
Für manche Zwecke ist es erwünscht, daß der Ausgang eines Linearbeschleunigers aus einer kleinen Anzahl von Elektronenpaketen besteht oder auch nur aus einem einzigen Elektronenpaket. Wenn diese Elektronenpakete sehr kurz sein sollen, also beispielsweise nur 10 ~u Sekunden lang andauern dürfen, ist es sehr schwierig, die Elektronenpakete nach einer so kurzen Zeitdauer abzuschneiden.
Ziel der Erfindung ist daher ein Linearbeschleuniger, der die Erzeugung derart kurzer Elektronenimpulse gestattet.
Die Erfindung geht aus von einem Elektronenlinearbeschleuniger mit einer Elektronenkanone, mit einer Einrichtung, die die zu beschleunigenden Elektronen zu einem Strahl vereinigt, beschleunigt und in einer Phasenfokussierungsvorrichtung den Elektronenstrahl in Elektronenpakete zusammenfaßt, ferner mit einer Auswählvorrichtung, auf die der Elektronenstrahl gerichtet ist und die eine Ablenkvorrichtung aufweist, in der ein periodisch veränderliches Ablenkfeld die Elektronenpakete in Querrichtung periodisch um verschiedene Beträge ablenkt, sowie mit einer am Ende der Auswählvorrichtung angeordneten, mit einer Öffnung versehenen Fangblende, die die in Querrichtung abgelenkten Elektronenpakete abfängt, die nicht abgelenkten Pakete jedoch durch die Öffnung hindurch und an den Ort gelangen läßt, an dem die Elektronen verwendet werden sollen. Mit dieser bekannten Auswählvorrichtung ist es jedoch nicht möglich, Elektronenpakete oder Elektronenimpulse der oben angegebenen Zeitdauer mit sinnvoll ausnutzbaren Intensitäten zu erzeugen.
Das ist jedoch mit einem Elektronenlinearbeschleuniger möglich, wenn er erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine Ablenkvorrichtung in Form eines Wellenleiters mit einer Anzahl von Irisblenden, die längs des Wellenleiters in einem bestimmten gegenseitigen Abstand derart angeordnet sind, daß sich in dem Wellenleiter durch Zuführung von elektromagnetischer Energie einer bestimmten Frequenz ein Schwingungsmodus ausbildet, durch den die Kräfte, die die elektromagnetischen Wellen auf die Elektronen ausüben, hauptsächlich quer zur Flugrichtung der Elektronen wirken.
Es ist günstig, wenn man die Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen in dem Wellenleiter der Flugrichtung der Elektronen ent-Elektronenlinearbeschleuniger
Anmelder:
Associated Electrical Industries Limited, London
Vertreter:
Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13
Als Erfinder benannt:
Timothy Robert Jarvis,
Sale, Cheshire (Großbritannien)
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 26. Juli 1962 (28 785)
gegengesetzt wählt, so daß sich die elektrischen und die magnetischen Kräfte, die von dem elektromagnetischen Feld auf die Elektronen ausgeübt werden, addieren.
Die Phasenfokussierungsvorrichtung eines Elektronenlinearbeschleunigers ist üblicherweise als Wellenleiter mit Verzögerungseigenschaften aufgebaut, insbesondere dann, wenn es sich um Beschleuniger für hohe Energie handelt. Dieser Wellenleiter ist dann so ausgebildet, daß sich in ihm elektromagnetische Wellen mit einer solchen Phasengeschwindigkeit ausbreiten, daß Energie aus dem elektromagnetischen Feld auf die Elektronen übertragen werden kann. In diesem Falle ist es günstig, die Abmessungen des Ablenkungswellenleiters so zu wählen, daß sich in ihm elektromagnetische Energie in einem Transversalmodus mit einer Phasengeschwindigkeit ausbreitet, die gleich der Elektronengeschwindigkeit ist, jedoch mit einer Frequenz, die sich von der Frequenz am Austrittsende der Phasenfokussierungsvorrichtung etwas unterscheidet, so daß auf jedes Elektron während seines Durchgangs durch den Ablenkungswellenleiter die gleiche Feldstärke einwirkt, jedoch jedes Elektronenpaket, das in den Ablenkungswellenleiter eintritt, einen anderen Phasenwinkel des Querfeldes vorfindet.
Man wird zweckmäßigerweise eine Steuervorrichtung vorsehen, die auf ein Eingangssignal hin erst die Phasenfokussierungsvorrichtung und die Auswählvorrichtung betriebsbereit macht und erst dann die Elektronenkanone mit Energie versorgt, so daß sie einen Elektronenstrahl emittiert. Wenn man
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außerdem dafür sorgt, daß die Steuervorrichtung die Elektronenkanone zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt auftastet, kann man erreichen, daß das erste Elektronenpaket die Auswählvorrichtung bei einem vorbestimmten Phasenwinkel des periodisch veränderlichen Ablenkfeldes erreicht.
Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden.
F i g. 1 ist ein Seitenschnitt durch einen Linearbeschleuniger. Gleichzeitig ist in der Figur ein Blockschaltbild der den Beschleuniger zugeordneten Elektronik gezeigt;
F i g. 2 sind Abbildungen von Wellenformen bestimmter Spannungsimpulse und Signale, die in dem Blockschaltbild nach Fig. 1 auftreten.
Ein Linearbeschleuniger weist eine Elektronenkanone 1 auf, die Elektronen mit einer mittleren Energie von 50 kV abgibt. Weiterhin ist ein Wellenleiter 3 vorhanden, der den Elektronenstrahl aus der Elektronenkanone 1 zu Elektronenpaketen phasenfokussiert. Es schließt sich ein zweiter Wellenleiter 5 an, der mit dem Wellenleiter 3 koaxial ist. Der Wellenleiter 5 dient als Auswahlgerät, das von den Elektronenpaketen durchlaufen wird. An dem der Elektronenkanone 1 gegenüberliegenden Ende des Wellenleiters 5 ist eine Fangblende 7 aus Metall angeordnet, die mit einer Mittelöffnung 9 versehen ist. Es ist klar, daß die beiden Wellenleiter und ein sich am äußeren Ende der Öffnung 9 anschließender Mantel (nicht gezeigt) evakuiert sind, um einen freien Durchtritt von Elektronen zu ermöglichen.
Der Wellenleiters hat einen kreisförmigen Querschnitt. An dem der Elektronenkanone 1 zugekehrten Ende ist der Wellenleiter 3 an einen rechteckigen Eingangswellenleiter 11 angekoppelt, der mit einem Wellenleitertransformator 13 ausgerüstet ist. Der Wellenleitertransformator 13 ist mit einer axialen Öffnung versehen, durch die die Elektronen aus der Elektronenkanone 1 hindurchlaufen können. Das andere Ende des Wellenleiters 3 ist an einen rechteckigen Ausgangswellenleiter 15 angekoppelt, der ebenfalls mit einem Wellenleitertransformator 17 ausgerüstet ist. Um den Wellenleiter 3 herum ist eine Fokussierungsspule 19 angeordnet. Innerhalb des Wellenleiters 3 sind über eine gesamte Länge in Abständen Irisblenden 20 angeordnet. Der Abstand zwischen diesen Blenden verringert sich am Anfang des Wellenleiters.
Zwischen die beiden Wellenleiter 3 und 5 ist eine Laufröhre 21 eingesetzt, die auf die Mittelachsen der beiden Wellenleiter ausgerichtet ist. Um die Laufröhre 21 herum ist eine Fokussierungsspule 23 angeordnet.
Der zweite Wellenleiter 5 hat einen kreisförmigen Querschnitt. An dem von der Elektronenkanone 1 abgewandten Ende ist der Wellenleiter 5 an einen rechteckigen Eingangswellenleiter 25 angekoppelt, der einen Wellenleitertransformator 27 aufweist. Der Wellenleitertransformator 27 ist mit einer mittleren Öffnung versehen, durch die die Elektronen hindurchlaufen können. Das andere Ende des Wellenleiters 5 ist an einen rechteckigen Ausgangswellenleiter 29 angekoppelt, der ebenfalls mit einem Wellenleitertransformator 31 ausgerüstet ist. Um den Wellenleiter 5 herum ist eine Fokussierungsspule 33 angeordnet, die sich über seine ganze Länge erstreckt. Innerhalb des Wellenleiters 5 sind über seine gesamte Länge in regelmäßigen Abständen Irisblenden 33 eingesetzt.
Der Eingangswellenleiter 11 wird durch einen aus einem Reflexklystron bestehenden und bei einer Frequenz von 2998 MHz arbeitenden Oszillator 37 über einen Klystronverstärker 39 mit Energie versorgt. Der Eingangswellenleiter 25 wird von einem Oszillator 41 mit Energie versorgt, der aus einem Reflexklystron mit einer Schwingfrequenz von
ίο 3003 MHz besteht und über einen Klystronverstärker 43 arbeitet. In dem Weg von dem Klystronverstärker 43 zu dem Eingangswellenleiter 25 liegen noch ein Phasenschieber 45 und ein veränderbares Dämpfungsglied 47. Die Ausgangssignale aus den Oszillatoren 37 und 41 werden durch Wellenleiter 49 und 51 einer Mischstufe 53 zugeführt. Die Mischstufe 53 gibt an eine Koaxialleitung 55 ein Signal mit einer Frequenz von 5 MHz, nämlich der Differenz der beiden Qszillatorfrequenzen ab.
ao Die Leitung 55 ist mit einem Auslöseschaltkreis 57 verbunden, dem außerdem über die Leitung 59 noch ein Tastimpuls zugeführt wird. Der Tastimpuls ist ein positiver Rechteckimpuls von einer Mikrosekunde Dauer. Der Auslöseschaltkreis 57 gibt nur dann an die Leitung 61 ein Ausgangssignal ab, wenn auf der Leitung 59 ein Tastimpuls anliegt und wenn in dem Augenblick, in dem das Differenzfrequenz-Ausgangssignal von 5 MHz über eine vorbestimmte Schwelle ansteigt. Der Impuls auf der Leitung 61 ist ein positiver Rechteckimpuls mit einer Dauer von 1,5 Mikrosekunden. Da die Impulse auf der Leitung 61 langer als die Impulse auf der Leitung 59 sind, kann der Auslöseschaltkreis nur immer einmal ansprechen, wenn ihn ein Impuls über die Leitung 59 erreicht.
Die Leitung 61 ist mit einem elektronischen Schalter 63 verbunden, der jedesmal, wenn er mit einem Impuls über die Leitung 61 angesteuert wird, auf der Leitung 65 einen positiven Rechteckimpuls erzeugt, dessen Dauer 0,1 Mikrosekunden beträgt. Die Leitung 65 ist mit der Elektronenkanone 1 verbunden, die nur dann Elektronen emittieren kann, wenn ein Impuls auf der Leitung 65 anliegt. Dann ist noch ein weiterer Impulsgenerator 67 vorgesehen, der immer dann, wenn er über die Eingangsleitung 69 angestoßen wird, in seiner Ausgangsleitung 70 einen positiven Rechteckimpuls von 2 Mikrosekunden Dauer hervorruft. Diese Ausgangsleitung 70 ist über die Leitungen 71 und 73 mit den Klystronverstärkern 39 und 43 verbunden, die immer nur dann arbeiten, wenn an ihnen ein Impuls dieser Art anliegt.
Nun soll unter Bezugnahme auf F i g. 2 die Wirkungsweise eines Linearbeschleunigers nebst der zugeordneten Elektronik beschrieben werden. Die F i g. 2 zeigt die zeitliche Zuordnung der Signale auf den Leitungen 55, 59, 61, 65 und 70 zueinander. Die Signale sind mit den gleichen Bezugsziffern wie die Leitungen versehen, auf denen sie anliegen.
Zu Beginn sind die beiden Oszillatoren 37 und 41 im Betrieb, jedoch die Verstärker 39 und 43 sowie die Elektronenkanone 1 in Ruhe. Es tritt daher weder ein Elektronenstrahl auf, noch sind die beiden Wellenleiter3 und 5 mit elektromagnetischer Energie angefüllt. Wenn nun von dem Impulsgenerator 67 über die Leitung 70 ein Rechteckimpuls von 2 Mikrosekunden Dauer abgegeben wird, beginnen die beiden Verstärker 39 und 43 zu arbeiten. Daraufhin
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baut sich innerhalb einer Zeitspanne von etwa zyklisch mit einer Frequenz wiederholt, die der Fre-
1 Mikrosekunde in den Wellenleitern 3 und 5 ein quenzdifferenz der elektromagnetischen Felder in
elektromagnetisches Feld auf. Die Felder haben in den beiden Wellenleitern entspricht. Die Spule 33
dem Wellenleiter 5 den Schwingungsmodus E01 und hat die Aufgabe, die Elektronen eines Paketes dicht
in dem Wellenleiter 5 den Modus En. In der 5 zusammenzuhalten, auch wenn sie die Neigung
Zwischenzeit gibt die Mischstufe 53 an den Aus- haben, auf Grund von Raumladungsabstoßungen in
löseschaltkreis 57 ein Wechselstromausgangssignal Querrichtung auseinanderzulaufen. Die elektro-
35 ab. 1 Mikrosekunde nach Beginn des Impulses magnetischen Wellen müssen stark genug sein, die
70 gibt das Gerät, das den Impuls an den Impuls- gewünschte Elektronenablenkungen trotz der An-
generator 67 abgibt, einen weiteren Impuls über die io Wesenheit dieses Fokussierungsfeldes hervorrufen zu
Leitung 59 ab, um diesmal die Auslöseschaltung 57 können.
anzustoßen. Die Auslöseschaltung 57 arbeitet aber Da sich nun die Elektronenpakete hinsichtlich solange nicht, bis das 5-MHz-Signal gleichzeitig das ihrer Querablenkung unterscheiden, wird es nur den nächste Mal eine Mindestschwelle überschreitet, die wenigsten Paketen gelingen, durch die öffnung 9 in in der Fig. 2 durch die gebrochene Linie55M an- 15 der Fangblende7 hindurchzulaufen. Der Rest fällt gezeigt ist. Dann aber gibt die Auslöseschaltung 57 auf die Fangblende auf. Es ist bereits oben bemerkt einen Impuls 61 ab, der seinerseits den elektro- worden, daß das erste Elektronenpaket einer Paketnischen Schalter 63 anstößt. Der elektronische Schal- gruppe dann in den zweiten Wellenleiter 5 eintreten ter 63 gibt daraufhin den 0,1 MikroSekunden langen soll, wenn die Feldstärke am Eintrittsort ein Maxi-Impuls an die Elektronenkanone 1 ab. 20 mum erreicht hat. Das läßt sich durch die Beachtung
Der Impuls 65 setzt die Elektronenkanone 1 für zweier Gesichtspunkte erreichen. Erstens muß man
eine Zeitspanne von 0,1 Mikrosekunden in Betrieb. dafür sorgen, daß die Differenz der Phasenwinkel
Die Elektronenkanone emittiert einen Elektronen- zwischen den Feldern in den beiden Wellenleitern
strahl, der in den Wellenleiter 3 eintritt und der auf im Augenblick der Elektroneninjektion konstant ist.
die Öffnung 9 in der Fangblende 7 hin gerichtet ist. 25 Zweitens muß der Phasenschieber 45 eingestellt wer-
Die Spule 19 dient dazu, die Fokussierung des Elek- den, da diese Einstellung zwar auf den Augenblick,
tronenstrahles aufrechtzuerhalten. Die Wechselwir- zu dem das Elektronenpaket in den zweiten Wellen-
kuntg zwischen den Elektronen und dem axial ge- leiter eintritt, keinen Einfluß hat, wohl aber den
richteten Feld, das durch die elektromagnetische Phasenwinkel der elektromagnetischen Welle in dem
Welle in dem Wellenleiter 3 besteht, erzeugt eine 30 zweiten Wellenleiter bestimmt. Die erste Forderung
Phasenfokussierung der Elektronen. Wenn die Elek- läßt sich dadurch erfüllen, daß man dafür sorgt, daß
tronen durch die Laufröhre 21 hindurchlaufen und der Impuls für die Elektronenkanone immer bei der
in den Wellenleiter 5 gelangen, so sind sie in Paketen gleichen Phasenlage des Signals 55 auftritt,
gruppiert, die um eine Entfernung auseinander- Die Zahl der Elektronenpakete aus einer be-
liegen, die gleich der Wellenlänge am Ende des 35 liebigen Paketgruppe, die von der Fangblende 7 weg-
Wellenleiters 3 ist. Sie bewegen sich mit einer Ge- gefangen werden, hängt von der Feldstärke der
schwindigkeit, die der Phasengeschwindigkeit in elektromagnetischen Welle ab, die sich in dem
diesem Wellenleiterende entspricht. Wellenleiter 5 aufgebaut hat. Diese Feldstärke läßt
In dem Wellenleiter 5 ruft die Wechselwirkung sich durch eine Einstellung des veränderbaren zwischen den Elektronen eines Paketes und den quer- 40 Dämpfungsgliedes 47 ändern. Wenn man die Feldgerichteten Feldkomponenten der elektromagnet!- stärke dieser elektromagnetischen Welle erhält, kann sehen Welle eine Ablenkung der Elektronen in die Zahl der aus einer Paketgruppe durch die Öff-Querrichtung hervor. Wie bereits erwähnt wurde, nung 9 hindurchfliegenden Elektronenpakete bis auf sind die Abmessungen des Wellenleiters 5 so ge- ein Paket vermindert werden. Auf diese Weise läßt wählt, daß die Phasengeschwindigkeit der elektro- 45 sich ein Elektronenpaket erzeugen, dessen Dauer kürzer magnetischen Welle gleich der Elektronengeschwin- als etwa 10"" Sekunden ist. Der Tastimpuls für die digkeit ist. Auf jedes Elektron wirkt daher während Elektronenkanone ist dabei etwa 10~7 Sekunden seines Durchganges durch den zweiten Wellenleiter lang, und die Wiederholungsfrequenz für die Elekirnmer die gleiche Feldstärke, so daß es immer um tronenpakete ist gleich der Impulsfrequenz des eine beträchtliche Strecke in Querrichtung abge- 50 Linearbeschleunigers. Es ist wesentlich einfacher, lenkt wird, sofern das Elektron nicht gerade dann in eine Elektronenkanone für eine Zeitspanne von den zweiten Wellenleiter eintritt, wenn die elek- 10~7 Sekunden als für eine Zeitspanne von 10~" Setrische Feldstärke am Eintrittsort des Elektrons künden aufzutasten.
durch Null geht. Da nun ferner zwischen den Es muß noch bemerkt werden, daß in der oben
beiden Wellenleitern eine Frequenzdifferenz herrscht, 55 beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform der
so tritt jedes Elektronenpaket in den zweiten Wellen- Erfindung die Welle im Wellenleiter 5 in entgegen-
leiter 5 unter einer anderen Wellenleiterphase ein gesetzter Richtung wie die Elektronen läuft. Das ist
als das vorhergehende Elektronenpaket. Wenn also notwendig, weil der E11-Ausbreitungsmodus, der in
das erste Paket einer Elektronenpaketgruppe in den dem Wellenleiter 5 verwendet wird, rückwärts ge-
zweiten Wellenleiter eintritt, wenn die Feldstärke am 60 richtet ist; das heißt, die Phasengeschwindigkeit der
Ort des Elektroneneintrittes gerade ihr Maximum Welle in demjenigen Gebiet, das von dem Elek-
erreicht hat, nimmt die Größe der Querablenkung, tronenstrahl eingenommen wird, ist dem Energiefluß
die die nachfolgenden Elektronenpakete erleiden, in dem Wellenfeld entgegengerichtet. Ein Vorzug in
fortlaufend ab. Die Ablenkung wird dann schließ- der Verwendung dieses »Rückwärts«-Ausbreitungs-
lich ihr Vorzeichen wechseln, und der Betrag der 65 modus liegt darin, daß sich die elektrischen und die
Querablenkung wird dann so lange wieder ansteigen, magnetischen Querkräfte addieren, die von dem
bis er auf der entgegengesetzten Seite wieder einen Wellenfeld auf die Elektronen ausgeübt werden. In
Maximalwert erreicht hat. Dieser Vorgang wird anderen, ähnlichen Anordnungen dagegen, in denen
die Elektronenstrahlrichtung mit der Ausbreitungsrichtung des Wellenfeldes übereinstimmt, wirken diese elektrischen und magnetischen Querkräfte in entgegengesetzten Richtungen.
Da die mittlere Energie der Elektronen 0,5 MeV beträgt, ist der durch die Phasenfokussierung bewirkte prozentuale Geschwindigkeitsunterschied unter den Elektronen klein, verglichen mit ihrem prozentualen Energieunterschied.
Das ausgewählte Elektronenpaket oder die ausgewählten Elektronenpakete, die durch die Öffnung 9 hindurchlaufen, können für jeden beliebigen Zweck weiterverwendet werden. Man kann sie auf Wunsch auf höhere Energien weiter beschleunigen, beispielsweise in einem weiteren Wellenleiter, der dem %5 Wellenleiter 3 ähnlich ist, und in dem sich eine elektromagnetische Welle vom E01-Modus ausbreitet.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Elektronenlinearbeschleuniger mit einer Elektronenkanone, mit einer Einrichtung, die die zu beschleunigenden Elektronen zu einem Strahl vereinigt, beschleunigt und in einer Phasenfokussierungsvorrichtung den Elektronenstrahl in Elektronenpakete zusammenfaßt, ferner mit einer Auswahlvorrichtung, auf die der Elektronenstrahl gerichtet ist und die eine Ablenkvorrichtung aufweist, in der ein periodisch veränderliches Ablenkfeld die Elektronenpakete in Querrichtung periodisch um verschiedene Beträge ablenkt, sowie mit einer am Ende der Auswählvorrichtung angeordneten, mit einer Öffnung versehenen Fangblende, die die in Querrichtung abgelenkten Elektronenpakete abfängt, die nicht abgelenkten Pakete jedoch durch die Öffnung hindurch und an den Ort gelangen läßt, an dem die Elektronen verwendet werden sollen, gekennzeichnet durch eine Ablenkvorrichtung in Form eines Wellenleiters (5) mit einer Anzahl von Irisblenden (35), die längs des Wellenleiters in einem bestimmten gegenseitigen Abstand derart angeordnet sind, daß sich in dem Wellenleiter durch Zuführung von elektromagnetischer Energie einer bestimmten Frequenz ein Schwingungsmodus ausbildet, durch den die Kräfte, die die elektromagnetischen Wellen auf die Elektronen ausüben, hauptsächlich quer zur Flugrichtung der Elektronen wirken.
2. Elektronenlinearbeschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen in dem Wellenleiter der Flugrichtung der Elektronen entgegengesetzt ist, so daß sich die elektrischen und magnetischen Kräfte, die von dem elektromagnetischen Feld auf die Elektronen in Querrichtung ausgeübt werden, addieren.
3. Elektronenlinearbeschleuniger nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Phasenfokussierungsvorrichtung ein Wellenleiter mit Verzögerungseigenschaften ist, in dem sich elektromagnetische Wellen mit einer solchen Phasengeschwindigkeit ausbreiten, daß Energie aus der elektromagnetischen Welle auf die Elektronen übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Ablenkwellenleiters (5) so gewählt sind, daß sich in ihm elektromagnetische Energie in einem Transversalmodus mit einer Phasengeschwindigkeit ausbreitet, die gleich der Elektronengeschwindigkeit ist, jedoch mit einer Frequenz, die sich von der Frequenz am Austrittsende der Phasenfokussierungsvorrichtung (3) etwas unterscheidet, so daß auf jedes Elektron während seines Durchganges durch den Ablenkungswellenleiter (5) die gleiche Feldstärke einwirkt, jedoch jedes Elektronenpaket, das in den Ablenkungswellenleiter eintrifft, einen anderen Phasenteil des Querfeldes vorfindet.
4. Elektronenlinearbeschleuniger nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die auf ein Eingangssignal hin erst die Phasenfokussierungsvorrichtung (3) und die Auswählvorrichtung (5) betriebsbereit macht und erst dann die Elektronenkanone (1) mit Energie versorgt, so daß sie einen Elektronenstrahl emittiert.
5. Elektronenlinearbeschleuniger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung die Elektronenkanone zu einem bestimmten Zeitpunkt mit Strom versorgt, der so gewählt ist, daß das erste Elektronenpaket die Auswählvorrichung bei einem vorbestimmten Phasenwinkel des periodisch veränderlichen Ablenkfeldes erreicht.
In Betracht gezogene Druckschriften:
»Atomkernenergie«, Bd. 6, 1961, Nr. 12, S. 480
bis 491; »Strahlentherapie«, Bd. 97, 1955, Nr. 4, S. 575
bis 578.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
509 687/352 9.65 © Bundesdruckerei Berlin
DEA43672A 1962-07-26 1963-07-25 Elektronenlinearbeschleuniger Pending DE1200972B (de)

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