DE1514989A1 - Partikelbeschleunigungsrohr - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. ERICH SCHUBERT

Ab·.: Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 3» SiafM, EiMrMr Strato 227 PottfodiXtS

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Τ·Μ(μ: |H 71) 3 34 N

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PotttdMcfckantoft. KSU IM*31, EtMn m<2

lonfckofttMtt

Dwhdw iMk AG., Filialm twowt«. OhwkcwMn (MiM.)

17. November 1965

Kü/St.

UNITED KINGDOM ATOMIC ENERGY AUTHORITY, Patents Branch, 11, Charles il Street, London SI I₁ England

Für diese Anmeldung wird die PrioritHt aus der britischen Patentanmeldung Nr. 47250/64 vom 19. November 1964 in Anspruch genommen.

tartikelbeschleunigungsrohr

Die Erfindung bezieht sich auf lineare Partikelbzw. Teilchen-Beschleunigungsrohre, die sich für die Verwendung bei elektrostatischen Beschleunigern, z.B, Van de Graaff-Typfr eignen.

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Solche Rohre/ bestehen allgemein aus einer großen Anzahl von Beschleunigungs-Elektroden in Form von runden Platten oder Schalen, die gegenüber ringförmigen Glas-Iaolatoren abgedichtet und durch diese getrennt sind. Die Elektroden weisen miteinander fluchtende Löcher auf, durch welche der Ionenstrahl hindurchgeht. Der Wirkungegrad eines elektrostatischen Generators als Teilchenbeschleuniger wird normalerweise durch die Qualität des Beechleunigunge-

rohres begrenzt, welche die maximale Beschleunigungsspann^r die erzielt werden kann, einschränkt. Insbesondere tritt das als "Elektronenladung"/bekannte Phänoaren auf, bei weichte unerwünschte Elektronen, die beispielsweise durch Feldemission von Elektroden her erzeugt werden, zurück in Richtung auf das positive Ende des Rohres beschleunigt werden, wobei/*· Röntgenstrahlen erzeugt werden, wenn sie auf die Beschltmnigungselektroden./cTie dem Rohr vorangehenden Spaltungen oder /nie Ionenquella^-Bauteilgruppe auftreffen. Diese Röntgenstrahlen ionisieren das Hochdruckgas, welches das Rohr umgibt, und vermindern so die wirksame Isolation, während die Elektronen selbst eine Aufladung bzw. Belastung am

Generator bilden, d^^a^BWTTüsgangsspannung zu vermindern»

Es ist b£jpeT?3 vorgeschlagen worden, den Elektrontnladungeeffekt dadurch zu vermindern, dass die B«ichl«unigun£telektroden in einem Winkel zur Rohrachse in solcher Weist geneigt werden, dass elektrische Felder eee»dt

weiche die Elektronen ablenken, um auf die Elektroden aufzutreffen, bevor sie auf Energien beschleunigt werden,

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bei welchen d^^Röntgenstrahlerzeugung Airksam

Anordnung dieser Art ist beispielsweise in der britischen

'"•si-

Patentschrift Q67 963 beschrieben, jße vorliegende Erfindung

_aca»f#l eine Alternativanordnung, die auf den gleichen Zweck

gerichtet ist bzw. hinzielt

Erfindungsgemäß weist ein lineare/^ Teilchenbeschleunigungerohr/i welche^ eine Vielzahl von in Abstand angeordneten, mit Aussparungen versehenen Elektroden aufweist, eine Einrichtung zur Erzeugung von axial angeordneten Quermagnetfeldern auf, die entlang dem und innerhalb des Rohres in Abstand angeordnet M und durch im wesentlichen feldfreie Hegionen getrennt eind, wobei diese Felder dazu dienen, unerwünschte Elektronen in die Elektroden hinein abzulenken, jedoch einem beschleunigten Teilchenstrahl die Möglichkeit zu geben, das Rohr auf einem Weg im wesentlichen parallel zur Rohrachse zu Terlassen.

Ausserdem enthält erfindungsgemäß ein Ainearee/Teilchenbeschleunigungerohr mit einer Vielzahl von in Abstand angeordneten, mit Aussparungen versehenen Elektroden mindesten« eine Vierergruppe von entlang dem und innerhalb des Rohre· angeordneten Einrichtungen zur Erzeugung axial angeordneter Queraagnetfeider, wobei diese Felder durch ia-ee feldfrei· Regionen voneinander getrennt und ausgerichtet sind, um «inen aufgeladenen Teilchenstrahl in einer gemeinsamen Diametralebene abzulenken, wobei die beiden äusseren Einrichtungen der Vierergruppe so orientiert sind, dass sie den Strahl in der einen Diametralrichtung ablenken, während die beiden inneren Einrichtungen der Vierergruppe so orientiert eind, daas ei·

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den Strahl in der entgegengeteteten Diametralrichtung ablenken/'

Jede solche Einrichtung weist vorzugsweise ein Magnetpol paar auf, welches auf einer dieser Elektroden befestigt ist, und diese Polpaare werden voreugeweiee durch Permanentmagatte gebildet.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie beispleltwtitt wiedergebenden Zeichnung ausfuhrlicher beschritbtn, und iwar lelgt bcw. seigen

Flg. 1 einen schematlschen Längsschnitt einet

Beschleunigerröhre nach dtr Erfindung, dlt Fign. 2 und 3 jeweils eint Draufsicht und tlnta Querschnitt einer schalenförmig auegebildeten Elektrode, die mit einem Hagnetpolpaar rereehea ltt,

Flg. 4 eine grafische Darstellung, weicht Änderungen der Lag β. eine s^ Strahlet selgt, wenn tr das Bohr durchquertfT

Fign. 5 und 6 Ansichten entsprechend dtn Fign. 2 und 3 einer weiteren AusfUhrungsfor« dtr Irfindung,

Fig. 7 tint Ansicht dieser wtlttrta AutfUhruaftfor«

tnttprtchtnd dtr Flg. 1, während Flg. 8 tint grafische Darstellung entsprechend dtr

Flg. 4 für dittt wtltert AusfUhrungsfora

wiedergibt.

Flg. 1 itIgt tint Vieltahl tob Elektroden, dio tin Bet chi eunlger rohr bilden und tob Slngaagttade dt· Bthrt· fett? mit 1 bit 142 numeriert tlad. DIt Bltktroden tiad la dtr

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üblichen Weise durch ringförmige Glaa-Ieolatoren I roneinander in Abstand angeordnet. Bei dem Rohr werden drei Quartett· bzw. Vierergruppen von Permanentmagnetpaaren yerwendet; die erste Vierergruppe ist in den schalenförmigen Elektroden 31, 36, 48 und 54 befestigt; die zweite in den Elektroden , 65, 74, 84.und 94; und die dritte in den Elektroden 104, 114. 124 und 135. Die beiden Pole jedes Polpaares sind jeweils alt N (Nord) und S (Süd) gekennzeichnet. £s ist orsiohtlioh, dass die Pole der beiden äueeeren Polpaare jeder Vierergruppe, d.h. an den Elektroden 31 und 54, 65 und 94, 104 und 135^ In der entgegengesetzten Richtung zu den inneren Polpaaren ihrer jeweiljpn Vierergruppen, d.h. an den Elektroden 36 und 48, 74 und 84, 114 und 124, orientiert sind.

In den Figuren 2 und 3 1st sine der oben aufgezählten Elektroden im einzelnen dargestellt, weicht sin Paar von Permanentmagneten aufweist, deren jeweilige I- und S-PoIs wie dargestellt orientiert sind und welche Innerhalb de· schalenfOralgen TellstUcks einer Aluminiumelektrode B befe·tift und über «in Uafangsjoch Y rerbunden sind. Der Ionenstrahl geht !wischen den Polen durch eine Aussparung A In dsr BlektrM· hinduroh. Die EndteiletUcke der Aussparung sind rergrOssert, üb Lappen B su bilden, dl· die Erakuierung dee Rohr·· unt«rstützen, und dl· Pol· sowie da· Jooh Bind durch «la· Almalnlua» platt· C Überdeckt, dl« eine Aussparung alt den glelohen Abmessungen wie diejenige in der liektrode aufweist. Di· Deckplatte C, dl· wie dl· Elektrode B abgerundet· laaten to·* «nd hochpoliert ist, 1st Torgeeehen, ua dl· savgnlt· uai daa Stahljooh gegen da· starke elektrische feld absuefalraaa,

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dem die Elektrode im Betrieb ausgesetzt ist.

Die Figuren 2 und 3 sind annähernd maßstäblich, wobei die Breite der Aussparung A bei dieser Ausfiihrungsform 2 Zoll (etwa 51 mm) beträgt. Die gesinterten Ticonal-G-Permanentmagnete sind 1 Zoll (25₁4 mm) tief In der axialen Richtung und liefern ein Feld von etwa 400 Gaui in der Aussparung. Die Elektroden sind durch die ringförmigen Isolatoren in Abständen von 1,1 Zoll (etwa 28 nrr) angeordnet.

Die Polpaare sind so angeordnet, dass sie Quermagnetfelder erzeugen, die vom Aussparungsbereich weg in die Elektroden hinein jegliche Elektronen ablenken, welche die Tendenz haben, zurück in Richtung auf das Eingangsendβ su wandern, ohne irgendeine wesentliche Nettoabweichung de· Strahls von seinem axialen Weg zu erzeugen. In Flg. 1 let der Weg des Ionenstrahls durch die volle Linie D dargestellt. Nimmt man an, dass der Strahlweg bei Erreichen dee ersten Polpaareβ der dritten Vierergruppe an der Elektrode 104 axial verläuft, so lenkt das durch dieses Polpaar ereeugte lokalisierte Feld den Strahl um einen Winkel <χ In Rlohtung auf die eine Seite des Rohres ab. (Obwohl in flg. 1 dieee Ablenkung in der Fapierebene dargestellt iat, erfolgt al· natürlich in .Wirklichkeit In einer Ebene senkrecht sua Zeiohenblatt.) Der Strahl verläuft welter in der abgelenkten Richtung, bis er das Polpaar in der Elektrode 114 erreicht, welches, da es entgegengesetzt orientiert let, den Strahl wieder zurück um den Winkel «c ablenkt, aodass sein leg parallel zur Rohrachse, jedoch versetzt su dieser, rerlluft.

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In ähnlicher Weise wird an der Elektrode 124 der Strahl zurück In Richtung auf die Achse abgelenkt und nimmt an der Elektrode 135 wieder einen im wesentlichen axialen Weg ein. (In Wirklichkeit nimmt der Strahl, wie in Fig. 4 dargestellt, einen Weg parallel zur, Jedoch leicht versetzt but Achse ein.)

Obwohl der abgelenkte Weg linear dargestellt 1st, wobei er mit der Achse einen Winkel °C bildet, verläuft er in Wirklichkeit wegen der zunehmenden Energie des Strahle parabolisch. Somit 1st beispielsweise der Winkel <* , unter welchem der Strahl die Elektrode 114 erreicht, in Wirklichkeit etwas geringer als der Winkel °< , unter welchem er die Elektrode 104 verlässt. Diese Wirkung wird jedooh durch dt« Umstand ausgeglichen, dass die an der Elektrode 114 auferlagt· Ablenkung wegen der zunehmenden Energie ähnlich reduslert wird, so dass der die Elektrode 114 verlasaande Strahl weiterhin im wesentlichen parallel zur Achse verläuft.

Die erste und zweite Vierergruppe verhalten sich ähnlich. Es 1st jedoch ersichtlich, dass, wenn auch dit Folpaare der zweiten und dritten Vierergruppe entlang tem Rohr in annähernd gleichen Abständen angeordnet sind, diejenigen der ersten Vierergruppe als zwei aufeinanderfolgende Paare angeordnet sind, und zwar relativ dloht

totf akiL·

g g , lativ loht

jerttotf aukmiL· W* beieinander. Dies ieft yrmsa; am Eingangs ende 4··

Rohres die Strahlenergie relativ gering lat und daher 4er Strahl auf Ablenkfelder sehr empfindlich reagiert. Um tm verhindern, dass der Strahl iu weit von der Aohse abgelenkt

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wird, sind daher die Polpaare (an den Elektroden 36 und 54), die den Strahl auf seine parallelen und axialen Wegt zurückbringen, relativ dicht an den Ablenkpolpaaren 31 bzw. 48 angeordnet.

Fig. 4 zeigt die errechneten Verlagerungen um die Rohrachse für einen Protonenstrahl, der in das oben beschriebene Rohr auf einem axialen Weg mit einer Energie

und.

▼on 15 k*V eintritt «4« dieses mit 2 MeV verläeet. Es; ist ersichtlich, dass der Abstand zwischen den benachbarten Elektroden, die Polpaare tragen, so ist, dass dem Weg des austretenden Strahls die sehr geringe Hettorerlagίrung von 0,064 mm gegeben wird. Ein einheitliches elektrisches Feld von 15 kV zwischen benachbarten Elektroden 1-135 wurde bei dieser Berrechnung angenommen, wobei die übtee Elektroden für die Beschleunigung nicht verwendet wurden. Beim vorliegenden AusfUhrungsbelspitl lenken die aufeinanderfolgenden Vierergruppen den Strahl nach entgegengesetzten Seiten der Achse ab. Dies ist nicht von wesentlicher Bedeutung, und eine Alternativanordnung 1st in Fig. 7 dargestellt.

Für Elektronen, die von den Elektroden emittiert werden und in Richtung auf das Eingangsende des Rohre· verlaufen, 1st die durch jedes Folpaar erzeugte Ablenkung viel größer (wegen deren geringer Masse relativ tu den Ionen), und diese werden in die Elektroden hinein abgelenkt, bevor ele Energien erreicht haben, bei welchen die Röntgenstrahlerzeugung wirksam wird. Bein vorliegenden Rohr, welche· dazu

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bestimmt ist, Ionen auf Energien Im Bereich von 1,5 bis 6 MeV zu beschleunigen, sind die Polpaare nicht weiter als etwa sehn Elektroden voneinander entfernt, was einer maximalen Elektronenenergie von etwa 400 keV vor Ablenkung durch ein Polpaar entspricht.

Es ist ersichtlich, dass am Eingangsende des Rohres Elektronen, welche die Elektrode 31 verlassen, wahrscheinlich die Ionenquelle mit einer Energie von etwa 1,2 MeV (mit einer angelegten Gesamtspannung von 6 MV) erreiohen könnten, ohne abgelenkt zu werden. Aue den bereits erwähnten Gründen, ™

nämlich der Empfindlichkeit des Ionenstrahls bei geringen Energien (was Insbesondere dann gilt, wenn die angelegte Gesamtspannung auf 1,5 MV reduziert wird), wird Jedoch dl· magnetische Ablenkung der Elektronen bei der vorliegenden Aueführungeform in diesem Bereich nicht verwendet. Bin entsprechender Grad von Elektronenladung kann zugelassen werden, oder es können alternativ· Blektronen-UnterdrUckung·- aysteme verwendet werden, wie beispielsweise die Verwendung von Elektroden mit ringsum gewellten Aussparungen, um ^

nicht-axiale elektrische Felder vorzusehen, wie ·· In der zugehörigen deutschen Patentanmeldung S 99060 VIIIo/21g (Anwaltsakte 65 093) beschrieben tat. Beim vorliegenden ▲usfuhrungsbeispiel haben die Ilektroden 1-30 herkömmliche nicht-gewellte runde Aussparungen, deren Durohmesssr, wi· dargestellt, allmählich abnehmen.

Di· Elektronen-Ablenkfelder, dl« duroh dl· Polyaar« erzeugt werden, sind in dsr leise wirksam· dm·· sie llektronen innerhalb der Aussparung A (Hg·2) unterdruck·*·

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In den beiden Lappen B besteht nur ein Magnetische* Randfeld, und um zu verhindern, daee Elektronen entlang den Rohr über diese Lapoen hinweg beechfcunigt werden, werden aufeinanderfolgende Elektroden cwlsehen denjenigen, die Polpaare tragen (auaeer den unmittelbar an dit letzteren angrenzenden) allmählich üb einen Winkel relativ zur vorhergehenden Elektrode gedreht, so dass die Gesamtdrehung •wischen benachbarten Elektroden, die Folpaare tragen, 180° beträgt. UIe vorstehenden lellstUcke P der gedrehten Elektroden bilden entlang dem Rohr eine Schraubenlinie, so dass kein freier optischer Weg parallel zur Achse durch die Lappen B hindurch zwischen benachbarten Elektroden, die Polpaare tragen, vorhanden ist. Diese Methode (optische Abdeckung durch aufeinanderfolgende Elektrodendrehang) der Elektronen-Unterdrückung in einem Rohr alt lsppenfurmlg erweiterten Auseparungen der beschriebenen Form tor Ermöglichung einer wirkungsvollen Evakuierung kann ohne magnetische Unterdrückung angewandt werden und kann in Rohren ausreichend sein, die nur bsi niedrigen Spannungen zu arbeiten brauchen.

Die Elektroden 31 und 36 und 48 und 54 sind su dicht beieinander, als dass die obige Methode angewandt werden könnte. In diesen Tel1stUcken des Röhrt· werden die Elektroden 33 und 34 und 50, 91 und 52 um 90° gedreht, so dass die Ttiletücke f dieser Elektroden alt den erweiterten Lappen der angrenzenden Elektroden Dt··· Anordnung liefert ein· optische Abdsokuü# bedeutende Erhöhung der Puap~Impedans.

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Ea ist su ersehen, dass bei jeder schalenförmigen Elektrode, die ein Polpaar trigt, die Deckplatte C annähernd die Fläche einnimmt, die eine vorangehende schalenförmlge Elektrode in einem herkömmlichen Rohr einnehmen würde. Wenn somit ähnlich echalenfuraig ausgebildete Elektroden durchweg verwendet würden, so müsste für eine gegebene Gesamtlänge im vorliegenden Rohr, verglichen mit einem herkömmlichen Rohr ohne Folpaare, die Ancahl der Elektroden um die Anzahl von angebrachten Polpaaren vermindert werden. Somit müsste für eine gegebene zulässige Spannungsbeanspruchung pro Isolator die angelegte MaximaIspannung vermlndet werden. Beim vorliegenden AusfUhrungsbeispiel wird die Antahl der Elektroden (und also auch der Isolatoren) dadurch auf dem "herkömmlichen¹¹ Wert gehalten, dass der Grad der schalenförmig« Ttrtiefung bei einigen der Elektroden twiechen jedem Polpaar reduziert wird. Beginnt man beispielsweise bei der poltragenden Elektrode 124, eo sind die Elektroden 125-128 in rollern male schalenförmig vertieft, dl« Elektroden 129-133 Bind allmählich weniger vertieft, und die Elektrode 134, die der näohsten poltragenden Elektrode 135 vorangeht, let Überhaupt nloht vertieft. Die Verwendung von schalenförmig vertieften Elektroden um die Isolatoren in einem Beschleunigung·rohr absusohlrasn, ist xwar erwünscht, aber nicht von wesentlicher Bedeutmaf, da insbesondere die Strahlenergie zunimmt.

Es ist offensichtlich, dass das erste und swelte Polpaar jeder Vierergruppe, sum Beispiel in der dritten Vierergruppe diejenigen in den Elektroden 104 und 114, glelemstarke Felder erzeugen sollten, um den Strahl auf einen feg

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parallel zur Rohrachse zurückzuführen, und dass in ähnlicher Weise das dritte und vierte Polpaar, d.h. diejenigen in den Elektroden 124 und 135,gleichstarke Felder erzeugen tollten. Ss ist jedoch nicht wesentlich, dass die vom dritten und vierten Polpaar erzeugten Felder gleich denjenigen durch das erste und zweite Polpaar erzeugten sind.

Das oben beschriebene Rohr 1st bis zu 6 MV ohne messbare Elektronenladung bzw. -belastung verwendet worden.

Anstelle der Verwendung eines einzigen Magnetpolpaares w zur Erzeugung jedes lokalisierten Quermagnetfeldes können die Pole Über zwei oder mehr benachbarte Elektroden verteilt werden. Die letztere Anordnung hat den Vorteil, dass tür Erzeugung eines gegebenen Ablenkwinkels die einzelnen Magnete schwächer eein können (da das Feld über eine größere Länge des Rohres zur Anwendung kommt), und somit können die Magnet· in der axialen Richtung schmäler sein, wodurch die Verwendung gleich stark vertiefter Elektroden über die gante Läng· mSglloh gemacht wird.

) Anstelle der Verwendung von separaten Magneten,

die über ein Joch verbunden sind, können auch Rlngmmgmete verwendet werden, die Über einen Durchmesser hinweg magnetisiert werden. Die Figuren 5 und 6 zeigen einen Ringmagneten M, der in einer schalenförmig» Elektrode B* befestigt und durch eine Deckplatte C geechUtit ltt, wwbel die Bauteilgruppe durch zwei liete R zusammengehaltM wird, dl· duroh LOoher in den lord- und SUdpol-Bereichen de· Magneten hlndurohgefUhrt elnd, und Flg. 7 zeigt «in Besohleunigerrohr, welches acht solcher Elektrod*»-lattteil-

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gruppen aufweist, die zwei Vierergruppen bilden. Bei diesem Rohr, welches dafür ausgelegt ist, bei bis zu 3 MeV zu arbeiten, besteht jeder Magnet M aus Ticonal-G und erzeugt ein PeId von etwa 100 Gauß. Die Aussparung A¹ (Pig. 6) hat einen Durchmesser von 3,5 Zoll (etwa 89 mm), und der Magnet hat in axialer Richtung eine Dicke von 0,375 Zoll (etwa 9,5 mm).

In Flg. 7 1st die erste Vierergruppe von Polpaaren In den Elektroden 17, 23, 30 und 38 und die zweite in den Elektroden 44, 50, 57 und 64 befestigt. Im Gegensatz zur AusfUhrungsform nach Pig. 1 sind die Polpaare der beiden aufeinanderfolgenden Vierergruppen (mit I und S bezeichnet)

so orientiert, dass sie Elektronen nach der gleichen SeIt^ der Rohrachse ablenken. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass, abgesehen von dem ersten und letzten Polpaax (denjenigen, die in den Elektroden 17 und 64 sitzen), dl· Elektronen aufeinanderfolgende Paare von Ablenkfeldern antreffen, die In der gleichen Richtung orientiert sind, wodurch sichergestellt wird, dass jegliche Elektronen, die durch da· erste Feld unzureichend abgelenkt werden, duroh da· zweite welter abgelenkt werden. Dies 1st insbesondere dort nützlich, wo kleinere Felder verwendet werden, wie bei der vorliegenden Ausfuhrungeform. Fig. 8 zeigt dl· errechneten Verlagerungen um die Rohrachse fUr einen Protonenstrahl, der mit «iner Energie von 3 ke? eintritt und mit 210 keV austritt. Dl· lettoverlagerung beträgt annähernd 0,125 mm und verläuft parallel zur Rohrache·. Dl« Protonetrahlablankung nimmt deutlich zu, sobald der an da· Rohr angelegt· Spannuitga-

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gradient vermindet wird. So ist in Pig. 8 die Beziehung für einen angewandten Gradienten von 3 kV zwischen benaehbarten Elektroden aufgetragen, welches der niedrigste Gradient ist, der wahrscheinlich in der Praxis tu verwenden ist.

Aus Pig. 7 geht hervor, dass die Elektroden relativ zu den Bewegungsrichtungen der Protonen und Elektronen In₁ der entgegengesetzten Richtung zu den Elektroden der flg.

sohalenartig vertieft sind. Die in Flg. 7 dargestellte Riohtung ist wirkungsvoller, indem sie die abgelenkten J Elektronen veranlasst, auf aufeinanderfolgende Elektroden aufzutreffen, anstatt die Innenoberflachen der Glas-Isolatoren I' zu bombardieren.

Mit den welter unten erwähnten Ausnahmen sind die Elektroden in Fig. 7 bis zu einer Standardtiefe von 1,1 Zoll {%twa 2Θ am) schalenförmig ausgebildet, wobei die Isolatoren I* sie um 0,9 Zoll (etwa 23 mm) voneinander trennen, ti· beim AusfUhrungsbeisplel nach Fig. 1 hat das Einschließen von lingmagneten in acht der Elektroden das Beatreben, den Abstand zwischen diesen und den angrenzenden Elektroden su vermindern. Beim vorliegenden AuefUhrungsbeleplel wird diese Schwierigkeit dadurch Überwunden, dass die schalenförmig« Vertiefung der beiden Elektroden, die an jede magnettragende Elektrode auf der Konkavstlte dereelbenVrirrnlndert wird. Jede magnettragende Elektrode (zum Beispiel Elektrode 17) 1st auf eine Standardtiefe von 1,1 Zoll (etwa 28 Bi) schalenförmig vertieft, jedoch werden 0,64 Zoll (16.25 ») 4t von dureh den Magneten und die Deckplatte (die wie dl« eine Dieke von 0,085 Zoll (etwa 2,1 ma) hat) aufgenomnea,

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wobei etwa 0,7 Zoll (etwa 17,8 mm) Übrig bleiben. Um diee auszugleichen, wird die nächste angrenzende Elektrode (zum Beispiel Elektrode 18) nur 0,7 Zoll (etwa 17,8 mm) schalenförmig vertieft, und die nächstfolgende Elektrode (zum Beispiel Elektrode 19) wird um nur 0,9 Zoll (etwa 23 ι schalenförmig vertieft. Als Polge davon wird der effektive Abstand zwischen den Elektroden 17 und 18, 18 und 19 und 19 und 20 nicht auf weniger als 0,7 Zoll (etwa 17,8 mm) vermindert. Die gleiche Anordnung wird in der Iahe der eleben anderen magnettragenden Elektroden verwendet. "

Im Gegensatz zur AusfUhrungsform nach Flg. 1 sind die Aussparungen A' beim vorliegenden AusfUhrungsbelspiel nicht lappenförmlg erweitert. Die Aussparungen der acht magnettragen- | den Elektroden haben einen Durchmesser von 3,5 Zoll (etwa 89 mm), ι Um eine maximale Pumpgeschwlndlgkeit zu erzielen, werden die Aussparungen der meieten der übrigen Elektroden auf 4,375 Zoll (111,1 mm) erweitert. Die Ausnahme bilden die ladelektroden 69 und 70, die einen Durchmesser von 3,5 Zoll (etwa 89 mm) haben, und die Anfangeelektroden, die In bekannter Welee "

einen konisch zulaufenden Eingang bilden. Ton den letzterem hat die Elektrode 2 einen Aussparungsdurohmessor von 3 Zoll (76,2 mm)ι die Elektroden 3 bis 7 haben Aussparungen vom 4,375 Zoll (111,1 mm)f die Elektroden θ bis 13 haben Aussparungen von 4,25 Zoll (etwa 108 msj)| und die Elektrode· 14 bis 16 haben Aussparungen von 4*125 Zoll (etwa 105 ■*)·

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Obwohl die Erfindung ait Bezug auf die Beschleunigung ▼on Strahlen aus Ionen beschrieben wurde, kann sie auoh bei Rohren für die Beschleunigung von Elektronen verwendet werden, da die Querfelder eine riel geringere Ablenkung des energiereichen Elektronenstrahls als von unerwünschten örtlich emittierten Elektronen erzeugen.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der la beiliegenden Patentanspruch 1 umriseenen AuefUhrungsfora und bezieht sich Tor allen auch auf saatliche Erfindungeaerkaale, die la einzelnen — oder In Koabination In der gesanten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Patentansprüche.

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Lineares Partikelbeschleunigungsrohr, bestehend au· einer Vielzahl von in Abstand abgeordneten, mit Aussparungen versehenen Elektroden und mit mindestens einem Quartett von Einrichtungen, In Abstand entlang dem und Innerhalb de· Rohre· angeordnet, für die Eraeugung von axial lokalisierten Quermagnetfeldern, wobei die feider durch la wesentlichen feldfreie Regionen voneinander getrennt und ausgerichtet «lad· üb einen aufgeladenen Partikelstrahl In einer geseinaaMn Dianetralebene abzulenken, wobei die beiden tueeereη Einrichtungen de· Quartett· so orientiert sind, dass ei· den Strahl in der einen Dianetralrichtung ablenken, während dl· beiden Inneren Einrichtungen des Quartett· so orientiert elnd. dass sie den Strahl in der entgegengesetzten Dlaaetralrichtuiif ablenken.

2. Rohr nach Anspruch 1, dadurch gekennselchnet, da·· jede genannte Einrichtung ein Magnetpolpaar aufweist, welche· an einer genannten Elektrode befeitlgt let.

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3. Rohr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Magnetpolpaare aus Permanentmagneten bestehen.

4. Rohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

dass die Permanentmagnete innerhalb schalenförmig vertiefter TeilstUcke der genannten Elektroden befestigt sind.

5. Rohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete Ringmagnete sind, die Über einen

w Durchmesser hinweg magnetisiert werden.

6. Rohr nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass aufeinanderfolgende Quartetts bzw. Vierergruppen so orientiert sind, dass sie Elektronen nach der gleichen Seite der Rohrachse ablenken.

7. Lineares Partikelbeschleunigungerohr, bestehend aus einer Vielzahl von in Abstand angeordneten, alt Aussparungen versehenen Elektroden und alt Einrichtungen

' zur Erzeugung axial lokalisierter Quermagnetfelder, die entlang dem und Innerhalb des Rohres in Abstand angeordnet und durch la wesentlichen feldfreie Regionen voneinander getrennt sind,, wobei diese Felder da^zu dienen, unerwünschte Elektronen in die Elektroden hinein abzulenken, Jedoch einem beschleunigten Teilchenstrahl die Möglichkeit zu geben, das Rohr auf einem Weg la wesentlichen parallel zur Achse zu verlassen.

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