DE908394C - Strahlentransformator - Google Patents

Description

Bei einem Strahlentransformator mit einer toroidförmigen Vakuumröhre, in welchem Elektronen längs der geschlossenen elektrischen Kraftlinien eines die toroidförmige Röhre durchsetzenden, sich zeitlich ändernden magnetischen Flusses beschleunigt werden und dabei durch ein sich zeitlich ebenfalls änderndes Steuerfeld zum Umlauf auf einer wenigstens annähernd kreisförmigen Bahn gezwungen werden, läßt sich, wie die Erfahrung gezeigt hat, durch Anbringung von besonderen Hilfsspulen eine bessere Ausbeute erhalten, was durch folgende Betrachtungen erklärbar erscheint.

Im Steuerfeldraum eines solchen Strahlentransformators können die radialen Flußkomponenten oberhalb und unterhalb der Ebene, in der die kreisförmige Bahnkurve liegen soll, z. B. wegen ungenauer Montage des oberen Eisenkörpers gegenüber dem unteren oder aus anderen Gründen möglicherweise nicht genau gleich groß und entgegengerichtet ausfallen. Dies muß dann dazu führen, daß die Elektronenbahnkurve nicht in der erwähnten Ebene liegt, sondern in einer Fläche, die zwar im großen und ganzen mit dieser Ebene übereinstimmt, im einzelnen sich aber von ihr so stark entfernt, daß die Elektronen, die ja bei ihrem Umlauf von der Bahnkurve, auf der die Zentrifugalkräfte und die stabilisierenden Kräfte im Gleichgewicht stehen, nach oben und nach unten mehr oder weniger abweichen, an die Röhrenwände anstoßen und somit verlorengehen können.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Strahlentransformator der eingangs erwähnten Art mindestens eine Kurzschlußwindung angeordnet, welche

aus einem symmetrisch zur Äquatorialebene gelegenen Paar von kreisförmig gebogenen, konzentrisch zur Achse der Toroidröhre angeordneten Leitern und aus zwei Verbindungsleitungen besteht, welche die jeweils symmetrisch liegenden Enden der Leiter miteinander verbinden.

Eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher mehrere Leiterpaare verschiedenen Durchmessers vorhanden sind, ist in Fig. ι dargestellt.

ίο Sie zeigt einen längs einer Meridianebene geführten Schnitt durch die toroidförmige Röhre. Die Wand der in bekannter Weise einen trapezförmigen Querschnitt aufweisenden Röhre ist mit io bezeichnet, und auf ihrer Außenfläche sind drei Paare von kreisförmigen Leitern, die zur Achse A-B der Toroidröhre konzentrisch liegen, angebracht. Das erste Leiterpaar ist mit ii, ii', das zweite mit 12, 12' und das dritte mit 13, 13' bezeichnet. Über die Verbindungsleitungen n^a und ii⁶, welche über die

ao Außenfläche 14 des Toroids verlaufen, sind die Leiter 11 und 11' einander entgegengeschaltet. Die Leiter 12 und 12' sind über die Leitungen 12° und I2^& und die Leiter 13 und 13' über die Leitungen 13° und I3^&, die durch die mittlere öffnung des Toroids hindurchführen, gegeneinandergeschaltet. Diese Verbindungsleitungen sind bei der praktischen Ausführung viel näher benachbart angebracht, als es in Fig. 1 der Deutlichkeit halber dargestellt ist. Der die öffnung der Toroidröhre durchsetzende Induktionsfluß und derjenige Teil des Steuerflusses, welche j ede Windung durchsetzen, erzeugen in den beiden Einzelwindungen jedes Leiterpaares die gleiche Spannung, so daß durch die dargestellte Gegeneinander schaltung innerhalb jedes Leiterpaares diese Spannungen sich aufheben. Wenn dagegen eine radiale Flußkomponente auftritt, die nicht von einer gleich großen und entgegengesetzt gerichteten radialen Flußkomponente auf der anderen Seite der Äquatorialebene des Toroids begleitet ist, so wird die aus den Leitern 11 und 11' sowie den Verbindungsleitungen 11 ^a, n^& bestehende Kurzschlußwindung von einem Fluß durchsetzt, der einen diesen Fluß fast vollständig .kompensierenden Kurzschluß strom zur Folge hat.

Das gleiche gilt für die beiden übrigen, ebenfalls als Kurzschlußwindungen wirkenden Leiterpaare. Die Erfahrung hat gezeigt, daß sich mit Hilfe von Kurzschlußwindungen der in Fig. 1 dargestellten Art die Elektronenausbeute des Strahlentransformators und also auch die auf einer Antikathode erzeugte Röntgenstrahlenintensität oder die in einer Ionisationskammer durch die beschleunigten Elektronen hervorgerufene Ionisation sehr erheblich steigern läßt.

Statt die Verbindungsleitungen zum Teil über die Außenfläche 14 und zum Teil durch das Innere des Toroids hindurchzuführen, kann man auch sämtliche dieser Verbindungsleitungen außen oder innen führen, wie es in Fig. 2, welche einen Teil der Toroidröhre 10 in der Achsenrichtung gesehen zeigt, für eine Führung über die Außenfläche darstellt. Für die oberhalb der Äquatorialebene des Toroids liegenden Leiter und für die Verbindungsleitungen zu den unterhalb der Äquatorialebene liegenden Leitern sind in Fig. 2 dieselben Bezugszeichen verwendet wie in Fig. 1.

Eine weitere in Fig. 3 lediglich in der Aufsicht auf die Röhre 10 dargestellte Ausführungsform besteht darin, daß jeder Leiter nur einen Teil des Kreisumfangs, in Fig. 3 ein Sechstel desselben, umfaßt und einem den gleichen Teil umfassenden auf der anderen Seite entgegengeschaltet ist. Demgemäß entspricht der kreisbogenförmige Leiter 15 dem Leiter 11 in Fig. 1 und die Verbindungsleitungen i-5^a und is^& den Verbindungsleitungen ii^a und ii⁶. Der kreisbogenförmige Leiter 16 entspricht dem Leiter 12 in Fig. 1 und die Leitungen i6^a und 16⁶ den Verbindungsleitungen I2^ß und I2^& zu dem unterhalb der Äquatorialebene liegenden Leitungsstück von derselben Größe, demselben Krümmungs- radius und derselben· Lage, wie sie der Leiter 15 besitzt. In den übrigen fünf Sechsteln des Kreisumfangs wiederholt sich die in dem ersten Sechstel dargestellte Spulenanordnung. In jedem Sechstel sind fünf kreisbogenförmige Leiterpaare vorhanden an Stelle der drei Leiterpaare in Fig. 1 und 2.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sollen die Leiter bandförmig ausgebildet sein, z. B. aus Blechstreifen aus gut leitendem Material, vorzugsweise aus Kupfer, deren Dicke in der Größenordnung von ι mm oder darunter liegen kann und deren Breite etwa 5 mm oder darüber betragen kann, wobei die Breite, wie es in Fig. 4 wieder in einem Meridianschnitt durch die Röhre 10 dargestellt ist, überall in die Richtung des gewünschten punktiert gezeichneten magnetischen Steuerfeldes fällt, das zwischen den Polschuhen 17, 18 übergeht. Jedes Leiterpaar wird ebenso, wie es an Hand der Fig. 1 bis 3 für Leiter von fast 360⁰ Zentriwinkel oder von einem Bruchteil davon beschrieben ist, über Verbindungsleitungen zusammengeschaltet, so daß, wie bereits oben beschrieben, eine fast vollständige Auslöschung radialer Flußkomponenten erreicht wird. Darüber hinaus verhindert eine gut leitende Fläche ebenfalls durch log Kurzschlußwirkung das Auftreten von senkrecht zu ihr liegenden magnetischen Flüssen, so daß also die magnetischen Steuerkraftlinien zwischen den bandförmigen Leitern genau in die gewünschte Richtung gebracht werden und daher auch innerhalb der Toroidröhre mit besserer Annäherung den gewünschten Verlauf nehmen werden als ohne die bandförmigen Leiter.

Außerdem soll die toroidförmige Röhre in der Äquatorialebene noch von einem kreisförmig gebogenen Blech 19, das an mindestens einer Stelle des Umfangs aufgeschnitten ist, umgeben sein, das die Äquatorialebene senkrecht durchsetzt und in der Meridianebene derart gekrümmt ist, daß es überall in die Richtung des gewünschten magnetischen Steuerfeldes fällt. Dieses Blech beeinflußt den Steuerfeldverlauf wegen seiner größeren Breite durch die in ihm entstehenden Kurzschlußströme besonders wirkungsvoll. Ein gleichartiger Blechstreifen 20 kann in der inneren öffnung des Toroids angebracht werden.

Es empfiehlt sich, die beschriebenen Leiter direkt auf der äußeren Oberfläche der toroidförmigen Röhre anzubringen, was z. B. durch Aufkleben oder Aufkitten geschehen kann.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Strahlentransformator mit einer toroidförmigen Vakuumröhre, in welchem Elektronen längs der geschlossenen elektrischen Kraftlinien eines die toroidförmige Röhre durchsetzenden, sich zeitlich ändernden magnetischen Flusses beschleunigt werden und dabei durch ein sich zeitlich ebenfalls änderndes Steuerfeld zum Umlauf auf einer wenigstens annähernd kreisförmigen Bahn gezwungen werden, gekennzeichnet durch mindestens eine Kurzschlußwindung, welche aus einem symmetrisch zur Äquatorialebene gelegenen Paar von kreisförmig gebogenen, konzentrisch zur Achse der Toroidröhre angeordneten Leitern und aus zwei Verbindungskitungen besteht, welche die jeweils symmetrisch liegenden Enden der Leiter miteinander verbinden.
2. 2. Strahlentransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leiterpaare verschiedenen Durchmessers vorhanden sind.
3. 3. Strahlentransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter sich über den ganzen Kreisumfang erstreckt.
4. 4. Strahlentransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter bandförmig ausgebildet sind und ihre Breitenausdehnung mit der Richtung des magnetischen Steuerfeldes zusammenfällt.
5. 5. Strahlentransformator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens einen die Äquatorialebene senkrecht durchsetzenden Blechstreifen, der parallel zur gewünschten Kreisbahn der Elektronen verläuft, an mindestens einer Stelle des Umfangs aufgeschnitten ist und in der Meridianebene so gekrümmt ist, daß er überall mit der Richtung des magnetischen Steuerfeldes zusammenfällt.
6. 6. Strahlentransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter direkt auf der äußeren Oberfläche der toroidförmigen Röhre angebracht sind.

   Angezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2331788.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   & 5882 3.54