Höchstspannungsentladungsrühre Linearbeschleuniger für hohe Spannungen und Leistungen haben in der letzten Zeit immer mehr an Bedeutung gewonnen, insbesondere für Sterilisierung von Drogen und Nahrungsmitteln, für die Bestrah lung von Kunststoffen zwecks Änderung der Mate rialeigenschaften usw. Am meisten haben sich neben den Resonanztransformatoren die Van de Graaff- Generatoren eingeführt, da hierbei unter anderem eine technisch günstige Kombination von Röhre und Generator relativ gut durchzuführen geht.
Die Gene ratoren, insbesondere für konstante kontinuierliche Gleichspannung, nehmen, vor allem bei grösserer Stromentnahme, immer umfangreichere Dimensionen an, wodurch auch die Entladungsröhre übernormale Baulängen erhält.
Höchstspannungsentladungsröhren für ein oder mehrere Millionen Volt werden, um die nötige Span nungsfestigkeit zu erhalten, derart hergestellt, dass sie in ihrer ganzen Länge durch Spannungsteiler unter teilt sind, die gleichzeitig als Beschleunigungsstufen für die Entladungselektronen dienen. Durch störende Nebenentladungen und Vagabundieren der Ladungs träger, die stets Wandladungen und lonisationen im Vakuumraum verursachen, ist man gezwungen, der Röhre grosse Ausmasse zu geben, um frei von jedem Durchschlag zu sein.
Das Bestreben der Fachleute geht jedoch dahin, die Röhre so klein zu machen wie eben möglich, das heisst, wie es ein Aussenüber schlag noch gerade zulässt. Es soll also nicht mehr wie bisher die Spannungsfestigkeit der Röhre ihre Grösse bestimmen, sondern die Spannungsfestigkeit der Röhre soll so weit beherrscht werden, dass ihre Grösse nur noch vom Aussenüberschlag abhängt.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Höchstspan- nungsentladungsröhre mit Zwischenelektroden da durch erreicht, dass in unmittelbarer Nähe der Stoss stelle Metall-Isolator an der Wandung die äussere plane Fläche der Zwischenelektrode. parallel und in geringem Abstand von der auf der Röhrenachse senk recht stehenden Fläche des Isolatorringes angeord net ist.
Durch diese Massnahme ist es möglich, eine Röhre zu bauen für ein oder zwei Millionen Volt, deren Höhe nur<B>900</B> mm beträgt, wenn sechzig Be schleunigungsstufen von<B>je 15</B> mm Höhe verwendet werden. Die auf jede Stufe entfallende Spannung wird demnach bei einer Prüfspannung von<B>1,3</B> MV nur etwa 22<B>kV,</B> bei<B>2,3</B> MV etwa<B>39</B> kV gross sein.<B>Ob</B> diese Röhre zur Verwendung bei<B>1</B> oder 2 MV kommt, hängt lediglich von der Kühlung ab.
Anhand der Figuren, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, sei die Röhre näher erläutert. Die Fig. <B>1</B> und 2 zeigen Teilausschnitte aus der Röhre, wobei nach Fig. <B>1</B> als Röhrenwandung ein Giessharz, zum Beispiel Araldit, verwendet ist und nach Fig. 2 die Röhrenwandung aus Glas, vorzugs weise Hartglas, besteht. Isolator<B>1</B> von etwa<B>70</B> mm Innendurchmesser und 12 mm Höhe hat zwei hoch- vakuumdichte, aufgesetzte Metallringe 2 und<B>3,</B> die im Falle von Glas aus einer Eisenlegierung bestehen, die den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Glas aufweisen. Beide Ringe werden mittels Giessharz mit dem Isolator verbunden.
Der Ring 2 hat oben eine etwa<B>1, 1</B> mm tiefe und<B>5</B> mm breite Ausneh- mung, in der die Beschleunigungselektrode 4, bei spielsweise aus einem 1-mm-Nickelblech, zu der ge wünschten Form gedrückt, zu liegen kommt. Dadurch wird die Elektrode nicht nur zur Röhrenachse zen triert, sondern auch durch den darüberliegenden Ring<B>3</B> der nächsten Stufe in seiner Lage festgehal ten, so dass sich Schrauben oder andere Befestigungs arten erübrigen.
Der äussere Teil des Isolators ist koni.sch verjüngt, um einen in zwei Hälften geteilten, ebenfalls konischen Gegenring <B>5</B> aus Isoliermaterial aufzunehmen, der in seinem Inneren die Verbindung <B>9</B> zur jeweiligen Spannungszuführung enthält. Die nächstfolgende Stufe wird stumpf auf die vorher gehende gesetzt, wodurch die Voraussetzung für die hochvakuumdichte Verbindung der Stufen an den sehr engen Trennspalt<B>6</B> gegeben wird. Solange die Röhre zusammengebaut wird, werden die einzelnen Beschleunigungssektoren mechanisch gegeneinander- gedrückt, nach dem Evakuieren halten sie sich durch den äusseren Luftdruck selbst zusammen.
Die Trenn fuge<B>6</B> wird durch einen unter Zugspannung befind lichen Weichgummiring <B>7</B> von aussen her abgedeckt, der seinerseits wieder durch ein um seinen Umfang gelegten und festgezogenes, in den Figuren nicht dar gestelltes Stahlband gegen die Metallringe 2 und<B>3</B> gepresst wird. Dadurch sind beide Stufen hoch va kuumdicht miteinander verbunden. Die Ringe 2 und <B>3</B> können auch von vornherein mit einem kalthär tenden Giessharz direkt miteinander verbunden wer den. Der grösste Durchmesser der Röhre, ist etwa <B>160</B> mm.
Bekanntlich ist die am meisten gefährdete Stelle der Röhre die an das Hochvakuum. grenzende innere Stosskante<B>8</B> des Ringes 2 mit dem Isolator<B>1.</B> Eine radial nach innen gerichtete Komponente des elektri schen Feldes dieser negativen Elektrode muss ver hindert werden, was durch das Nachuntenziehen der Elektrode erreicht wird.
Durch diese etwas ungewöhn liche Fornigebung der Elektroden wird nicht nur der Isolator vor dem Beschuss positiver oder negativer, aus dem Entladungsraum kommender Ladungsträger geschützt und somit Potentialverschiebungen inner halb des Beschleunigungssystems, vermieden, sondern auch die durch eventuellen direkten Ionenbeschuss aus den Elektroden freigemachten Elektronen im Be reich langsamer Geschwindigkeiten in Bahnen<B>ge-</B> lenkt, die selbst in die Hauptbahn des Primärstrahles hineinführen und den Aufprall auf tiefer liegende Elektroden verhindern.
Der Primärstrahl durchläuft längs seines Weges keinen feldfreien Raum, sondern wird durch die dicht aufeinanderfolgenden Linsen von einem Beschleunigungssystern in das andere wei tergegeben.
Der kleinste Abstand der einzelnen Linsen von einander beträgt etwa<B>5</B> mm. Dieser Abstand reicht aus für mindestens<B>60</B> bis<B>70 kV</B> Stufenspannung. Man wird vorteilhaft den Querschnitt des Primär strahles so klein wie möglich machen, was die Ioni- sierungswahrscheinlichkeit weiterhin verringert. Vor dem Auftreffen des Primärstrahles auf ein Lenard- Fenster kann er durch zusätzliche Einrichtungen ent weder elektrisch oder magnetisch zu einem Fächer gewünschter Grösse verbreitert werden.