DE1107847B - Vorrichtung zur Erzeugung hoher elektrischer Feldstaerken zur Erzielung starker Beschleunigungen elektrisch geladener Teilchen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

G 27176 VIHc/21g

1. JUNI 1959

ANMELDETAG:

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 31. MAI 1961

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung hoher elektrischer Feldstärken zur Erzielung starker Beschleunigungen elektrisch geladener Teilchen, in der die Beschleunigungsbahn aus einer einzigen entweder geschlossenen, kreisförmigen oder offenen, geradlinigen Sekundärwicklung eines Lufttransformators besteht.

In manchen solcher Vorrichtungen wird ein elektrisches Feld hoher Intensität benötigt, um asynchron starke Ströme von Teilchen durch Entladungen zu erzeugen. Um ein derartiges Feld über eine längere Strecke zu erzeugen, ist eine hohe Spannung erforderlich. Es ist jedoch oft schwierig, Bauteile derart auszubilden, daß sie die erforderliche hohe Spannung erzeugen oder daß mit ihnen bei der erforderlichen hohen Spannung umgegangen werden kann. Sind diese Bauteile verfügbar, sind sie in der Regel teuer und/oder unhandlich. Ebenfalls sind Bauteile für hohe Spannungen, wenn sie nicht geeignet geschützt sind, gefährlich für das Bedienungspersonal.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung genannter Art anzugeben, mit der ein resultierendes elektrisches Feld zu erzeugen ist, das etwa die Summe der Felder, die von den einzelnen niedrigen Spannungsquellen erzeugt werden, erreicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung genannter Art anzugeben, die ein gewünschtes elektrisches Feld hoher Intensität längs einer oder rund um eine vorgegebene Bahn erzeugt, ohne daß es erforderlich ist, teure oder unhandliche Spannungsquellen zu verwenden oder ungewollte Spannungen zu erzeugen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung genannter Art anzugeben, die wirtschaftlich herzustellen ist, die unempfindlich und dauerhaft ist und die im Betrieb einen hohen Wirkungsgrad hat.

Die Vorrichtung eingangs genannter Art ist zur Lösung dieser und anderer Aufgaben dadurch befähigt, daß erfindungsgemäß die Primärwicklung des Transformators aus mehreren Spulen besteht, die jede nur eine einzige Windung aufweisen, wobei jede Spule als ein Zylinder ausgebildet ist, der einen Bruchteil der Beschleunigungsbahn umschließt und in Richtung seiner Achse vom Primärstrom durchflossen ist.

Vorzugsweise liegt die Beschleunigungsbahn innerhalb eines sie begrenzenden Isolierstoffrohres, etwa aus Keramik, das kreisförmig oder geradlinig ist. Das Rohr ist entweder evakuiert, oder es enthält Gas oder Dampf mit geringem Druck, je nachdem, ob injiziert geladene Teilchen beschleunigt werden sollen oder ob diese Teilchen erst durch eine Gas-

Vorrichtung zur Erzeugung

hoher elektrischer Feldstärken

zur Erzielung starker Beschleunigungen

elektrisch geladener Teilchen

Anmelder:

General Dynamics Corporation,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,

München 2, Brunnstr. 8/9

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Juni 1958

Donald William Kerst, La Jolla, Calif.,
und David Farmar Brower, Del Mar, Calif.

(V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden

entladung innerhalb des Rohres erzeugt werden sollen. In einem Gasentladungsrohr sind im übrigen stets freie Elektronen und Ionen anwesend. Ist das in dem Rohr erzeugte induzierte elektrische Feld groß genug, hält die Gasentladung in der Röhre sich selbst aufrecht.

Vorzugsweise ist das in dem Rohr induzierte elektrische Feld impulsförmig. Zur Erzeugung dieses Feldes werden den Primärwicklungen Spannungen impulsförmig zugeführt. Vorzugsweise sind die Impülsspannungsquellen aller Primärspulen parallel geschaltet, wobei alle Primärspulen an eine einzige Prirnärspannungsquelle angeschlossen sein können. Damit auf der Beschleunigungsbahn induzierte elektrische Felder richtig miteinander zusammenwirken, müssen sich die von den Primärspulen erzeugten magnetischen Felder im wesentlichen simultan ändern. Um dies zu erreichen, müssen die an die Primärwicklungen angelegten Spannungen gleichphasig sein, und es müssen Streufelder auf ein Minimum gebracht werden. Diese Streufelder können insbesondere davon herrühren, daß zur Erhöhung der

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Stärke und der totalen Änderungsgeschwindigkeit des eines Primärkreises bildet. Das Entladungsrohr 10

magnetischen Flusses durch die Primärwicklungen wird in irgendeiner geeigneten Weise gehaltert, bei-

und daher des elektrischen Feldes auf der Beschleu- spielsweise durch isolierende Abstandsstücke inner-

nigungsbahn mehrere Rohre in jedem Zylinder liegen, halb der Abschnitteil. Das eine Ende eines jeden

die das elektrische Feld im Zylinder unterteilen. 5 Abschnittes 12 ist an einem gemeinsamen Punkt ge-

Um derartige Streuflüsse zu unterdrücken, ist die erdet. Das andere Ende eines jeden Segments 12 ist

Beschleunigungsbahn einschließlich der Primärspulen über ein Koaxialhebel 14 mit dem Primärkreis ver-

durch ein äußere magnetische Felder abschirmendes bunden, der eine geeignete Quelle zur Erzeugung von

Gehäuse eingeschlossen, durch welches die Einflüsse Spannungsimpulsen enthält, die in dem dargestellten

der magnetischen Streufelder der einzelnen Spulen io Ausführungsbeispiel einen Kondensator 16 in Serie

aufeinander reduziert werden. mit einem Schalter 18, wie etwa einem Ignitron,

Bevorzugt ist das Abschirmgehäuse so unter- einem Thyratron, einer Funktenstrecke od. dgl., umbrochen, daß die Beschleunigungsbahn in durch die faßt. Die andere Seite oder die geerdete Seite des Länge der Primärspulen gegebenen Abständen zu- Kondensators 16 ist über die Außenleitung oder die gänglich ist. 15 Abschirmung des Koaxialkabels 14 mit der geerde-

Bevorzugt ist der Abstand zwischen dem Gehäuse ten Seite eines benachbarten Abschnittes 12 verbun-

und den der Kreisbeschleunigung auf der Bahn die- den. Als Hochspanungsquelle (nicht dargestellt) kann

nenden Zylinder größer als der halbe Abstand zwi- jede verwendet werden, die geeignet ist, um die Kon-

schen diametral gegenüberliegenden Zylindern. densatoren 16 auf die gewünschte Spannung zu laden.

Längs des Rohres können noch zur Erhöhung der 20 Wie oben angedeutet, ist die Spannung, die bei

Stärke der totalen Änderungsgeschwindigkeit des simultanem Schließen der Schalter 18 durch die

magnetischen Feldes zusätzliche Kerne angebracht magnetischen Felder der Segmente 12 induziert wird,

werden. äquivalent zur Summe der einzelnen Spannungen, die

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich von den Segmenten 12 erzeugt werden. Die gesamte

aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh- 25 Spannung ist gleich der Spannung, die induziert wer-

rungsbeispielen an Hand der Figuren. den würde, wenn eine Spannung gleich der Summe

Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische An- der Einzelspannungen an alle Segmente 12, die in

sieht eines toroidförmigen Entladungsrohres, das mit Serie geschaltet sind, gelegt würde,

einer Vorrichtung nach der Erfindung versehen ist. Aus dem oben Dargelegten ist zu entnehmen, daß

Teile dieser Vorrichtung sind geschnitten dargestellt, 30 die Anzahl der Abschnitte 12 derart ausgewählt ist,

um die innere Konstruktion aufzuzeigen. daß wirtschaftliche Hochspannungsbauteile verwen-

Fig. 2 zeigt eine schematische perspektivische An- det werden können. Bei einer gewünschten vorgege-

sicht eines toroidförmigen Entladungsrohres, das mit benen Gesamtspannung müssen um so mehr Ab-

einer Vorrichtung, ähnlich der in Fig. 1 gezeigten, schnitte vorgesehen sein, je niedriger die Spannung

versehen ist, bei der aber Übertragungsstrecken aus 35 ist, die an jeden Abschnitt gelegt wird,

parallelen Platten im Inneren vorgesehen sind statt Sind alle Kondensatoren 16 geladen, so daß sie

Koaxialkabel. Teile der Vorrichtung sind in der bewirken, daß der Strom durch diese Segmente in

Figur weggeschnitten, um ihre innere Konstruktion Uhrzeigerrichtung fließt, so bewirkt die erzeugte ma-

zu zeigen. gnetmotorische Kraft, daß der Strom in Zylinder-

Fig. 3 zeigt eine schematische perspektivische An- 40 bahn um die Abschnitte fließt. Dieser Fluß ist im

sieht eines geradlinigen Entladungsrohres, das mit Mittelteil des Toroids nach unten gerichtet und

einer Vorrichtung nach der Erfindung versehen ist. außerhalb des Toroids nach oben gerichtet.

Teile der Vorrichtung sind in der Figur fortgeschnit- Wie schon angedeutet, muß der Magnetfluß an der

ten, um ihre innere Konstruktion zu zeigen. Außenseite des Toroids eingegrenzt werden; sonst

Fig. 4 zeigt ein Schnittbild längs der Linie IV-IV 45 würden ungewollte und ungewünschte Spannungen

der Fig. 3. durch Leiter, wie durch Kraftstromdrähte, Instru-

Fig. 5 zeigt ein Schnittbild ähnlich wie Fig. 4 eines mentenzuführungen usw., erzeugt werden, die sich im

geradlinigen Entladungsrohres, das mit einer Vor- allgemeinen in der unmittelbaren Nachbarschaft des

richtung nach der Erfindung versehen ist, bei dem Toroids befinden. Diese erzeugen den gleichen Effekt,

jedoch ein feldfreier Zutrittsbereich zum Entladungs- 50 als wenn eine Seite der Spannungsquellen, die in die-

rohr vorgesehen ist. sem Fall die Kondensatoren sind, nicht geerdet wäre,

Fig. 6 zeigt eine schematische perspektivische An- sondern sich auf einem schwimmenden Potential besieht eines geradlinigen Entladungsrohres, das mit fände.

einer anderen Vorrichtung nach der Erfindung ver- In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der

sehen ist. Teile der Vorrichtung sind in der Figur 55 Magnetfluß auf die Umgebung des Toroids mittels

fortgeschnitten, um ihre innere Konstruktion zu einer Abschirmung 20 eingegrenzt, die aus leitendem

zeigen. Material, wie etwa aus Kupfer, besteht und die die

Fig. 7 zeigt ein Schnittbild längs der Linie VII-VII Abschnitte 12 vollständig einschließt. Die Abschir-

der Fig. 6. mung 20 hat die Form einer flächenzylindrischen

Fig. 1 zeigt ein Beschleunigungsrohr in der Form 60 Büchse. Die Abschnitte 12 sind in geeigneter Weise einer toroidalen Entladungsröhre 10. Geeignete, nicht gehaltert, beispielsweise durch isolierende Abstandsdargestellte Mittel sind vorgesehen, um die Röhre 10 stücke (nicht dargestellt), und zwar innerhalb der mit einem gewünschten gasförmigen Material zu Abschirmung 20. ' füllen und um das Rohr auf einem gewünschten Die Abschirmung 20 drängt die magnetischen Druck zu halten. Rund um das Entladungsrohr 10 6s Flußlinien in den Raum zwischen die Abschinnimg sind mehrere aufeinanderfolgende elektrisch leitende und die Abschnitte 12, wodurch eine nach Außen geSpulen oder rohrförmige elektrisch leitende Ab- richtete Kraft, die auf die Abschirmung 20 wirkt, schnitte 12 angeordnet, von denen jeder einen Teil entsteht. Aus diesem Grunde muß die Abschirmung

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20 aus hinreichend festem Material bestehen, um die- obere Kante einer jeden Platte 22 ist in Richtung auf

ser resultierenden Kraft zu wiederstehen. die mit der Abschirmung 20 α verjüngt, und eine ge-

Das Magnetfeld, das durch die Ströme in der Ab- eignete Ausnehmung 24 ist in den oberen Kanten-

schirmung 20 aufgebaut wird, repräsentiert einen ge- bereich der Platte 22 geschnitten, die das geerdete wissen Energiebetrag. Dieser erzeugt eine Quer- 5 Ende des zugeordneten Abschnittes 12 a aufnimmt,

induktivität über die Abschnitte. Je enger die Ab- . Die Hochspannungsseite eines jeden Kondensators

schirmung 20 den Abschnitten 12 ist, desto geringer und die zugeordneten Schaltmittel sind zu einer ge-

ist diese Querinduktivität. Diese Verminderung der trennten gebogenen Platte 26 geführt, die sich in

Querinduktivität erzeugt eine Erhöhung der Be- Abstand von den Wänden der Abschirmung 20 a und

lastung der Spannungsquelle. Diese Belastung soll io von den sich radikal erstreckenden Erdplatten 22 be-

daher auf einem Minimum gehalten werden. Der rindet. Ein Ende dieser gebogenen Platte 26 ist mit

Effekt der Abschirmung 20 auf die Stromerforder- einer ihr untergeordneten, sich radial erstreckenden

nisse kann vernachlässigbar gemacht werden, indem Platte 28 verbunden, die ihrerseits eine geeignete

die Abschirmung 20 in einen hinreichenden Abstand Ausnehmung aufweist, um das Hochspannungsende

von den Abschnitten 12 gebracht wird. 15 eines Abschnittes 12 a aufzunehmen. Eine sich hori-

Im Falle eines Toroids tritt der gesamte Magnet- zontal erstreckende Platte 30, die sich in Abstand

fluß, der die toroidalen Abschnitte 12 umgibt, durch vom Boden der Abschirmung 20 α befindet, kann

das Mittelloch des Toroids. Aus diesem Grunde wird mit den unteren Kanten der gekrümmten Platte 26

dieser Fluß davon abgehalten, nach außen zu drin- verbunden sein und außerdem mit der an zweiter

gen, und zwar durch die Größe des Mittellochs des 20 Stelle erwähnten, sich radial erstreckenden Platte 28.

Toroids. Dementsprechend wird wenig gewonnen, Wegen des hohen Stromes, der zwischen den ge-

wenn die Abschirmung 20 größer als notwendig ge- krümmten Platten 26 und den Kondensatoren fließt,

macht wird, um von den Abschnitten 12 einen Ab- wird das Verbindungskabel vorzugsweise durch eine

stand zu haben, der gleich der halben Größe des Mehrzahl von Kabeln 32 ersetzt. Die Verwendung

Mittellochs ist (d. h. ein Abstand gleich dem größten 25 mehrerer Kabel 32 vermindert auch die Induktivität

Radius d minus dem kleinsten Radius b der Abschnitte des Kreises.

12). Eine Abschirmung dieser Größe bewirkt eine Die Abschnitte 12 a sind unabhängig voneinander,

Querinduktivität, die nicht kleiner ist, als sich durch bis der Strom im Entladungsrohr 10 a beginnt. Da

eine Abschirmung von unveränderlicher Größe er- dieser Strom durch alle Abschnitte 12 a tritt, so wird,

geben würde. 30 wenn eine der Spannungsquellen nicht mit dem ihr

Entsteht kein Strom in dem Entladungsrohr 10, zugeordneten Abschnitt 12 a zusammen mit den

so ist der Stromfluß durch jeden der Abschnitte 12 anderen verbunden wird, eine sehr hohe Spannung in

allein durch die Impedanz der Abschnitte 12 begrenzt. diesem Abschnitt 12 a induziert. Dies kann einen Zu-

Dieser Strom wird als Magnetisierungsstrom bezeich- sammenbruch der Isolation oder einen anderen Scha-

net. Entsteht ein Strom in dem Entladungsrohr, so 35 den erzeugen. Um diesen auf ein Minimum zu brin-

ist der Stromfluß in jedem der Segmente 12 viel gen, kann eine permanente Parallelverbindung zwi-

höher, da der Stromfluß durch das Entladungsrohr 10 sehen den Abschnitten 12 a hergestellt werden, etwa

die Impedanz der Abschnitte 12 verhindert. Dement- ein ringförmiges Kurzschlußband 34, das mit einem

sprechend entlädt sich jeder der Kondensatoren 16 sich nach oben erstreckenden Vorsprung 36 an jeder

schneller, wenn ein Strom in dem Entladungsrohr 10 40 der an zweiter Stelle betrachteten, sich radial erstrek-

fließt. Der Magnetisierungsstrom soll auf einem kenden Platten 28 verbunden ist. Diese halten die

Minimum gehalten werden, um die Energieverluste Abschnitte 12 a parallel.

auf ein Minimum zu bringen. Dies kann erreicht wer- Bei einer Verkörperung der erfindungsgemäß aus-

den, indem, wie oben angeführt, eine Abschirmung gebildeten toroidalen Vorrichtung hat das Entladungs-

20 hinreichender Größe vorgesehen wird oder indem 45 rohr einen größten Durchmesser von 25,4 cm und

ferromagnetisches Material um die Abschnitte 12 einen kleinsten Radius von etwa 5,08 cm. Sechs

herum angeordnet wird. Kupferabschnitte sind aufeinanderfolgend rund um

Da die Abschirmung 20 verhindert, daß ungewollte das Entladungsrohr angeordnet. Jeder dieser Ab-

Spannungen außerhalb der Anordnung induziert wer- schnitte hat einen inneren Durchmesser von etwa

den, besteht keine Potentialdifferenz zwischen den 5o 11,43 cm, einen äußeren Durchmesser von etwa

Kondensatoren 16, die jeden der Abschnitte 12 spei- 13,34 cm und eine Länge von etwa 10 m. Die ein-

sen. Aus diesem Grunde können die Abschnitte 12 schließende Abschirmung, die aus Kupferplatten mit

parallel geschaltet werden und von einer einzigen etwa 0,95 cm Dicke bestand, hat einen inneren

Kondensatorbank gespeist werden, wenn dies ge- Durchmesser von etwa 150 cm und eine Höhe von

wünscht ist. 55 etwa 75 cm. Die Parallelplatten-Übertragungsstrek-

Da ein sehr hoher Strom durch jeden der Ab- ken bestanden aus Kupferplatten mit einer Dicke von schnitte 12 fließt, ist eine Vorrichtung, wie sie in etwa 0,95 cm. Die Spannungsquelle für jeden Ab-Fig. 2 gezeigt ist, zweckmäßiger als die oben be- schnitt bestand aus 10- bis 30-Mikrofarad-Kondensaschriebene. In dieser Verkörperung der Erfindung toren, von denen jeder in Serie mit einem Ignitron sind die koaxialen Kabel durch Parallelplatten-Über- ⁶° geschaltet war und die voneinander getrennt mittels tragungsstrecken ersetzt. Bei dieser Anordnung ist eines Kabels an die Parallelplatten-Übertragungseine getrennte, sich radial erstreckende Erdplatte 22 strecke geschaltet waren. Jeder dieser Kondensatoren aus leitendem Material vorgesehen, die zwischen die wurde auf 10 Kilovolt aufgeladen.
Seitenwand der Abschirmung 20 a und das geerdete Die Prinzipien dieser Erfindung können auch auf Ende eines jeden der Abschnitte 12 a geschaltet ist. 65 eine langgestreckte, im wesentlichen lineare Entla-Die Platten 22 können auch mit dem Boden der Ab- dungsröhre angewendet werden. Die Vorrichtung schirmung 20 α verbunden sein, um auf diese Weise kann entweder alle Entladungsrohre 38 umschließen, einen Träger für die Abschnitte 12 a zu bilden. Die wie dies in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, oder nur einen

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Teil eines Entladungsrohres. Wie dargestellt, ist das in einer im allgemeinen ähnlichen Weise bei der toro-

Entladungsrohr 38 derart angeordnet, daß es von idalen Kopplungsvorrichtung, die in den Fig. 1 und 2

einer konzentrischen rohrförmigen Abschirmung 40, dargestellt ist, erzielt werden.

die an beiden Enden geschlossen ist, umschlossen Bei einer speziellen Anwendung der Erfindung

wird. Elektroden 39 sind an jedem Ende des Entla- 5 kann die lineare Vorrichtung als ein Asynchron-Be-

dungsrohres 38 vorgesehen. Die Elektroden 39 des schleuniger verwendet werden. Bei dieser Anordnung

Entladungsrohres 38 und die Abschirmung 40 bilden wurden aufeinanderfolgend hundertzwanzig rohrför-

einen Sekundärkreis. Konzentrische Abschnitte oder mige Abschnitte aus etwa 0,16 cm dickem Kupfer

Primärwindungen 42 sind aufeinanderfolgend längs längs eines etwa 12 m langen Rohres angeordnet. Die

des Entladungsrohres angebracht. Nur zwei derartige io Abschnitte haben einen Durchmesser von etwa

Abschnitte 42 sind zur Erläuterung dargestellt. Die 10,16 dm und eine Länge von etwa 10,16 cm. Die

einander gegenüberstehenden Enden eines jeden Ab- Abschirmung, die die Abschnitte umschloß, bestand

schnittes 42 sind mit zentral angeordneten Löchern aus etwa 0,16 cm dicken Kupferplatten und hatte

in sich quer erstreckenden tellerförmigen Platten 44 einen Durchmesser von etwa 30,48 cm und eine

bzw. 46 verbunden. Die Platten 44, die die Abschnitte 15 Länge von etwa 12 m. Die Platten, die die Abschnitte

42 erden, sind mit der Seitenwand der Abschirmung mit der Abschirmung und mit der Spannungsquelle

40 verbunden. Eine der geerdeten Platten 44 kann verbinden, bestanden aus etwa 0,16 cm dicken

eine Wandung der Abschirmung 40 bilden, wie dies Kupferplatten. Jeder der Abschnitte wurde durch

dargestellt ist. eine Spannungsquelle gespeist, die einen 7,0-Mikro-

Ein Flansch 50, der sich in Abstand von der Ab- 20 farad-Kondensator in Serie mit einem Ignitron ent-

schirmung 40 befindet, ist an der äußeren Kante hält. Die Kondensatoren wurden auf eine Spannung

einer jeden Platte 46, die die Verbindung mit den von etwa 15 000 Volt geladen.

Hochspanungsenden der Abschnitte 42 bildet, ange- In den oben beschriebenen Vorrichtungen sind die

ordnet. Jeder Flansch 50 ist durch eine Mehrzahl ko- Abschnitte verhältnismäßig lang, und aus diesem

axialer Kabel 48 mit einer Hochspannungsquelle, wie 25 Grunde ist das in dem Entlastungsrohr induzierte

oben beschrieben, verbunden. elektrische Feld ungleichmäßig. Die geladenen Teil-

Das Arbeitsprinzip der linearen Vorrichtung ist chen werden in großen Schritten beschleunigt, beiähnlich dem der oben beschriebenen toroidalen Vor- spielsweise werden bei der Vorrichtung, die in den richtung. Die lineare Vorrichtung kann als eine toro- Fig. 3 bis 5 dargestellt ist, die Teilchen in zwei idale Vorrichtung angesehen werden, die gestreckt 30 Schritten beschleunigt.

wurde. Wird die Spannungsquelle an jeden der Ab- In den Fig. 6 und 7 sind Mittel dargestellt, mit schnitte 42 gelegt, so fließt ein Strom durch sie. Der denen das elektrische Feld, das durch jeden AbStrom erzeugt eine magnetomotorische Kraft, die schnitt induziert wird, in eine Serie von aufeinanderihrerseits einen Magnetfluß erzeugt, der die Ab- folgenden elektrischen Feldern aufgeteilt werden schnitte 42 umgibt und sich auch in ihnen befindet. 35 kann. In dieser Verkörperung der Erfindung ist eine Der Magnetfluß im Inneren der Abschnitte 42 indu- Serie von in Abstand voneinander befindlichen, geziert ein elektrisches Feld hoher Intensität längs des trennten rohrförmigen Leitern 54 aufeinanderfolgend Entladungsrohres 38, das die in ihm befindlichen ge- längs des Entladungsrohrs 386 und zentral innerhalb ladenen Teilchen beschleunigt. eines jeden Abschnittes 42 b angeordnet. Jeder rohr-

Während in der toroidalen Vorrichtung die Stärke 40 förmige Leiter 54 ist geeignet gehaltert und an der

des Magnetflusses, der in die Abschirmung eindringt, Abschirmung 40 b durch Leiter 56 geerdet, die sich

durch die Größe des Mittellochs des Toroids be- durch geeignete Löcher 58 in den Abschnitten 42 &

grenzt war, ist bei der linearen Vorrichtung der erstrecken.

Magnetfluß frei, um sich auszubreiten und in die Das Ausmaß der Unterteilung eines jeden AbAbschirmung 40 einzudringen. Aus diesem Grunde 45 schnittes hängt von der gewünschten Gleichmäßigkeit wird, wie oben beschrieben, der Magnetfluß durch des elektrischen Feldes längs des Kondensatorweges jeden der Abschnitte 42 vermindert, indem der Ab- ab. Die Anzahl der Abschnitte längs des Entladungsstand zwischen der Abschirmung 40 und den Ab- rohres ist derart gewählt, daß in wirtschaftlicher schnitten 42 vergrößert wird. Weise elektrische Bauelemente verwendet werden

In einigen Anwendungsfällen ist es wünschenswert, 50 können, um jeden Abschnitt zu betreiben,
einen Zugang zu gewissen Teilen des Entladungs- Es ist zu bemerken, daß die zusätzlichen rohrförrohres 38 in der Kopplungsvorrichtung zu haben. Da migen Leiter bei einer toroidalen Kopplungsanorddie Abschirmung 40 die Abschnitte 42 und das Ent- nung in ähnlicher Weise angewendet werden können, ladungsrohr 38 völlig umschließt, ist es sehr schwierig, Die oben beschriebene Vorrichtung ist in ihrer AnZugang zu dem Entladungsrohr 38 zu gewinnen. Ein 55 Wendung auf Entladungsröhren erläutert. Sie kann Weg zur Lösung dieser Aufgabe ist, einen Zugangs- jedoch ebenso verwendet werden, um Beschleuniraum 51. wie in Fig. 5 dargestellt, vorzusehen. Bei gungsfelder für geladene Teilchen in Vakuumröhren dieser Anordnung befindet sich ein Zugangsraum 51 zu erzeugen. Bei der Anwendung der Vorrichtung zwischen einem Paar von Abschnitten 42 α, der da- zur Beschleunigung geladener Teilchen können die durch erzeugt ist, daß der Abstand zwischen den Ab- 60 Abschnitte entweder durch geeignete getrennte Spanschnitten 42 vergrößert ist und daß eine Hilfsplatte nungsquellen gepulst werden, oder es kann eine ein-52, die sich im Abstand von der Hochspannungs- zige Spannungsquelle vorgesehen sein, und zwar in platte 46 a befindet und die sich zwischen der Ab- Abhängigkeit von der geforderten Wiederholungsschirmung40a und dem Entladungsrohr 38 α er- geschwindigkeit. Die beschriebene Vorrichtung entstreckt, hinzugefügt ist. Auf diese Weise ergibt sich 65 hält Mittel, mit denen ein elektrisches Feld hoher ein wesentlich feldfreier Zutritt zu dem Entladungs- Intensität in einem Sekundärkreis erzeugt werden rohr, ohne daß die Abschirmung wesentlich herab- kann, ohne daß eine Notwendigkeit für Hochspangesetzt wird. Ein feldfreier Zugang kann ebenfalls nungs-Bauelemente besteht. Verschiedene Abände-

rungen und Modifikationen, die dem Fachmann geläufig sind, können bei der Vorrichtung vorgenommen werden, ohne daß der Erfindungsgedanke verlassen wird.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur Erzeugung hoher elektrischer Feldstärken zur Erzielung starker Beschleunigungen elektrisch geladener Teilchen, in der die Beschleunigungsbahn aus einer einzigen entweder geschlossenen, kreisförmigen oder offenen, geradlinigen Sekundärwicklung eines Lufttransformators besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung dieses Transformators aus mehreren Spulen besteht, die jede nur eine einzige Windung aufweisen, wobei jede Spule als ein Zylinder ausgebildet ist, der einen Bruchteil der Beschleunigungsbahn umschließt und in Richtung seiner Achse vom Primärstrom durchflossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungsbahn innerhalb eines sie begrenzenden Isolierstoffrohres liegt, das kreisförmig oder geradlinig ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rohre in jedem Zylinder liegen und das elektrische Feld im Zylinder unterteilen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Primärwicklungen zugeführten Spannungen impulsförmig sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Primärspulen parallel geschaltet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Primärspulen an eine einzige Primärspannungsquelle angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungsbahn einschließlich der Primärspulen durch ein äußere magnetische Felder abschirmendes Gehäuse eingeschlossen ist, durch welches die Einflüsse der magnetischen Streufelder der einzelnen Spulen aufeinander reduziert werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschirmgehäuse so unterbrochen ist, daß die Beschleunigungsbahn in durch die Länge der Primärspulen gegebenen Abständen zugänglich ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Gehäuse und den der Kreisbeschleunigung auf der Bahn dienenden Zylindern größer ist als der halbe Abstand zwischen diametral einander gegenüberliegenden Zylindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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