DE1870886U - Beschleunigungs- und fokussiervorrichtung fuer geladene teilchen. - Google Patents

Description

Patentanwälte

Beete α-Lamprecht

410-8302G-1H (7)
Β«514» 3E

COMMISSARIAT A !'ENERGIE ATOMIQUE₉ Paris lime (Frankreich)

Beschleunigungs- und FokussierVorrichtung für geladene Teilchen

Die Heuerung "betrifft eine Beschleunigungs- und Pokussiervorrichtung für geladene Teilchen und insbesondere eine Vorrichtung, die es gestattet} ein Elektronenstrahlband zu erzeugen, zu beschleunigen und zu fokussieren»

Die Erzeugung und vor allem die Fokussierung eines Elektronenstrahlbandes, d.h» eines flachen₉ dünnen Elektronenstrahles erheblicher Breite bringt mehrere Schwierigkeiten mit sich»

Zur Zeit benutzt man zu diesem Zweck eine "Elektronenkanone", bei der das Elektronenband durch den Emissionsdraht und einen Spalt in eine Extraktionselektrode geschaffen wird. Das Elektronenband hat jedoch wegen Fehlens einer geeigneten Pokussierungsrichtung die leigung, schnell divergent zu werden und überdies ist die Breite des Bandes praktisch auf die länge des Emissionsdrahtes begrenzt»

Eine andere Lösung besteht darin_s einen bandförmigen Strahl durch Hin- und Herschwenken eines fokussierten Elektronen-Strahlenbündels zu erzeugen» Diese Lösung stellt jedoch nur einen Notbehelf dar\ sie führt infolge ihres grundsätzlichen Prinzips zu einer periodischen Schwankung des Stromes in dem Elektronen-

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band und sie ist schwer anzuwenden, wenn die Strahlung homogen sein soll.

Die vorliegende Feuerung betrifft die Ausbildung einer einfachen Vorrichtung, die ohne Schwenken eines Strahles arbeitet und es gestattet, ein homogenes Elektronenband zu erzeugen, das stabil, genau definiert und hinsichtlich seiner Breite und Stärke einstellbar ist« Die neuerungsgemäße Beschleunigungs- und Fokussierungsvorrichtung für ein Elektronenstrahlband enthält eine Elektronenkanone, -die in einer Kammer mit hohem Vakuum untergebracht ist und ein Elektronenband erzeugt; das Kennzeichen dieser Vorrichtung besteht darin₈ daß Fokuss&erungsmagnete vorgesehen sind, die ein magnetisches Feld erzeugen, dessen Kraftlinien im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Elektronen des Bandes und zumindest in dem mittleren Teil dieses Bandes parallel zu diesem verlaufene

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Magnete · derart gestaltet, daß das von ihnen erzeugte Feld an den Rändern des Elektronenbandes eine Komponente aufweist, die senkrecht zu der Fläche des Bandes liegt und in dem einer flachen Ausbreitung des Bandes entsprechenden Sinn orientiert ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Neuerung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die zur Erläuterung in der Zeichnung dargestellt sind« Es zeigen:

Figo 1 eine schematische Darstellung der neuerungsgemäßen Vorrichtung, welche die gegenseitige Anordnung der Bauteile der Vorrichtung zueinander erkennen läßt,· aber nicht maßstäblich ist 5

Fig» 2 ein schematischer Längsschnitt längs der Symmetrieebene der Vorrichtung, welche die Wirkung der einzelnen Bauteile der Vorrichtung auf das Elektronenband erläutert;

^,-Figo 5 eine perspektivische Teildarstellung der Fokussierungsvorrichtung gemäß Mg« 1, aus der die Wirkung der Magnete auf das Elektronenband ersichtlich ist;

Fig« 4 eine schematische Einzeldarstellung eines Querschnitts durch eine Elektronenkanone, wie sie in der Vorrichtung gemäß Mg» 1 verwendet werden kann;

Figo 5 eine schematische Ansicht - teilweise geschnitten einer Bestrahlungsvorrichtung, bei der die Neuerung angewendet wird;

Figo 6 eine schematische Seitenansicht der Elektronenkanone der Bestrahlungsvorrichtung gemäß Fig« 5j

Fig. 7 eine Ansicht der auseinandergezogenen Teile der Austrittsschleuse des Elektronenbandes bei der Bestrahlungsvorrichtung' gemäß Figo 55

Fig» 8 einen Schnitt längs der Schnittlinie VIII-VIII der Figo 7°

Die in den Fig» 1 bis 3 sehematisch dargestellte Beschleunigungsund Fokussierungsvorrichtung für geladene Teilchen, insbesondere Elektronen- enthält in einer durch die strichpunktierte Umfangslinie A versinnbildlichten Vakuum-Kammer eine Elektronenkanone C, die ein flaches Elektronenstrahlbündel 11

auf eine "Scheibe" D "schießt" sowie eine Fokussierungsvorrichtung E gemäß der !Teuerung ο

Ein Gleichstromerzeuger 14 für hohe Spannung erzeugt zwischen der Elektronenkanone C und der Scheibe D eine Spannungsdifferenz für die Beschleunigung der Elektronen,, Diese Spannungsdifferenz kann zwischen 10 und 20 kV liegen, wenn der Abstand Kanone - Scheibe in der Größenordnung von 40 cm liegte Die Elektronenkanone C gemäß Mg. 1 ist ein an sich bekannter Bauteil; sie enthält einen Emissionsdraht 18, einen Reflektor (Wehnelt-Reflektor), der auf ein einstellbares Potential gebracht ist, das im allgemeinen bei einigen Dekavolt liegt und von einer Spannungsquelle 21 geliefert wird= Ferner ist im Abstand von der Elektronenkanone eine Extraktionselektrode 22 angeordnet, die auf ein einstellbares Potential, das über dem des Emissionsdrahtes 18 liegt, mittels einer Stromquelle 23 einstellbar ist.

Der Emissionsdraht 18 wird vorzugsweise mit Gleichstrom geringer Spannung und hoher Stromstärke aus einem Generator beheizt, um Schwankungen oder Pulsationen der Emission zu vermeiden und eine große lOkussierungsgenauigkeit des Bandes in einer Linie zu erzielen«' Eine Beheizung mit Wechselstrom gestattet es nicht, diese hohe Fokussierungsgenauigkeit zu erreichen, so daß man in bestimmten Fällen diese an sich sehr einfache Heizung nicht anwenden kann»

Die Extraktionselektrode 22 besteht aus einer ebenen oder gewölbten Platte, die einen parallel zum Emissionsdraht 18 liegenden Schlitz 25 aufweist? die Abmessungen des Schlitzes 25

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"bestimmen die Breite und die Dicke des bandförmigen Elektronenstrahlbündels vor seiner Fokussierung»

Das Elektronenstrahlband 11 neigt dazu, sich nach seinem Durchtritt durch den Schlitz 25 der Extraktionselektrode auszubreiten. Um dies zu verhindern, ist hinter der Extraktionselektrode die Pokussierungsvorrichtung E gemäß der feuerung angeordnete Diese Vorrichtung besteht aus einer gewissen Anzahl von Permanent- oder Elektromagneten 26 und 28 - im allgemeinen werden zwei solche Magnete verwendet -, die in Bewegungsrichtung der Elektronen hinter der Extraktionselektrode 22 in einem einstellbaren Abstand von dieser angeordnet sind₉ beispielsweise im Abstand von einigen Zentimetern, Dieser Abstand stellt einen der Parameter dar, die eine Änderung der Konvergenz des Elektronenstrahlbahdes gestatten«

Das von den Magneten 26 und 28 erzeugte magnetische PeId ist in derjenigen Ebene, zu der die Magnete symmetrisch sind (der Mittenebene des Elektronenstrahlbandes, bezogen auf seine Stärke im allgemeinen), Hull, und im wesentlichen parallel zu dem Band, wenn man sich aus dieser Ebene entfernt. Bei einer geeigneten Anordnung der Magnete 26 und 28 wird das Elektronenstrahlband in der Weise fokussiert, wie dies die Pig. 2 zeigt, und die Auftreffspur des Bandes auf die Scheibe D kann eine große Peinheit haben und mit hoher Genauigkeit auf ein nicht dargestelltes Austrittsfenster ausgerichtet werden, das in der Scheibe vorgesehen ist, und aus einer dünnen Polie eines für Elektronen durchlässigen Materials besteht« Durch eine

Änderung des Abstandes der Hagnetkörper eines oder jedes der Magnete, der magnetischen Intensität der Magnete und der Lage der Magnete gegenüber dem Elektronenstrahlband ist es möglich, die fokussierte Auftreffspur des Bandes zu verschieben und sie in irgendeinen beliebigen Abstand von dem Emissionsdraht in dem Beschleunigungsraum zu bringen»

Die Fokussierungsspur - die etwa einer "Brennlinie¹¹ eines wirkungsmäßig ähnlichen optischen Systems entspricht - kann auch senkrecht zu der durch den Emissionsdraht 18 und den Spalt 25 gegebenen Symmetrieebene verschoben werden^ sie läßt sich durch Beeinflussung der Stärke und der Richtung des Feldes verbreitern oder verkürzen» Bs ist" auch möglich, eine Inhomogenität des Elektronenflusse in dem Band auszugleichen, indem man die lage der Magnete gegeneinander und gegenüber der Symmetrieebene verändert»

Wenn die Magnete im Vergleich zu der Breite des Bandes eine sehr große Länge haben, so ist ihr Feld in dem gesamten Bereich des Bandes (dem aktiven Bereich) im wesentlichen gleichmäßig und es tritt kein "Randeffekt¹¹ ein. Die Breite des Bandes verändert sich nicht merkbar von einem bis zum anderen Ende der Bandlinie„ In denjenigen Fällen, in denen ein Ausbreiten des Bandes vermieden werden muß, kann man die hierzu notwendige Parallelität der Kraftlinien· und des Bandes dadurch steigern, daß man den Magneten die Form eines Hufeisens gibt, die in dem avischen ihnen befindlichen Raum die Ausbildung eines homogenen Feldes gewährleistet.

Wenn jedoch das Magnetfeld im Bereich der seitlichen Ränder des Bandes nicht parallel zur Ebene des Bandes ist, sondern eine Iransversalkomponente enthält, tritt eine seitliche Divergenz auf, wie sie in der Pig. 3 veranschaulicht ist» Das Band breitet sich dann seitlich aus und man kann seine Breite bis zu einem Verhältnis von 4s 1 oder mehr vergrößern«,

• Eine derartige leigung der Kraftlinien im Bereich der seitlichen Ränder des Bandes läßt sich dadurch erzielen, daß man die länge der Magnete 26 und 28 verkürzt und/oder ihnen eine zu.diesem Zweck geeignete Form gibt* Um auch selbst in den Seitlichen Randteilen des Bandes eine Fokussierung dieses Bandes aufrechtzuerhalten, müssen die Kraftlinien schräg au den Flächen des Bandes verlaufen^ der Konvergenzs-Effekt ist wesentlich schwächer oder vermindert gegenüber dem gleichen Effekt im zentralen Teil des Bandes5 diese Verminderung wird jedoch in einem gewissen Maße durch die größere Länge des Elektronenstrahlweges bis zur Auftreffscheibe kompensiert»

Die Fig. 4 zeigt in schematischer Weise in einem Querschnitt eine Ausführung einer Elektronenkanone, die bereits von sich aus eine gewisse Fokussierung des von ihr erzeugten Elektronenstrahlbandes ergibt und infolgedessen zweckmäßig in der in den Fig₀ 1 bis 3 schematisch dargestellten Vorrichtung verwendet wirdo Der Emissionsdraht 18 besteht aus einem Wolframdrahtstab, der durch einen elektrischen Gleichstrom geringer Spannung und hoher Stromstärke (3V und 3OA beispielsweise) beheizt wird und von einem isolierenden Träger 19 getragen wird» Der Reflektor 20

hat im Querschnitt die Form einer Rinne ι diese Rinne hat an ihrem inneren Scheitel einen Winkel in der Größenordnung von 135°ο Der Reflektor ist auf ein gegenüber dem Emissionsdraht leicht negatives Potential gebracht, das einstellbar ist, um eine Feinregelung des bandförmigen Strahlenbündels zu gestatten. Dieses Elektronenstrahlband 11 wird durch das Fenster 25 der Extraktionselektrode 22 begrenzt, dessen Breite beispielsweise in der Größenordnung von 3 Dim liegt«,

Zwei Paar von Fokussierungselektroden 30 und 32, die im Raum zwischen dem Reflektor und der Extraktionselektrode angeordnet sind, vermindern die Divergenz des Elektronenstrahlbandeso Diese Elektroden werden auf zunehmende Spannungen gebracht, welche jedoch kleiner sind als die Spannung der Extraktionselektrode_o Bei einer Spannung von etwa 2000 V an der Extraktionselektrode sind die Spannungen der Fokussierungselektroden beispielsweise etwa 400 V für die Elektroden 30 und 800 V für die Elektroden 32» Der Reflektor 20 und die Elektroden 30 und 32 werden von Isolationsplatten getragen, von denen die mit 33 bezeichnete Platte sichtbar ist« Diese Platten sind mit dem Träger 19 verbunden»

Die Fig. 5 bis 8 zeigen - als Beispiel - ein elektrostatisches Bestrahlungsgerät, bei dem die vorliegende Neuerung angewendet ist» Die Einzelteile der Fig_o 5 bis 7 sind - soweit sie den Einzelteilen in den vorher beschriebenen Figuren zumindest funktionell entsprechen - mit gleichen Bezugszeichen unter Hinzufügen eines Strich-Indexes bezeichnet worden»

Die als Beispiel ausgewählte Bestrahlungsvorrichtung besteht

/ίίλ

im wesentlichen aus einem dichten Gehäuse A', an das eine Evakuiervorrichtung B angeschlossen ist, einer Elektronenkanone C, einem Austritt D' für das Elektronenstrahlband, einem Pokussierungs-Magnetsystem E und Zubehörteilen P für die elektrische Speisung und Regelung,,

Das Gehäuse A'weist einen quaderförmigen Kasten 34 auf, der auf einem Traggestell 36 ruht und an seiner Unterseite durch die Austrittsanordnung C sowie an seiner Oberseite durch eine Tragplatte 38 abgeschlossen ist» Der Kasten 34 und die Platte 38 bestehen aus einem isolierenden und leicht entgasbarein Material; sie sind genügend dick, um die Druckkräfte aufnehmen zu können, welche auf sie ausgeübt werden, wenn das gesamte Innere des Kastens auf das Betriebsvakuum gebracht ist. Ein geeignetes Material ist vorzugsweise das unter der Markenbezeichnung "Araldit" bekannte Epoxyharz ο

Die Tragplatte 38 bildet den Deckel des Kastens 34ο Die Dichtigkeit der Verbindung ist durch eine 'Umfangs-Dichtung gesichert, die beim Auspumpen des Kastens 34 mit großem Druck von der Platte 38 belastet und dabei in eine Dichtungsnut eingedrückt wird ο

Das Vakuum in dem Innenraum des Gehäuses A' wird mittels einer Pumpenanordnung B'bekannter Art aufrechterhalten, wie sie in Pig. 5 dargestellt ist ο Diese Einrichtung umfaßt eine Diffusionspumpe 40, der eine nicht dargestellte Vorpumpe über eine leitung 42 und ein System von Verbindungs- und Abschlußventilen vorgeschaltet ist. Die Diffusionspumpe 40 ist mit dem

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Gehäuseinnenraum über ein gewinkeltes Rohr 44 verbunden, das aus Araldit "besteht und eine platzsparende seitliche Anordnung der Pumpeneinrichtung B neben der Haupteinrichtung gestattete

Die aus der I¹Ig₀ 6 in größerem Maßstab zu ersehende Elektronenkanone C ist der in Mg« 4 dargestellten ähnliche Sie ist an der Platte 38 durch isolierende Tragsäulen 46₉48 und 50 festgelegt, die beispielsweise aus Porzellan bestehen«, Die Säule 46 trägt über geeignete Haltemittel den Emissionsdraht 18', der durch eine Spannvorrichtung 52 bekannter Bauart gerade gespannt gehalten wird« Die Säulen 48 und 50 tragen den Reflektor 20' und die Extraktionselektrode 22'» Alle diese Elektroden sind mit den ihre Spannung bestimmenden Spannungsquellens, die außerhalb des Vakuumraumes der Vorrichtung liegen» über (nicht dargestellte) isolierte Leiter verbunden, die durch die Tragplatte 48 gut abgedichtet hindurchgeführt sind»

Die Elektronenkanone erzeugt bereits ein dünnes, "vorfokussiertes" Elektronenband, aber die tatsächliche Fokussierung erfolgt erst durch das Magnetsystem EO Dieses System umfaßt zwei Elektromagnete, von denen in der Figo 5 nur der eine, mit 26' bezeichnete, eingezeichnet ist« Die beiden Elektromagnete sind im wesentlichen parallel zur Bandebene angeordnet und mit Gleichstromwicklungen versehen« Die Stromstärken der diesen Wicklungen zugeführten Ströme sind unabhängig voneinander derart einstellbar, daß sich eine genaue Fokussierung durchführen läßt«

Die gesamte Austrittsanordnung D¹ für das Elektronenstrahl-

band ist genauer in den Fig. 7 und 8 dargestellt * Diese Anordnung wird von einem am unteren Rand des kastenartigen Gehäuses 34 vorgesehenen Außenflansch 53 getragen» Sie ist an diesem Flansch durch nicht dargestellte Befestigungsmittel, beispielsweise Schraubenbolzen, befestigt» Eine umlaufende Dichtung 54 gewährleistet die Abdichtung an der Verbindungsstelle zwischen dem Flansch 53 und der Austrittsanordnung DO

Die Austrittsanordnung D' selbst setzt sich aus zwei einzelnen und voneinander trennbaren Teilen zusammen» Der obere Teil 56 ist ein Formkörper, der ein Abschlußorgan enthält, -welches das Abschließen des unteren Teiles 58 gestattet, der seinerseits einen "Fensterblock" bildete Der "Abschlußformkörper" 56 (Figo 7) stellt ein Gehäuse 59 dar, das mit seinem oberen Flansch 60 mit'dem Flansch 54 des Hauptgehäuses verbunden ist und einen unteren Verbindungsflansch 62 aufweist, über den die Verbindung mit dem Fensterblock hergestellt wird» In dem Gehäuse ist eine Querwand 64 vorgesehen (Fig» 8)_s in der sich eine Öffnung 66 für den Durchtritt des Elektronenstrahlbandes befindet. An die Querwand, die gewissermaßen einen Ventilsitz bildet, kann sich ein rechteckiger Absperrschieber 68 anlegen» Dieser Schieber wird über eine Reihe von hebelartigen Betätigungsstangen 70 betätigt, die an Vorsprüngen 72 des Schiebers angreifen. Wenn der Schieber an die Querwand angedrückt ist, bewirkt eine Drehung der Betätigungshebel 70 zunächst ein Absenken des Schiebers und dann sein Verschieben in Richtung des Pfeiles f (Fig» 8), wodurch die rechteckige Durchtrittsöffnung 66 vollständig freigegeben wird. Dieses Absperrorgan gestattet es, den HauptVakuumraum der

Vorrichtung gegen den Fensterblock 58 dicht abzuschließen und macht es auf diese Weise möglich, das Fenster auszubauen und auszuwechseln, ohne daß das Vakuum im Innern der Bestrah.lungsvorrich.4i tung abfällt«

Diesem Kennzeichen kommt große Bedeutung zu, weil das große Volumen des unter Vakuum stehenden Teiles der Vorrichtung eine relativ lange Pumpen-Arbeitsdauer bedingt, um auf das erforderliche Vakuum gebracht zu werden»

Der Pensterblock 58 besteht aus einem Durchtrittskörper 74, der an seinem oberen leil einen Verbindungsflansch 76 aufweist, der mit dem Plansch 72 des Formkörpers 56 verbunden wird, diese beiden !Mansche können miteinander■durch nicht dargestellte Verbindungsmittel, beispielsweise Schraubenbolzen, verbunden werden; eine ovale Ringdichtung 78 (Pig, 8) innerhalb des Flansches 76 sorgt für die Abdichtung der Verbindung. Im Innern des Durchtrittskörpers 74·sind Kanäle 80 für das Hindurchfließen des Kühlmittels (meist Wasser) und ein Durchtrittsspalt 82 für das Hindurchtreten der Elektronen vorgesehen» Das eigentliche Fenster 84 besteht aus einer Folie eines Leichtmetalles, die mit einem im wesentlichen konstanten Wölbungsradius gewölbt ist, der dem Radius der Höhlung der unterseitigen Fläche 86 (Fig. 8) des Durchtrittskörpers 74 entspricht_s an die sich die Folie anlegte In einer Nut der gebogenen Fläche 86 sitzt eine Dichtung 88_β Das Anlegen des Fensters 84 an die Dichtung 88 erfolgt mittels eines gewölbten, langgestreckten Andrückkörpers 90, der einen Durchtrittsspalt 92 aufweist und durch nicht dargestellte

Mittel, beispielsweise Schrauben, an den Durchtrittskörper angepreßt werden kann»

Die etwa halbzylindrische Form des Fensters ergibt die günstigste Beanspruchung des Materials, aus dem dieses Fenster besteht; die Beanspruchungsbedingungen sind vorteilhafter als bei einem ebenen oder mit doppelter Biegung ausgeführten Fenster» .,Die Druckkräfte, die auf die Außenseite des Fensters wirken, wenn im Innern des Hohlraumes der Vorrichtung ein hohes Vakuum herrscht, führen lediglich zu Zugspannungen in dem Material und nicht zu unerwünschten Scherkräften*

Um zu vermeiden, daß die Seitenwände des kastenartigen Gehäuses 34 durch das Elektronenbombardement beschädigt werden, sind im'Innern dieses Kastengehäuses etwa dreieckig geformte Schirmelektroden.93 vorgesehen, die trichterförmig im Innern ' des Gehäuses angeordnet sindo Diese Elektroden, die auf ein geeignetes Potential gebracht werden, schützen die Wände aus Epoxyharz und ergeben gleichzeitig eine Beschleunigung der Elektronen,» Die in Figo 5 veranschaulichte Ausbildung und Anordnung dieser Elektroden kann durch andere Ausbildungen und Anordnungen ersetzt werden, beispielsweise durch zueinander parallele Platten,.die im Innern des kastenartigen Gehäuses mit Abstand voneinander angeordnet sind und einen rechteckigen zentralen SpaHr haben, durch den das Elektronenstrahlband hindurchtritt.

Die Speisung der Elektronenkanone, der Beschleunigungselektroden, der Schutzelektroden und der Magnetwicklungen erfolgt aus einer Gesamtanordnung F₉ die nunmehr beschrieben wird ο

Zur Speisung des Emissionsdrahtes 18 der Elektroenenkanone C dient eine Gleichstrom-Dynamomaschine 94, die τοη einem an dem Gestell der Vorrichtung festgelegten Motor 96 angetrieben wird= Der Antrieb erfolgt über eine, isolierende Welle 98, da das Gestell mit Masse verbunden ist und die Dynamomaschine von dem unter Hochspannung stehenden oberen Vorrichtungsteil getragen wirdo Gleichzeitig mit der Dynamomaschine 94 treibt die isolierende Welle 98 einen Wechselstromgenerator an, der in der Darstellung gemäß Pigο 5 durch die Dynamomaschine 94 verdeckt wird und der die zur Speisung der Elektroden der Elektronenkanone dienende leistung liefert» Die Hilfsspannungen werden in den Speisegeräten 100 und 102 hergestellt, die mit der Extraktionselektrode bzwo dem Reflektor verbunden sind=,

Die Hochspannung für die Beschleunigung der das Elektronenstrahlband bildenden Elektronen liegt zwischen der durch das Gestell 36 und die gesamte Austrittsanordnung D' gebildeten Masse und einem Kopfteil 104, der für Hochspannung isoliert ist» Dieser gesamte Kopfteil wird über ein Hochspannungskabel 106 aus einem elektrostatischen Hochspannungsgenerator gespeist, der außerhalb der Bestrahlungsvorrichtung liegt und nicht dargestellt isto

Die Wicklungen der Elektromagnete werden aus einem Gerät gespeist, dem die notwendige leistung von dem Wechselstromgenerator geliefert wird, den der Motor 96 antreibt»

Die gesamte elektrische Speise= und Regelanordnung P ent-

hält außerdem nicht dargestellte Sicherungsvorrichtungen und ein Gerät 112. für die zeitliche Überwachung der Heizung des Emissionsdrahtes; dieses Gerät hat die Aufgabe, die Zerstörung des Emissionsdrahtes durch vorzeitiges Anlegen der Spannung an die anderen Elektroden zu vermeiden«. Die Einstellung der Speisespannungen der unterschiedlichen Elektroden erfolgt über Potentiometer oder Spannungsregler j wie 1Hj die mit den Speisegeräten über nicht dargestellte Leitungen verbunden sind» Jedes dieser Potentiometer wird von einem Motor 116 angetreieben, mit dem es über eine isolierende Stange 118 verbunden ist. Me Motoren 116 werden ferngesteuert und können Empfänger elektrische! Fernsteuer-Systeme sein. Die Motoren 116 sind an dem mit Masse verbundenen Gestell befestigt5 die isolierenden Stangen 118 erlauben es, die auf dem Potential der Hochspannung liegenden Potentiometer zu steuern.

Die !"ig. 5 zeigt schließlich - mit strichpunktierten Linien einen Förderer, der für die mehr oder weniger stetige Bestrahlung von Bandmaterial mit ß-Strahlen ausgelegt ist» Das zu bestrahlende Band 120 wird von Rollen 122 geführt, die beiderseits.der Austrittsöffnung des Fensters liegen^ das Band rollt in geringem Abstand unterhalb des Fensters senkrecht zur Breitenausdehnung des Elektronenstrahlbandes hindurcho Auf diese Weise wird die Bestrahlung des Bandes wesentlich gleichmäßiger als bei einer Bestrahlungsvorrichtung, in der ein Elektronenstrahl hin- und hergeschwenkt wird.

Die nunmehr folgenden Zahlenangaben beziehen sich auf ein

hergestelltes Bestrahlungsgerät, sie sind lediglich als "beispielsweise Angaben zu werten»

Die wesentlichen Teile des Bestrahlungsgerätes befinden sich in einer kastenartigen Kammer, in der ein Vakuum in der Größenordnung von 10 ^J mm Hg aufrechterhalten wird«. Die Elektronenkanone liegt an einer Spannung von 300 bis 400 kY gegenüber der Strahlen-Austrittsanordnung.. Das erzeugte Elektronen- --s'trahlband führt eine Stromstärke von 10 mA auf seiner Länge von etwa einem Meter»

Das Austrittsfenster} das aus einer Aluminiumlegierung

besteht, hat eine Stärke von 40 /u und eine Länge von etwa 100 cm. Der Wechselstromgeaerator und die Dynamomaschine werden von einem mit 3000 U/min laufenden Motor angetrieben» Der Wechselstromgenerator liefert eine Wechselspannung von 110 V an die Speisegeräte der Elektroden und der Elektromagnete. Die Dynamomaschine liefert den Strom für die Beheizung des Emissionsdrahtes, der mit 30 A und 3 V gespeist wird»

Die !Teuerung ist in keiner Weise auf das nur zur Erläute-. rung beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt5 es dürfte klar

sein, daß in den Einzelheiten Abwandlungen vorgenommen werden . können, ohne den Rahmen der Neuerung zu verlassen^ der durch die folgenden Ansprüche gegeben ist»

Claims (6)

BA.06H9B*30.U3 Schutzansprüche

1. Beschleunigungs- und Fokussiervorrichtung für Elektronen, die eine Elektronenkanone enthält, welche in einem sehr weitgehend evakuierten Gehäuse angeordnet ist und ein Elektronenstrahl· band erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Fokussierungsmagnete enthält, welche ein magnetisches PeId erzeugen, dessen Kraftlinien im wesentlichen senkrecht zur Achse der Bewegungsrichtung der das Band bildenden Elektronen un_d zumindest in dem zentralen Teil des Bandes parallel zu diesem verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Magnete die Ausbildung eines Magnetfeldes bewirkt, das an den Enden des Elektronenstrahlbandes eine senkrecht zu diesem Band gerichtete Komponente enthält^ die in dem einer flachen Verbreiterung des Bandes entsprechenden Richtungssinn liegt»

3° Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete aus magnetisieren Stäben bestehen, die parallel zu dem Elektronenstrahlband und senkrecht zur Achse der Elektronen-Bewegungsrichtung liegen®

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2_S dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete aus Spulen bestehen^ die gegebenenfalls magnetisierbare Kerne enthalten»

5« Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 und 4? dadurch gekennzeich-

net, daß die Elektronenkanone die folgenden Elemente umfaßt: einen Emissionsdraht, einen gegenüber dem Emissionsdraht an negativer Spannung liegenden Reflektor, eine Extraktionselektrode, die an einer höheren Spannung als der Emissionsdraht liegt und einen Austrittsspalt aufweist, sowie Fokussierelektroden, die auf "beiden Seiten des Elektronenstrahlbandes in Strahlrichtung vor der Extraktionselektrode angeordnet „sind und auf einem Potential liegen, das zwischen dem des Emissionsdrahtes und dem der Extraktionselektrode liegt«

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlrichtung hinter den Fokussierungsmagneten eine Austrittsanordnung für das Elektronenstrahlband vorgesehen ist, die aus einem Fensterblock_s der mit einem dünnen, in der Bahn des Elektronenstrahrbandes liegenden, aus einer Leichtmetallegierung hergestellten Fenster versehen ist, und einem zwischen dem evakuierten Innenraum der Vorrichtung und dem Fensterblock liegenden Formkörper mit einem Absperrorgan besteht, der eine Querwand, enthält_s in der eine Öffnung für das Elektronenstrahlband liegt, welche durch das Absperrorgan abschließbar ist, das seinerseits mit Betätigungsmitteln verbunden ist, die eine Bewegung des Absperrorganes aus einer Stellung, in der es die Öffnung dicht verschließt, in eine andere Stellung gestatten, in der es die Öffnung freigibt»

7« Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fensterblock ein Fenster enthält _} das aus einem die Form eines Halbzylinders aufweisenden Blatt einer Leichtmetall^e-

gierung testeht und dessen Ränder zwischen einem eine innere Wölbung tragenden Teil und einem eine äußere Wölbung tragenden Teil eingespannt sind, die beide einander deckende Austrittsspalte für das Elektronenstrahlband aufweisen.