DE2118827A1

DE2118827A1 - Kurzer Hochfrequenzresonator mit großem Frequenzbereich für Zyklotrons

Info

Publication number: DE2118827A1
Application number: DE19712118827
Authority: DE
Inventors: Derk Eindhoven; Boomska Pieter Beekbergen; Wierts (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-04-29
Filing date: 1971-04-17
Publication date: 1971-11-11
Also published as: FR2086466B1; US3796975A; CH527546A; NL7006247A; FR2086466A1; GB1350986A; US3718865A

Description

PHN. 4804, Dr. IFcrfeert Scholz

Pr.iiiitaawolt y_a / WJM.

Anmelder: M.',, ?hH'o- "'-■'.· ' · ;\ ;'

Akte No₁₁ pHU_ 4804
Anmeldung vom: -]ß_o April 1971

Kurzer Hochfrequenzresonator mit grossem Frequenzbereich für Zyklotrons.

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Hochfrequenzresonator für eine Anordnung zur Beschleunigung geladener atomarer Teilchen, welcher Resonator ein Wellenrohr mit einem Innenleiter und einem Aussenleiter, zwei Beschleunigungselektroden und eine verschiebbar im Wellenrohr angebrachte Kurzschlussplatte enthält. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zur Beschleunigung geladener atomarer Teilchen, insbesondere ein Zyklotron, die einen derartigen Hochfrequenzresonator enthält.

Hochfrequenzresonatoren der im ersten Absatz erwähnten Art sind bekannt. Mit Hilfe eines derartigen Hochfrequenzresonators werden z.B. in einem isochronen Zyklotron geladene atomare Teilchen beschleunigt, wobei zwischen den

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Beschleunigungselektrodeii eine Hoclifrequenzspannung angelegt ist, die eine konstante Amplitude von z.B. 10 bis 70 kV und eine konstante Frequenz von z.B. 1 bis 50 MHz aufweist. Die benötigte Frequenz ist u.a. von der Art des zu beschleunigenden atomaren Teilchens und von dem Wert des im Zyklotron angewandten Magnetfeldes abhängig. Zur Beschleunigung sogenannter schwerer Ionen und auch zur Beschleunigung von Teilchen bis zu einer verhältnismässig niedrigen Energie im Vergleich zu der maximal im Zyklotron erreichbaren Energie ist eine Beschleunigungsspannung erforderlich, deren Frequenz erheblich niedriger als die höchste gewünschte Frequenz sein muss, die bei der Beschleunigung von Protonen auf die höchste im Zyklotron erreichbare Energie auftritt. Eine derartige niedrige Frequenz geht mit grossen Abmessungen des Resonators einher. Ein Resonator der im ersten Absatz erwähnten Art kann nämlich annähernd als ein elektrischer Schwingkreis mit einer Kapazität und einer Induktivität betrachtet werden, wobei φ die Kapazität durch die Kapazität zwischen den Beschleunigungselektroden (die meistens geerdete mit einer der Beschleunigungselektroden verbundene Umgebung wird als ein Teil dieser Elektrode betrachtet) und die Induktivität durch die Induktivität an einem Ende des Wellenrohres gebildet wird, während das Wellenrohr am anderen Ende von der Kurzschlussplatte kurzgeschlossen ist. Wenn die Kapazität zwischen den Beschleunigungselektroden niedrig in bezug auf die Kapazität pro Längeneinheit des Wellenrohres ist, beträgt die nützliche Länge des Wellenrohres etwa ein Viertel der Wellenlänge, die zu der

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gewünschten Frequenz gehört. Daraus ergibt sich, wie auch an Hand von Berechnungen näher gezeigt werden kann, dass der Resonator Tür niedrige Frequenzen eine sehr grosse Länge in bezug- auf die anderen Abmessungen des Zyklotrons aufweist. Es sei bemerkt, dass unter einem Wellenrohr hier ein Hochfrequenzlei tungs stück zu verstehen ist, das manchmal als koaxial bezeichnet wird, obgleich es nicht durchaus erforderlich ist, dass das Wellenrohr genau koaxial ist und einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. %

Bei einem bekannten Hochfrequenzresonator der im ersten Absatz erwähnten Art, der in der niederländischen Patentanmeldung Nr. 6.815.876 beschrieben ist, wird die für die niedrigste Resonanzfrequenz benötigte Länge des Wellenrohres dadurch herabgesetzt, dass parallel zu dem Wellenrohr und an der Stelle der Kurzschlussplatte bei der höchsten Resonanzfrequenz ein fester Kondensator angebracht wird. Bei diesem Resonator wirii die maximal erreichbare Frequenz nicht beeinflusst, weil bei dieser Frequenz der Kondensator von der Kurzschlussplatte kurzgeschlossen ist. Ein derartiger Kondensator lässt sich aber schwer anbringen, weil der zur Verfügung stehende Raum äusserst beschränkt ist. Ferner ergibt sich der Nachteil, dass bei niedrigen Frequenzen die Spannung über diesem Kondensator nahezu gleich der* Spannung zwischen den Beschleunigungselektroden ist; diese Spannung ist derart gross, dass Durchschlag leicht auftreten kann.

Die Erfindung bezweckt, einen Hochfrequenzresonator zu schaffen, der eine Länge aufweist, die viel kleiner als

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die zur Wellenfortpflanzung nützliche Länge des Wellenrohres ist, während die obenerwähnten Nachteile vermieden werden.

Nach der ICrl'indung besteht bei einem elektrischen Hochfroquenzresonator zur Anwendung in einer Anordnung zur Beschleunigung geladener atomarer Teilchen, der ein Wellenrohr mit einem Innenleiter und einem Aussenleiter, zwei Beschleunigungselektroden und eine verschiebbar in dem Wellenrohr angebrachte Kurzschlussplatte enthält, das Wellenrohr aus zwei Teilen, derart, dass der Aussenleiter des inneren Teiles innerhalb des Innenleiters des äusseren Teiles liegt, wobei auf der von den Beschleunigungselektroden abgekehrten Seite der beiden Teile dos Wellenrohres der Aussenleiter des inneren Teiles mit dem Ixmenleiter des äusseren Teiles und der Innenleiter des inneren Teiles mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellcnrohres für Hochfrequenzströme verbunden ist, und wobei dio Beschleunigungselektroden für Hochfrequenzströme wahlweise mit einem der beiden Teile des Wellenrohres verbunden werden. Dadurch, dass das Wellenrohr in zwei Teile geteilt wird, ein Teil innerhalb des anderen angebracht wird und die beiden Teile miteinander in Reihe geschaltet werden, wird eine bauliche Länge gleich etwa der Hälfte der zur Wellenfortpflanzung bei der minimal erreichbaren Resonanzfrequenz nützlichen Länge des Wellenrohres erhalten. Da die erhaltenen Vorteile nicht eine Herabsetzung der maximal erreichbaren Frequenz des Resonators, die bei einer möglichst geringen nützlichen Länge des Wellenrohres auftritt, mit sich bringen sollen, schafft die Erfindung eine Umschalt-

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raöglichkeit, derart, dass die Beschleunigungselektroden auch unmittelbar mit dem Toil des Wellenrolirea verbunden werden könnnn, in dom sich die» Kiirzschlusspln Lte boTindel. Indem die Kuc/.HclilusspL'iLLo inöf; Liehst aiii' die HeschlounigungseLek— troden hin verschoben wird, wird dann eine sehr kurze nützliche Länge des Wellenrohres und somit auch eine hohe Resonanzfrequenz erhalten.

tiine Hochfrequenzresonator nach der Erfindung

kann vorteilhaft derart ausgebildet werden, dass der Innenleiter und der Aussenleiter der beiden Teile des Wellenrohres je einen nahezu rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei die Seiten der rechteckigen Querschni t te zueinander nalKy.u parallel sind. Diese Bauart ist, gflnsLig in be/.ug auf die Weise, in der die Beschieunigungselektroden für Hochfrequenzströme wahlweise mit einem der beiden Teile des Wellenrohres verbunden werden. Diese Verbindung kann dann z.B. mit Hilfe flacher Platten hergestellt werden, die derart im Resonator montiert werden, dass eine richtige Verbindung erhalten wird. A

Eine andere vorteilhafte Bauart des Hochfrequenzresonators nach der Erfindung ist derartig, dass der Aussenleiter des äusseren Teilos und der Innenleiter des inneren Teiles des Wellenrohres Je einen nahezu reelltockigen Querschnitt aufweisen, wobei die Seiten der rechteckigen Querschnitte zueinander nahezu parallel sind, während der Aussenleiter des inneren Teiles und der Innenleiter des äusseren' Teiles des Wellenrohres aus je zwei parallelen Leitern bestehen, die sich in der Längsrichtung der beiden Teile des

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Wellenrohres erstrecken und Querschnitte aufweisen, die durch vier (!janzo parallel ο Solion zweier llochtecko und höchstens ToiJo dor vior antlenm Seiten fjobiltloL werden, wobei die Seiten dieser Recktecke /u denen des Rechtecks, das den Querschnitt des Aussenleiters des äusseren Teiles des Wellenrohres bildet, nahezu parallel sind. Dies ist namentlich vorteilhaft, wenn die Kurzschlussplatte im inneren Teil des Wellenrohres angebracht ist. In diesem Falle kann die Kurzschlussplatte nämlich mittels eines Mechanismus verschoben werden, der über eine sich durch den Aussenliiter des inneren Teiles und den Innenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres hin erstreckende Nut mit der Kurzschlussplatte verbunden ist.

Eine besonders vorteilhafte Bauart der Verbindung der Beschleunigungselektroden für Hochfrequenzströme mit wahlweise einem der beiden Teile des Wellenrohres ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden. Beschleunigungselektroden fest mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres und die andere der beiden Beschleunigungselektroden fest mit dem Innenleiter des inneren Teiles des Wellenrohres verbunden ist, und dass wahlweise tier Aussenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres oder der Innenleiter des inneren Teiles auf. der* Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Innenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres verbunden ist. Diese Bauart, die dadurch erhalten werden kann, dass einer der beiden Teile des Wellenrohres innerhalb des anderen Teiles liegt, beschränkt in erheblichem Masse

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die Anzahl erforderlicher Verbindungsglieder.

Venn die Bauart des Hochfrequenzresonators derartig ist, dass der Innenleiter und der Aussenleiter der beiden Teile je einen nahezu rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei die Seiten der rechteckigen Querschnitte nahezu zueinander paraiLel sind, und dass eine der beiden Besc-iileunigungselektrodon fest mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres und die andere der beiden Beschleunigungselektroden fest mit dem Innenleiter des inneren Teiles des Wellenrohres verbunden ist, während wahlweise der Aussenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres oder der Innenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Jnnenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres verbunden ist, können die Beschleunigungselektroden Für Hochfrequenzsiröme auf besonders einfache Weise wahlweise mit einem der beiden Teile des Wellenrohres verbunden werden. Die Konfiguration der beiden Teile des Wellenroh- M res lässt sich dann vorteilhaft derart wählen, dass das elektromagnetische Feld bei Resonanz des Resonators in jedem der beiden Teile des Wellenrohres im wesentlichen in zwei Räumen vorhanden ist, deren Querschnitte nahezu rechteckig sind und die einander diametral gegenüber liegen. Dies lässt sich dadurch erzielen, dass für die beiden Teile des Wellenrohres der Quotient, der durch Teilung der Länge einer Seite des rechteckigen Querschnitts eines Innenleiters durch den Abstand dieser Seite von einem zu diesem Innenleiter gehörigen

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ι Aussenleiter gefunden wird, für die Teile des Querschnittes, in dem sich das elektromagnetische Feld hauptsächlich befinden muss, gross in bezug auf den auf gleiche Weise gefundenen Quotienten für die beiden anderen Teile des Querschnittes gemacht wird. Mit dieser Konfiguration kann eine derartige Bauart erhalten werden, dass eine Anordnung, bei der wahlweise der Aussenleiter des inneren Teiles auf der Seite dex' Beschleunigungselektroden mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres oder der Innenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschltunigungselektroden mit dem Innenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres verbunden ist, aus zwei Verbindungsgliedern besteht, die wahlweise zwei parallele Seiten eines Aussenleiters des inneren Teiles mit zwei gleichfalls zu diesen Seiten parallelen Seiten des Aussenleiters des äusseren Teiles des Wellenrohres oder zwei zu den ersteren Seiten parallele Seiten des Innenleiters des inneren Teiles mit zwei zu diesen Seiten gleichfalls parallelen Seiten des Innenleiters des äusseren Teiles des Wellenrohres verbinden. Die parallelen Seiten, die mittels der Verbindungsglieder miteinander verbunden werden, müssen dann an die Räume grenzen, die das elektromagnetische Feld hauptsächlich enthalten.

Die gleiche einfache Bauart lässt sich erzielen, wenn der Hochfrequenzresonator derart ausgebildet ist, dass/ der Aussenleiter des äusseren Teiles und der Innenleiter des inneren Teiles des Wellenrohres je einen nahezu rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei die Seiten der rechteckigen Quer-* schnitte zueinander nahezu parallel sind, während der Aussen-

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leiter des inneren Teiles und der Innenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres aus je zwei parallelen Leitern bestehen, die sich in der Längsrichtung der beiden Teile des Wellenrohres erstrecken und Querschnitte aufweisen, die durch vier ganze parallele Seiten zweier Rechtecke und höchstens Teile der vier anderen Stil ten gebildet werden, wobei die Seiten dieser Rechtecke zu denen des Rechtecks, das den

Querschnitt des Aussenleiters des äusseren Teiles des Wellen- ύ rohres bildet, nahezu parallel sind, und dass eine der beiden Beschleunigungselektroden fest mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres und die andere der beiden Beschleunigungselektroden fest mit dem Innenleiter des inneren Teiles des Wellenrohres verbunden ist, während wahlweise der Aussenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres oder der Innenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Innenleiter des äusseren Teiles des Wellonrohres verbunden ist. Wenn die Konfiguration der beiden Teile des Wellenrohres dann derart gewählt wird, dass das elektromagnetische Feld bei Resonanz im wesentlichen an diejenigen Seiten der Leiter grenzt, deren Querschnitte durch je eine ganze Seite eines Rechtecks gebildet werden, kann der Hochfrequenzresonator derart ausgebildet werden, dass eine Anordnung, bei der wahlweise der Aussen- leiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Aussenleiter des äusaeren Teiles des Wellenrohres oder der Innenleiter des inneren Teiles auf der

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Seite der Beschleiinigungselektroden mit dem Innenleiter des äueseren Teiles des Meilenrohres verbunden ist, aus zwei Verbindungsglieder besteht, die wahlweise zwei parallele Seiten des AuHHonleiters des inneren Tolles des Wellonrohres, die im Querschnitt durch zwei ganze Seiten eine» Kechtecks gebildet werden, mit zwei zu diesen Seiten parallelen Seiten des Aussenleiters des äusseren Teiles verbinden oder zwei zu den ersteren Seiten parallele Seiten des Innenleiters des inneren Teiles mit zwei zu diesen Seiten gleichfalls parallelen Seiten des Innenleiters des äusseren Teiles des Wellenrohres verbinden. Auch in diesem Falle sollen die durch die Verbindungsglieder miteinander verbundene parallelen Seiten an die Räume grenzen, die hauptsächlich das elektromagnetische Feld enthalten.

Nach einer besonders günstigen Ausführung»!* orm der obenbeschriebenen Bauart der Verbindung zwischen den Beschleunigungselektroden und dem Wellenrohr, die bereits sehr einfach ist, weil sie nur aus zwei Verbindungsgliedern besteht, die je für die beiden Verbindungsmöglichkeiten verwendet werden, sind der Auasenleiter des inneren Teiles und der Innenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit einer Verbindungsleitung versehen und sind die beiden Verbindungsglieder je nahezu um eine Achse scharnierbar, die mit dieser Verbindungsleitung zusammenfällt.

Die Wirkung einer Anordnung zur Beschleunigung geladener atomarer Teilchen mit einem Hochfrequenzresonator

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nach der Erfindung wird weiter günstig beeinflusst, wenn die beiden Frequenzbereiche, dio durch Verschiebung der KurzschluH.splalto bei mit dem inneren Teil des Wollenrohres verbundenen Beschleunigungselektroden und durch Verschiebung der Kurzschlussplatte bei mit dem äusseren Teil des Wellenrohres verbundenen Beschleunigungselektroden erhalten werden, sich überlappen, was durch passende Wahl der charakteristischen Impedanzen der beiden Teile des Wellenrohres erzielt werden ä kann.

Es sei bemerkt, dass die Erfindung sowohl bei im äusseren Teil des Wellenrohres liegender Kurzschlussplatte als auch bei im inneren Teil des Wellenrohres liegender Kurzschlussplatte angewandt werden kann.

Ferner sei noch bemerkt, dass der Innenleiter des äusseren Teiles und der Aussenleiter des inneren Teiles des Wellenrohres in mechanischer Hinsicht ein Ganzes bilden können. Dabei lässt sich eine Konstruktion verwenden, die aus zwei Leitern besteht, zwischen denen sich ein beliebiges vor- ' zugsweise leichtes Material befindet und die an ihren Enden miteinander verbunden sind, während auch eine Konstruktion anwendbar ist, die aus einem einzigen Leiter besteht, auf dem infolge des bekannten Hauteffekts für Hochfrequenzströme zwei Leiter auf der Innen- und auf der Aussenoberfläche gebildet werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch ein Zyklo-

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tron mit zwei Hochfrequenzresonatoren nach der Erfindung, wobei die Ebene des Schnittes nahezu mit dar Bahn der zu beech I eunisenden Teilchen /usaramenfiilltj

Fig. 2 einen Querschnitt durch eines der Vlellenrohre längs der Linie II-Il der Fig. 1.

In Fig. 1 bezeichnet 1 eine Vakuumkammer des

Zyklotrons mit einem kreisförmigen Pol 2. Von zwei Hochfrequenzresonatoren wird einer durch ein Wellenrohr 26 und drei Elektroden 3,5 und 6 gebildet. Die Elektroden 5 und 6 bilden zusammen eine Elektrode, die häufig als "dummy-D" bezeichnet wird und die über einen nicht dargestellten leitenden Überzug des Poles 2 und eine» auf der Seite der Zeichnungsebene liegenden zweiten Poles des Zyklotrons und über einen leitenden überzug 9 in der Vakuumkammer 1 mit einem Aussenleiter eines äusseren Teiles 22 des Wellenrohres 2(> verbunden ist. Die Elektrode, die häufig als "D" bezeichnet wird, ist über einen Stiel 10 mit einem Innenleiter 17 eines inneren Teiles 18 des Wellenrohres 26 verbunden* Auf gleiche Weise sind drei Elektroden k, 7 und 8 mit dem Wellenrohr 27 verbunden und bilden einen zweiten Hoehfrpquenzrf sonator. Geladene Teilchen, die von einer nicht dargestellten Ionenquelle in der Nähe der Mitte 30 in das Zyklotron Injiziert werden, werden von einem elektrischen Feld in vier Beschleunigungsspalten 31, 32, 33 und Jh zwischen den Elektroden 3,^,5,6,7 und 8 beschleunigt,

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel des Zyklotrons sind die Elektroden 3 und k in der Mitte 30 des Zyklotrone miteinander verbunden· Auch die Elektroden 5»6»7

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und 8 sind über den nicht dargestellten leitenden Überzug der Pole miteinander verbunden. Dies steht mit der Tatsache im Zusammenhang, dass die Spannungen der Elektroden 3 und k in dioHem Zyklotron in Phase sein müssen, und ist für die Erfindung nicht wesentlich.

Der Stiel 10 wird über einen Durchfulirisolator 11, der eine luftdichte Wand zwischen der Vakuumkammer 1 und dem in atmosphärischer Luft befindlichen Wellenrohr 2ö bildet,

mit dem Innenleiter 17 verbunden.

Das Wellenrohr 26 enthält den inneren Teil 18 mit dem Innenleiter 17 und einem Aussenleiter 19 sowie einen äusseren Teil 22 mit einem Innenleiter 20 und einem Aussenleiter· 21. Das Wellenrohr· 27 ist auf entsprechende Weise aufgebaut. Eine schematische dai'gestell te Kurzsehlussplatte 15 befindet sich im äusseren Teil 22 des Welleiirohres 26 und verbindet den Aussenleiter 2 1 mit dem Innenleiter 20, wodurch die nützliche Länge des Wellenrohres 26 bestimmt wird. Im Wellenrohr 27 befindet sich an einer entsprechenden Stelle m

gleichfalls eine Kurzschlussplatte. Die" beiden Kurzschlussplatten sind verschiebbar und können von einem nicht dargestellten Triebwerk verschoben werden.

Der innere Teil 18 und der äuesere Teil 22 des Wellenrohres 26 sind in Reihe mit zwei Verbindungeleitungen 2k und 25 angeordnet. An der Stelle zweier schematisch dargestellter Verbxndungsglieder 13 und 14 sind der Innenleiter 20 und der Aussenleiter 19 mittels einer Verbindungeleitung 12 miteinander verbunden.

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In der dargesteJlten Lage der Verbindungsglieder

13 und 1^, die in der Figur nur schematisch zeigen, wie die Verbindung hergestellt wird, sind die Elektroden 3» 5 und b mit dem äusseren Teil 22 des Wellesirohres 26 verbunden. In der gestrichelt dargestellten Lage der Verbindungsglieder 13 und

14 sind die Elektroden 3, 5 und 6 mit dem inneren Teil 18 des Wellenrohres 26 verbunden. Ein Isolator 23 stützt den Innenleiter 20 und den Aussenleiter 19 ab» die mechanisch ein Ganzes bilden. Eine Verbindung zwischen den Resonatoren und eine Oszillatorschaltung, die die beiden Hochfrequenzresonatoren mit elektrischer Energie speist, wodurch das elektrische Feld über den Beschleunigungsspalten 31»32,33 und 3h erzeugt wird, ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den inneren Teil 18 mit dem Innenleiter 17 und dem Aussenleiter 19 des Wellenrohres 2.6 sowie durch den äusseren Teil 22 mit dem Innenleiter 20 und dem Aussenleiter 21. . ■

Der Durchmesser des Poles 2 des Zyklotrons nach Fig. 1 beträgt 850 mm. Mit diesem Zyklotron können u.a. Protonen auf einen Energiewert von etwa 18 MeV beschleunigt werden, die mit Hilfe eines nicht dargestellten Extraktors auf dem Zyklotron extrahiert werden. Die Lange der Wellenrohre 26 und 27» von den Verbindungsgliedern 13 und ih bis zu dem Verbindungspunkt 25» beträgt 1645 Brat. Die Quersclinittsabmessungen der Leiter sind:

Außenleiter 21: ^20 mm χ hZO ma Innenleiter 20: ZZh mx 11? na

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Innen]elter 17: IKO nun χ 27 Aus sen loiter 19: .'*.?() mm bei einer Höhe senkrecht zu der /.oiriiininfjs«*l> <»no <f«»r Fi^. I, dlo von "57 "im ans Vcrhindtm^punkl. 24 v.u 77 «"" «'» Verbindung«- punkt 12 variiert.

Dadurch werden zwei sich überlappende Frequenzbereiche erhalten, und zwar 11,4 - 25#8 MHz in der mit gestrichelten Linien dargestellten Lage der Verbindungsglieder 13 und 14 und 17,8 - 56,5 MHz in der mit vollen Linien dargestellten Lage. Die Spannung Ober den Besehleunigungsspalten 31, 32, 33 und 34 kann auf eine Amplitude von Maximal 30 kV eingestellt werden.

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Claims

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C 1.y Elektrischer Hochfrequennresonator zur Anwendung in einer Vorrichtung zur Hoschleunigung goliuUmer atomarer Teilchen, dor ein Wellenrohr mit einem Innenloiter und einem Aussenleiter, zwei BeschJeunigungselektroden und eine verschiebbar in dem Wellenrohr angeordnete Kurzschlussplatte enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenrohr aus zwei Teilen besteht, derart, dass der Aussenleiter des inneren Teiles innerhalb des Innenleiters des äusseren Teiles liegt, wobei auf der von den Beschleunigungselektroden abgekehrten Seite der beiden Teile des Wellenrohres der Aussenleiter des inneren Teiles mit dem Innenleiter des äusseren Teiles und der Innenleiter des inneren Teiles mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres für Hochfrequ'enzströme verbunden sind, und wobei die Beschleunigungselektroden für Hochfrequenzströme mit wahlweise einem der beiden Teile des Wellenrohres verbunden werden.

2. Hochfrequenzresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenleiter und der Aussenleiter der beiden Teile des Wellenrohres je einen nahezu rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei die Seiten der rechteckigen Querschnitte zueinander nahezu parallel sind.

3. Hochfrequenzresonator nach Anspruch 1, dadurch/ gekennzeichnet, dass der Aussenleiter des äusseren Teiles und der Innenleiter des inneren Teiles des Wellenrohres je einen nahezu rechteckigen Querschnitt aufweisen, wobei die Seiten der rechteckigen Querschnitte zueinander nahezu parallel sind,

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während der Aussenleiter des inneren Teiles und der Innenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres aus je zwei parallelen Leitern bestehen, die sich in der Längsrichtung der beiden Teile des Wellenrohres erstrecken und Querschnitte aufweisen, die durch vier ganze parallele Seiten zweier Rechtecke und höchstens Teile der vier anderen Seiten gebildet werden, wobei die Seiten dieser Rechtecke zu denen des den Querschnitt des Aussenleiters des äusseren Teiles-des Wellenrohres bildenden Rechtecks nahezu parallel sind. ™ 4. Hochfrequenzresonator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das"s eine der beiden Beschleunigungselektroden fest mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres und die andere der beiden Beschleunigungselektroden fest mit dem Innenleiter des inneren Teiles des Wellenrohres» verbunden ist, und dass wahlweise der Aussenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres oder der Innenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleu- μ nigungselektroden mit dem Innenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres verbunden ist.

5* Hochfrequenzresonator nach den Ansprüchen 2 und k, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung, mit deren Hilfe wahlweise der Auseenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Auseenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres oder der Innenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Innenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres

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verbunden ist, aus zwei Verbindungsgliedern besteht, die wahlweise zwei parallele Seiten des Aussenleiters des inneren Teiles mit zwei zu diesen Seiten gleichfalls parallelen Seiten des Aussenleiters des äusseren Teiles des Wellenrohres oder zwei zu den ersteren Seiten parallele Seiten des Innenleiters des inneren Teiles mit zwei zu diesen Seiten gleichfalls parallelen Seiten des Innenleiters des äusseren Teiles des Wellenrohres verbinden.

6. Hochfrequenzresonator nach den Ansprüchen 3 und h,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung, mit deren Hilfe wahlweise der Aussenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Aussenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres oder der' Innenleiter des inneren Teiles auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit dem Innenleiter des äusseren Teiles des Wellenrohres verbunden ist, aua zwei Verbindungsgliedern besteht, die wahlweise zwei parallele Seiten des Aussenleiters des inneren Teiles des Wellenrohres, die im Querschnitt durch zwei ganze Seiten eines Rechtecks gebildet werden, eit zwei zu diesen Seiten parallelen Seiten des Aussenleiters des äusseren Teiles verbinden, oder zwei zu den ersteren Seiten parallele Seiten des Innenleiters des inneren Teiles mit zwei zu diesen Selten gleichfalls parallelen Seiten des Innenleiters des ttusseren Teiles des Wellenrohreβ verbinden· 7· Hochfrequenaresonator nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenielter des inneren Teiles und der Innenleiter des äusseren Teiles des Wellen-

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« rohres auf der Seite der Beschleunigungselektroden mit einer Verbindungsleitung versehen sind, und dass die beiden Verbindungsglieder je nahezu um eine Achse scharnierbar sind, die mit dieser Verbindung»leitung nahezu zusammenfällt. 8. Hochfrequenzresonator nach einem der Ansprüche

1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Frequenzbereiche, die durch Verschiebung der Kurzschlussplatte bei mit dem inneren Teil verbundenen Beschleunigungselektroden und durch Verschiebung der Kurzschlussplatte bei mit dem äusseren Teil des Wellenrohres verbundenen Beschleunigungselektroden erhalten werden, überlappen.

9· Anordnung zur Beschleunigung geladener atomarer

Teilchen, die alt einem Hochfrequenzresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 8 versehen ist.

10. Zyklotron mit einem Hochfrequenzresonator nach einem der Ansprüche 1 bin 8.

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