DE2118827A1 - Kurzer Hochfrequenzresonator mit großem Frequenzbereich für Zyklotrons - Google Patents
Kurzer Hochfrequenzresonator mit großem Frequenzbereich für ZyklotronsInfo
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Description
PHN. 4804, Dr. IFcrfeert Scholz
Anmelder: M.',, ?hH'o- "'-■'.· ' · ;\ ;'
Akte No11 pHU_ 4804
Anmeldung vom: -]ßo April 1971
Anmeldung vom: -]ßo 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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PHN.
tr
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 (1)
- PHN. 48θ4. - 16 PATENTANSPRÜCHE .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,109846/1231PHN.- 17 -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 Wellenrohres109846/1231PHN.- 18 -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--10*846/1231PHN. kSOk.- 19 -« 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 Ansprüche1 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 atomarerTeilchen, die alt einem Hochfrequenzresonator nach einem der Ansprüche 1 bis 8 versehen ist.10. Zyklotron mit einem Hochfrequenzresonator nach einem der Ansprüche 1 bin 8.109646/1231Leerseite
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