DE3850416T2

DE3850416T2 - Anordnung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes.

Info

Publication number: DE3850416T2
Application number: DE3850416T
Authority: DE
Inventors: Marcel Jan Marie Kruip; Martin Norman Wilson
Original assignee: Oxford Instruments Ltd
Current assignee: Oxford Instruments Ltd
Priority date: 1987-01-22
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 2008-01-20
Also published as: EP0276123A3; JP2572250B2; US4968915A; EP0276123B1; EP0276123A2; DE3850416D1; JPS63199406A; GB8701363D0

Description

Die Erfindung betrifft Anordnungen zur Erzeugung magnetischer Felder und im besonderen die Anordnungen, die in Zyklotrons und anderen Anwendungen verwendet werden, wo große Magnetfelder erzeugt werden.
Wir haben jüngst ein neues Zyklotron entwickelt, das in dem Dokument WO 86/07229 beschrieben ist. Dieses Zyklotron enthält einen Magnetfeld-Generator, der aus supraleitenden Spulen gebildet ist, die in einem Kryostat untergebracht sind. Das in dem Zyklotron erzeugte Feld hat einen Mittelwert von 2.5T und ein beträchtlich höheres Spitzenfeld. Die Erzeugung großer innerer Felder wird von der Erzeugung relativ großer äußerer oder Randfelder außerhalb der Hauptvorrichtung begleitet, die sich durch einen relativ großen Radius erstrecken. Bis jetzt sind diese Randfelder durch Plazieren der Vorrichtung in einer großen äußeren Eisenabschirmung abgeschirmt worden. Diese Abschirmungen sind sehr voluminös, teuer und schwer und schränken die Bereiche ein, wo die Vorrichtung plaziert werden kann, und sie sind gewöhnlich unerwünscht, wenn das Zyklotron oder das Bildgerät im medizinischen Bereich eingesetzt werden soll.
Eines der Hauptprobleme bei diesen Abschirmungen ist, daß Eisen eine nichtlineare Sättigungseigenschaft hat. Obwohl eine gegebene Eisenabschirmung bei niedrigen Feldern (und niedrigen magnetischen Flußdichten) als eine gute "Leitung" für den Magnetfluß wirkt (d. h. aus der Abschirmung tritt kein Fluß aus), ist es daher dem Eisen bei hohen Flußdichten nicht möglich, den ganzen Fluß einzuschließen. Dies liegt an der beginnenden Sättigung des Eisens. Zur Zeit besteht die einzige Lösung dieses Problems darin, die Menge des verwendeten Eisens zu erhöhen.
In der Vergangenheit sind einige Versuche unternommen worden, große Magnetfelder abzuschirmen. Zum Beispiel sind im Fall der Kernresonanzvorrichtung, wie in US-A-4612505 beschrieben, ein Paar Helmholtz- Spulen an den Enden einer um einen Hauptmagnet angeordneten ferromagnetischen Abschirmung angebracht. In US-A-4587504 sind eine Gruppe abschirmender Spulen um den Hauptmagneten herum angebracht. Das Problem bei diesen beiden Vorrichtungen des Standes der Technik ist, daß sie durch die Notwendigkeit, die Homogenität des Magnetfeldes innerhalb des Arbeitsvolumens zu maximieren, eingeschränkt sind.
Erfindungsgemäß stellen wir eine Anordnung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes zur Verfügung, die ein Magnetfeld innerhalb eines Volumens erzeugt, wobei die Anordnung eine hohle im wesentlichen flächige ferromagnetische Abschirmung, eine erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung und eine zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung umfaßt, wobei das Volumen durch das ferromagnetische Material der Abschirmung und den Hohlraum innerhalb der Abschirmung gebildet wird, worin die erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung innerhalb der ferromagnetischen Abschirmung plaziert ist, und so daß sie im wesentlichen das ganze Magnetfeld innerhalb dieses Volumens erzeugt, und worin die zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung im wesentlichen um und entlang der flächigen Abschirmung plaziert ist, und so daß sie den Magnetfluß des aus dem Volumen ausleckenden Magnetfeldes in das Volumen zurückführt, um die Menge des Flusses von der ersten Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung, der durch die Abschirmung geführt wird, zu optimieren.
Wir haben eine viel einfachere Form der Abschirmung erfunden, die für ein gegebenes Magnetfeld viel weniger ferromagnetisches Material als zuvor vorgeschlagene Abschirmungen benötigt und daher viel leichter und weniger teuer ist, die aber die gewöhnlich in Zyklotrons und dergleichen erzeugten sehr starken Magnetfelder wirksam abschirmen kann. Diese Verbesserung ist durch Bereitstellen der zweiten Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung, um den Magnetfluß des aus der Abschirmung ausleckenden ersten Magnetfeldes zum größten Teil oder ganz in die Abschirmung zurückzuleiten, erreicht worden. Dadurch kann eine optimale Verwendung der Abschirmung erreicht werden, und die Abschirmung kann daher auf ein Minimum reduziert werden.
Typischerweise ist die erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung flächig, und in den meisten Fällen wird sie einen runden Querschnitt haben und zylindrisch sein. Zum Beispiel kann die erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung durch eine oder mehrere zylindrische elektrische Spulen gebildet werden werden.
Die Abschirmung ist vorzugsweise durchgehend, könnte aber in der radialen und axialen Ebene segmentiert sein.
Die Abschirmung hat vorzugsweise an jedem Ende nach innen vorstehende Flansche. Diese Flansche helfen bei der Maximierung des Flusses, der in die Abschirmung zurückgeleitet wird.
Die zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung kann wie die erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung durch einen oder mehr Permanentmagnete bereitgestellt werden, wird aber angenehmerweise durch wenigstens eine elektrische Spule gebildet. Diese letztere Anordnung hat den Vorteil, daß die Stärke des durch diese Spule erzeugten Magnetfeldes verändert werden kann, um optimale Bedingungen zu erhalten.
Die zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung kann wenigstens teilweise außen an der Abschirmung und/oder an jedem Ende der Abschirmung angeordnet werden.
Die zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung umfaßt vorzugsweise eine oder mehr dicht an der Abschirmung angebrachte elektrische Spulen. Auf diese Weise hat die oder jede Spule die Form einer dünnen Stromplatte und bildet eine "Stromwand", um den Fluß in der Abschirmung einzuschließen.
Bei einigen Beispielen können die erste und/oder die zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung durch resistive elektrische Spulen gebildet werden, aber die erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung umfaßt typisch einen supraleitenden Magnet, der durch eine oder mehr Spulen gebildet wird, die in einem Kryostat plaziert sind. Obwohl die Abschirmung außerhalb des Kryostaten plaziert werden könnte, wird sie bei diesen Beispielen bevorzugt innerhalb des Kryostaten, am besten im gleichen Temperaturbereich wie die Spulen der ersten Magnetfeld- Erzeugungseinrichtung, untergebracht. Die letztere Ausführung vermindert die Gesamtmasse der Anordnung. Auch kann bei dieser letzteren Ausführung die zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung ebenfalls wenigstens eine innerhalb des Kryostaten, bevorzugt im gleichen Temperaturbereich wie die erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung, angeordnete supraleitende Spule umfassen.
Wo die erste und zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung elektrische Spulen umfassen, werden diese Spulen vorzugsweise in Serie geschaltet, so daß Veränderungen der an die erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung angelegten Ströme automatisch in der zweiten Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung dupliziert und somit ausgleichende Felder mit der richtigen Stärke automatisch erzeugt werden.
Eine wichtige Anwendung der Erfindung ist das Gebiet der Zyklotrons.
Ein Beispiel eines supraleitenden Zyklotrons, das eine erfindungsgemäße Anordnung zur Erzeugung eines Magnetfeldes enthält, wird mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 ein Querschnitt durch das Zyklotron ist;
Fig. 2 ein vergrößerter Teil von Fig. 1 ist;
Fig. 3A die Flußlinien infolge der Hauptspulen des Zyklotrons veranschaulicht, wenn keine Abschirmung vorhanden ist;
Fig. 3B die Veränderungen im Magnetfeld infolge der Hauptspulen zeigt, wenn keine Abschirmung vorhanden ist;
Fig. 4A und 4B den Fig. 3A und 3B ähnlich sind, aber die Wirkung des Eisenabschirmringes bei Abwesenheit von Hilfsspulen zeigen;
Fig. 5A und 5B den Fig. 3A und 3B ähnlich sind, aber die Wirkung sowohl einer Eisenabschirmung als auch von Hilfsspulen zeigen, und
Fig. 6A und 6B den Fig. 3A und 3B ähnlich sind, aber die Wirkung der Hilfsspulen bei Abwesenheit der Eisenabschirmung zeigen.
Das in Fig. 1 im Querschnitt gezeigte Zyklotron hat einen Aufbau, der dem in WO 86/07229 beschriebenen sehr ähnlich ist. Das Zyklotron hat drei D-Elektroden, die durch jeweilige axial ausgerichtete Paare von sektorförmigen Elementen, die in im wesentlichen gleichen Umfangsabständen um eine Achse 1 des Zyklotrons angeordnet sind, gebildet werden und innerhalb einer evakuierten Kammer plaziert sind. Zwei Paare der sektorförmigen Elemente 2, 3; 4, 5 sind in Fig. 1 dargestellt. Diese D-Elektroden liefern die HF-Erregung für einen Strahl aus aufgeladenen Teilchen, die in einem in der Mitte des Zyklotrons zwischen jeweiligen Paaren der sektorförmigen Elemente gebildeten Strahlraum 6 kreisen. Zwischen jedem Paar von D-Elektroden verschachtelt sind entgegengesetzte Polstücke vorhanden, von denen zwei, 7, 8, in Fig. 1 gezeigt sind. Die Polstücke sind so ausgelegt und ausgewählt, daß sie die erforderlichen Veränderungen in der magnetischen Feldstärke in einem innerhalb des Zyklotrons erzeugten axialen Magnetfeld durch unten zu beschreibende Einrichtungen bereitstellen.
Die HF-Erregung wird über drei Koaxialkabel, von denen eines bei 9 angedeutet ist, in die durch D-Elektroden gebildeten Hohlräume geleitet, um eine große oszillierende Spannung zwischen den axial gegenüberliegenden Enden jedes D-Elektroden-Hohlraumes nahe dem Strahlraum 6 zu erzeugen
Eine Ionenquelle ist bei 10 vorhanden, die einen Strom negativ geladener Ionen erzeugt, die entlang der Achse 1 des Zyklotrons zwischen den D-Elektroden und in den Strahlraum 6 geführt werden. Das Vorhandensein des axialen Magnetfeldes veranlaßt die Ionen, sich in dem Strahlraum 6 in einer gekrümmten Bahn zu bewegen, so daß sie ständig die zwischen benachbarten D-Elektroden gebildeten Schlitze kreuzen. Da drei D-Elektroden vorhanden sind, werden sechs Schlitze gebildet. Während die Ionen jeden Schlitz kreuzen, werden sie durch das HF-Feld beschleunigt und nehmen folglich an Energie zu. Diese Zunahme an Energie läßt den Radius der Ionenbahn größer werden, so daß die Ionen eine Spiralbahn beschreiben.
Eine Strahl-Auslaßöffnung 11 ist in dem Strahlraum 6 vorhanden, die mit einem Ausströmrohr 12 ausgerichtet ist, das aus dem Zyklotron herausführt. Über dem Auslaß 11 ist ein Halter 13 plaziert, der in einer Gleitbahn 14 verschiebbar angebracht ist. Der Halter 13 hat eine Anzahl radial nach innen gerichteter Stege 15, bei denen zwischen jedem Paar eine dünne Kohlefolie 16 angebracht ist.
Wenn einmal die negativen Ionen genügend Energie haben, wird ihr Radius mit der innerhalb der Auslaßöffnung 11 plazierten Kohlefolie 16 übereinstimmen, so daß sie die Folie 16 treffen werden. Diese Folie 16 streift negative Ladung von den Ionen ab, um sie dadurch in positive Ionen umzuwandeln. Als solche werden sie durch das axiale Magnetfeld radial nach außen abgelenkt und treten aus dem Ausströmrohr 12 aus.
Obwohl jede Kohlefolie 16 eine begrenzte Lebensdauer hat, kann sie leicht, ohne daß Zugang zum Inneren des Zyklotrons erlangt werden muß, durch einfaches Schieben des Halters 13 entlang der Gleitbahn 14 ausgetauscht werden, um die nächste Folie 16 In die Auslaßöffnung 11 zu bringen. Die Bewegung und Stellung des Halters 13 kann außerhalb des Zyklotrons durch nicht gezeigte Einrichtungen kontrolliert werden.
Der Bereich, den der Strahl durchläuft, wird in einer herkömmlichen Weise mit einem bei 17 schematisch gezeigten Evakuierungsmodul evakuiert.
Das axiale Magnetfeld wird durch ein Paar von supraleitenden Hauptspulen 18, 19 erzeugt. Jede Spule 18, 19 ist koaxial mit der Achse 1 des Zyklotrons auf einem Spulenkörper 20 angebracht. Diese Spulen werden typischerweise ein Magnetfeld innerhalb des Zyklotrons von ca. 3T erzeugen. Bei einem Beispiel haben die Hauptspulen 18, 19 jeweils + 681 kA-Windungen und eine Stromdichte von 130 A/mm².
Die Hauptspulen 18, 19 müssen supraleitend sein, und um Supraleitung zu erreichen, ist es erforderlich, die Temperatur der Spulen auf die von flüssigem Helium zu reduzieren. Dies wird ereicht, indem die Spulen 18, 19 in einem Kryostat 21 plaziert werden.
Der Kryostat 21 umfaßt einen inneren Hellumbehälter 22, dessen radial innere Wand durch den Spulenkörper 20 gebildet wird. Das Helium wird durch einen Einlaßanschluß 23 in herkömmlicher Weise zugeführt. Der Heliumbehälter 22 wird durch eine Außenwand 24 des Zyklotrons über radial verlaufende Halterungen 25 aus einem Material mit niedriger Wärmeleitung, z. B. Glasfaser, gehalten. Zwei der Halterungen 25 sind in Fig. 1 dargestellt. Der Heliumbehälter 22 ist in einer gasgekühlten Schirmung 26 aufgehängt, wobei der Raum zwischen der Schirmung und dem Behälter ein Vakuum bildet. Die Schirmung 26 wird durch siedendes Helium über die Verbindung 27 gekühlt.
Um die gasgekühlte Schirmung 26 herum ist eine weitere Schirmung 28 angebracht, die durch flüssigen Stickstoff, der in den Tanks 29, 30 enthalten ist, gekühlt wird. Diese Tanks werden über die Einlaßanschlüsse 31, 32 mit flüssigem Stickstoff versorgt. Die stickstoffgekühlte Schirmung 28 ist in einem Vakuum angebracht, das durch die Außenwand 24 des Kryostaten und einer Innenwand 33 gebildet wird.
Außer der Erzeugung eines sehr starken Magnetfeldes innerhalb des Zyklotrons erzeugen die Hauptspulen 18, 19 auch ein großes Randfeld. Um dieses Randfeld abzuschirmen, ist eine Welchstahlabschirmung 34 mit einer allgemein zylindrischen Form innerhalb des Hellumbehälters 22 um die Hauptspulen 18, 19 herum angebracht. Die Abschirmung 34 hat einen zylindrischen Abschnitt 35, der mit radial nach innen verlaufenden Flanschen 36, 37 verbunden ist. Die Abschirmung 34 ist an dem Spulenkörper 20 über zwei mit dem Spulenkörper 20 verschweißte Weichstahlringe 38, 39 befestigt. Dies ist ausführlicher in Fig. 2 zu sehen.
Der zylindrische Teil 35 der Abschirmung 34 ist mit den Flanschen 36, 37 über ein Paar ringförmiger Abstandhalter aus Weichstahl 40, 41, und einem Satz umfangsbeabstandeter Bolzen 42 verbunden, von denen Fig. 1 zwei zeigt.
Die Hauptspulen 18, 19 sind axial durch die Weichstahlringe 38, 39 und einen zentralen Abstandhalter 43 aus rostfreiem Stahl gesichert.
Ein Aluminium-Spulenkörper 44 mit zylindrischer Form ist auf der radial äußeren Oberfläche der Abschirmung 34 angebracht. Der Spulenkörper 44 wird durch zwei Flansche 45, 46, die integral mit den Abstandhaltern 40, 41 geformt sind, gegen axiale Bewegung gefesselt. Der Spulenkörper 44 bildet ein Paar axial beabstandeter Rillen 47, 48, die mit den Hauptspulen ausgerichtet sind und in denen ein Paar dünner Hilfsspulen 49, 50 plaziert sind.
Die Hilfsspulen 49, 50 sind mit den Hauptspulen 18, 19 elektrisch in Serie geschaltet und bilden eine ähnliche Stromdichte von 130 A/mm². Diese Spulen 49, 50 sind so gewickelt, daß sie ein Sekundärmagnetfeld erzeugen, das den Fluß in der Abschirmung 34 erhöht.
Zusätzlich zu den Hilfsspulen 49, 50 sind zwei weitere Sätze von Hilfsspulen 51, 52 an entgegengesetzten axialen Enden der Abschirmung 34 angebracht. Diese Hilfsspulen 49, 50 umfassen jeweils eine innere Spule Spule 51A, 52A und eine äußere Spule 51B, 52B, jede koaxial mit der Achse 1 des Zyklotrons. Die Spulen 51, 52 werden durch ringförmige Elemente 53, 54 aus rostfreiem Stahl und Bolzen 55 in der Position gehalten. In diesem speziellen Fall bilden die scheibenförmigen Spulen 51, 52 wieder eine Stromdichte von 130 A/mm² und erzeugen ein Magnetfeld, um den Fluß in der Abschirmung 34 zu erhöhen. In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel, wo die Hauptspulen je +681 kA-Windungen haben, haben die Spulen 49, 50 je -177 kA-Windungen, und die Spulen 51, 52 haben je ca. -143 kA-Windungen.
Die Wirkung der Abschirmung 34 und der Hilfsspulen 49, 50, 51, 52 wird nun mit Verweis auf Fig. 3-6 beschrieben. Fig. 3A zeigt die Magnetflußlinien infolge der Hauptspulen 18, 19, wenn sowohl die Abschirmung 34 als auch die Hilfsspulen 49-52 weggelassen worden sind. Fig. 3A zeigt auch zwei der Polstücke 56, 57, die von den Polstücken 7, 8 umfangsbeabstandet sind. Wie in Fig. 3A zu sehen ist, erstrecken sich die Magnetflußlinien nach außen bis zu Entfernungen von 2 Metern und darüber hinaus.
Fig. 3B zeigt die gleiche Situation wie Fig. 3A aber in Form von Linien konstanten Magnetfeldes. In diesem Fall wird ein Magnetfeld von 5 mT durch eine Linie 58 angedeutet, während ein Feld von 50 mT durch eine Linie 59 angedeutet wird. Man sieht, daß das Feld in etwa einem Meter Abstand von der Achse 1 des Zyklotrons eine Größe von 50 mT hat und in einem Abstand von zwei Metern von der Achse noch ein signifikant großes Feld von 5 mT hat.
Fig. 4A zeigt die Wirkung auf die Magnetflußlinien durch Anbringen der Abschirmung 34 um die Hauptspulen 18, 19 herum. Wie man in Fig. 4A sieht, gibt es eine signifikante Konzentration von Magnetflußlinien innerhalb der Abschirmung 34. Infolge des umfaßten großen Feldes ist jedoch die Abschirmung der Sättigung nahe, und daher besteht eine signifikante Leckage von Flußlinien, z. B. Flußlinie 60, aus der Abschirmung 34. Diese Leckage hat die Wirkung, daß ein bedeutsames Magnetfeld von 5 mT bei etwa 1.5 in von der Achse 1 des Zyklotrons erzeugt wird, wie durch die Linie 58 in Fig. 4B zu sehen ist. Die Linie 59 in Fig. 4B zeigt ein Feld von 50 mT. Dieses Maß an Abschirmung ist für die meisten Zwecke nicht zufriedenstellend.
Um die Wirkung der Abschirmung 34 zu verbessern, werden die Hilfsspulen 49-52 zur Verfügung gestellt. Die Wirkung dieser Spulen in Verbindung mit der Abschirmung 34 wird in Fig. 5A veranschaulicht, die zeigt, daß die Hilfsspulen die ausleckenden Flußlinien zurück in die Abschirmung 34 leiten oder drücken. Die Wirkung davon ist in Fig. 5B zu sehen, wo die 5 mT-Linie 58 zwischen 0.5 und 1 Meter von der Achse 1 liegt, während die 0.5 mT-Linie 61 etwa 1 Meter von der Achse liegt. Man kann daher sehen, daß diese Kombination der Abschirmung 34 und der Hilfsspulen 49, 52 das Randmagnetfeld infolge der Hauptspulen 18, 19 sehr bedeutsam reduziert.
Um die Wirkung der Hilfsspulen bei Abwesenheit der Abschirmung 34 zu sehen, sollte zum Vergleich auf Fig. 6A Bezug genommen werden, die die Flußlinien bei dieser Gegebenheit zeigt, sowie auf Fig. 6B, die die Größe des Magnetfeldes zeigt. Wie man sieht, befindet sich die 5 mT-Linie 58 bei etwa 1.5 Metern von der Achse 1, was zeigt, daß die Spulen selbst eine geringe Abschirmwirkung besitzen.

Claims

1. Anordnung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, um ein Magnetfeld innerhalb eines Volumens zu erzeugen, wobei die Anordnung eine hohle im wesentlichen flächige ferromagnetische Abschirmung (34), eine erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (18, 19) und eine zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (49-52) umfaßt, wobei das Volumen durch das ferromagnetische Material der Abschirmung und den Hohlraum innerhalb der Abschirmung gebildet wird, worin die erste Magnetfeld- Erzeugungseinrichtung (18, 19) innerhalb der ferromagnetischen Abschirmung (34) angeordnet ist, und so daß im wesentlichen das ganze Magnetfeld innerhalb dieses Volumens erzeugt wird, und worin die zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (49-52) im wesentlichen um die und entlang der flächigen Abschirmung (34) angeordnet ist, und so daß der Magnetfluß des aus dem Volumen ausleckenden Magnetfeldes in das Volumen zurückgeführt wird, um die Menge des Flusses von der ersten Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung, der durch die Abschirmung geführt wird, zu optimieren.

2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (18, 19) wenigstens eine zylindrische Spule umfaßt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Abschirmung (34) eine Eisenabschirmung ist.

4. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Abschirmung (34) an jedem Ende nach innen vorspringende Flansche (36, 37) hat.

5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (49-52) wenigstens eine elektrische Spule umfaßt.

6. Anordnung nach Anspruch 5, bei der die zweite Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung eine oder mehr dicht an der Abschirmung (34) angebrachte elektrische Spulen umfaßt.

7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die erste Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (18, 19) einen durch eine oder mehr innerhalb eines Kryostaten (21) angeordnete Spulen gebildeten supraleitenden Magnet umfaßt.

8. Anordnung nach Anspruch 7, bei der die Abschirmung (34) innerhalb des Kryostaten (21) angeordnet ist.

9. Zyklotron, umfassend eine Anordnung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes nach einem der vorangehenden Ansprüche, eine evakuierte Kammer innerhalb des durch die Abschirmung (34) gebildeten Volumens und eine Hochfrequenzenergie-Erzeugungseinrichtung, um Hochfrequenzenergie in der evakuierten Kammer zu erzeugen.

10. Zyklotron nach Anspruch 9, wobei das Zyklotron einen radial durch die Magnetfeld-Erzeugungsanordnung laufenden Ionenstrahl-Auslaß (12) hat und weiter einen verschiebbar angebrachten Halter (13) umfaßt, der adaptiert ist, über dem Ionenstrahl-Auslaß bewegt zu werden, um eine ausgewählte Folie (16) einer Mehrzahl an dem Halter befestigter Folien mit dem Ionenstrahl in eine Linie zu bringen, wobei die Folien adaptiert sind, die Polarität der Ionen umzuwandeln, was bewirkt, daß sie aus dem Zyklotron ausgestoßen werden.