DE69908801T2 - Überdimensionierter höchstfrequenzabsorber für hohe dauerleistung und seine verwendung als kalorimeter - Google Patents

Überdimensionierter höchstfrequenzabsorber für hohe dauerleistung und seine verwendung als kalorimeter Download PDF

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Description

  • Die Erfindung hat eine Höchstfrequenzlast hoher Leistung und ihre Nutzung als Kalorimeter zum Gegenstand. Sie findet in Bereichen der Wissenschaft und der Industrie Anwendung, wenn es sich darum handelt, die Wirkungen einer Wärmedissipation einer elektromagnetischen Höchstfrequenzwelle und insbesondere einer Welle, die von einer Höchstfrequenzröhre erzeugt worden ist, zu nutzen und/oder zu messen.
  • Die betreffenden Höchstfrequenzröhren, vor allem die Gyrotron-Röhren, werden dazu verwendet, Zyklotronelektronenresonanzen in Plasmen anzuregen und folglich diese letzteren aufzuheizen. Außerdem werden sie dazu verwendet, das Ziehen der Ströme in Kernfusionsexperimenten, insbesondere in den Tokamaks, die in der Abhandlung der Genie Electrique de la revue des Techniques de l'Ingenieur, Paris, Frankreich, beschrieben sind, einzuleiten.
  • Die Höchstfrequenzröhren werden einer Reihe von Konditionierungstests und Messungen unterzogen, nachdem sie hergestellt, ausgeheizt und ausgepumpt worden sind. Im Laufe dieser Tests, deren Dauern je nach Röhrentyp zwischen 10 und 100 Stunden variieren können, werden sie allmählich an ihre nominalen Betriebsverhältnisse herangeführt, sei es hinsichtlich der anliegenden Hochspannungen, der Ströme, der Eingangs- und Ausgangsleistungen, der Magnetfelder zur Fokussierung ihres Elektronenstrahlbündels oder auch des Abgleichs der zugeordneten Höchstfrequenzsteuerschaltungen. Nach erfolgreichem Abschluß dieser Phase, die auch als Prüfphase bezeichnet wird, kommt die Röhre ins Lager, bevor sie verkauft oder verwendet wird.
  • Während dieser Prüfungen muß die von der Röhre abgegebene Energie einerseits in eine Last, die wie bei jedem Verstärker oder Oszillator angepaßt ist, abgeführt und andererseits gemessen werden. Die Besonderheit der Höchstfrequenzröhren ist jedoch, daß die abzuführenden Energien kontinuierlich den kW-Bereich übersteigen und im Fall der Gyrontron-Röhren der jüngsten Generation sogar kontinuierlich den MW-Bereich erreichen können. Eine derartige angepaßte Last ist im allgemeinen, je nach dem Betrag der abzuführenden Energie, wasser- oder luftgekühlt. Es wird dann die Erwärmung des Kühlungsfluids gemessen und daraus auf den Spitzenwert der Verlustleistung zurückgeschlossen. Eine derartige angepaßte Last kann folglich als Kalorimeter dienen (was einem Bolometer entspräche, das für Halbleiter-Energiequellen niedrige Leistungen messen würde).
  • Die Millimeterwellen-Leistungsröhren (Bereich von 10 bis 100 GHz) und insbesondere die Gyrotron-Röhren unterliegen in ihrer Prüfphase demselben Ablauf. Ihre Besonderheit besteht darin, daß ihre Prüfungen gemäß dem Stand der Technik über Wochen, statt über einige zehn Stunden erfolgen. Die Gyrotron-Röhren und die benutzten Technologien sind nämlich so ausgelegt, daß Leistungen abgegeben werden, die von 100 bis 500 kW, für die nächste Generation sogar bis 1 MW, im Impulsbetrieb (Impulse von typisch einigen Sekunden) oder gar im kontinuierlichen Betrieb (d. h. mehrere Minuten) gehen, und dies bei Frequenzen von beispielsweise 8, 35, 60, 100, 110, 118 GHz und in naher Zukunft sogar 140 und 170 GHz.
  • Ihr Einsatz bei einem Endabnehmer erfordert ebenfalls Prüfungen, die der Installation an der endgültigen Maschine (Tokamak, Stellerator oder jeder anderen wissenschaftlichen oder industriellen Maschine) vorausgehen. Diese Prüfungen werden ebenfalls mit einer angepaßten Last ausgeführt, die die Rolle eines Kalorimeters spielen kann, derart, daß einerseits die Ausgangsleistung gemessen und folglich die Röhre optimiert wird und andererseits die Energie aus Sicherheitsgründen nicht in die Umgebung abgestrahlt wird.
  • Das Interesse, das diesen angepaßten Lasten sowohl von Herstellern als auch von Abnehmern entgegengebracht wird, ist folglich gut zu verstehen.
  • Für Dezimeter- und Zentimeterwellen sind die Lasten im allgemeinen mono-modal und bestehen vereinfacht aus einem Wellenleiter, der mit einem absorbierenden Werkstoff (beispielsweise SiC) überdeckt oder teilweise mit einem solchen Werkstoff gefüllt ist. Das Ganze wird außen beispielsweise mit Wasser gekühlt, sobald die Leistungen typisch etwa einhundert Watt überschreiten. Ein derartiger Wellenleiter kann außerdem von einem oder mehreren Rohren aus einem dielektrischen Werkstoff (Glas, Keramik...) durchquert werden, in denen Wasser für die Kühlung umläuft, wobei dieses Wasser mehr oder weniger mit Mineralsalzen versetzt ist, um sein Absorptionsvermögen zu erhöhen.
  • Bei Millimeterwellen und hohen Leistungen nehmen die Beanspruchungen eine ganz andere Größenordnung an, und dies aus mehreren Gründen:
    • – Die Absolutleistung und die Impulsdauern, die von den Abnehmern über einen Zeitraum von einigen Minuten gefordert werden, sind sehr hoch: typisch im Bereich von 0,5 MW bis 1 MW.
    • – Da die Absorption der Werkstoffe mit der Frequenz zunimmt; kann bei Millimeterwellen, die zudem eine hohe Energie haben, die dissipierte Energie zu starken Überhitzungen und zur Ermüdung und schließlich zum lokalen Bruch der verwendeten Werkstoffe führen, wenn die Welle in der Last nicht in ausreichendem Maße gebeugt wird.
    • – Von den Abnehmern wird eine Mode HE11, die bei geleiteter Ausbreitung eine quasi-gaußsche Mode ist, gefordert. Diese Mode weist nämlich für den Abnehmer vor allem den Vorteil auf, daß sich die Welle bis zu der sie verwendenden Maschine mit geringen Übertragungsverlusten ausbreitet. Für den Entwickler weist sie jedoch den großen Nachteil auf, daß sie aufgrund der Gaußform des Feldes sehr hohe lokale Energiedichten erzeugt. Nun rufen aber lokale starke Dissipationen lokale Überhitzungen hervor, die mit der Zeit zu einer Rissigkeit der Keramik herkömmlicher Lasten führen können.
    • – Schließlich schreiben die Abnehmer aus wirtschaftlichen Gründen sehr häufig Durchflußleistungen des Kühlungsfluids, die im Hinblick auf die abzuführenden Energien gering sind, sowie schwache Einspeisedrücke dieser Fluids vor. Dadurch verringert sich die verfügbare Kühlkapazität erheblich oder läßt diese Kühlung kritisch werden.
  • Diese Bedingungen bewirken, daß das Prinzip der energieabführenden Lasten des Standes der Technik nicht mehr für Gyrotron-Röhren verwendet werden kann und daß andere Konzepte benutzt werden müssen.
  • Um außerdem Durchbrüche aufgrund der starken elektrischen Felder, die erzeugt werden, zu vermeiden, müssen die Lasten unter Feinvakuum (besser als 10–2 Pa) arbeiten und verlangen folglich, daß keine stark desorbierenden Werkstoffe vorhanden sind.
  • Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, durch Infragestellen früherer Lösungen eine Lösung für diese Probleme zu schaffen. Da Absorptionsmittel bei diesen Energien und Frequenzen grundlegende Nachteile aufweisen, werden sie in der Erfindung nicht oder wenigstens nicht in der Hauptsache verwendet. Das Prinzip der Erfindung umfaßt dann die Verwirklichung eines Behälters, dessen Wände zweierlei Typs sind. Die Wände eines ersten Typs sind für elektromagnetische Wellen vollkommen oder nahezu vollkommen reflektierend. Die Wände eines zweiten Typs des Behälters sind schwächer reflektierend (also stärker absorbierend) als die Wände des ersten Typs. Trotzdem könnten diese beiden Typen im Hinblick auf bekannte Absorptionsmittel als nicht absorbierend eingestuft werden. Dann wird die in der Last abzuführende Energie in Form einer elektromagnetischen Welle in den Behälter der Erfindung eingeleitet. Da die Wände des Behälters teilreflektierend sind, wird die eingeleitete Welle hier sehr oft reflektiert und allmählich absorbiert, während sie abgelenkt wird.
  • Während dieser sehr zahlreichen Reflexionen wird sie einerseits gestreut und anderseits wird ihre Energie von den stärker absorbierenden Wänden aufgenommen. Sie zerstreut sich durch natürliche Streuung, da weiter keine Vorkehrungen getroffen worden sind, um ihre Ausbreitung entsprechend einer bevorzugten Mode sicherzustellen, und auch, weil die Wände des Behälters Formen haben können, die eine solche Streuung bewirken. Deshalb werden keine zu hohen lokalen Energiedichten angetroffen. Zum anderen wird aufgrund des unterschiedlichen Reflexionsvermögens der verschiedenen Wände die gesamte Energie schließlich über der Gesamtheit der Wand, die schwächer reflektierend ist, abge führt. Diese schwächer reflektierende (stärker absorbierende) Wand wird folglich von außen gekühlt.
  • Die Erfindung hat folglich eine Höchstfrequenzlast zum Gegenstand, die einen Behälter für die Abführung der Energie einer in den Behälter eingeleiteten Höchstfrequenzwelle, eine zylindrische Wand, die vorzugsweise eine große Oberfläche und eine Kreiszylindersymmetrie aufweist, sowie zwei Verschlüsse, die beiderseits eines durch die Wand gebildeten Zylinders angeordnet sind, umfaßt. Eine derartige Höchstfrequenzlast ist in dem Dokument US-A-4 740 763 beschrieben. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist, die die Welle weniger als die Innenflächen der Verschlüsse reflektiert, so daß die eingeleitete Höchstfrequenzwelle hier reflektiert wird und ihre Energie auf zahlreiche Stellen verteilt. Außerdem ist der Behälter im Verhältnis zum Durchmesser eines Wellenleiters für die Einleitung überdimensioniert, was ermöglicht, dem Verhalten eines schwarzen Körpers zu nahe zu kommen.
  • Für eine Verwendung in einem Kalorimeter genügt es, die Last in dieser Absicht zu gebrauchen. Diese ist dann besonders gut für eine solche Verwendung geeignet, da alle reflektierenden oder teilweise reflektierenden Wände von demselben Fluid gekühlt werden und die Erwärmung dieses Fluids leicht gemessen werden kann.
  • Die Erfindung hat außerdem die Verwendung einer solchen Last als Kalorimeter zum Gegenstand.
  • Die Erfindung wird besser verstanden beim Lesen der folgenden Beschreibung und Betrachten der beigefügten Zeichnung. Diese sind nur als Hinweis dienend gegeben und keinesfalls die Erfindung einschränkend. Die 1, die einzige Figur, zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels einer Höchstfrequenzlast gemäß der Erfindung.
  • 1 zeigt einen Behälter 1, hier metallisch, mit großen Abmessungen und zylindrischer Form. Um eine bessere Verteilung der elektromagnetischen Energie zu erzielen, ist die Form kreiszylindrisch. Es könnte aber jede andere Form vorgesehen sein, die ermöglicht, die Höchstfrequenzstrahlenbündel zu beugen. 1 zeigt eine kreiszylinderförmige Wand 2 und zwei Verschlüsse 3 und 4, die beiderseits des von der Wand 2 gebildeten Zylinders angeordnet sind. Der Verschluß 3 dient der Reflexion, durch eine Spiegelwirkung, einer durch einen in dem Verschluß 4 gegenüber dem Verschluß 3 ausgesparten Wellenleitereingang 5 in den Behälter 1 eingeleiteten Höchstfrequenzwelle. Der Verschluß 4 spielt ebenfalls die Rolle eines Spiegels. Diese beiden Endverschlüsse umfassen dazu reflektierende Metallspiegel, vorzugsweise mit berechneten Formen (beispielsweise konisch, parabolisch, sphärisch usw.), damit sie die eingeleitete Höchstfrequenzwelle, die über einen Wellenleiter 6 am Wellenleitereingang 5 ankommt, maximal beugen.
  • Die Wand 2 des Behälters 1 ist außerdem mit einem Kühlsystem 7 versehen. Diese Wand 2 ist beispielsweise metallisch, im Gegensatz zu den beiden Verschlüssen 3 und 4 jedoch aus einem Metall, das bei einer hohen Frequenz verhältnismäßig gut absorbiert (beispielsweise umfaßt sie eine Haut aus rostfreiem Stahl oder aus Titan). Diese Wand 2 könnte vorher so bearbeitet worden sein, daß sie an den Orten, wo die Energiestromdichte zu hoch ist, schwach absorbiert und umgekehrt. In der Praxis könnte sich so der Absorptionskoeffizient longitudinal längs dieser Wand verändern, wobei die Länge in einer Richtung angenommen ist, die von einem Verschluß zum anderen geht. Die Innenfläche der beiden Verschlüsse 3 und 4 hat zur Aufgabe, die Energie auf diese verhältnismäßig absorbierende Wand 2 zurückzustrahlen. Die Innenflächen der Verschlüsse 3 und 4 sind beispielsweise aus Kupfer. Die gestrichelten und durchgezogenen Linien zeigen, daß die Welle, die am Punkt 8 auf dem Verschluß 3 reflektiert wird, anschließend zahlreiche aufeinanderfolgende Reflexionen erfährt, wovon wenige in Kontakt mit den Verschlüssen und alle übrigen in Kontakt mit der Wand 2 erfolgen. Der größere Anteil der Reflexionen an der Wand 2 und das schwächere Reflexionsvermögen ihrer Oberfläche (stärker absorbierend) bewirken, daß die einfallende Welle hier nach und nach abklingt, wobei ihre Energie an vielen Orten abgeführt wird. Der Beitrag der Wand 2 zur Absorption der Höchstfrequenzenergie ist eben falls größer, weil ihre Oberfläche größer als diejenige der Verschlüsse ist. Dies alles begünstigt die Verringerung der lokalen Dichte der abzuführenden Energie.
  • Mit dem System 7 wird die Kühlung des Behälters 1 mittels Umlauf eines geförderten oder turbulenten Fluids jeder Art, insbesondere von Wasser, sichergestellt. Das System 7 hat vorzugsweise eine Kühlgeometrie mit hohen Wärmeabgabekoeffizienten. Beispielsweise ist es mit porösen Strukturen oder mit Stauplatten versehen, die in den Weg eines Fluidfilms, der zwischen dem metallischen Behälter 2 und einem Mantel 9 umläuft, eingefügt sind. Diese Strukturen werden entsprechend der abzuführenden Energie und den Hydraulikspezifikationen des Abnehmers angepaßt.
  • Der Behälter 1 ist so beschaffen, daß er radiale und longitudinale Ausdehnungen infolge der Wärmeableitung erträgt. Folglich wird das Zubruchgehen durch Ermüdung dieses vermieden. Der Mantel 9 ist außerdem so beschaffen, daß er sich unabhängig von den Wärmedehnungen der Wand 2 bewegen kann. Dazu ist der Mantel 9 mechanisch mit den Verschlüssen 3 und 4 sowie mit der Wand 2 über elastische Dichtungen 20 verbunden, die eine unterschiedliche Ausdehnung erlauben, wobei sie jedoch mit der Außenfläche der Wand 2 ein dichtes Hydrauliksystem bilden. In den Lasten, die Keramiken enthalten, wobei diese Werkstoffe nicht verformbar sind, erfolgt nämlich dieses Zubruchgehen nahezu sofort aufgrund der erreichten Dichten absorbierter Energien. Der Mantel 9 ruht mittels eines nicht dargestellten Sockels auf dem Boden. Er stützt die Wand 2 und die Verschlüsse 3 und 4 über Metalldichtungen 10, die für ein Ausheizen bei Temperaturen oberhalb von 300°C vorgesehen sind.
  • Das Kühlen der Gesamtheit mit einem einzigen Wasser-Hauptkreis ermöglicht, den Behälter als Kalorimeter zu verwenden, da die gesamte Verlustleistung verwertet wird. Dazu enthält das Kühlsystem 7 eine Fluidzuführung 11, die im wesentlichen in der Mitte des Verschlusses 3 an einer Außenfläche dieses letzteren angeordnet ist. Das Kühlungsfluid strömt flächig in einem Kühlsystem, das einfach, mit Stauplatten oder mit jedem porösen Werkstoff versehen sein kann, der den Wärmeaustausch zwischen dieser Außenfläche des Verschlusses 3 und einer Abdeckung 12 beim Rücklauf aus dem Mantel 9 erhöht. Am Umfang der Abdeckung 12 wird das Fluid über ein Kniestück 13 wieder in einen zylindrischen Raum eingeleitet, der sich zwischen der Wand 2 und dem Mantel 9 befindet. Am anderen Ende des Behälters 1, in der Nähe des Verschlusses 4 wird das Kühlungsfluid von einem Kniestück 14 abgeleitet, nachdem es eine gewisse Anzahl von Hin- und Rückläufen (je nach erforderlicher Fluidgeschwindigkeit) längs des Behälters 1 erfahren hat, oder nicht abgeleitet. Das Fluid wird dann wieder auf gleiche Weise wie für den Verschluß 3 flächig gegen die Außenseite des Verschlusses 4 zurückgeworfen. Danach wird es über ein Rohr 15, das an einer Abdeckung 16 des Verschlusses 4 anliegt, wieder abgegeben. Eine Öffnung 19 ermöglicht außerdem die Anordnung einer Pumpvorrichtung (beispielsweise einer Turbomolekularpumpe oder einer Ionenpumpe), die mit einem Manometer ausgerüstet ist.
  • Die Gesamtheit ist mit einem Betrieb unter Feinvakuum (typisch in der Größenordnung von 10–7 bis 10–8 Hektopascal) verträglich. Da nämlich die Wand 2 und die Verschlüsse 3 und 4 vollständig aus Metall sind, ist das Kalorimeter selbstverständlich für Ausheizvorgänge bei Temperaturen oberhalb von 300°C, je nach Typ der verwendeten Metalldichtungen, ausgelegt. Dies ermöglicht dann, wenn der Wellenleitereingang 5 mit einem Absperrschieber, der vollständig aus Metall ist, ausgestattet wird, sich eine Konditionierung der Last selbst zu ersparen, da sie vorher entgast werden kann und nicht mehr bei der Einleitung der Höchstfrequenzenergie und folglich ihrer Aufheizung entgasen wird. Während der Lagerung und des Transports des Behälters nach der Fertigstellung bleibt nämlich der Schieber geschlossen und das Vakuum bleibt erhalten. Nach dem Anbringen auf einem Rohr, am Ende des Leiters 6, wird der Schieber geöffnet.
  • Außerdem verringert die beschriebene Konstruktion die Gefahr des Wasserausflusses in den Behälter unter Vakuum durch das Fehlen eines Wasserkreislaufs im Inneren des Behälters.
  • Um Durchgangsbohrungen zu vermeiden, die eine Struktur von solch großen Abmessungen schwächen würden, wird der Eingangswellenleiter 6 als Pumpöffnung verwendet, um hier das Vakuum aufrechtzuerhalten, und der Behälter wird über diesen Eingangswellenleiter, über ein Pumpen-T-Stück 18, das zu einer Pumpe 17 führt, ausgepumpt. Diese Anordnung hat den Vorteil,
    • – eine größere Effizienz hinsichtlich des Leitwerts aufzuweisen, da der Durchmesser des Leiters 6 und der Öffnung 5 größer ist (überdimensionierter Wellenleiter), als die üblichen Pumpenlöcher der existierenden Lasten, wobei keine Notwendigkeit besteht, das Pumpen zu gettern, wobei sich der Leitwert verringert;
    • – keine mechanischen Schwachstellen in der Last durch das Hinzufügen von Durchführungen in der Hülle zu schaffen.
  • Die Überdimensionierung der Gesamtheit (mehr als 2 m in der Länge und mehr als 0,5 m im Durchmesser für 500 kW bei beispielsweise 118 GHz) ermöglicht einerseits, große Energien wirkungsvoll absolut abzuführen. Sie ermöglicht andererseits, die in dem Eingangswellenleiter 6 reflektierte Energie und folglich das Stehwellenverhältnis des Behälters 1 zu minimieren. Dieser verhält sich dann tatsächlich wie eine angepaßte Last. Dadurch werden die Störungen der vorgeschalteten Höchstfrequenzröhre, des Gyrotrons, aufgrund eines schwachen Energierückstroms reduziert.
  • Die Form der Reflexionsspiegel, die beispielsweise aus Kupfer sind, ermöglicht, die Energie maximal über der gesamte Oberfläche des Behälters zu beugen und folglich zu verteilen und somit die maximale Energiedichte, die von der Wand 2 des Behälters 1 absorbiert wird, zu reduzieren. Die Spiegel ermöglichen folglich die Minimierung von Spitzenlastpunkten, die der mechanischen Widerstandsfähigkeit abträglich sind. Diese Konstruktion ermöglicht, daß die Gesamtheit eine vollkommene Kreiszylindersymmetrie aufweist (indem der Eingangswellenleiter 6 auf der Achse des Behälters 1 angeordnet wird). Die Anwesenheit von sehr heißen Zonen, die asymmetrisch verteilt sind, wie dies bei den Lasten des Standes der Technik der Fall ist, bei denen die Einleitung der elektromagnetischen Energie schräg erfolgt, führt zu mechanischen Schwachstellen und folglich zur Gefahr der Verwindung oder Knickung. Beispielsweise kann das Vorhanden führen, wenn die Kühlung in Bezug auf die lokalen Stromdichten lokal nicht ausreicht. Im Stand der Technik führt das Vorhandensein einer Ausstülpung, die oftmals durch einen Ablenkspiegel gebildet wird, der gegenüber einer Öffnung für die Einleitung der elektromagnetischen Welle plaziert ist, schließlich zu einem Punkt der Konzentration des elektromagnetischen Feldes hinter diesem Ablenkspiegel. Es führt folglich zu Durchbrüchen in den ersten Millisekunden des Betriebs und schließlich zu einem örtlich begrenzten Schmelzen des Behälters im kontinuierlichen Betrieb.
  • Im Vergleich dazu weist die Erfindung folgende Merkmale auf:
    • – eine Last großen Volumens ohne innere Ausstülpungen und vorzugsweise ohne andere absorbierende Materialien als die ohnehin vorhandenen Wände;
    • – Spiegel an beiden Enden, deren Formen derart sind, daß sie die anfangs konzentriert einfallende Energie entsprechend einer Achsensymmetrie zerstreuen. Sie verteilen folglich maximal die Energie über die Innenfläche 2 der Last ohne Punkte potentiell hoher Dichte der absorbierten Energie.
    • – Die Welle läuft nahezu hin- und zurück (durchläuft folglich eine große Entfernung, typisch vier Meter), bevor sie auf dem verhältnismäßig absorbierenden Spiegel 2 auftrifft. Dies ermöglicht, als Streuungsmittel die ohnehin vorhandene Streuung des Strahlenbündels zu nutzen, die um die Streuung ergänzt wird, die durch die Spiegel erzeugt wird, wodurch sich die Stromdichten erheblich verringern.
    • – Die beiden Spiegel sind bei der Betriebsfrequenz vollkommen reflektierend (und sind beispielsweise aus Kupfer). Die zylindrische Metallwand ist jedoch verhältnismäßig absorbierend (sie ist aus einem Metall wie etwa rostfreiem Stahl, Titan usw.).
    • – Das Kühlsystem 7 umfaßt einen Mantel 9, in dem die eigentliche Wand 2 steckt, und ermöglicht eine thermomechanische Entkopplung und folglich die freie Bewegung des inneren Zylinders 2 in Bezug auf die kälteren Außenwände 9.
    • Dies hat zur Folge, daß sich die Zuverlässigkeit derartiger Vorrichtungen beträchtlich erhöht, da die Werkstoffe weniger starken Belastungen ausgesetzt sind.
    • – Das Ausheizen einer solchen Last ist möglich, denn der ausheizbare Teil ist vollständig aus Metall und ausbaubar, denn es gibt in dem Behälter keine kritischen Werkstoffe und es gibt kein Teil, das kritisch positioniert wäre und sich nach dem Ausheizen oder irgendeiner anderen thermischen Beanspruchung verformen oder verschieben würde.
    • – Die Last kann unter Feinvakuum arbeiten, wodurch jede Gefahr von Durchbrüchen mit Sicherheit in der Last, aber auch im Eingangsleiter vermieden wird. Sie ist folglich mit Röhren, die mit Fenstern versehen sind, die mit Kryoflüssigkeiten gekühlt werden, verträglich und reproduziert gut die Betriebsbedingungen auf der Maschine unter Vakuum (Tokamak, Stellerator).

Claims (11)

  1. Höchstfrequenzlast, die einen Behälter (1) für die Abführung von Energie einer in den Behälter eingeleiteten Höchstfrequenzwelle, eine zylindrische Wand (2) sowie zwei Verschlüsse (3, 4), die beiderseits eines durch die Wand gebildeten Zylinders angeordnet sind, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus einem metallischen Werkstoff hergestellt ist, die die Welle weniger als die Innenflächen der Verschlüsse reflektiert, so daß die eingeleitete Höchstfrequenzwelle hier reflektiert wird und ihre Energie auf zahlreiche Stellen verteilt.
  2. Last nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand eine Haut aus rostfreiem Stahl oder aus Titan aufweist und daß die Innenfläche der Verschlüsse aus Kupfer ist.
  3. Last nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine kreisförmige zylindrische Wand umfaßt.
  4. Last nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine die Wand (2) einhüllende zylindrische Außenhaut (9), einen zwischen der Außenhaut und der Wand befindlichen Kühlungsfluidfilm (7) und eine elastische Dichtung (20) zwischen einem Ende der Wand und der Außenhaut, die der Beseitigung von Problemen unterschiedlicher Ausdehnung dient, umfaßt.
  5. Last nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine poröse Struktur und/oder eine Versatzstruktur aufweist, um den Wärmeaustausch zwischen der Wand und dem Kühlungsfluid zu verbessern.
  6. Last nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Blende (5) zum Einleiten der Höchstfrequenzwelle in der Mitte eines Verschlusses (4) angeordnet und vorzugsweise mit einem vollständig metallischen Schieber versehen ist.
  7. Last nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ein Vakuumbehälter ist, der mit einer Vorrichtung zum Einleiten einer Höchstfrequenzwelle sowie mit einem T-Stück (18) für eine Pumpe (17), um das Vakuum aufrechtzuerhalten, versehen ist.
  8. Last nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen der Verschlüsse Formen besitzen, die eine auftreffende Welle mit konzentrierter Energieverteilung streuen können, insbesondere konische, parabolische oder sphärische Formen.
  9. Last nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der weniger reflektierenden Wand größer als die Oberfläche der zwei Verschlüsse ist.
  10. Last nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Absorptionskoeffizient des weniger reflektierenden Materials der zylindrischen Wand longitudinal zwischen einem Verschluß und dem anderen ändert.
  11. Verwendung der Last nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Höchstfrequenz-Kalorimeter.
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