DE943306C - Strahlentransformator - Google Patents

Strahlentransformator

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Publication number
DE943306C
DE943306C DEM4273D DEM0004273D DE943306C DE 943306 C DE943306 C DE 943306C DE M4273 D DEM4273 D DE M4273D DE M0004273 D DEM0004273 D DE M0004273D DE 943306 C DE943306 C DE 943306C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
equilibrium
electrons
magnetic field
path
cathode
Prior art date
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Expired
Application number
DEM4273D
Other languages
English (en)
Inventor
Alfred Kuntke
Dr Walther Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHF Mueller AG
Original Assignee
CHF Mueller AG
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Publication date
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Publication of DE943306C publication Critical patent/DE943306C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H11/00Magnetic induction accelerators, e.g. betatrons

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Description

  • Die Gleichge-vv ichtsbahn eines Strahlentransformators ist dadurch charakterisiert, daß die magnetische Induktion auf .ihr halb so groß ist wie ihr Durchschnitt im Innern. Außerdem muß; um eine Bindung :der Elektronen an die Gleichgewichtsbahn zu erhalten, die Induktion mit einer Potenz .des Radius abfallen, .deren Exponent zwischen o und -i liegt. Beträgt der Exponent -o,5, so liegt nach allenRichtungen eine quasi elastischeBindung vor. Beim Fortschreiten des Beschleunigungsvorganges nimmt: die Stärke dieser elastischen Bindung zu, und zwar mit der Voltgeschwindigkeit, die die Elektronen erreicht 'haben. Infolgedessen zieht sich ein Elektronenbündel im Verlauf des Beschleu-nigungsvorganges immer mehr auf die Gleichge-@vi:chtsbahn zusammen.
  • In Abb, i möge :der Kreis i die Gleichgewichtsbahn bezeichnen, auf der sich die Elektronen in Richtung :des Pfeiles bewegen. Infolge von Störungen, Ungleichmäßigkeiten, die vom Einschußvorgang herrühren, und der gegenseitigen Abstoßung von Elektronen ist auch die Umgebung dieses Kreises i mit Elektronen besetzt; beispielsweise bewegen sich Elektronen auf den Bahnen 2 und 3. Die obenerwähnte Bindungskraft steht im Gleichgewicht mit den Abstoßumgskräften. Beim Fortschreiten des Beschleunigungsvorganges werden die Bindungskräfte stärker, während die Abstoßungskräfte konstant bleiben und im Bereich der Relativitätskorrektur geringer werden. Somit ziehen sich die Elektronenbahnen 2 und 3 im Laufe der Zeit zum Gleichgewichtskreis i hin. Betrachten wir nun den Einschußvorgang, der beispielsweise von einer auf dem Kreis 3 liegenden kleinen Kathode aus erfolgt, so zeigt sich, daß diese Kathode in der Folgezeit als Hindernis im Wege steht und einen großen Teil der Elektronen wieder abfängt.
  • Gemäß der Erfindung ist bei einem Strahlentransformator mit einem parallel zur Gleichgewichtsbahn verlaufenden, gegebenenfalls veränderlichen Magnetfeld die Kathode außerhalb der Gleichgewichtsbahn derart schräg zu ihr angeordnet,.daß die Elektronen unter dem Einfluß des Magnetfeldes eine Schraubemlinienbahn um den Gleichgewichtskretis als Achse beschreiben.
  • Die Wirkung .dieser Maßnahme ist aus Abb. 2, die den Schnitt A durch Abb. i im vergrößerten Maßstab.darstel:l:t,ersichtlich. Die Kathode ist so angeordnet, daß :die Elektronen :die durch den Halbkreis angedeuteteSchraubenlinien'bahn um den Gleichgewichtskretins i beschreiben. Ein Elektron könnte jetzt nur dann wieder die Kathode treffen, wenn die Schraubenlinienbahn nach einer ganzen Zahl von Umläufen um die Gleichgewichtsbahn wieder zum Ausgangspunkt zurückkehrt. Dies ist aber bei geeigneter Einstellung der Ganghöhe der Schraubenlini:enbahn durch die Abschußrichtung des Elektronenbündels unmöglich gemacht.
  • Die Ausbildung der Elektronenbahn als Schraubenlinienbahn ergibt eine Möglichkeit, die Bindung an die Gleichgewichtsbahn durch das Magnetfeld zu verstärken, dessen Kraftlinien parallel zur Gleichge@ischtsb2hu verlaufen. Bei richtigem Sinne des Magnetfeldes ergibt die Rotation des Elektrons um die Gleichgewichtsbahn .eine nach innen gerichtete Kraft, die eine Verstärkung der Raumladung und damit eine höhere Ausbeute des Strahlentransformators gestattet. Bezeichnet q. ein Elektron, das sich außerhalb der Gleichgewichtsbahn befindet, so ist die Kraft der quasi elastischen Bindung 7 gleich der Abstoßungskraftder Elektronen 6. Bei den auf der Schraubenbahn laufenden Elektronen 5 kommt zu der Kraft 7 noch die elektromagnetische Kraft 8. Das Elektron 5 würde also noch im Gleichgewicht sein, wenn die elektrostatische Abstoßungskraft 6 gleich der Summe der Kräfte 7 und 8 ist.
  • Es ist -bereits vorgeschlagen worden, bei Strahlentransformatoren ein in Richtung der Entladung verlaufendes Magnetfeld zu benutzen, um die Entladung nach der Mitte -des Sollbahnbereiches zu drängen. Das Ziel der Erfindung ist hierbei aber nicht erreichbar, weil dazu eine besondere Anordnung der Kathode erforderlich ist. Im übrigen sind bei Strahlentransformatoren bereits Maßnahmen bekannt, die auf eine Stabilisierung der Elektronenbahn abzielen. Im Gegensatz zur Erfindung beseitigen die bekannten Anordnungen jedoch nicht die Nachteile, die sich daraus ergeben, daß nach dem Einsschießen der Elektronen ein großer Teil davon durch die Kathode abgefangen wird.
  • Wenn man beim Strahlentransformator nach der Erfindung :die Elektronen von innen her auf die Gleichgewich@tsbghn einschießt, so ist es zweckmäßig, zur Erzeugung .der Schraubenlinienbahn nicht in Richtung des Pfeiles 9 auf die Gleichgewichtsbahn zu zielen, sondern in Richtung io an ihr vorbei. Man kann die Schraubenlinienbahn auch dadurch erzwingen, daß man das parallel zur Gleichgewichtsbahn verlaufende Magnetfeld veränderlich macht, wobei hier ein elektrisches Wirbelfeld von geeigneter Richtung entsteht. Endlich braucht das Magnetfeld nicht während deg ganzen Beschleunigungsvorganges vorhanden zu sein, da bei fortgeschrittenem Beschleunigungsvorgang die Bindungskräfte von selbst stärker werden und die zusätzliche Bindung entbehrt werden kann.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Strahlentransformator mit einem parallel zur Gleichgewichtsbahn verlaufenden, gegebenenfalls veränderlichen Magnetfeld, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode außerhalb der Gleichgewichtsbahn derart schräg zu ihr angeordnet ist, daß ,die Elektronen unter dem Einfluß des Magnetfeldes eine Schraubenlinienbahn um denGleichgewichtskreis alsAchsebeschre@iben. Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2,297 305; Archiv für Elektrotechnik, Bd. 21, 1928, S.387 ff.
DEM4273D 1944-03-02 1944-03-02 Strahlentransformator Expired DE943306C (de)

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DEM4273D DE943306C (de) 1944-03-02 1944-03-02 Strahlentransformator

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DE943306C true DE943306C (de) 1956-05-17

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2297305A (en) * 1940-11-13 1942-09-29 Gen Electric Magnetic induction accelerator

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2297305A (en) * 1940-11-13 1942-09-29 Gen Electric Magnetic induction accelerator

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