EP2745654A1 - Teilchenbeschleuniger, beschleunigeranordnung und verfahren zum beschleunigen geladener teilchen - Google Patents

Teilchenbeschleuniger, beschleunigeranordnung und verfahren zum beschleunigen geladener teilchen

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EP2745654A1
EP2745654A1 EP12728062.6A EP12728062A EP2745654A1 EP 2745654 A1 EP2745654 A1 EP 2745654A1 EP 12728062 A EP12728062 A EP 12728062A EP 2745654 A1 EP2745654 A1 EP 2745654A1
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EP
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cavity
particle
helical
accelerator
circularly polarized
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Oliver Heid
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Siemens AG
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    • H05H2007/227—Details of linear accelerators, e.g. drift tubes power coupling, e.g. coupling loops

Definitions

  • Particle accelerator Particle accelerator, accelerator assembly and method of accelerating charged particles
  • the invention relates to a particle accelerator for accelerating charged particles by means of high-frequency fields. Furthermore, the invention relates to an accelerator arrangement with such a particle accelerator and a method for accelerating electrically charged particles.
  • Particle accelerators powered by high frequency electromagnetic fields are used to accelerate a charged particle beam.
  • an electric field suitable for acceleration is available only at a specific , relatively short phase during an HF full-wave, so that typically a modulation (bunching) of the particle beam, ie a density modulation, is necessary.
  • the bunching of the particle beam carried out in advance of the actual acceleration by means of RFQ pre-accelerator presents a difficult technical problem.
  • the increased space charge density also limits the maximum possible particle flow.
  • a forced pulsed structure of the accelerated particle beam may not be desirable at all.
  • a particle accelerator for accelerating a charged particle beam helical, which each move at a predetermined speed in a predetermined degree ⁇ linig by an axis acceleration direction is provided.
  • the particle accelerator includes fully doing a circular cylindrical RF cavity with an annular entrance slit and the entrance slit ge ⁇ genionat lying annular outlet gap for the helix-shaped particle.
  • the particle accelerator comprises an HF generator device for generating a circularly polarized electromagnetic wave with an electric field (161) directed in the acceleration direction and rotating synchronously with the entry point of the helical particle beam into the RF cavity about the axis within the HF frequency. Cavity. Since the azimuthal position of the particle beam entering the RF cavity via the annular inlet gap moves synchronously with the rotating electric field in the particle accelerator according to the invention, each particle entering the HF cavity is positive over the entire duration of flight through the cavity directed in the direction of acceleration, exposed to electric field. Therefore, using the inventive part ⁇ chenbeschreibers an acceleration of the particle beam without prior density modulation is possible. Thus, the otherwise necessary devices for beam bundling can be dispensed with. By using a continuous particle beam the space charge density is further minimized within the particle beam, whereby particularly high beam current densities ⁇ or Operachenstrom participatn are possible.
  • the HF generator device is designed to generate a circularly polarized TM10O wave within the RF cavity.
  • This resonance mode has a pure E z field which is accessible to the helical particle beam through the annular entrance slit within the front wall of the RF cavity.
  • Synchronous beam rotation with the circulating TMllO wave produces a very effective continuous Acceleration of the particles achieved because the rotating about the axis field strength maximum of the E z field in the resonator at any time at a precisely predetermined location, so that it optimally used ⁇ acceleration effective with suitably controlled injection of the particle in the field strength maximum can be.
  • the particle accelerator comprises a first RF cavity with a first RF generator device and a second RF cavity connected downstream of the first RF cavity with a second RF generator device , wherein the two RF cavities a metallic partition with an annular passage gap are separated from each other.
  • the second RF generator device is configured to generate within the second RF cavity, a second circularly polarized electromagnetic ⁇ specific wave, which generated a phase delay of a maximum of 180 ° with respect to a first of the RF generator means within the first RF cavity first circularly polarized electromagnetic wave.
  • the acceleration effect of the particle accelerator can be increased.
  • the phase shift of the circularly polarized wave within the respective downstream HS-cavity can be ensured that the changing from the first to the second RF cavity particles always feel a positi ve ⁇ half-wave of the electric field.
  • a further embodiment provides that the second RF is formed generator means to generate the second circular po ⁇ lararrae electromagnetic wave having a Phasenverzöge ⁇ tion in the range of 90 ° to 120 ° to the generated by the first generator means first circularly polarized electromagnetic wave ,
  • the second RF is formed generator means to generate the second circular po ⁇ lararrae electromagnetic wave having a Phasenverzöge ⁇ tion in the range of 90 ° to 120 ° to the generated by the first generator means first circularly polarized electromagnetic wave ,
  • a further embodiment provides that the annular entrance slit and the annular outlet gap of an RF cavity each have a radius which substantially corresponds to the distance of a field strength maximum of the rotating within the jewei ⁇ time RF cavity around the axis of the electric field from the axis. This ensures that the charged particles are always fed into a region of the RF cavity by a particularly high electric field prevails. Hereby a very effective Accelerati ⁇ supply of the particles can be achieved, the electric field strength maximum are fed into the RF cavity.
  • the radii of the annular column of an RF cavity substantially equal to 0.48 times the inner radius of the respective circular cylindrical RF cavity.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a device according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the HF cavity according to the invention
  • 3 is a front view of the RF cavity according to the invention; 4 shows the electric field within the Hf cavity;
  • Fig. 5 shows the distribution of the field strength maxima of the electric
  • Fig. 6 shows the distribution of the field strength maxima of the electric
  • FIG. 8 shows a particle accelerator according to the invention with a total of five accelerator cells connected in series
  • FIG. 9 shows a modification of the particle accelerator according to the invention from FIG. 8 for improving the efficiency of the particle accelerator
  • the particle accelerator according to the invention 100 for Accelerat ⁇ Nigen a helical beam 150 of charged particles 151, which move linearly along a predetermined axis 101, comprises at least one accelerator cell 130.
  • Such accelerator cell 130 includes doing a serving circular cylindrical RF cavity 110 raumresonator as hollow and an associated generator device 120 for generating a circularly polarized RF wave within the RF cavity 110.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a particle accelerator 100 consisting of a single accelerator cell 130, the associated generator device 120 not being shown here for reasons of clarity is.
  • the coaxial with the axis 101 arranged cylindrical RF cavity 110 includes a circular front wall 112th with an entrance slit 113 for the helical particle beam 150 arranged coaxially with the axis 101 and a circular rear wall 114 opposite the front wall with an annular exit slit 115 for the helical particle beam 150, likewise coaxial to the axis 101. Due to the perspective illustration, the rear wall 114 and the exit slit 115 in Figure 1 is not visible ⁇ bar.
  • the rotationally symmetrical to the axis 101 arranged RF cavity 110 is a cavity resonator in which forms a high-frequency electromagnetic ⁇ tical wave with appropriate excitation.
  • an orthogonal coordinate system is shown in FIG. 1, which is also used in the following figures. In this case, the Z axis of the coordinate system is predetermined by the axis 101 of the particle accelerator 100.
  • a circularly polarized electromagnetic wave 160 with an electric field (E z field) 161 oriented in the Z direction is generated within the RF cavity 110.
  • the electric field 161 is rotated while within the RF cavity 110 having a predetermined frequency and phase position about the axis 101.
  • the Rotationsfre acid sequence of the E z; field is in this case by the resonance frequency COR of the formed within the RF cavity 110 circularly pola- linearized electromagnetic wave 160 determined.
  • the helical particle beam 150 is fed via the annular entrance slit 113 into the RF cavity 110, the azimuthal phase position of the particle beam 150 being modulated by modulating its azi ⁇ mutal angle ⁇ ⁇ (see FIG. adapted so that ent ⁇ long the entrance slit 113 migratory entry point 156 of the helical particle beam 150 in the RF cavity 110 of the positive half-wave of the rotating E z field by a maximum of 90 ° leads.
  • each entering through the entrance slit 113 in the RF cavity 110 elec tric ⁇ charged particles 151 of particle 150 is always one more than the total flight time through the RF cavity 110 in loading acceleration direction Z oriented part 162 of the oscillating electric E z field 161 is exposed. This prevents the particles 151 from being decelerated by the negative half-wave 164 of the electric field.
  • the optimum phase angle of the helical particle beam 150 may vary depending on the application.
  • the particle beam 150 is injected at the entry point 156 into the RF cavity 110, just before the maximum field strength 163 reaches the azimuthal position ⁇ ⁇ the entry point 156, and the particles from the RF cavity 110 shortly after the field strength ⁇ maximum 163 azimuthal position ⁇ ⁇ has passed the point of entry 156, so only a relatively small part of the posi ⁇ tive half-wave 162 is used for acceleration. However, if the particle beam 150 is injected into the RF cavity 110 with a phase shift of 90 ° with respect to the field strength maximum 163 and the RF cavity 110 leaves only after half a period, the entire positive half cycle 162 of the E z field 161 becomes Acceleration of General ⁇ chen 151 used.
  • the particle beam 150 fed into the HF cavity 110 is a helically fanned-out particle beam in which the particles each move at a predetermined velocity vi in the Z-direction along the axis 101.
  • the generation of such a helical particle beam 150 can take place by means of any suitable method.
  • the helical portion ⁇ chenstrahl 150 can be generated from a continuous linear particle beam 152 by corresponding electrical or magnetic deflection.
  • the particles ⁇ beam 152 initially directed from the axis 101 and subsequently ⁇ walked using a second Ablenkelektrodencrues again be deflected in an offset parallel to the axis 101 of the web.
  • a corresponding rotation of the azimuthal angle during Ablenkvorgangs from the axis 101 of the particles 150 may be fanned beam ⁇ helically in a simple manner become.
  • the particle beam 150 retains the helical or spiral shape even after leaving the HF cavity through the annular outlet gap.
  • the emerging from the RF cavity 100 particle beam 150 is significantlystilgezo ⁇ gene due to the higher Ge ⁇ speed 2 of the particles 151st
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the circular-cylindrical RF cavity 110 along the YZ plane.
  • the preferably metallic housing of the RF cavity 110 comprises a circular-cylindrical front wall 112 and a rear wall 114 lying opposite this mirror-image.
  • an annular gap 113 is formed within the front wall 112.
  • the annular gap 113 arranged coaxially with the axis 101 forms an inlet opening for the helical particle jet 150 into the interior of the RF cavity 110.
  • An annular gap 115 located within the rear wall 114 opposite the entrance slit 113 forms the exit opening for the helical particle jet 150 from FIG RF cavity 110.
  • the off ⁇ takes gap 115 is arranged coaxially to the axis of the 110th
  • a front view of the RF cavity 110 is open shows ⁇ in FIG. 3
  • the formed in the front wall 112 ring ⁇ shaped entrance gap 113 is shown with a radius r2.
  • the radius r2 is chosen so that the charged Mol ⁇ chen the helical particle beam preferably at the location of the maximum electric field in the RF cavity 110 are fed ⁇ .
  • the E z field has two field strength maxima at about 0.48 times the inner radius ri of the RF cavity 110.
  • Figure 3 also illustrates that the entry point 156 of the helical particle beam 150 ⁇ in the RF cavity 110 at a certain angular velocity ⁇ travels along the singing shaped entrance slit 113 so that the azimuta ⁇ le angle ⁇ ⁇ under which a particle 151 of the helical particle beam 150 enters the RF cavity 110, always changing to the inside of the RF cavity 110 rotating electrical field while maintaining a predetermined phase.
  • FIG. 4 shows a sectional view of the circular cylinder-shaped RF cavity 110 in the XY plane with a Momentauf ⁇ exception of the rotating electric field 160th
  • the time varying field E has, on two field strength maxima 163, 165, and ei ⁇ NEN intermediate azimuthal nodes.
  • the two field strength maxima 163, 165 rotate with the resonator frequency G) R about the axis 101.
  • the electromagnetic field of a circularly polarized TMllO mode can thereby generally be written as follows ⁇ :
  • the resonator radius is therefore a factor of 1.593341 times greater than a1 s in a corresponding TM 0 i 0 mode.
  • the E; .- field has its maximum amplitude E £ w 0.5828652E 8
  • the helical particle beam 150 can be fed by means disposed at this location annular gap opening 113 without additional ⁇ Liche power losses in the RF cavity 110th
  • this can be generated in different ways to accelerate the helical particle beam 150 as a necessary rotating E z field.
  • Particularly suitable for generating the electric field generate by the cavity resonator 110 is operated in a circularly polarized mode, wherein two orthogonal eigenmodes are tuned to a ge ⁇ common operating frequency ⁇ .
  • the resonator 110 can be operated by means of RF power modules which are arranged along an azimuthal annular slot in the outer jacket of the HF cavity (not shown here).
  • the Mo ⁇ modules are driven out of phase by means of corresponding control signals, wherein the individual phase shifters ⁇ environment of a module corresponds long the periphery of the RF cavity depends on each of its azimuthal position.
  • FIGS. 5 and 6 show two cross-sectional views of the RF cavity 110 in the YZ plane, each with a snapshot of the electrical part of the circularly polarized TM10O wave at different times of a rotation cycle.
  • 5 shows a snapshot of the circularly polarized TM10O wave to a nem first time at which the positive (ie in acceleration ⁇ direction of rectification) directed half-wave 162 of the electric field 161 in the upper part of the RF cavity 110 is disposed.
  • the negative half-wave 164 of the electric field 161 is arranged in the lower part of the HF cavity 110.
  • the RF cavity 110 shows the situation intra ⁇ half at a time at which the elekt ⁇ generic field is further moved by a half period (180 °) 161st
  • the positive half-wave is now arranged in the lower part of the RF cavity 110 162, during the negative half cycle 164 is befin ⁇ det in the upper part of the RF cavity 110th
  • the feed-solution is the particles 151 in the RF cavity 110 at the corresponding synchronization between the rotating E z field 161 and the helical particle beam 150 now also at the bottom of the RF cavity 110 instead of.
  • the synchronization of the helical particle beam 150 with the resonator frequency G) R ensures that each entering the RF cavity 110 particles throughout its flight time through the RF cavity always only the oriented in the Z direction positive half-wave 162 of the rotating electric field 161 is exposed. How strongly a particle is accelerated within the RF cavity, depends particularly on the dwell time of the particle within the cavity as well as the Staer ⁇ ke of the electric field, wherein the particle is exposed during his stay within the RF cavity. In this case, the residence time is decisively determined by the initial velocity vi at which the particle 151 enters the cavity 110 and by the length of the HF cavity 110 in the Z direction.
  • the phase position of the helical particle beam 150 and the phase position of the rotating electric field 161 can be coordinated by modulating the azimuthal angle ⁇ ⁇ of the particle beam 150 so that a particle 151 shortly before reaching the electric
  • Feld alwaysmaximums 163 enters the RF chamber 110, during its flight through the RF chamber, the electric field strength ⁇ maximum 163 passes and leaves the RF chamber shortly after passing the electric field strength maximum 163 via the exit gap 115 again.
  • FIG. 7 illustrates the basic functioning of the particle accelerator 100.
  • the Generalchenbe ⁇ accelerator 100 comprises supplying one or more of the accelerator cells 110 described in the previous Figures 1, 2, 3, 5 and 6.
  • the on entry nip of the first accelerator cell in the particle accelerator 100 eintre ⁇ tende helical particle beam 150 is accelerated within the particle accelerator and leaves the General ⁇ chenbevanter 100 again on the exit slit of the last accelerator cell.
  • ⁇ acceleration 151 have the incoming with the initial velocity vi now charged particles to a higher velocity V2.
  • the helical particle beam 150 is pulled apart by the acceleration process.
  • a plurality of accelerator cells 110 can be connected in series in order to achieve a higher acceleration effect.
  • Each of the accelerator cells 130i to 130s includes a circular cylindrical RF cavity 110i to IIO 5, each with an overall an entrance slit front wall and a leakage gap comprises rear wall.
  • the rear walls of each form upstream RF cavity and the front wall of the respective downstream RF cavity a common partition wall 116.
  • the discharge gap of the respective preceding ⁇ switched RF cavity and the entrance slit of the respective downstream RF cavity form a common passage gap 117.
  • each accelerator cell summarizes 130i to 130s own genes ⁇ rato means 120i to I2O. 5
  • generator devices 120i to I2O 5 the RF cavities can llOi 5 individually are ⁇ controls up IIO. Since the flight time of the charged particle increasingly shortened due to acceleration of the charged particles 151 within the accelerator cells of a built-up of several series-connected accelerator cells 130 particle accelerator 110 by an accelerator cell, the charged particles are suspended in the last accelerator cell 130 5 considerably shorter the electric field as in the first accelerator cell 130i. Accelerator cells of different lengths can be used to compensate for this shortening of the time of flight and thus for a more effective utilization of the electric field in the rear accelerator cells.
  • FIG. 9 shows by way of example a particle accelerator 100 modified in this manner, in which the length of the individual accelerator cells IIOi to IIO 5 increases from left to right by a certain amount.
  • FIG. 10 shows an arrangement for accelerating charged particles with a particle accelerator 100 according to the invention as well as the particle accelerator 100 upstream beam shaping device 220.
  • the Anord ⁇ voltage 200 further includes a beam shaping device 220 upstream beam generating means 210 152.
  • the arrangement 200 may, as in the present example, the case, comprise a part of the ⁇ chenbeschreiber 100 downstream second beam shaping device ⁇ 230th
  • any suitable method can be used.
  • the linear particle beam 152 which is initially coaxial with axis 101, can be deflected out of axis 101 and then guided again parallel to axis 101 by means of further electrical or magnetic deflection elements.
  • the setting of the azimuthal angle of the helix can be ⁇ well done using electrical baffles or using a magnetic field.
  • the spiraling of the particle beam can also take place by means of circularly polarized fields, as is the case, for example, with a so-called gyrocon or magnicon.
  • a mirror-image arrangement of the first beam shaping device 220, the second beam shaping device 230 can be formed.
  • the individual generator devices 120i to 120io of the accelerator cells 110i to 110i connected in series can be controlled by means of a common control device 121.
  • the generator device by means of a respective connecting line 122i to 122io with the common
  • Control device 121 connected.
  • the individual phase shift of the individual accelerator cells 110i-110i can be achieved both by a different activation of the corresponding generator device 120i-120io as well as by an individually staggered arrangement of the RF feed-in points for the RF radiation in the respective accelerator cell 110i HOio done.
  • the circularly polarized wave can be tuned in a known manner to the same operating frequency by tuning the two orthogonal TMllO resonance modes in the X and Y directions and (at least) two RF feed points with a suitable phase shift (eg 0 ° to 90 °). to reach.
  • a suitable phase shift eg 0 ° to 90 °.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Teilchenbeschleuniger (100) zum Beschleunigen eines helixförmigen Strahls (150) geladener Teilchen (151), die sich jeweils mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit (v1) gradlinig entlang einer vorgegebenen Achse (101) bewegen, umfassend: - eine kreiszylinderförmige HF-Kavität (110) mit einem ringförmigen Eintrittsspalt (113) und einem dem Eintrittsspalt (113) gegenüber liegenden ringförmigen Austrittsspalt (115) für den helixförmigen Teilchenstrahl (150), und - eine HF-Generatoreinrichtung (120) zum Erzeugen einer zirkular polarisierten elektromagnetischen Welle (160) innerhalb der HF-Kavität (110), wobei die zirkulär polarisierte elektromagnetische Welle ein in Richtung der Achse (101) orientiertes und synchron mit der Eintrittsstelle des helixförmigen Teilchenstrahls (150) in die HF-Kavität (110) um die Achse (101) rotierendes elektrisches Feld (161) umfasst. Ferner betrifft die Erfindung eine Beschleunigeranordnung sowie ein Verfahren zum Beschleunigen eines helixförmigen Strahls (150) geladener Teilchen (151).

Description

Beschreibung
Teilchenbeschleuniger, Beschleunigeranordnung und Verfahren zum Beschleunigen geladener Teilchen
Die Erfindung betrifft einen Teilchenbeschleuniger zum Beschleunigen geladener Teilchen mittels Hochfrequenzfeldern. Ferner betrifft die Erfindung eine Beschleunigeranordnung mit einem solchen Teilchenbeschleuniger sowie ein Verfahren zum Beschleunigen elektrisch geladener Teilchen.
Zum Beschleunigen eines Strahls geladener Teilchen werden unter anderem Teilchenbeschleuniger verwendet, die mithilfe hochfrequenter elektromagnetischer Felder betrieben werden. Bei solchen Hochfrequenzbeschleunigern steht ein zur Beschleunigung geeignetes elektrisches Feld nur zu einer be¬ stimmten, relativ kurzen Phase während einer HF-Vollwelle zur Verfügung, so dass typischerweise eine Modulierung (Bunching) des Teilchenstrahls, d. h. eine Dichtemodulation, notwendig ist. Das im Vorfeld der eigentlichen Beschleunigung mittels RFQ-Vorbeschleuniger durchgeführte Bunching des Teilchenstrahls stellt jedoch ein schwieriges technisches Problem dar. In dem zu Paketen gebündelten Teilchenstrahl begrenzt die erhöhte Raumladungsdichte ferner den möglichen maximalen Teilchenstrom. Darüber hinaus kann in bestimmten technischen Anwendungen eine gezwungenermaßen gepulste Struktur des beschleunigten Teilchenstrahls überhaupt nicht erwünscht sein.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Be- schleunigung eines kontinuierlichen Teilchenstrahls bereitzu¬ stellen. Diese Aufgabe wird durch einen Teilchenbeschleuniger gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch eine Beschleunigeranordnung gemäß Anspruch 7 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausfüh- rungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben . Gemäß der Erfindung ist ein Teilchenbeschleuniger zum Beschleunigen eines helixförmigen Strahls geladener Teilchen, die sich jeweils mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit grad¬ linig in einer durch eine Achse vorgegebenen Beschleunigungs- richtung bewegen, vorgesehen. Der Teilchenbeschleuniger um- fasst dabei eine kreiszylinderförmige HF-Kavität mit einem ringförmigen Eintrittsspalt und einem dem Eintrittsspalt ge¬ genüber liegenden ringförmigen Austrittsspalt für den helix- förmigen Teilchenstrahl. Ferner umfasst der Teilchenbeschleu- niger eine HF-Generatoreinrichtung zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle mit einem in Beschleunigungsrichtung gerichteten und synchron mit der Eintrittsstelle des helixförmigen Teilchenstrahls in die HF- Kavität um die Achse rotierenden elektrischen Feld (161) in- nerhalb der HF-Kavität. Da sich die azimutale Position des in die HF-Kavität über den ringförmigen Eintrittspalt eintretenden Teilchenstrahls bei dem erfindungsgemäßen Teilchenbe¬ schleuniger synchron zum rotierenden elektrischen Feld bewegt, ist jedes in die HF-Kavität eintretende Teilchen über die gesamte Flugdauer durch die Kavität einem positiven, d. h. in Beschleunigungsrichtung gerichteten, elektrischen Feld ausgesetzt. Daher ist mithilfe des erfindungsgemäßen Teil¬ chenbeschleunigers eine Beschleunigung des Teilchenstrahls ohne vorhergehende Dichtemodulation möglich. Somit kann auf die sonst notwendige Vorrichtungen zur Strahlbündelung verzichtet werden. Durch die Verwendung eines kontinuierlichen Teilchenstrahls wird ferner die Raumladungsdichte innerhalb des Teilchenstrahls minimiert, wodurch besonders hohe Strahl¬ stromdichten bzw. Teilchenstromdichten möglich sind.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die HF- Generatoreinrichtung ausgebildet ist, innerhalb der HF- Kavität eine zirkulär polarisierte TMllO-Welle zu erzeugen. Diese Resonanzmode besitzt ein reines Ez-Feld, welches für den helixförmigen Teilchenstrahl durch den ringförmigen Eintrittspalt innerhalb der Vorderwand der HF-Kavität zugänglich ist. Bei einer synchronen Strahlrotation mit der zirkulär umlaufenden TMllO-Welle wird eine sehr effektive kontinuierli- che Beschleunigung der Teilchen erreicht, da das um die Achse rotierende Feldstärkemaximum des Ez-Feldes in dem Resonator zu jedem Zeitpunkt an einer genau vorgegebenen Stelle vorhanden ist, so dass es bei geeignet gesteuerter Injektion des Teilchenstrahls im Bereich des Feldstärkemaximums optimal be¬ schleunigungswirksam genutzt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Teilchenbeschleuniger eine erste HF-Kavität mit einer ersten HF-Generatoreinrichtung und eine der ersten HF-Kavität nachgeschaltete zweite HF-Kavität mit einer zweiten HF-Generator¬ einrichtung umfasst, wobei die beiden HF-Kavitäten mittels einer metallischen Trennwand mit einem ringförmigen Durchtrittsspalt voneinander getrennt sind. Die zweite HF-Gene- ratoreinrichtung ist dabei ausgebildet, innerhalb der zweiten HF-Kavität eine zweite zirkulär polarisierte elektromagneti¬ sche Welle zu erzeugen, die eine Phasenverzögerung von maximal 180° gegenüber einer von der ersten HF-Generatoreinrichtung innerhalb der ersten HF-Kavität erzeugten ersten zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle aufweist.
Durch die Hintereinanderschaltung mehrerer HF-Kavitäten kann die Beschleunigungswirkung des Teilchenbeschleunigers erhöht werden. Durch die Phasenverschiebung der zirkulär polarisiertem Welle innerhalb der jeweils nachgeschalteten HS-Kavität kann dabei sichergestellt werden, dass die von der ersten in die zweite HF-Kavität wechselnden Teilchen stets eine positi¬ ve Halbwelle des elektrischen Feldes spüren.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die zweite HF- Generatoreinrichtung ausgebildet ist, die zweite zirkulär po¬ larisierte elektromagnetische Welle mit einer Phasenverzöge¬ rung im Bereich von 90° bis 120° gegenüber der von der ersten Generatoreinrichtung erzeugten ersten zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle zu erzeugen. Mithilfe einer derar- tigen Phasenverzögerung ist es möglich eine besonders effektive Beschleunigung der Teilchen zu erreichen, da die Teilchen innerhalb der hintereinander durchlaufenden HF-Kavitäten stets mit dem maximalen elektrischen Feld beschleunigt werden .
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der ringförmige Eintrittsspalt und der ringförmige Austrittsspalt einer HF- Kavität jeweils einen Radius aufweisen, der im Wesentlichen dem Abstand eines Feldstärkemaximums des innerhalb der jewei¬ ligen HF-Kavität um die Achse rotierenden elektrischen Feldes von der Achse entspricht. Hierdurch wird sichergestellt, dass die geladenen Teilchen stets in einem Bereich der HF-Kavität eingespeist werden, indem ein besonders hohes elektrisches Feld herrscht. Hiermit kann eine sehr effektive Beschleuni¬ gung der Teilchen erreicht werden, elektrischen Feldstärkemaximums in die HF-Kavität eingespeist werden. Dabei ist, wie in einer weiteren Ausführungsform der Fall, ferner vorgesehen, dass die Radien der ringförmigen Spalte einer HF-Kavität im Wesentlichen dem 0,48-fachen des Innenradius der jeweiligen kreiszylinderförmigem HF-Kavität entsprechen. Hierdurch wird eine besonders effektive Beschleunigung der Teilchen er- reicht. Da bei einem Hohlraumresonator die Warenströme im Be¬ reich eines elektrischen Feldstärkemaximum des gegen Null gehen, werden durch die Ringschiitzung im Bereich des elektrischen Feldstärkemaximum des keine Wandstrompfade unterbro¬ chen. Daher werden hierdurch auch die Leistungsverluste mini- miert, welche durch die innerhalb der Seitenwände der HF- Kavität induzierten elektrischen Ströme verursacht werden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Teilchenbeschleunigers mit einer Beschleunigerzelle und einem helixförmigen Teilchenstrahl; Fig. 2 eine Querschnittansicht der erfindungsgemäßen HF- Kavität ;
Fig. 3 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen HF-Kavität; Fig. 4 das elektrische Feld innerhalb der Hf-Kavität;
Fig. 5 die Verteilung der Feldstärkemaxima des elektrischen
Feldes zu einem ersten Zeitpunkt;
Fig. 6 die Verteilung der Feldstärkemaxima des elektrischen
Feldes zu einem zweiten Zeitpunkt nach einer Rotation des Feldes um 180°;
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Beschleunigerprinzips;
Fig. 8 ein erfindungsgemäßer Teilchenbeschleuniger mit insgesamt fünf hintereinander geschalteten Beschleunigerzellen;
Fig. 9 eine Modifikation des erfindungsgemäßen Teilchenbeschleunigers aus Figur 8 zur Verbesserung der Effizienz des Teilchenbeschleunigers; und
Fig. 10 eine erfindungsgemäße Anordnung zum Beschleunigen eines helixförmigen Teilchenstrahls mit einem Teilchen- beschleuniger, einer vor dem Teilchenbeschleuniger angeordneten ersten Strahlformungseinrichtung und einer nach dem Teilchenbeschleuniger angeordneten zweiten Strahlformungseinrichtung. Der erfindungsgemäße Teilchenbeschleuniger 100 zum Beschleu¬ nigen eines helixförmigen Strahls 150 geladener Teilchen 151, welche sich geradlinig entlang einer vorgegebenen Achse 101 bewegen, umfasst wenigstens eine Beschleunigerzelle 130. Eine solche Beschleunigerzelle 130 umfasst dabei eine als Hohl- raumresonator dienende kreiszylinderförmige HF-Kavität 110 und eine zugehörige Generatoreinrichtung 120 zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten HF-Welle innerhalb der HF-Kavität 110. Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines aus einer einzigen Beschleunigerzelle 130 bestehenden Teilchenbe- schleunigers 100, wobei die zugehörige Generatoreinrichtung 120 hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Die koaxial zur Achse 101 angeordnete zylinderförmige HF-Kavität 110 umfasst dabei ein kreisförmige Vorderwand 112 mit einem koaxial zur Achse 101 angeordneten Eintrittsspalt 113 für den helixförmigen Teilchenstrahl 150 und eine der Vorderwand gegenüberliegende kreisförmige Rückwand 114 mit einem ebenfalls koaxial zur Achse 101 angeordneten ringförmi- gen Austrittsspalt 115 für den helixförmigen Teilchenstrahl 150. Aufgrund der perspektivischen Darstellung ist die Rückwand 114 und der Austrittsspalt 115 in Figur 1 nicht sicht¬ bar. Die rotationssymmetrisch zur Achse 101 angeordnete HF- Kavität 110 stellt einen Hohlraumresonator dar, in dem sich bei entsprechender Anregung eine hochfrequente elektromagne¬ tische Welle ausbildet. Zum Zwecke der Orientierung ist in der Figur 1 ein orthogonales Koordinatensystem eingezeichnet, welches auch in den nachfolgenden Figuren verwendet wird. Dabei wird die Z-Achse des Koordinatensystems durch die Achse 101 des Teilchenbeschleunigers 100 vorgegeben.
Im Betrieb des Teilchenbeschleunigers 100 wird innerhalb der HF-Kavität 110 eine zirkulär polarisierte elektromagnetische Welle 160 mit einem in Z-Richtung orientierten elektrischen Feld (Ez-Feld) 161 erzeugt. Das elektrische Feld 161 rotiert dabei innerhalb der HF-Kavität 110 mit einer vorgegebenen Frequenz und Phasenlage um die Achse 101. Die Rotationsfre¬ quenz des Ez-Feldes wird dabei durch die Resonanzfrequenz COR der innerhalb der HF-Kavität 110 ausgebildeten zirkulär pola- risierten elektromagnetischen Welle 160 bestimmt.
Synchron zum rotierenden Ez-Feld 161 wird der helixförmige Teilchenstrahl 150 über den ringförmigen Eintrittsspalt 113 in die HF-Kavität 110 eingespeist, wobei die azimutalen Pha- senlage des Teilchenstrahls 150 durch Modulation seines azi¬ mutalen Winkels ΦΡ (vgl. Figur 3) so angepasst, dass der ent¬ lang des Eintrittsspalts 113 wandernde Eintrittspunkt 156 des helixförmigen Teilchenstrahls 150 in die HF-Kavität 110 der positiven Halbwelle des rotierenden Ez-Feldes um maximal 90° vorauseilt. Damit wird sichergestellt, dass jedes durch den Eintrittsspalt 113 in die HF-Kavität 110 eintretende elek¬ trisch geladene Teilchen 151 des Teilchenstrahls 150 über die gesamte Flugzeit durch die HF-Kavität 110 stets einem in Be- schleunigungsrichtung Z orientierten Teil 162 des oszillierenden elektrischen Ez-Felds 161 ausgesetzt ist. Hierdurch wird verhindert, dass die Teilchen 151 von der negativen Halbwelle 164 des elektrischen Feldes abgebremst werden. Die optimale Phasenlage des helixförmigen Teilchenstrahls 150 wird kann je nach Anwendung variieren. Wird der Teilchenstrahl 150 an der Eintrittsstelle 156 in die HF-Kavität 110 injiziert, kurz bevor das Feldstärkemaximum 163 die azimutale Position ΦΡ der Eintrittsstelle 156 erreicht, und treten die Teilchen aus der HF-Kavität 110 kurz nachdem das Feldstärke¬ maximum 163 die azimutale Position ΦΡ der Eintrittsstelle 156 passiert hat, so wird nur ein relativ geringer Teil der posi¬ tiven Halbwelle 162 zur Beschleunigung genutzt. Wenn der Teilchenstrahl 150 jedoch in die HF-Kavität 110 mit einer Phasenverschiebung von 90° gegenüber dem Feldstärkemaximum 163 injiziert wird und die HF-Kavität 110 erst nach einer halben Periode wieder verlässt, wird die gesamte positive Halbwelle 162 des Ez-Feldes 161 zur Beschleunigung der Teil¬ chen 151 genutzt.
Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, handelt es sich bei dem in die HF-Kavität 110 eingespeisten Teilchenstrahl 150 um einen helixförmig aufgefächerten Teilchenstrahl, bei dem die Teilchen sich jeweils mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit vi in Z-Richtung entlang der Achse 101 bewegen. Das Erzeugen eines solchen helixförmigen Teilchenstrahls 150 kann dabei mittels jedes geeigneten Verfahrens erfolgen. Wie im linken Teil der Figur 1 angedeutet ist, kann der helixförmige Teil¬ chenstrahl 150 aus einem kontinuierlichen linearen Teilchen- strahl 152 durch entsprechende elektrische bzw. magnetische Ablenkung erzeugt werden. So kann beispielsweise mit Hilfe eines ersten Ablenkelektrodenpaares der lineare Teilchen¬ strahl 152 zunächst aus der Achse 101 gelenkt und anschlie¬ ßend mit Hilfe eines zweiten Ablenkelektrodenpaares wieder in eine parallel zur Achse 101 versetzte Bahn umgelenkt werden. Bei einer entsprechenden Rotation des azimutalen Winkels während des Ablenkvorgangs aus der Achse 101 kann der Teilchen¬ strahl 150 auf eine einfache Weise helixförmig aufgefächert werden. Wie aus der Figur 1 ferner ersichtlich ist, behält der Teilchenstrahl 150 auch nach dem Verlassen der HF-Kavität durch den ringförmigen Austrittsspalt die helixförmige bzw. spiralförmige Form bei. Allerdings ist der aus der HF-Kavität 100 austretende Teilchenstrahl 150 aufgrund der höheren Ge¬ schwindigkeit 2 der Teilchen 151 deutlich auseinandergezo¬ gen .
Die Figuren 2 und 3 zeigen die HF-Kavität 110 aus Figur 1 in zwei verschiedenen Ansichten. Dabei zeigt die Figur 2 eine Querschnittansicht der kreiszylinderförmigen HF-Kavität 110 entlang der Y-Z-Ebene. Wie hier dargestellt ist, umfasst das vorzugsweise metallische Gehäuse der HF-Kavität 110 eine kreiszylinderförmige Vorderwand 112 und eine dieser spiegel- bildlich gegenüberliegenden Rückwand 114. Innerhalb der Vorderwand 112 ist ein ringförmiger Spalt 113 ausgebildet. Der koaxial zur Achse 101 angeordnete Ringspalt 113 bildet eine Eintrittsöffnung für den helixförmigen Teilchenstrahl 150 in das Innere der HF-Kavität 110. Ein dem Eintrittsspalt 113 ge- genüber liegender ringförmiger Spalt 115 innerhalb der Rückwand 114 bildet die Austrittsöffnung für den helixförmigen Teilchenstrahl 150 aus der HF-Kavität 110. Auch der Aus¬ trittsspalt 115 ist dabei koaxial zur Achse 110 angeordnet. Eine Vorderansicht der HF-Kavität 110 ist in der Figur 3 ge¬ zeigt. Dabei ist der in der Vorderwand 112 ausgebildete ring¬ förmige Eintrittspalt 113 mit einem Radius r2 dargestellt. Der Radius r2 wird dabei so gewählt, dass die geladenen Teil¬ chen des helixförmigen Teilchenstrahls vorzugsweise am Ort des maximalen elektrischen Feldes in die HF-Kavität 110 ein¬ gespeist werden. Bei einem im zirkulär polarisierten TM110- Modus betriebenem Hohlraumresonator weist das Ez-Feld zwei Feldstärkemaxima bei dem ca. 0,48-Fachen des Innenradius ri der HF-Kavität 110 auf. Somit gilt für den Radius r2 der ringförmigen Spalte 113, 115 vorzugsweise: r2 = 0,48 X. . Figur 3 verdeutlicht ferner, dass die Eintrittsstelle 156 des helixförmigen Teilchenstrahls 150 in die HF-Kavität 110 mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit ωΡ entlang des sing- förmigen Eintrittspalts 113 wandert, so das sich der azimuta¬ le Winkel ΦΡ, unter welchem ein Teilchen 151 des helixförmi- gen Teilchenstrahls 150 in die HF-Kavität 110 eintritt, stets unter Beibehaltung einer vorgegebenen Phasenlage zu dem innerhalb der HF-Kavität 110 rotierenden elektrischen Feld ändert .
Die Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung der kreiszylinder- förmigen HF-Kavität 110 in der X-Y-Ebene mit einer Momentauf¬ nahme des rotierenden elektrischen Feldes 160.
Bei der transversalmagnetischen TMllO-Mode weist das zeitlich veränderliche Ez-Feld zwei Feldstärkemaxima 163, 165 und ei¬ nen dazwischen liegenden azimutalen Knoten auf. Die beiden Feldstärkemaxima 163, 165 rotieren mit der Resonatorfrequenz G)R um die Achse 101.
Das elektromagnetische Feld einer zirkulär polarisierten TMllO-Mode lässt sich dabei im Allgemeinen wie folgt be¬ schreiben :
Und EÜ = E$ = HS = Q. Die Wandstromdichten sind Ιψ = B¥ und
c
Der Außenradius der TMllO-Welle folgt aus: /* = t11—
ω mit der ersten Nullstelle » 3.8317059702075 der Bessel- Funktion /x erster Ordnung. Der Resonatorradius ist folglich um den Faktor ^ » 1.593341 mal größer a1 s in einer entspre- chenden TM0i0-Mode.
Das E;.-Feld hat seine maximale Amplitude E£ w 0.5828652E8
bei einem Radius rs von ca. c
w 1.8411838— » 0.4805128r
Da bei diesem Radius keine radialen Wandströme auftreten, kann der helixförmige Teilchenstrahl 150 durch eine an dieser Stelle angeordnete ringförmige Spaltöffnung 113 ohne zusätz¬ liche Leistungsverluste in die HF-Kavität 110 eingespeist werden .
Grundsätzlich lässt sich das zur Beschleunigung des helixför- migen Teilchenstrahl 150 als notwendige rotierende Ez-Feld auf unterschiedliche Weise erzeugen. Besonders geeignet zur Erzeugung des elektrischen Feldes erzeugen, indem der Hohlraumresonator 110 in einer zirkulär polarisierten Mode betrieben wird, wobei zwei orthogonale Eigenmoden auf eine ge¬ meinsame Betriebsfrequenz ω abgestimmt werden. Der Resonator 110 kann dabei mittels RF-Leistungsmodule betrieben werden, welche entlang eines azimutalen Ringschlitzes im Außenmantel der HF-Kavität angeordnet sind (hier nicht gezeigt) . Die Mo¬ dule werden mittels entsprechender Steuersignale phasenverschoben angesteuert, wobei die individuelle Phasenverschie¬ bung eines Moduls jeweils von seiner azimutalen Position ent- lang des Außenumfangs der HF-Kavität abhängt.
Zur Verdeutlichung des Ez-Feldes zeigen die Figuren 5 und 6 zwei Querschnittdarstellungen der HF-Kavität 110 in der Y-Z- Ebene mit jeweils einer Momentaufnahme des elektrischen Teils der zirkulär polarisierten TMllO-Welle zu unterschiedlichen Zeitpunkten eines Drehzyklus. Dabei zeigt die Figur 5 eine Momentaufnahme der zirkulär polarisierten TMllO-Welle zu ei- nem ersten Zeitpunkt, bei dem die positive (also in Beschleu¬ nigungsrichtung gerichtete) Halbwelle 162 des elektrischen Feldes 161 im oberen Teil der HF-Kavität 110 angeordnet ist. Die negative (also entgegengesetzt zur Beschleunigungsrich- tung gerichtete) Halbwelle 164 des elektrischen Feldes 161 ist hingegen im unteren Teil der HF-Kavität 110 angeordnet. Im Unterschied hierzu zeigt die Figur 6 die Situation inner¬ halb der HF-Kavität 110 zu einem Zeitpunkt, zu dem das elekt¬ rische Feld 161 um eine halbe Periode (180°) weiter gewandert ist. Dabei ist die positive Halbwelle 162 nunmehr im unteren Teil der HF-Kavität 110 angeordnet, während die negative Halbwelle 164 sich im oberen Teil der HF-Kavität 110 befin¬ det. Wie in der Figur 6 angedeutet ist, findet die Einspei- sung der Teilchen 151 in die HF-Kavität 110 bei entsprechen- der Synchronisation zwischen dem rotierenden Ez-Feld 161 und dem helixförmigen Teilchenstrahl 150 nunmehr ebenfalls im unteren Bereich der HF-Kavität 110 statt. Die Synchronisation des helixförmigen Teilchenstrahl 150 mit der Resonatorfrequenz G)R stellt dabei sicher, dass jedes in die HF-Kavität 110 eintretende Teilchen während seiner gesamten Flugzeit durch die HF-Kavität stets nur der in Z-Richtung orientierten positiven Halbwelle 162 des rotierenden elektrischen Feldes 161 ausgesetzt ist. Wie stark ein Teilchen innerhalb der HF- Kavität beschleunigt wird, hängt insbesondere von der Ver- weildauer des Teilchens innerhalb der Kavität sowie der Stär¬ ke des elektrischen Feldes, welchem das Teilchen während seines Aufenthalts innerhalb der HF-Kavität ausgesetzt ist. Die Verweildauer wird dabei maßgeblich bestimmt von der Anfangsgeschwindigkeit vi , mit dem das Teilchen 151 in die Kavität 110 eintritt, sowie von der Länge der HF-Kavität 110 in Z- Richtung .
Ist die Verweildauer sehr kurz, wird nur ein relativ geringer Teil der positiven Halbwelle zur Beschleunigung genutzt. Bei relativ langen Verweildauern kann die hingegen gesamte positive Halbwelle 162 des Ez-Feldes 161 effektiv zur Beschleuni¬ gung beitragen. Hierzu können die Phasenlage des helixförmigen Teilchenstrahls 150 und die Phasenlage des rotierenden elektrischen Feldes 161 durch Modulation des azimutalen Winkels ΦΡ des Teilchenstrahls 150 so aufeinander abgestimmt werden, dass ein Teilchen 151 kurz vor dem Erreichen des elektrischen
Feldstärkemaximums 163 in die HF-Kammer 110 eintritt, während seines Fluges durch die HF-Kammer das elektrische Feldstärke¬ maximum 163 passiert und die HF-Kammer kurz nach Passieren des elektrischen Feldstärkemaximums 163 über den Austritts- spalt 115 wieder verlässt.
Die Figur 7 verdeutlicht die prinzipielle Funktionsweise des erfindungsgemäßen Teilchenbeschleunigers 100. Der Teilchenbe¬ schleuniger 100 umfasst dabei eine oder mehrere der in den vorhergehenden Figuren 1, 2, 3, 5 und 6 beschriebenen Beschleunigerzellen 110. Der über den Eintrittsspalt der ersten Beschleunigerzelle in den Teilchenbeschleuniger 100 eintre¬ tende helixförmige Teilchenstrahl 150 wird innerhalb des Teilchenbeschleunigers beschleunigt und verlässt den Teil¬ chenbeschleuniger 100 wieder über den Austrittsspalt der letzten Beschleunigerzelle. Durch die innerhalb des Teilchen¬ beschleunigers 100 erfahrene Beschleunigung weisen die mit der Anfangsgeschwindigkeit vi eintretenden geladenen Teilchen 151 nunmehr eine höhere Geschwindigkeit V2 auf. Wie in der Figur 7 angedeutet ist, wird der helixförmige Teilchenstrahl 150 durch den Beschleunigungsvorgang auseinander gezogen.
Wie bereits in Zusammenhang mit der Figur 7 beschrieben, können mehrere Beschleunigerzellen 110 hintereinander geschaltet werden, um eine höhere Beschleunigungswirkung zu erreichen.
Die Figur 8 zeigt hierzu beispielhaft eine aus insgesamt fünf Beschleunigerzellen 130i bis 130s aufgebauten Teilchenbe¬ schleuniger 100. Jede der Beschleunigerzellen 130i bis 130s umfasst eine kreiszylinderförmige HF-Kavität 110i bis IIO5 mit jeweils einer einen Eintrittsspalt umfassenden Vorderwand und einer einen Austrittsspalt umfasst Rückwand. Wie aus der Figur 8 ersichtlich ist, bilden bei zwei unmittelbar hintereinander geschalteten HF-Kavitäten die Rückwand der jeweils vorgeschalteten HF-Kavität und die Vorderwand der jeweils nachgeschalteten HF-Kavität eine gemeinsame Trennwand 116. In analoger Weise bilden der Austrittsspalt der jeweils vorge¬ schalteten HF-Kavität und der Eintrittsspalt der jeweils nachgeschalteten HF-Kavität einen gemeinsamen Durchtrittsspalt 117. Wie aus der Figur 8 ferner ersichtlich ist, um- fasst jede Beschleunigerzelle 130i bis 130s eine eigene Gene¬ ratoreinrichtung 120i bis I2O5. Durch die hier lediglich schematisch dargestellten Generatoreinrichtungen 120i bis I2O5 können die HF-Kavitäten llOi bis IIO5 individuell ange¬ steuert werden. Da aufgrund der Beschleunigung der geladenen Teilchen 151 innerhalb der Beschleunigerzellen eines aus mehreren hintereinandergeschalteten Beschleunigerzellen 130 aufgebauten Teilchenbeschleunigers 110 sich die Flugzeit des ge- ladenen Teilchens durch eine Beschleunigerzelle zunehmend verkürzt, sind die geladenen Teilchen in der letzten Beschleunigerzelle 1305 deutlich kürzer dem elektrischen Feld ausgesetzt als in der ersten Beschleunigerzelle 130i. Um eine Kompensation dieser Flugzeitverkürzung und damit eine effek- tivere Ausnutzung des elektrischen Feldes in den hinteren Beschleunigerzellen zu erreichen, können Beschleunigerzellen mit unterschiedlichen Längen verwendet werden.
Die Figur 9 zeigt beispielhaft einen derart modifizierten Teilchenbeschleuniger 100, bei dem die Länge der einzelnen Beschleunigerzellen llOi bis IIO5 von links nach rechts um einen bestimmten Betrag zunimmt.
Bei dem im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren be- schriebenen Konzept zum Beschleunigen geladener Teilchen wird ein helixförmiger Teilchenstrahl mittels eines um die Achse 101 drehenden elektrischen Feldes beschleunigt. Die Erzeugung eines derart helixförmig aufgefächerten Teilchenstrahls 150 erfolgt dabei mithilfe einer speziellen Teilchenformungsein- richtung 220, die dem eigentlichen Teilchenbeschleuniger 100 vorgeschaltet ist. Die Figur 10 zeigt eine Anordnung zum Be¬ schleunigen geladener Teilchen mit einem erfindungsgemäßen Teilchenbeschleuniger 100 sowie die dem Teilchenbeschleuniger 100 vorgeschaltete Strahlformungseinrichtung 220. Die Anord¬ nung 200 umfasst ferner eine der Strahlformungseinrichtung 220 vorgeschaltete Strahlerzeugungseinrichtung 210 zum Erzeugen eines linearen und kontinuierlichen Teilchenstrahls 152. Um aus dem helixförmigen Teilchenstrahl 150 wieder einen linearen Teilchenstrahl 153 zu erzeugen, kann die Anordnung 200, wie im vorliegenden Beispiel der Fall, eine dem Teil¬ chenbeschleuniger 100 nachgeschaltete zweite Strahlformungs¬ einrichtung 230 umfassen. Zur Spiralisierung des Teilchen- Strahls, also Zum Erzeugen des helixförmigen Teilchenstrahls 150 aus dem linearen Teilchenstrahl 152, kann dabei jede geeignete Methode verwendet werden. Beispielsweise kann durch Verwendung geeigneter elektrischer und/oder magnetischer Ablenkelemente der zunächst koaxial zu Achse 101 verlaufende lineare Teilchenstrahl 152 aus der Achse 101 ausgelenkt und anschließend mittels weiterer elektrischer oder magnetischer Ablenkelemente wieder parallel zur Achse 101 gelenkt werden. Auch das Einstellen des Azimutal-Winkels der Helix kann so¬ wohl mithilfe elektrischer Ablenkplatten oder mithilfe eines magnetischen Feldes erfolgen. Die Spiralisierung des Teilchenstrahls kann auch mithilfe zirkulär polarisiertem Felder erfolgen, wie dies beispielsweise bei einem sogenannten Gyro- con oder Magnicon der Fall ist. Zur Entspiralisierung des beschleunigten Teilchenstrahls 150, d. h. zum Umformen des he- lixförmigen Strahls in einen linearen Teilchenstrahl, kann eine spiegelbildliche Anordnung der ersten Strahlformungseinrichtung 220 die zweite Strahlformungseinrichtung 230 ausgebildet werden. Wie in der Figur 10 ferner schematisch dargestellt ist, können die einzelnen Generatoreinrichtungen 120i bis 120io der hintereinander geschalteten Beschleunigerzellen 110i bis llOio mittels einer gemeinsamen Steuereinrichtung 121 angesteuert werden. Hierzu sind die Generatoreinrichtung mittels jeweils einer Verbindungsleitung 122i bis 122io mit der gemeinsamen
Steuereinrichtung 121 angeschlossen. Die individuelle Phasenverschiebung der einzelnen Beschleunigerzellen 110i - llOio kann dabei sowohl durch eine unterschiedliche Ansteuerung der entsprechenden Generatoreinrichtung 120i - 120io als auch durch eine individuell versetzte Anordnung der HF-Einspei- sungsstellen für die HF-Strahlung in die jeweilige Beschleunigerzelle 110i - HOio erfolgen.
Die zirkulär polarisierte Welle lässt sich in bekannter Weise durch Abstimmen der beiden orthogonalen TMllO-Resonanzmoden in X- und Y-Richtung auf die gleiche Betriebsfrequenz und (mindestens) zwei HF-Einspeisungsstellen mit geeigneter Phasenverschiebung (z. B. 0° bis 90°) erreichen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt. Vielmehr können hieraus auch andere Variationen bzw. Kombinationen der offenbarten Ausführungsformen und Merkmale vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Teilchenbeschleuniger (100) zum Beschleunigen eines helix- förmigen Strahls (150) geladener Teilchen (151), die sich je- weils mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit ( vi ) gradlinig in einer durch eine Achse (101) vorgegebenen Beschleunigungs¬ richtung (Z) bewegen, umfassend:
- eine kreiszylinderförmige HF-Kavität (110) mit einem ring¬ förmigen Eintrittsspalt (113) und einem dem Eintrittsspalt (113) gegenüber liegenden ringförmigen Austrittsspalt (115) für den helixförmigen Teilchenstrahl (150), und
- eine HF-Generatoreinrichtung (120) zum Erzeugen einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle (160) mit einem in Beschleunigungsrichtung (Z) gerichteten und synchron mit der Eintrittsstelle (156) des helixförmigen Teilchen¬ strahls (150) in die HF-Kavität (110) um die Achse (101) rotierenden elektrischen Feld (161) innerhalb der HF- Kavität (110) .
2. Teilchenbeschleuniger (100) nach Anspruch 1, wobei die HF- Generatoreinrichtung (120) ausgebildet ist, innerhalb der HF- Kavität (110) eine zirkulär polarisierte TMllO-Welle zu er¬ zeugen .
3. Teilchenbeschleuniger (100) nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine erste HF-Kavität (110n) mit einer ersten HF-Gene¬ ratoreinrichtung (120n) und eine der ersten HF-Kavität (110n) nachgeschaltete zweite HF-Kavität (110n+i) mit einer zweiten HF-Generatoreinrichtung (120n+i), wobei die beiden HF-Kavi- täten (110n, 110n+i) mittels einer metallischen Trennwand
(116) mit einem ringförmigen Durchtrittsspalt (117) voneinander getrennt sind, und wobei die zweite HF-Generatoreinrich¬ tung (120n+i) ausgebildet ist, innerhalb der zweiten HF-Kavi¬ tät (110n+i) eine zweite zirkulär polarisierte elektromagneti- sehe Welle (160n+i) zu erzeugen, die eine Phasenverzögerung von maximal 180° gegenüber einer von der ersten HF-Generatoreinrichtung (120n) innerhalb der ersten HF-Kavität (110n) erzeugten ersten zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle (160n) aufweist.
4. Teilchenbeschleuniger (100) nach Anspruch 3, wobei die zweite HF-Generatoreinrichtung (120n+i ) ausgebildet ist, die zweite zirkulär polarisierte elektromagnetische Welle (160n+i ) mit einer Phasenverzögerung im Bereich von 90° bis 120° gegenüber der von der ersten Generatoreinrichtung (120n) er¬ zeugten ersten zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle (160n) zu erzeugen.
5. Teilchenbeschleuniger (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der ringförmige Eintrittsspalt (113) und der ringförmige Austrittsspalt (115) einer HF-Kavität (110) je- weils einen Radius (r2) aufweisen, der im Wesentlichen dem
Abstand eines Feldstärkemaximums (162) des innerhalb der je¬ weiligen HF-Kavität (110) um die Achse (101) rotierenden elektrischen Feldes (160) von der Achse (101) entspricht.
6. Teilchenbeschleuniger (100) nach Anspruch 5, wobei der ringförmige Eintrittsspalt (113) und der ringförmigen Aus¬ trittsspalt (115) einer HF-Kavität (110) jeweils einen Radius (r2) aufweisen, welcher im Wesentlichen dem 0,48-fachen des Innenradius ( r i ) der jeweiligen kreiszylinderförmigen HF- Kavität (110) entspricht.
7. Beschleunigeranordnung (200) umfassend:
- einen Teilchenbeschleuniger (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6,
- eine vor dem Teilchenbeschleuniger (100) angeordnete erste Strahlformungseinrichtung (220) zum Erzeugen eines helix- förmigen Teilchenstrahls (150) aus einem linearen Teilchenstrahl (151), und
- eine hinter dem Teilchenbeschleuniger (100) angeordnete zweite Strahlformungseinrichtung (230) zum Erzeugen eines linearen Teilchenstrahls (155) aus dem helixförmigen Teil¬ chenstrahl (150).
8. Beschleunigeranordnung (200) nach Anspruch 7, ferner umfassend :
- eine vor der ersten Strahlformungseinrichtung (220) angeordnete Teilchenstrahlerzeugervorrichtung (210) zum Erzeugen eines linearen Strahls (152) geladener Teilchen (151), die sich jeweils gradlinig mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit (vi) entlang einer vorgegebenen Achse (101) bewegen.
9. Verfahren zum Beschleunigen geladener Teilchen (151) mit- hilfe eines eine kreiszylinderförmige HF-Kavität (110) mit einem ringförmigen Eintrittsspalt (113) und einem dem Eintrittsspalt (113) gegenüber liegenden ringförmigen Austrittsspalt (115) umfassenden Teilchenbeschleunigers (100), umfas¬ send die Schritte:
- Bereitstellen eines helixförmigen Strahls (150) geladener Teilchen (151), welche sich gradlinig mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit (vi) in einer durch eine Achse (101) vorgegebenen Beschleunigungsrichtung (Z) bewegen,
- Erzeugen einer zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle (160) mit einem in Beschleunigungsrichtung (Z) orientierten und mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit (COR) um die Achse (101) rotierenden elektrischen Feld
(161) ,
- Einspeisen des helixförmigen Teilchenstrahls (150) in die HF-Kavität (110) über den ringförmigen Eintrittspalt (113), wobei die Eintrittsstelle (156) des helixförmigen Teilchen¬ strahls (150) in die HF-Kavität (110) sich synchron zum ro¬ tierenden elektrischen Feld (161) mit der Winkelgeschwindigkeit (COR) entlang des Eintrittsspalts (113) bewegt, so dass die elektrisch geladenen Teilchen (151) des helixför- migen Teilchenstrahls (150) innerhalb der HF-Kavität (110) mithilfe des elektrischen Felds (161) in Beschleunigungs¬ richtung (Z) beschleunigt werden, und
- Einspeisen des helixförmigen Teilchenstrahls (150) in die HF-Kavität (110) über den ringförmigen Eintrittspalt (113),
- Auskoppeln des beschleunigten helixförmigen Teilchenstrahls (150) aus der HF-Kavität (110) über den ringförmigen Aus¬ trittsspalt (115).
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei innerhalb der HF-Kavität (110) eine zirkulär polarisierte TMllO-Mode (160) erzeugt wird, und wobei der helixförmige Teilchenstrahl (150) im Be- reich der positiven Halbwelle (162) des zirkulär umlaufenden elektrischen Feldes (161) der zirkulär polarisierte TM110- Mode (160) eingespeist wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der helixförmi- gen Teilchenstrahl (150) mithilfe eines Teilchenbeschleuniger
(100) umfassend eine erste HF-Kavität (110n) mit einer ersten HF-Generatoreinrichtung (120n) und eine der ersten HF-Kavität (110n) nachgeschaltete und von dieser mittels einer metalli¬ schen Trennwand (116) mit einem ringförmigen Durchtrittsspalt (117) getrennte zweite HF-Kavität (110n+i) mit einer zweiten HF-Generatoreinrichtung (120n+i) beschleunigt wird, wobei die erste HF-Generatoreinrichtung (120n) innerhalb der ersten HF- Kavität (110n) eine erste zirkulär polarisierte elektromagne¬ tische Welle (160n) erzeugt, und wobei die zweite HF-Genera- toreinrichtung (120n+i) innerhalb der zweiten HF-Kavität
(110n+i) eine zweite zirkulär polarisierte elektromagnetische Welle (160n+i) mit einer Phasenverzögerung von maximal 180° gegenüber der ersten zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle (160n) erzeugt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die zweite HF-Generatoreinrichtung (120n+i) innerhalb der zweiten HF-Kavität
(110n+i) eine zweite zirkulär polarisierte elektromagnetische Welle (160n+i) mit einer Phasenverzögerung im Bereich von 90° bis 120° gegenüber der ersten zirkulär polarisierten elektromagnetischen Welle (160n) erzeugt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, umfassend die Schritte:
- Erzeugen eines linearen Strahls (152) geladener Teilchen (151) mithilfe einer Strahlerzeugungseinrichtung (210), - Erzeugen eines helixförmigen Teilchenstrahls (150) aus dem linearen Teilchenstrahl (152) mithilfe einer ersten Strahlformungseinrichtung (220),
- beschleunigen des helixförmigen Teilchenstrahls (150) mit- hilfe des Teilchenbeschleunigers (100),
- Erzeugen eines linearen Teilchenstrahls (155) aus dem be¬ schleunigten helixförmigen Teilchenstrahl (150) mithilfe einer zweiten Strahlformungseinrichtung (230).
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IL61759A (en) * 1980-12-18 1984-10-31 Elta Electronics Ind Ltd Electron gun for producing spiral electron beams and gyrotron devices including same
US5497050A (en) * 1993-01-11 1996-03-05 Polytechnic University Active RF cavity including a plurality of solid state transistors
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