DE1245506B - Vorrichtung zum Einschiessen und Einfangen von Elektronen in einem Magnetfeld - Google Patents
Vorrichtung zum Einschiessen und Einfangen von Elektronen in einem MagnetfeldInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND Int. Ci.
G21b
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
DeutscheKl.: 21g-21/21
Nummer: 1245 506
Aktenzeichen: U 7748 VHI c/21 g
Anmeldetag: 25. Januar 1961
Auslegetag: 27. Juli 1967
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einschießen und Einfangen von Elektronen
hoher Energie in einem axialsymmetrischen, gleichförmigen, magnetischen Umschließungsfeld innerhalb
eines evakuierten Behälters, der zur Bildung dieses Umschließungsfeldes mit einer Stromwicklung und
zur Bildung eines magnetischen Spiegelfeldes in jedem seiner Endbereiche mit zusätzlichen Stromwicklungen
versehen ist, und die Mittel zum Erzeugen und Einschießen eines hochenergetischen Elektronenstrahls
in dieses gleichförmige Umschließungsfeld durch ein magnetisch abgeschirmtes Führungsrohr in
die Zone größter magnetischer Feldstärke tangential und unter einem kleinen Winkel zu einer zu dem
Umschließungsfeld orthogonalen Ebene aufweist.
Es ist bekannt, daß magnetische Felder von bestimmten Konfigurationen für den Einschuß ionisierter
oder geladener Teilchen, die eine hohe kinetische Temperatur besitzen, und insbesondere für die Erzeugung
eines Hochtemperaturgases, d. h. eines , Plasmas, auf verschiedene Art und Weise vorteilhaft
angewandt" werden können. Axialsymmetrische Magnetfelder, die wenigstens einen Bereich, in dem die
Feldstärke stetig zunimmt, aufweisen, wurden in verschiedenen Plasmavorrichtungen' verwendet. Beispielsweise
werden in verschiedenen »Controlled Fusion Devices«, beschrieben im Bd. 31 und 32 von
»The Proceedings of the Second International Confe-· rence on the Peaceful Uses of Atomic Energy«,
Genf, 1958, eine Veröffentlichung der Vereinten Nationen, axialsymmetrische magnetische Umschließungsfelder
aufrechterhalten, die einen Mittelbereich mit einer gleichmäßigen, minimalen Feldstärke
besitzen, der zwischen zwei Endbereichen mit größeren Feldstärken angeordnet ist. Die Zonen
größerer Feldstärke, die manchmal als magnetische Spiegelfelder bezeichnet werden, dienen dazu, die
Austrittsbereiche des axialsymmetrischen magnetischen Feldes abzuschließen, um ein Umschließungsfeld für geladene Teilchen zu erhalten. Es wurden
bereits verschiedene Verfahren entwickelt, um gasförmige Ionen in ein solches Umschließungsfeld einzuleiten
und sie darin zu führen, so daß ein Plasma gebildet wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, Maßnahmen anzugeben, die verwendet werden können, um
größere Mengen von Elektronen hoher Energie in ein solches magnetisches System einzuleiten, was erforderlich
sein kann, um Energie zuzuführen, Ionisation zu bewirken, die Raumladung zu steuern und
um andere erwünschte Effekte zu erreichen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind besonders geeigr
Vorrichtung zum Einschießen und Einfangen von Elektronen in einem Magnetfeld
Anmelder:
United States Atomic Energy Commission,
Germantown, Md. (V. St. A.)
Germantown, Md. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,
München 27, Pienzenauer ,Str. 28
München 27, Pienzenauer ,Str. 28
Als Erfinder benannt:
Nicholas Constantine Christofilos,
Oakland, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. Januar 1960 (4586)
net für die Verwendung in einer Plasmavorrichtung vom Typ »Astron«, wie er in den Seiten 279 bis
290, Bd. 32, der obengenannten Veröffentlichung der Vereinten Nationen näher beschrieben wird. Die in
dieser Erfindung beschriebene Astronvorrichtung weist eine magnetische Spule auf, die so bemessen
und so angeordnet ist, daß ein axialsymmetrisches Magnetfeld mit einem linearen Zentralbereich von
gleichförmiger Intensität und an den Enden gelegenen Bereichen mit größerer Intensität erzeugt wird.
Mittels Elektronenquellen werden energiereiche Elektronenstrahlen in dieses Magnetfeld unter einem
kleinen Winkel zu der Normalebene zu diesem Feld zwischen einem Spulensatz eingeschossen, der mit
einem periodisch sich ändernden Strom erregt wird; dadurch wird eine örtliche Veränderung des Magnetfelds
erzeugt, wodurch bewirkt wird, daß die Elektronen in Form einer zylindrischen Elektronenschicht
(Ε-Schicht) in dem Magnetfeld rotieren. Neutrale Gasatome werden in den Bereich des Magnetfeldes
eingeleitet, die infolge der Wechselwirkung mit den Elektronen ionisiert und erhitzt werden. Die
Ionen mit hoher kinetischer Temperatur werden von dem elektromagnetischen Feld eingefangen, das
durch die Elektronenschicht erzeugt wird, die inner-
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halb des Magnetfeldes rotiert, wodurch ein eingeschlossenes Hochtemperaturgas oder Plasma gebildet
wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind zum Einfangen und Einschließen des Elektronenstrahls in
eine zylindrische Elektronenschicht in dem Teil des Umschließungsfeldes mit gleichförmiger Feldstärke
eine Vielzahl von Verlusistromschleifen konzentrisch längs des Bereiches, in dem sich die Feldstärke des
Magnetfeldes ändert, angeordnet, derart, daß dem Elektronenstrahl Energie entzogen und der axiale
Impuls des Elektronenstrahls, den dieser beim Durchqueren dieses Bereiches mit sich ändernder Feldstärke
erhält, verringert wird.
Es ist bekannt, daß ein Elektronenbündel in Form eines rotierenden Zylinders, in dem es quer zu einem
axialsymmetrischen Magnetfeld geführt wird, ein Magnetfeld erzeugt. Es wurde nun gefunden, daß
dieses Magnetfeld so beschaffen ist, daß es elektrische Ströme in passiven Stromkreisen erzeugt, die
nahe dem axialsyrnmetrischen Magnetfeld liegen.Mittels Einbringen eines Widerstandes oder anderer
energieverbrauchender Komponenten in diese passiven Stromkreise wird ein Teil der erzeugten elektrischen
Ströme verbraucht. Die verbrauchte elektrische Energie wird durch eine Verringerung der kinetischen
Energie der Elektronen aufgebracht. Der Nutzeffekt davon ist, daß das Ausweichen des Feldes, das
von dem Elektronenbündel erzeugt wird, in axialer Richtung verhindert wird. Dementsprechend kann
eine Elektronenquelle · in einer Anstronvorrichtung beispielsweise so angeordnet werden, daß sie einen
intermittierenden Elektronenstrahl tangential in den Bereich maximaler Energie eines der begrenzenden
magnetischen Spiegelfelder mit einer kleinen einwärts gerichteten axialen Geschwindigkeitskomponente einlenkt,
wodurch darin ein Elektronenbündel in Form einer rotierenden zylindrischen Elektronenhüllschicht
gebildet wird. Der vorangehende Rand des Elektronenbündels tritt dann in den oberen Teil des stetig
abnehmenden magnetischen Spiegelfeldes mit einem kleinen axialen Impuls ein. Wenn diese energieverbrauchenden
passiven Stromkreise der vorher erwähnten Art längs der inneren Zone, in der das
magnetische Spiegelfeld stetig abnimmt, verteilt werden, kann die kinetische Energie, die die Elektronen
für eine Bewegung quer zu den Feldgradienten benötigen, verbraucht werden. Deshalb werden die
Elektronen nach ihrem Eintritt in die Zone gleichmäßiger Feldstärke des magnetischen Umschließungsfeldes in der injizierten Bündelform in dieser Zone
verbleiben und sich in axialer Richtung verbreitern, um eine rotierende zylindrische Hülle aus Elektronen, d. h. eine Elektronenschicht, wie sie in einem
Astrongerät verwendet wird, zu bilden. Die Wirkung der passiven Stromkreise kann als Anwendung einer
Reibungskraft angesehen werden, die: ausreicht, um die Elektronenenergie so weit zu yerringern, daß
diese Elektronen nicht mehr über die Potentialschwelle des magnetischen Spiegelfeldes hinaus entweichen
kennen.
Die beschriebene Anordnung erfordert keine komplizierten äußeren energetisch gekoppelten Stromkreise
und vereinfacht weitgehend die Konstruktion der Vorrichtung. Die Wirksamkeit der Anordnung ist
so hervorragend, daß Elektronen in einer bedeutenden Dichte sogar ohne Neutralisation injiziert werden
können und darüber hinaus diese hohe Dichte
sogar leichter bei höheren Elektronenenergien erzielt werden kann als die, die für ein Astxongerät, das
bei einem sehr hohen Energieniveau arbeitet, erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß
unter geeigneten Arbeitsbedingungen die Elgktronenbfindel wirksam fokussiert, d. h. verdichtet werden,
wodurch eine wirksamere Stromdichte geschaffen wird. Die Wirksamkeit und Einfachheit der Anordnung
wurde in einem einfachen Astrongerät demonstriert, in dem einzelne Elektronenbündel in axialer
Richtung in einen begrenzenden magnetischen Spiegelfeldbereich, in dem die Spiegelfeldspule nur aus
einer geschlossenen Schleife bestand, eingeleitet wurden. Die Spiegelfeldspule entzog dem injizierten
Elektronenbündel Energie, wodurch Wirbelstromverluste in dem gekoppelten Spiegel auftraten, die
effektiv das Elektronenbündel verlangsamten. Darüber hinaus waren die Wirbelstromverluste hinreichend
groß, um ein effektives Spiegelfeld zu erzeugen, wobei Elektronen in Zeitperioden eingefangeo
wurden, die annähernd der Zeitkonstante der Spule gleichkamen.
An Hand der Figuren soll die Erfindung beispielsweise näher 'erläutert werden,
Fig.! zeigt eine teilweise augeinandergezogene Querschnittsansicht eines Injektors;
Fig,2 zeigt eine Quersehnittsansieht längs der Linie 2-2 der F j g. 1 und zeigt im einzelnen die Konstruktion
des Verlustkreises;
Fig.3a zeigt eine schematische Darstellung der lagenmäßigen Anordnung des Injektors bei einer
Vorriehtung nach der Erfindung, wenn diese vom Typ Astron ist;
Fig. 3b zeigt eine graphische Darstellung der Verteilung der magnetischen Feldstärke in einer Vorrichtung
gemäß der Fi g. 3 a.
Um eine Elektroneninjektion in ein axialsyrnmetrischßs Magnetfeld der beschriebenen Art zu ermöglichen,
sind bestimmte Veränderungen der magnetischen Spiegelfeldzonen der Plasmavorriehtung erforderlich.
Das Prinzip nach der vorliegenden Erfindung ist anwendbar für eine Injektion von geladenen
Teilchen in irgendein axialsymmetrisches Magnetfeld, •das einen Feldbereich stetig zunehmender magnetischer
Feldstärke besitzt, wobei sowohl lineare als auch toroidförmige oder andere Feldkonfigurationen
mit geschlossenen Feldlinien möglich sind. Besonders geeignet ist das Verfahren hingegen für die Injektion
und den Einfang von energiereichen, d. h. relativistisehen Elektronen, wie sie für eine Plasmavorrichtung
vom Typ Astron erforderlich sind, und deshalb wird die Erfindung beispielsweise als Anwendung für
diese Zwecke beschrieben. Eine Plasmavorriehtung vom Typ Astron besitzt einen länglichen zylindrisehen
Behälter, der, wenn nötig, gekühlt und evakuiert werden kann. Eine solche Einrichtung ist
ebenfalls mit einer Gaszufuhreinrichtung versehen, um das erforderliche gasförmige Material in den Behälter
einzuleiten. Um den Behälter ist eine Spule angeordnet, die, wenn sie erregt wird, ein axialsymmetrisches Magnetfeld in dem Behälter erzeugt, "Längs
des Mittelteils des Behälters besitzt die Spule eine gleichmäßige Verteilung der Amperewindungen, um
eine gleichmäßige lineare Mitteifeldzone zu erzeugen. An den Endteiien des Behälters nehmen die
Amperewindungen, bezogen auf die Längeneinheit der Spule, zu; zusätzlich können reflektierende oder
magnetische Spiegelfeldspulen vorgesehen werden,
um am Ende des Behälters Zonen höherer Feldstärke, d. h. magnetische Spiegelfeldzonen, zu erzeugen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Astronvorrichtung mit einem Injektor 11 versehen, wie er
in der Fig. 1 dargestellt ist. Bekannte Astrongeräte weisen einen Injektor auf, der eine Reihe von drei
Spulen, die in einem Endteil angeordnet sind und mittels eines zeitlich veränderlichen Stroms erregt
werden, besitzt. Die Injektionsemrichtung weist weiter magnetisch abgeschirmte Rohre und Elektronenschleuder auf, die einen Elektronenstrahl in dem Bereich
zwischen einem Spulenpaar der drei Spulen erzeugen. Dieser Injektor wird in der vorliegenden Erfindung
nicht besehrieben. is
Insbesondere wird nach der Erfindung eine Astronvorichtung dadurch abgeändert, daß sie einen Injektor
11 aufweist bzw. mit diesem geeignet verbunden ist, der einen magnetischen Spiegelendbereich und
eine damit verbundene neue Injektorbauweise aufweist. Diese Astronvorrichtung besitzt ein zylindrisches
Gehäuse 12, auf das Spulenabschnitte 13 mit gleichmäßig verteilten Amperewindungen, die im
Mittelteil des Gehäuses angeordnet sind, und weitere Abschnitte 23, 24 gewickelt sind, deren Amperewindungszahlen
im Verhältnis zur Länge mit Annäherung an das geschlossene Ende 15 des Behälters 12
zunehmen. Diese Abschnitte werden durch nicht dargestellte Stromquelle in allgemein üblicher Art erregt,
um den Mittelteil und eines der magnetischen Spiegelfelder der Astronvorrichtung zu versorgen.
Eine Magnetspule 16 kann von dem Ende 15 des Behälters 12 koaxial innerhalb der weiteren Abschnitte
gehalten werden, um geeignete Konfigurationen des Magnetfeldes, wie weiter unter näher "beschrieben
werden wird, zu erhalten.
Der Injektor 11 kann mit einer zylindrischen Vakuumkammer 17 versehen sein, die beispielsweise ■
durch eine Flanschverbindung 18 mit dem Behälter verbunden ist und an deren äußerem Ende ein
Flansch 19 vorgesehen ist. Am äußeren Umfang der Kammer 17 sind mehrere konzentrische ringförmige
Rippen 21 angeordnet, die eine Magaetspule 22 tragen, die koaxial um das Gehäuse 17 angeordnet ist
und die ebenfalls von einer nicht dargestellten Stromquelle erregt wird. Die Dichte der Amperewindungen
pro Längeneinheit dieser Magnetspule 22 nimmt in der Weise zu, daß an der Verbindungsstelle 18 eine
Feldstärke vorhanden' ist, die gleich der Feldstärke des mittleren gleichförmigen Feldes in dem Behälter
12 ist und die nach außen progressiv das zweite magnetische Spiegelfeld der abgeänderten Astronvorriehtung
bildet. Die Zunahme der Dichte der Amperewindungen kann auf übliche Art und Weise
durch Ubereinanderwicklung zusätzlicher koaxialer Spulenabschnitte 23 und 24 über eine gleichförmig
gewundene Verlängerung des Spulenabschmtts 13 erfolgen, wodurch die Magnetspule 22 aus Spulenabschnitten
13, 23 und 24 besteht. Andererseits kann der axiale Abstand zwischen den Windungen pro- &>
gressiv nach außen längs der Magnetspule 22, die um die Kammer 17 gewickelt ist, verringert werden.
Bei der dargestellten Ausführungsform nach der Erfindung sind die gekoppelten Verluststromkreise
als Windungen ausgebildet, die einen ohmsehen Widerstand besitzen und die in Längsrichtung
parallel zueinander entlang dem inneren Umfang des Gehäuses 17 mittels mehrerer- metallischer Streifen
26, auf denen die Widerstände befestigt sind, gehalten werden. Die Streifen werden vorzugsweise aufdem
Gehäuse 17 so befestigt, daß jeder Streifen einzeln herausgenommen werden kann; z. B. mittels
Klammern 25, die einen Streifen an einem Ende halten, während das andere Ende des Streifens an dem
Gehäuse 17 angeschraubt ist. Im allgemeinen erstrecken sich die Befestigungsstreifen 26 wenigstens
längs der Zone maximaler Spiegelfeldstärke und nach innen in einer Länge, die der Länge der Zone entspricht,
in der die Spiegelfeldstärke abnimmt. Paarweise sich nach innen erstreckende leitende Halter
27 sind in Abständen voneinander längs jedes Streifens 26 fest angeordnet, wobei jeweils zwei Halter
quer zur Längsrichtung des Streifens 26 einander gegenüber befestigt sind. Zwischen den nach innen
ragenden Enden jedes Halterpaares 27 ist ein Widerstand 28 angeordnet, der für Belastungen bei hohen
Frequenzen gut geeignet ist. Ein geeigneter Hochfrequenzwiderstand besteht aus einem Glasrohr, auf
dessen innerer oder äußerer Oberfläche ein sehr dünner Überzug aus Widerstandsmaterial aufgebracht ist
und das mit geeigneten Anschlüssen versehen ist. Die Dicke des WiderstahdsmateriaIs soll weniger als die
Skin-Tiefe sein, die der Frequenz der erzeugten elektromotorischen Kraft entspricht. Es wird betont, daß
jeder Widerstand 28 zusammen mit einem Halterpaar 27 und einem Stück des Streifens 26 eine kleine
geschlossene Schleife bildet, die einen Widerstand besitzt..Nebeneinanderliegende Schleifen sind also in
radialer Richtung über die Befestigungsstreifen miteinander verbunden und bilden eine in einer Ebene
liegende Widerständswicklung rund um den Umfang des Gehäuses 17. Darüber hinaus sind, wie am besten
in der Fi g. 2 zu ersehen ist, die Schleifen in Radialebenen und im gleichen Abstand von der Achse des
Gehäuses 17 angeordnet; sie befinden sich deshalb in einer Ringzone konzentrisch um die Achse des
Injektors 11. Um die Darstellungen zu vereinfachen, sind die Abstände der fest angeordneten Widerstände
übertrieben groß gezeichnet. Praktisch sind die Verluststromschleifen in axialer Richtung näher
aufeinanderfolgend auf dem Streifen 26 angeordnet, jedoch nicht so nahe, daß eine gegenseitige Induktion zwischen benachbarten Widerständen in Betracht gezogen werden muß. Ein Abstand größer als
10 cm zwischen den Widerständen bewirkt keine wechselseitigen Induktivitätsbeeinflussungen. Darüber
hinaus können benachbarte Enden der komplanar angeordneten Widerstände miteinander verbunden
und die Länge der Widerstände begrenzt werden, um den Windungen annähernd die Form einer
Kreisschleife zu geben.
Um die wirksamste Arbeitsweise des Injektors zu erzielen, wird ein zylindrisches, nichtmagnetisches
Metallrohr 29 konzentrisch der Länge nach im Inneren des Gehäuses 17 angeordnet. In dem Rohr 29
befindet sich eine koaxial angeordnete Magnetspule 31, mit der eine bevorzugte Konfiguration des magnetischen
Feldes in den Endzonen erreicht werden kann. Eine solche Spule oder Solenoid 31 wird aus
einer variierenden Anzahl von leitenden Windungen oder mit verschiedenen Abständen in axialer Richtung
zwischen den einzelnen leitenden Windungen in derselben Weise hergestellt wie die äußere Spiegelspule
22 und durch eine äußere Stromquelle (nicht dargestellt) erregt. Die dargestellte konzentrische Anordnung kann erhalten werden, indem Seitenteile 32
und 33 auf das Rohr 29 bzw. die Spule 31 aufgeschraubt werden und andererseits eine Deckplatte 34
mit dem Seitenteil 19 verschraubt wird. Das Seitenteil 33 ist vorteilhafterweise als Tragarm ausgebildet,
der von der Deckplatte 34 absteht und die Spule 31 trägt. Es1 kann jedoch irgendeine andere entsprechende
Einrichtung zum Halten der Spule, wie z. B. ein Tragkreuz mit Armen, verwendet werden.
Uber Öffnungen 37 in der Deckplatte 34 können die Ringräume zwischen dem Gehäuse 17 und dem Rohr
29 und der zentrale Innenraum der Spule 31 evakuiert werden.
Ein magnetisch abschirmendes Rohr 38 ist so angeordnet, daß Elektronen von einer äußeren Elektronenschleuder
(s. unten) in einer etwa azimutalen Richtung in den Raum zwischen den Verluststromschleifen
und dem Rohr 29 in der Zone maximaler Spiegelfeldstärke eingeschossen werden. Das Rohr 38
ist unter einem leichten Winkel zu einer Normalebene zu der Achse der Gehäuse 12 und 17 in
axialer Richtung nach innen gerichtet angeordnet, um den Elektronen eine kleine in axialer Richtung
nach innen gerichtete Geschwindigkeitskomponente zu erteilen. Nach Injektion eines Elektronenstrahls
durch das Rohr 38 wird eine zylindrische Elektronenschicht oder ein zylindrisches Elektronenbündel
39 gebildet, das in der Zone des magnetischen Spiegelfeldes zwischen den Verluststromschleifen und
dem Rohr 29 rotiert. Infolge der anfänglichen Geschwindigkeitskomponente in axialer Richtung, die
durch die Neigung des Rohres 38 den Elektronen erteilt wird, bewegen sich diese in axialer Richtung
nach innen, um auf diese Weise den Raum vor dem Rohr 38 von rotierenden Elektronen, wie beschrieben
wurde,. frei zu machen. Die Elektronen treten dann in den oberen Teil des magnetischen Spiegelfeldes
mit abnehmender Feldstärke ein. Gewöhnlich würde durch den nach innen gerichteten Gradienten
abnehmender Feldstärke eine zusätzliche .Geschwindigkeit in axialer Richtung bewirkt werden. Hingegen,
wie weiter unten noch ausführhcher beschrieben wird, sind die Verluststromschleifen mit dem Elektronenbündel
magnetisch gekoppelt und üben auf dieses eine bremsende Kraft aus, wodurch die Energie
der Elektronen abnimmt und die Wirkung der abnehmenden Feldstärke aufgehoben wird. Deshalb
wird das Elektronenbündel nach seinem Eintrittin das gleichförmige lineare Magnetfeld in dem Gehäuse 12
eingefangen und bildet eine Astron-E-Schicht 40 innerhalb der Zone mit dem gleichförmigen Magnetfeld
in dem Behälter 12.
Verschiedene Einzelheiten des Injektors sind in der Fig. 2 dargestellt. Der Behälter 17 und das Rohr
29 besitzen einen inneren und einen äußeren Radius R1 bzw. Rz. Für die Verluststromschleifen kann ein
effektiver Radius Re angenommen werden, wobei nochmals hervorgehoben wird, daß jede Windung in
einer Normalebene zu der Längsachse des Behälters 17 und des Rohres 29 liegt. Der Radius der Elektronenkreisbewegung
Re, d. h. der Radius des Elektronenbündels 39, wird durch Veränderung der. magnetischen
Feldintensität relativ zu der Elektronenenergie in üblicher Art und Weise auf etwa die Hälfte der
Summe der Radien R1 + Ri eingestellt, wobei das Elektronenbündel dann etwa zwischen den Widerständen
28 und dem Rohr 29 umläuft. In gleicher Weise kann der radiale Abstand des äußeren Gehäuses
17 von den Verluststromschleifen ungefähr gleich dem Abstand dieser Schleifen von dem Elektronenbündel
29 gemacht werden, wobei der letztgenannte Abstand wiederum gleich dem Abstand von
dem inneren Rohr 29 zu dem Elektronenbündel 39 ist.. In diesem Zusammenhang wird festgestellt, daß
die gleichen Verhältnisse dieser Abstände die mathematischen Lösungen und die Bestimmung der Parameter
für den Betrieb des Injektors vereinfachen. Jedoch sind andere Konfigurationen der Verlust-IQ
stromschleifen und der Abstände ebenfalls funktionsfähig.
Die oben beschriebene und im einzelnen in den F i g. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung wird schematisch
in der F j g. 3 a gezeigt, wie sie mit anderen Bestandteilen in einer typischen Arbeitseinheit zusammengefügt
ist. F i g. 3 b zeigt eine graphische Darstellung der relativen Magnetfeldintensitäten, die durch
die Erregung der verschiedenen Magnetspulen in den den vertikalen Richtungen entsprechenden Zonen in
den Gehäusen 12 und 17 erzeugt werden.
Injektor und Astrongerät sind mit einer Vakuumpumpe 41 versehen, die mittels einer Leitung 42 an
die Öffnungen 37 in der Deckplatte 34 angeschlossen ist. Das Elektroneninjektionsrohr 33 ist tangential in
die Zone zwischen den Widerständen 28 und dem Rohr 29 gerichtet. Darüber hinaus erstreckt sich das
Rohr 33 von einer äußeren Stelle nach innen mit einem leichten Winkel· 0O zu einer Ebene 43, die
senkrecht zu der Längsachse des Injektors 11 ist. Die Elektronenstrahlen werden stoßweise mit geeigneter
Energie längs durch das Rohr 33 aus einer Elektronenschleuder oder einem Beschleuniger eingeschossen.
Zum Beispiel können pulsierende Hochstromelektronenstrahlen hoher Energie in einer Elektronenschleuder
44 erzeugt werden und diesen Strahlen, wenn erforderlich, eine zusätzliche Beschleunigung
erteilt werden, indem diese durch einen oder mehrere ■ Linearbeschleuniger 46 und dann durch das Rohr 43
eingeschossen* werden. Die Linearbeschleuniger 46 können von herkömmlicher Bauart sein, wie z. B. die
klystrongesteuerten Linearbeschleuniger, die allgemein bekannt sind. Entsprechende Stromquellen
(nicht dargestellt) werden in ebenfalls üblicher Weise zur Erregung der verschiedenen Spulen vorgesehen.
Gaszuführungseinrichtungen (nicht dargestellt) zur entsprechenden Gaszufuhr sind ebenfalls vorhanden.
Die Betriebsweise ist folgende: Energiereiche Elektronen aus der Elektronenschleuder 44 und den Beschleunigern
46 werden in unterbrochenen Strahlenbündeln durch das Injektorrohr 38 in tangentialer
Richtung in das Magnetfeld des Injektors 11 in den Bereich, der der Stelle 47 in der Fig. 3b entspricht,
injiziert. Eine nach innen in axialer Richtung gerichtete kleine Geschwindigkeitskomponente wird
durch den kleinen Winkel 0O erhalten. Um die Arbeitsweise zu vereinfachen, kann die Intensität des
Magnetfeldes über eine begrenzte Länge in dem Bereich des Rohres 38 gleichmäßig sein, d. h. zwischen
den Punkten 47 und 48 der Kurve in der Fig. 3b ändert sich die magnetische Feldintensität nicht. Der
Bereich 49 des magnetischen Spiegelfeldes in dem Injektor zwischen den Punkten 48 und 51 ist um
eine Strecke S von dem Injektionspunkt 47 entfernt; daher findet keine Beschleunigung der Elektronen
durch das statische Feld statt, wenn sie diese Strecket durchlaufen. Infolge der Anwesenheit der
Verluststromschleifen innerhalb der Distanz S wird der vordere Rand des Bündels zurückgehalten, so
ίο
daß das Bündel der Länge nach zusammengedrückt wird.
Nach dem Durchschreiten der. Distanz S tritt das Bündel an der Stelle 48 in den Bereich des Spiegelfeldes
mit abnehmenden Gradienten ein. Gewöhnlich wird das Elektronenbündel bei der Querung
eines magnetischen Feldgradienten beschleunigt und kann das System verlassen. Mit der vorliegenden Anordnung
wird hingegen das Elektronenbündel durch reicht, werden die Elektronen geführt, um die
Ε-Schicht zu erzeugen.
Jede Serie von in einer Radialebene liegenden Widerständen kann als eine Widerstandswindung
betrachtet werden. Das Vektorpotential des magnetischen Feldes des Elektronenbündels wurde für das
ebene Problem in Annäherung gelöst, d. h. es wurde angenommen, daß das Elektronenbündel ein gerader
Elektronenstrahl ist und die zwei Zylinder Ebenen
die Wechselwirkung mit den Verluststromschleifen io sind. Mit einem Abstand der Widerstandswindung
zurückgehalten, während es sich in dem Feldbereich 49 befindet. Das Elektronenbündel 39 gibt dementsprechend
während seiner Bewegung durch den von den Verluststromschleifen umschlossenen Bereich
Energie an diese Windungen ab, wodurch die Geschwindigkeit in axialer Richtung gesteuert wird.
Um das Elektronenbündel 39 mit einem konstanten Radius aufrechtzuerhalten, während der magnetische
Fluß mit den Bündeländerungen verbunden ist, wenn das Bündel sich längs des Spiegelfeldbereichs 49 bewegt,
muß die Feldintensität in jedem Punkt die für ein Betatron erforderlichen Arbeitsbedingungen erfüllen;
d. h. die Änderung des magnetischen Flusses durch das Bündel muß zweimal so groß wie das
Produkt aus Änderung der Magnetfeldstärke Führungsfeldes und umschlossener Fläche sein.
Eine solche Feldkonfiguration kann durch eine entsprechende Verteilung der Amperewindungen längs
der Spule 31 erhalten werden. Diese können koaxial und der Elektronenschicht von einem Drittel der
Distanz zwischen dem Gehäuse 17 und dem Rohr 29 führt die Lösung für das ebene Problem zu dem
Schluß, daß das Verhältnis μ des in den Windungen induzierten Stromes zu dein Strom in dem Elektronenbündel
ist:
Lc
COft
a2
+ <V'
wobei L die Induktivität in Henry pro Zentimeter Länge der Windung, eo0 die Frequenz des magnetischen
Feldes des sich bewegenden Elektronenbündes 25 dels am Ort der feststehenden Windung, c die Lichtgeschwindigkeit
und a =y- ist, das ist das Verhältnis
von Widerstand zu Induktivität der Windung.
Der induzierte Strom erzeugt seinerseits ein zu und anstoßend an das innere Ende des Rohres 29 30 Magnetfeld. Die Radialkomponente dieses Feldes, angeordnet werden, um die wirksamste Konfi- die in Wechselwirkung mit dem Elektronenstrom guration des Magnetfeldendes zu erzeugen. tritt, ist der nach innen gerichteten Bewegung des
Der induzierte Strom erzeugt seinerseits ein zu und anstoßend an das innere Ende des Rohres 29 30 Magnetfeld. Die Radialkomponente dieses Feldes, angeordnet werden, um die wirksamste Konfi- die in Wechselwirkung mit dem Elektronenstrom guration des Magnetfeldendes zu erzeugen. tritt, ist der nach innen gerichteten Bewegung des
Das Elektronenbündel39 steht nach dem Eintritt Elektronenbündels entgegengerichtet, d.h. der Z-in
die Mittelzone des Magnetfeldbereiches des Richtung, wobei Z die Koordinate parallel zu der
Astrongeräts in dem Gehäuse 12 nicht länger unter 35 Längsachse des Injektors ist. Die Induktivität der
dem Einfluß der Verluststromschleifen und breitet sich frei längs des magnetischen Feldes aus, um eine
Ε-Schicht zu bilden, die zwischen den Spiegelfeldzonen 49 und 52 eingeschlossen ist. Die Energie des
elektronenmagnetischen Feldes des Elektronenbündels 39 ist praktisch verbraucht, wenn die Länge des
Bündels sich auf das 15- oder 20fache seiner anfänglichen Länge vergrößert hat. Diese Energie ist
natürlich nicht verloren, sondern wird in kinetische Windungen pro Zentimeter Länge beträgt etwa
3 · IO-9 Henry, wobei die Widerstandselemente den optimalen Wert für maximale Verluste besitzen;
d. h. wenn ω · L = R, dann ist μ ungefähr gleich 0,1. Der Elektronenenergieverlust muß gleich dem Energieverlust
in den Windungen sein, da die Elektronen die einzige Quelle für die Verlustenergie darstellen.
Darüber hinaus wurde der Elektronenenergieverlust
ebenfalls berechnet, indem die Kraft, die der Bewer-Energie der Elektronen transformiert. Weitere Elek- 45 gung des Elektronenbündels in der Z-Richtung enttronenbündel
werden aufeinanderfolgend injiziert, gegensteht, integriert wurde. Die zwei Berechnungen
um die gewünschten Elektronendichten in der ergaben, wie erwartet, dieselben Ergebnisse.
Ε-Schicht zu erhalten. Dann kann irgendein geeig- Die vorliegende Kraft oder Bremskraft kann in netes Material eingeleitet werden, das ionisiert und einer radialen Magnetfeldgröße (Ss) ausgedrückt eingeschlossen wird, um auf diese Weise ein Hoch- 50 werden, die mit dem Elektronenstrom J in Wechsel
Ε-Schicht zu erhalten. Dann kann irgendein geeig- Die vorliegende Kraft oder Bremskraft kann in netes Material eingeleitet werden, das ionisiert und einer radialen Magnetfeldgröße (Ss) ausgedrückt eingeschlossen wird, um auf diese Weise ein Hoch- 50 werden, die mit dem Elektronenstrom J in Wechsel
temperaturgas oder ein Plasma zu erzeugen.
Die Art und Weise, mit der die oben beschriebene Injektion vorgenommen wird, kann durch die
nachfolgenden Erläuterungen noch besser'verstanden beziehung tritt, wodurch sich eine Kraft Bs · I ergibt.
Auf diese Weise kann der durchschnittüche Wert des Feldes für die Anordnung der Verluststromschleifen
berechnet werden, wobei die einzelnen Windungen
werden. Das Magnetfeld jedes Elektronenbündels 55 der Widerstände in einem Abstand von wenig
erzeugt Ströme in den Verluststromschleifen die zu einem Energieverlust der Elektronen führen, d. h. die
Verluststromschleifen absorbieren axiale kinetische Energie des Elektronenbündels. Mit anderen Worten,
wenn das Elektronenbündel in die Potentialschwelle gleitet, wird eine Bremskraft erzeugt durch
die Energie aufnehmenden Schleifen, um den Impulsgewinn, der durch den Durchgang der Elektronen
durch das Feld mit dem negativen Gradienten erhalten wird,, zu absorbieren. Wenn das Elektronenbündel
das Ende der Potentialschwelle, d. h. das innere Ende des magnetischen Spiegelfeldes, in dem
der axiale Impuls gesteuert oder reguliert wird, erstens 10 cm voneinander angeordnet sein sollen, um
die Wirkung der Gegeninduktivitäten zu vermeiden. Das Ergebnis ist:
60
Bs
I-N
36-1
36-1
(2)
wobei I der Strom des Elektronenbündels ist, das eine Länge besitzt, die nicht größer als der Abstand
zwischen dem Gehäuse 17 und dem Rohr 19 ist, iV die gesamte Anzahl der um den Umfang sich erstreckenden
Verluststromschleifen und I die Länge der Zone, in der diese Schleifen angeordnet sind, ist.
709 618/438
Das System ausf den Verluststromscbleifen wird längs im. Bereich des negativen Gradienten des magnetischen
Spiegelfeldes angeordnet, kann aber ebenfalls in der Zone maximaler Feldintensität oder in
dem Spitzenintensitätsbereich angeordnet sein. Das Maß, wie weit es den Elektronen möglich ist, in die
magnetische Spiegelfeldzone hineinzugelangen, und der Wert des anfänglichen axialen Impulses bestimmen
die erforderliche Bremskraft, um einen wirksamen Einschluß zu erhalten. Im allgemeinen ist es
in einem Astrongerät erforderlich, daß die Elektronen hauptsächlich auf den Bereich des linearen
Mittelfeldes eingegrenzt werden, wobei der maximale Impuls, .der verbraucht werden muß, die
Summe aus dem änfänglichen maximalen Impuls und dem Impuls ist, der durch die Bewegung aus dem
Feld maximaler Intensität in das Feld linearer Intensität entsteht. Der zuerst erwähnte Impuls ist oftmals
im Vergleich zu dem zweiten vernachlässigbar. Wenn die Ε-Schicht zu unerwünschten Schwingungen
neigt, können die Parameter des magnetischen Umschließungsfeldes-so abgeändert werden, daß ein Teil
der Ε-Schicht in die untere Zone der Verluststromschleifen'anordnung eintritt, wodurch eine Schwingungsdämpfung
bewirkt wird.
Eine notwendige Bedingung zum wirksamen Betrieb des hier vorgeschlagenen Injektionssystems ist,
daß die defokussierenden Kräfte in axialer Richtung an dem vorausgehenden Rand des Bündels (infolge
des Eigenfeldes des Bündels) kleiner sind als die bremsenden Kräfte. Sonst würde das Bündel dazu
neigen, sich in zwei Richtungen auszudehnen, wobei der effektive Strom sehr stark verringert und kerne
rekultierende Bremsung erreicht werden würde. Da sowohl die defokussierende Kraft (infolge des magnetischen
Eigenfeldes) als auch die Bremskraft proportional dem Kreisstrom des Bündels sind, ist
das Verhältnis dieser Kräfte unabhängig von der Größe des Stromes. Hingegen ist die defokussierende
Kraft proportional zu (1—ß2) oder γ~2, wodurch
sie stark abnimmt, wenn die Elektronenenergie zunimmt. Der annähernde Wert des defokussierenden
Feldes Ή (wobei Ή = Ez-βBr) ist.
B =
30 ·γ2
ß ==
γ =
τη
m0 relativistisches Massenverhältnis 4er Elektronen.
30
Dieses Feld muß .kleiner als Ss sein. Daher ist
• . ' ; y>3,5 - (4)
• . ' ; y>3,5 - (4)
oder in Näherung
E>l,25MoV. (5)
Da der Wert von. Ss schätzungsweise nur um den Faktor 2 genau berechnet ist (infolge der Tatsache,
daß die mathematischen Ableitungen auf den linearen Näherungen an Stelle der zylindrischen Berechnungen
beruhen), ist nach vorsichtiger Schätzung
-' " - '4=31,8 MeV. (6)
■ Deshalb ist etwa eine Elektronenenergie von 2 MeV das erforderliche Minimum, um bei der hier
vorgeschlagenen Injektionsanordnung allein die Fokussierung mit Erfolg durchzuführen. Hingegen
kann in diesem Fall die Tiefe , der verwendeten Potentialschwelle so sein, daß nur ein oder zwei Elektronenbündel,
die eine Elektronenschicht geringer Dichte bilden, injiziert und geführt werden können.
Bei einer Elektronenenergie von 5 MeV ist die eigene .defokussierende Kraft nur etwa 10% der Bremskraft
nnd bei 50 MeV ist diese defokussierende Kraft praktisch, nicht mehr wirksam. Deshalb kann die Anordnung
bei größeren-Elektronenenergien mit anfänglich tieferen Potentialschwellen betrieben werden,
d.h. bei größeren Verhältnissen von Spiegelfeldintensitäten zu Linearfeldintensitäten, um größere
Elektronendichten-.bei höheren Elektronenenergien zu erzeugen, wie -sie erförderlich sind, um ein
Höchsttemperatorpläsma hoher Dichte zu erzeugen, nachdem ein entsprechendes Gas hinzugefügt wurde.
Die hier vorgeschlagene Injektionsanordnung besitzt ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit und kann
beispielsweise in kleinen -oder großen Vorrichtungen verwendet werden, in denen Gase leichter Elemente,
wie z. B. Deuterium und Deuterium-TritiumMischungen zur': jErztiugung von Plasmen geringer
Dichte und Temperaturen eingeleitet werden können. 6s "- Beispielsweise kann bei Verwendung eines Astrongeräts,
,in dem die E^Sehiclit einen durchschnittlichen Radius von 27:cmpeine Länge" von 600 cm und eine
Dicke von 10 cm besitzt (äußerer Radius 32 cm und innerer Radius 22 cm), ein Injektor mit folgenden
Parametern konstruiert werden.
Parameter
Elektronenenergie 5 MeV
Injektionsstrom 200 Ampere
Impulslänge ... . . 0,15 μ/s
Impulse pro Sekunde 30 bis 60
Durchschnittlicher Strom ·. 0,9 bis 1,8 mÄ
Anfängliche Bündellänge .·. 120 cm
Endlänge des Bündels' 30 cm
Annähernd maximale Plasmadichte für kontinuierliche Betriebsweise mit den vorstehen^
den Werten ...... _......... 2 · IO12 an-*
Masse und Konstruktionsangaben
R1 (Radius des Gehäuses 17) .. 47 cm
Rs (Radius der Verluststromschleifen) 37 cm
Re (Endradius des Elektrönen-
bündels) 27 cm
R2 (Radius des Rohres 29) 17 cm
Länge des Widerstandes der Verluststromsehleifen .......... 15 cm
Ohmscher Widerstand desselben (abhängig von der Geschwindigkeit in axialer Richtung) .. 10 bis 20 Ohm
Anzahl der Widerstände in jeder Schleife.. 15
Zwischenraum zwischen den
Widerständen der Schleifen .. 10 cm
Anzahl der Schleifen 60
Länge der . Abschnitte, in denen die VeriuststromschIeifen angeordnet sind ..-. j. i; i~ 500 bis 600 ein'
Das Elektronenbündel, das in dem Injektor komprimiert wird, gibt beträchtliche Energie an das elektromagnetische
Feld ab. Wenn das Elektronenbündel in die E-Schichtzone des Astrongeräts eintritt, breiten
sich die Elektronen in axialer Richtung über eine etwa 20mal größere Länge aus, wodurch die· in dem
elektromagnetischen Feld gespeicherte Energie in kinetische Energie der Elektronen umgewandelt t
wird. Die gespeicherte elektromagnetische Energie in einem Elektronenbündel von 30 cm Länge und
bei einem Strom von 6000 Ampere ist 300 keV pro Elektron, die gewonnen wird von den Elektronen nach
dem Eintritt des ersten Elektronenbündels in die E-Schichtzone.
Das zweite ankommende Elektronenbündel gibt diese gespeicherte elektromagnetische Energie in derselben
Weise ab, doch diese Energie wird mit dem vorher injizierten Elektronenbündel geteilt. - Auf
diese Weise ist der Energiegewinn jetzt 150 keV pro Elektron. Wenn der Vorgang fortschreitet, gewinnen
die Elektronen, die bereits injiziert sind, mehr und mehr Energie, wobei der Energiegewinn logarithmisch
mit dem Vorgang der Injektion zunimmt. Nach Injektion des iV-ten Elektronenbündels ist der
Energiegewinn pro Elektron
δ Φ = 300·-^- keV. (7)
Deshalb ist der Gesamtenergiegewinn pro Elektron des iV-ten Elektrönenbündels nach. Injektion von N1
dazukommenden Elektronenbündeln gleich
Φ = 300•In keV. . (8)
Die Tiefe der Potentialschwelle für Elektronen mit einer Energie von 5 MeV kann 1 MeV sein. Dann ist
N1'+· N
In-
<3,3.
(9)
Nach Injektion von 30 Elektronenbündeln besitzt die Gleichung (9) einen Wert- größer als 3,3. Deshalb
ist, wie aus der Gleichung (9) hervorgeht, das; erste Elektronenbündel Verlust. Weiter sind beispielsweise
nach einer Injektion von 120 Elektronenbündeln die. ersten fünf verloren, während der Energiegewinn
von zwanzig weiteren Elektronenbündeln mehr als 50 % der Tiefe der Potentialschwelle ist (die
Potentialschwelle ist dabei die Zone zwischen den Feldern 49 und 52). Es ist daher augenscheinlich,
daß sogar mehrere Elektronenbündel ohne beträchtliehen Verlust injiziert werden können. Deshalb gewährleisten
die beschriebenen Maßnahmen eine Injektion von genügend Elektronen mit einer Energie
von 5MeV, um ein Umkehrfeld zu erhalten, wie es das grundlegende Astronprinzip lehrt. Darüber hinaus
ist die Wechselwirkung der ankommenden Elektronenbündel mit den bereits injizierten Elektronen
vernachlässigbar.
Die Prüfung der Wechselwirkung des magnetischen Feldes der E-Schichtelektronen mit den nachkommenden
Elektronenbündeln, bevor diese in die E-Schichtzone eintreten, ergibt'folgendes. Eine solche
Prüfung der Wechselwirkung wird mit einem Astrongerät mit 5 MeV Energie vorgenommen. Das magnetische
Feld der Ε-Schicht ist ähnlich dem Feld der Magnetspule, deshalb würde es das ankommende
Elektronenbündel anziehen und dadurch eine tiefere Potentialschwelle erzeugen. Dies ist unerwünscht, da
sich der dynamische Wert des Bremsfeldes während des Aufbaus der Ε-Schicht nicht beliebig ändern
kann. Deshalb ist es nicht wünschenswert, daß das Spiegelfeld durch das Eigenfeld der Ε-Schicht in der
Injektionsrichtung verändert wird.
Dieser Effekt kann vermieden werden, indem Spulen vorgesehen sind, die ein Feld in der Injektionszone
erzeugen, das gleich und entgegengesetzt dem Feld der Ε-Schicht ist. Diese Spulen sind die,
die in den Fig. 1 und 2 als Magnetspulen22 und 31 bezeichnet sind. Diese Kombination beschränkt das
magnetische Feld der Elektronen der Ε-Schicht auf die E-Schichtzone. Auf diese Weise muß ein Elektron
in' der Ε-Schicht, das sich von dem Ende zu der Mitte der E-Schichtzone bewegt, den gesamten Fluß,
der durch den E-Schichtstrom erzeugt wird, kreuzen. Dies ist sehr günstig, um den Radius der E-Schicht
während der Aufbauphase konstant zu halten. Anfänglich werden die 5-MeV-Elektronen mit einem
Radius injiziert, der gleich dem Larmor-Radius ist. Deshalb güt im Vakuumfeld
B0Re
P
0C
(10)
wobei P0 gleich dem gesamten mechanischen Impuls des Elektrons und Re der gewünschte Injektionsradius ist. Die Elektronen bewegen sich hingegen
nicht auf vollkommenen Kreisen mit dem Radius Re infolge von statistischen Impulsen in radialer Richtung.
Daher werden die Elektronen in radialer Richtung in einem Bereich von endlicher 'Dicke verteilt.
Der durchschnittliche Wert des magnetischen Umschließungsfelds ist deshalb die Summe aus dem Vakuumfeld
plus einer Hälfte- des Eigenfeldes der Ε-Schicht. Da dieses Eigenfeld die entgegengesetzte
Richtung wie das Vakuumfeld besitzt, ist der durchschnittliche Wert für Ή gleich
BT = B0-ViiBe. (11)·
Der von der Ε-Schicht erzeugte Fluß ist deshalb
Φ = π - Be ■ R eK . - - (12)
Φ = π - Be ■ R eK . - - (12)
Da die Elektronen sich zurück und vor von den Enden zu der Mitte der E-Schichtzone bewegen,
kreuzen sie diesen Fluß und erleiden eine Veränderung ihres azimuthalen mechanischen Impulses, der
gleich . . '
δΡΘ =
2 c
Be Rr
(13)
ist. Daraus berechnet sich der äzimuthale mechanische Impuls .
Pe = — (B0 — 1IiBe) Re
(14)
Der Radius der Kreisbewegung ist
β B
β B
Die Gleichungen (11), (14) und (15) ergeben
R = Re. (16)
Deshalb kann ein konstanter Radius der E-Schicht, die den gesamten E-Schichtfluß innerhalb dieser
Schicht begrenzt, aufrechterhalten werden, ohne daß eine Änderung des magnetischen Hauptführungsfeldes
im Vakuum erforderlich ist.
(15)
Claims (3)
1. Vorrichtung zum Einschießen und Einfangen von Elektronen hoher Energie in einem
axialsymmetrischen, gleichförmigen, magnetischen Umschließungsfeld innerhalb eines evakuierten
Behälters, der zur Bildung dieses Umschließungsfeldes mit einer Stromwicklung und
zur Bildung eines magnetischen Spiegelfeldes in jedem seiner Endbereiche mit zusätzlichen Stromwicklungen
versehen ist, und die Mittel zum Erzeugen und Einschießen eines hochenergetischen
Elektronenstrahls in dieses gleichförmige Umschließungsfeld durch ein magnetisch abgeschirmtes
Führungsrohr in die Zone größter magnetischer Feldstärke tangential und unter einem
kleinen Winkel zu einer zu dem Umschließungsfeld orthogonalen Ebene aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Einfangen und Einschließen des Elektronenstrahls in eine zylindrische
Elektronenschicht in dem Teil des Umschließungsfeldes mit gleichförmiger Feldstärke
eine Vielzahl von Verluststromschleifen konzentrisch längs des Bereiches, in dem sich die Feldstärke
des Magnetfeldes ändert, angeordnet sind, derart, daß dem Elektronenstrahl Energie entzogen
und der axiale Impuls des Elektronenstrahls, den dieser beim Durchqueren dieses Bereiches
mit sich ändernder Feldstärke erhält, verringert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Verluststromschleifen
mehrere Hochfrequenzwiderstände aufweist, die
. in Reihe geschaltet sind, um ein Polygon zu bilden, das koaxial mit dem evakuierten Behälter
angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem nichtmagnetischen Metallrohr (29) umschlossene
Stromwicklung (31)' im Injektionsbereich innerhalb des evakuierten Behälters und konzentrisch
zu diesem mit Abstand angeordnet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
»The Institution of Electrical Engineers«, 1959,
»The Institution of Electrical Engineers«, 1959,
April, Paper Nr. 2903, S. 290 bis 298;
»Project Sherwood«, 1958, Reading USA.,
S, 148 bis 151.
In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1116 834.
Deutsches Patent Nr. 1116 834.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 618/438 7.6? © BuitdesdruokereiBerIih
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