DE2725162A1 - Verfahren und vorrichtung zur kompensierung von ausrichtungsfehlern zwischen den ablenkmagnetfeldern und der linearen beschleunigungsstrecke in einem race track mikrotron - Google Patents

Description

DIPL.-ING. A. BÄRNREUTHER

D-8000 MÜNCHEN 71 telefon ιοβο) 794705 DRYOALSKIALLEE 125 TELEGRAMM PATMARKLAW MUENCHEN

STO 7/77 P 3.Juni 1977

Bror Fredrik Staffan Jeanson Rosander, Täby Miroslav Sedlacek, Täby, Schweden Olle Sigurd Vilhelm Wernholm, Stockholm, Schweden

Verfahren und Vorrichtung zur Kompensierung von Ausrichtungsfehlern zwischen den Ablenkmagnetfeldern und der linearen Beschleunigungsstrecke in einem Race Track Mikrotron

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kompensierung von Ausrichtungsfehlern zwischen den Ablenkfeldern oder zwischen den Ablenkfeldern und der linearen Beschleunigungsstrecke in einem Race Track Mikrotron nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Lie Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die Theorie des Race Track Mikrotrons ist dem Fachmann allgemein bekannt. 709850/1117

Lie verschiedenen Teile des Race Track Mikrotrons

können selbstverständlich in mehr oder weniger verschiedener Weise ausgebildet werden. Im allgemeinen umfaßt jedoch ein Race Track Mikrotron eine lineare Beschleunigungsstrecke, die zwischen den Ablenkmagnetfeldern angeordnet ist. Die lineare Beschleunigungsstrecke erhöht die Energie der durchlaufenden Elektronen, während die Ablenkmagnetfelder dafür sorgen, daß die Elektronen bei ihrem wiederholten Durchgang durch diese lineare Beschleunigungsstrecke stets größeren Durchmessern folgen.

Die Ablenkmagnetfelder können aus zwei im wesentlichen gleichförmigen Feldern bestehen, von denen jedes die ankommenden Elektronen um 180 ° ablenkt (vergleiche P.M. Lapostolle "Linear Accelerators", North-Holland Publishing Company, Amsterdam 1970, insbesondere Seite 559).

Aus verschiedenen Gründen können die beiden Ablenkmagnetfelder statt gleichförmig auch ungleichförmig ausgebildet sein (vgl. H.R. Froelich und J.J. Manca "Performance of a multicavity racetrack microtron", IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol.NS-22, No. 3, June 1975, Seiten 1758-1762).

Anstatt von zwei Ablenkfeldern, von denen jedes die hereinkommenden Elektronen um 180 ° ablenkt, können auch"vier Ablenkfelder verwendet werden, von denen jedes die ankommenden Elektronen um 90 ° ablenkt (vgl. Seite 555 der vorstehend genannten Veröffentlichung von Lan^R-^pi^.

Zum Stabilisieren der Teilchenbahnen in einem

Race Track Mikrotron können zusätzlich zu den Ablenkmagnetfeldern in der Nähe dieser Ablenkmagnetfelder Korrektionsmagnetfelder verwendet werden (vgl. H. Babic und M. Sedlacek "A method for stabilizing particle orbits in the race track microton¹¹, Nuclear instruments and methods, Vol. 56, 1967, Seiten 170-172 und L.M. Young, "Experience in recirculating electrons through a superconducting linac", IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-20, No. 3, 1973, Seiten 81-85, insbesondere Pig. 2).

Beim Aufbau und Zusammenbau zumindest einiger bereits bekannter Race Track Mikrotrone können Probleme bei der Anordnung und Ausrichtung der Magnetfeldsysteme in Beziehung zueinander und zum linearen Beschleuniger auftreten. Der Grund dafür ist, daß unvermeidbare Unvollkommenheiten in Anordnung und Ausrichtung der Magnetfeldsysteme und des linearen Beschleunigers einen Mehrfach-Fehler in den Bahnpositionen verursachen, wodurch eine optimale Ausbildung des Mikrotrons schwierig oder unmöglich zu erreichen ist. Dieser Fehler ist mit eindeutiger Sicherheit schwierig oder unmöglich vorausberechenbar; er tritt aber auf, wenn das zusammengebaute Mikrotron in Betrieb genommen wird.

Eine Möglichkeit zur Überwindung dieses Problems besteht darin, die Lage und/oder Ausrichtung zumindest eines Magnetsystems und ggf. des linearen Beschleunigers mit einer Verstellmöglichkeit während des Betriebs des Race Track Mikrotrons auszubilden.

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Dies ist jedoch bei großen und schweren Mikrotronen und auch bei solchen kleineren und einfacheren Mikrotronen, wo eine Notwendigkeit zum Verstellen des gesamten Mikrotrons entsprechend dera Anwendungsbereich der beschleunigten Elektronen besteht, schwierig durchzuführen. Außerdem wird das Herausführen der beschleunigten Elektronen weit schwieriger und komplizierter, wenn die Teile des Mikrotrons während des Betriebs verstellt werden.

Eine andere Möglichkeit zur Lösung dieses Problems besteht darin, im Mikrotron im feldfreien Zwischenraum zwischen den Ablenkmagnetsystemen ein neues Magnetsystem einzubauen, .welches ein im wesentlichen gleichförmiges Magnetfeld quer zur Ebene der Bahnen erzeugt und welches eine im wesentlichen keilförmige Verteilungsfläche in der Ebene der Bahnen aufweist (vgl. R. Alvinson und M. Eriksson "A design study of a 100 MeV race track microtron/pulse stretcher accelerator system¹¹, TRITA-EPP-76-07 and LUSY 7601, Königlich Technische Hochschule, Stockholm 1976, insbesondere Seite 6, 29 und 35-36).

Eine dritte Möglichkeit zur Überwindung dieses Problems könnte darin bestehen, im Mikrotron im feldfreien Zwischenraum

zwischen den Ablenkmagnetsystemen besondere Fokussierungsvorrichtungen, wie z, B. Quadrupolmagneten, und/oder Ablenkvorrichtungen, wie z. B. Dipolmagneten, einzubauen, von denen jeder die geraden Abschnitte einer oder weniger Bahnen oder die gemeinsamen Abschnitte

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aller Bahnen beeinflußt (vgl. P. Axel et al., "Microtron using a superconducting electron linac", IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. N5-22, No. 3, June 1975, Seiten 1176-1178 und H. Herminghaus et al., "The design of a cascaded 800 MeV normal conducting C.W. race track microtron", Nuclear instruments and methods, Vol. 138, 1976, Seiten 1-12, insbesondere Pig. 8-10 mit dazugehörigem Text). Diese Möglichkeit ist jedoch sehr komplex, wenn ein gutes Ergebnis erwünscht ist und gestaltet außerdem ein wirksames Herausnehmen der beschleunigten Teilchen aus den Bahnen weit schwieriger und komplizierter.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Kompensierung der Ausrichtungsfehler zwischen den Ablenkmagnetfeldern und dem linearen Beschleuniger des Race Track Mikrotrons zu finden. Außerdem soll eine entsprechende Vorrichtung zur Kompensierung der Ausrichtungsfehler zwischen den Ablenkmagnetfeldern und dem linearen Beschleuniger angegeben werden.

Uiece Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nach der vorliegenden Erfindung werden die Ausrichtungsfehler zwischen den Ablenkmagnetfeldern und dem linearen Beschleuniger hinsichtlich der Lage und Orientierung der aufeinanderfolgenden vollständigen

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Elektronenbahnen durch magnetische Felder auf beiden Seiten des linearen Beschleunigers kompensiert, welche sämtliche vollständigen aufeinanderfolgenden Bahnen unterteilen. Die Felder stehen senkrecht zur Ebene der aufeinanderfolgenden vollständigen Bahnen, wobei die Feldstärke sich im wesentlichen schrittweise von Abschnitt zu Abschnitt ändert. Nach dem Zusammensetzen und Aufbau des Mikrotrons kann die Größe und Richtung der Magnetfelder geändert werden, wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen der Feldstärke in jedem Abschnitt und der Energie der in geeigneter Weise beschleunigten Elektronen besteht, welche in der betreffenden unterteilten,vollständigen nachfolgenden Bahn wandern.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die kompensierenden Magnetfelder durch Magnetsysteme auf beiden Seiten des linearen Beschleunigers gebildet. Jedes Magnetsystem weist eine Reihe von Magnetpolzähnen auf der einen Seite der Ebene, in der die aufeinanderfolgenden vollständigen Bahnen liegen, und eine entsprechende Reihe von Magnetpolzähnen auf der gegenüberliegenden Seite der Ebene, in der die aufeinanderfolgenden vollständigen Elektronenbahnen liegen, auf. Die Polzähne eines jeden Magnetsystems sind hinsichtlich ihrer Lage und Orientierung so angeordnet, daß jede vollständige aufeinanderfolgende Bahn durch den Zwischenraum zwischen den sich gegenüberliegenden Stirnseiten eines Zähnepaares hindurchverläuft. Jedes Magnetsystem weist eine erste Spule auf, die mit ihren Windungen die Zähne in der einen Reihe

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umschlingt, sowie eine zweite Spule auf, die mit ihren Windungen die Zähne in der gegenüberliegenden Reihe umschlingt. Die Windungen einer jeden Spule sind so gewunden, daß sie verschiedene Zähne und eine verschiedene Anzahl von Zähnen umschlingen, so daß ein Strom durch alle Windungen einer Spule ein Magnetfeld in dem Zwischenraum zwischen den Paaren der sich gegenüberstehenden Zähne erzeugt, wobei dessen Feldstärke und/oder dessen Richtung sich von Paar zu Paar ändert und eine lineare Abhängigkeit zur Energie der in geeigneter Weise beschleunigten, entlang der Bahnen zwischen den betreffenden Zähnepaaren wandernden Elektronen aufweist. Das Mikrotron umfaßt Vorrichtungen zur Erzeugung von Strömen, welche durch diese Spulen fließen, und Vorrichtungen zur Steuerung der Größe und Richtung dieser Ströme.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Feldstärke in allen Abschnitten nur durch Steuern eines oder einiger weniger Ströme gleichzeitig verändert werden kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Kompensationsmagnetfelder unmittelbar an oder in der Nähe der Stirnseiten der Ablenkmagnetfelder erzeugt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen erläuterten Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung| darin zeigen:

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Pig. 1 ein vereinfachtes Blockdiagramm, welches die Grundlagen eines Race Track Mikrotrons aufzeigt;

Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Schrägansicht eines Magnetsysteras zur Erzeugung eines Ablenkmagnetfelds 1a und eines Korrektionsmagaetfelds 3a in einem Race Track Mikrotron nach Pig. 1;

' Pig. 3 teilweise im Schnitt eine Schrägansicht eines Magnetsystems zur Erzeugung eines Ablenkmagnetfelds und eines Kompensationsmagnetfelds nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 in einem Blockdiagramm die Elemente zur Erzeugung und Steuerung der Ströme durch die Spulen 13, 13a in einem Magnetsystem gemäß Fig. 3}

Pig. 5a die durch einen Strom durch die Spulen 13 oder 13a in einem Magnetsystem gemäß Fig. 3 erzeugte Feldstärke und -richtung} und

Pig. 5b ein kombiniertes Feld, wie es durch einen Strom durch die Spule 10 und einen Strom durch die Spule 13 und/oder durch einen Strom durch die Spule 10a und einen Strom durch die Spule 13a erzeugt wird.

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/13

In Fig. 1 sind die zwei Ablenkraagnetfeider 1a und 1b in einem Abstand zueinander angeordnet. Lie beiden Magnetfelder sind im wesentlichen identisch mit gleichförmiger Feldstärke zwischen 0,45 bis 0,80 T. Jedes Ablenkmagnetfeld lenkt die ankommenden Elektronen im wesentlichen um 180 ab.

Zwischen den beiden AnIenkmagnetfeldern ist ein

linearer Beschleuniger 2 angeordnet. Lieser lineare Beschleuniger kann vom Grundtypus sein, wie er in P.M. Lapostolle, Linear Accelerators, North Holland publishing company, Amsterdam 1970, Seiten 601-616 und im vorstehend genannten Artikel von H.H. Froelich und J.J. Manca beschrieben ist. Die Auslegung und Ausbildung von linearen Beschleunigern für Mikrotrone sind dem Fachmann wohlbekannt und sollen keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden. Eine detaillierte Beschreibung des verwendeten linearen Beschleunigers wird deshalb als nicht mehr notwendig erachtet.

In Fig. 1 sind auch noch zwei Korrektionsmagnetfelder 3a und 3b gezeigt. Sie sind in der Nähe der Stirnseiten der Ablenkmagnetfelder angeordnet und entgegengesetzt zu den Ablenkmagnetfeldern gerichtet. Die Feldstärke der Korrektionsfelder ist im wesentlichen gleichförmig und liegt zwischen 0,1 bis 0,14 T. In Fig. 1 ist außerdem eine Ringkathoden- Elektronenkanone 4 zum Einschießen der Elektronen in das Mikrotron gezeigt. Diese Elektronenkanone kann grundsätzlich von der im wesentlichen

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If,

bekannten Art sein, wie sie von J.J. Manca et al., "Annularcathode electron gun for in-line injection in a race track microtron¹¹,Review of Science Instruments, Vol. 47, No. 9, September 1976, Seiten 1148-1152 beschrieben ist. Alternativ können auch andere Vorrichtungen zum Einschießen der Elektronen in die Bahnen des Mikrotrons verwendet werden, vgl. die vorstehend genannten Literaturstellen sowie die US-PS 3 348 335. Ba diese Vorrichtungen zum Einschießen der Elektronen keinen Teil der vorliegenden Erfindung bilden, kann deren nähere Beschreibung unterbleiben.

Der Block 5 in Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zum Herausziehen der beschleunigten Elektronen aus dem Mikrotron. Diese Vorrichtung kann auf verschiedene, dem Fachmann jeweils bekannte Art ausgebildet sein. Sie kann beispielsweise vom gleichen Grundtypus sein, wie er in einer der vorstehend zitierten Literaturstellen dargestellt ist. Außerdem bildet diese Vorrichtung zum Herausziehen der beschleunigten Elektronen keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Eine detaillierte Beschreibung dieser Vorrichtung ist deshalb nicht nötig.

Die Grundlagen des Race Track Mikrotrons sind dem Fachmann allgemein bekannt. Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung soll zunächst angenommen werden, daß das in Fig. 1 dargestellte Mikrotron vollkommen gleichförmige Magnetfelder aufweist und daß diese Magnetfelder und der lineare Beschleuniger vollkommen ausgerichtet sind· 7DQSRO/1 1 1 7

Die in das Mikrotron eingeschossenen und den linearen Beschleuniger in linker Richtung durchlaufenden Elektronen werden um einen Betrag beschleunigt, der von einigen bekannten Charakteristiken des Mikrotrons abhängt. Die zunächst durch den linearen Beschleuniger beschleunigten und in die Felder 3a und 1a eintretenden Elektronen werden um 180 ° entlang Halbkreisen abgelenkt, deren Lurchmesser von der Energie der Elektronen und der Feldstärke abhängt. Sie verlassen die Felder 1a und 3a und wandern auf im wesentlichen geraden und parallelen Bahnen zu den Feldern 3b und 1b. Nach Eintritt in die Felder 3b und 1b werden sie entlang Halbkreisen, deren Durchmesser denen im Feld 1a entspricht, abgelenkt. Dann verlassen die Elektronen, die vorher durch den linearen Beschleuniger beschleunigt worden sind, die Felder 1b und 3b und wandern auf die Ringkathoden-Elektronenkanone und den linearen Beschleuniger zu. Nur die Elektronen, die bestimmte Voraussetzungen erfüllen, werden durch die ringförmige Elektronenkanone und durch den linearen Beschleuniger wandern und ein zweites Mal durch den linearen Beschleuniger beschleunigt werden. Diese Elektronen werden wiederum entlang Halbkreisen durch die Felder 3a und 1a abgelenkt und wandern dann entlang von im wesentlichen geraden und parallelen Bahnen zu den Feldern 3b und 1b, wo sie wieder entlang Halbkreisen abgelenkt werden. Sie verlassen die Felder 1b und 3b wieder in Richtung auf die ringförmige Elektronenkanone und den linearen Beschleuniger zu. Von diesen Elektronen, die zweimal durch den linearen Beschleuniger beschleunigt worden sind, werden nur diejenigen, die bestimmte Vorausetzungen

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erfüllen, durch die Elektronenkanone und durch den linearen Beschleuniger wandern und ein drittes Mal durch den linearen Beschleuniger beschleunigt werden. Es folgt aus den vorstehend genannten wiederholten Erläuterungen, daß einige Elektronen durch den Beschleuniger wandern und ein viertes Mal, ein fünftes Mal, usw. beschleunigt werden. In dieser Anmeldung wird der Ausdruck "in geeigneter Weise" dafür verwendet, um anzudeuten, daß einige oder alle Voraussetzungen der wiederholten Beschleunigung erfüllt worden sind. So bedevitet der Ausdruck "in geeigneter Weise eingeschossene Elektronen", daß die Elektronen die Erfordernisse beim Einschießen erfüllen, während der Ausdruck "in geeigneter Weise beschleunigte Elektronen" bedeutet, daß die Elektronen bei ihrem Durchgang durch den linearen Beschleuniger die Voraussetzungen erfüllen, um im wesentlichen während ihres Durchgangs durch den linearen Beschleuniger beschleunigt zu werden.

In dieser Anmeldung bedeutet der Ausdruck "vollständige Bahn" den Weg eines in geeigneter Weise eingeschossenen Elektrons aus dem linearen Beschleuniger, einschließlich des Wegs durch diesen linearen Beschleuniger, Jedoch ohne den darauffolgenden Durchlauf durch den linearen Beschleuniger. Nach der Theorie des Race Track Mikrotrons werden die in geeigneter Weise in das Mikrotron eingeschossenen und in geeigneter Weise durch den linearen Beschleuniger beschleunigten Elektronen entlang aufeinanderfolgender vollständiger Bahnen wandern. Normalerweise und auch in dieser Anmeldung werden diese Bahnen mit aufeinander-

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folgenden Zahlen "bezeichnet. So umfaßt die erste Bahn den ersten Durchgang durch den linearen Beschleuniger und die n-te Bahn den η-ten Durchgang durch den linearen Beschleuniger.

Im idealen Race Track Mikrotron haben alle vollständigen Bahnen einen im wesentlichen geraden und einheitlichen Weg, der in Pig. 1 mit 50 bezeichnet ißt. Die verbleibenden unterschiedlichen Teile der ersten, zweiten, dritten, usw. vollständigen Bahnen sind in Fig. 1 mit 51, 52, 53 usw. bezeichnet. Diese verbleibenden Teile liegen in einer gemeinsamen Ebene durch die gemeinsame Bahn 50. Da die Elektronen in der η-ten vollständigen Bahn η-mal durch den linearen Beschleuniger in geeigneter Weise beschleunigt worden sind, sind die Durchmesser der Halbkreise der η-ten Bahn größer als die der (n-1)ten vollständigen Bahn.

Fig. 2 zeigt teilweise im Schnitt ein Magnetsystem zur Bildung des Ablenkmagnetfeldes 1a und des Korrektionsmagnetfeldes 3a. Das Ablenkmagnetfeld 1a wird zwischen den Polschuhen 7 und 7a durch Ströme in der Spule 8 und 8a gebildet. Jede Spule weist ca. 40 Windungen auf; die angewandten Ströme liegen zwischen ungefähr 100 A bis 170 A.

Das Korrektionsmagnetfeld 3a wird zwischen den Polschuhen 9 und 9a durch Ströme in den Spulen 10 und 10a gebildet. Jede dieser Spulen weist ca. 130 Windungen auf, wobei die verwendeten Ströme zwischen ungefähr 5 A und 10 A liegen.

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Da Fig. 2 die Polschuhe 7, 7a und 10, 10a, welche einen Teil des Magneten 11 bilden, nur aus einem einzigen Stück hergestellt zeigt, soll klargestellt werden, daß dies nur aus Gründen der Klarheit geschehen ist. Normalerweise ist der Magnet«11 aus verschiedenen Blechen aus einem magnetischen Metall oder einer magnetischen Legierung hergestellt, welche durch geeignete Mittel zusammengefügt sind. Lies ist jedoch dem Fachmann bekannt und gehört nicht zur Erfindung. Eine genaue Beschreibung, wie der Magnet mit seinen Polschuhen hergestellt ist, kann deshalb unterbleiben.

Lie Gesamtausmaße des Magneten 11 in Fig. 2, einschließlich der Polschuhe, jedoch ohne die Spulen, beträgt 550 mm in x-Richtung, 510 mm in y-Richtung und 430 mm in z-Richtung.

Zur Bildung der Magnetfelder 1b und 3b in Fig. 1 weist das Race Track Mikrotron ein Magnetsystem auf, welches im wesentlichen mit dem in Fig. 2 dargestellten identisch ist.

Las in den Fig. 1 und 2 dargestellte Race Track Mikrotron kann insoweit als allgemein bekannt angesehen werden.

Fig. 3 zeigt teilweise im Schnitt einen Teil eines Magnetsystems zur Herstellung eines Ablenkfelds und eines Kompensierungsmagnetfelds nach der vorliegenden Erfindung. Lie Grundform des Magneten 11 mit den Polschuhen 7 und 7a und den

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Spulen 8, 8a, 10 und 10a ist im wesentlichen derselbe wie die der Pig·. 2. Jedoch sind die einheitlichen Polschuhe 9 und 9a in Fig. 2 in Reihen von Zähnen 90, 90a, 91, 91a usw. aufgespalten. Jeder dieser Zähne ist ungefähr 30 mm lang in x-Richtung und ungefähr 10 ram lang in y-Richtung. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Zähnen ist ungefähr 3 nun.

Die Anzahl und Lage der Zähne wird durch die vorgesehene Anzahl und die Lagen der gesamten Elektronenbahnen im Race Track Mikrotron bestimmt. Dabei ist eine Reihe von Zähnen 90, 91, usw. auf der einen Seite der gemeinsamen Ebene der vollständigen Bahnen und eine Reihe vonZähnen 90a, 91a, 92a usw. auf der gegenüberliegenden Seite der geraeinsamen Ebene vorgesehen. Jeder Zahn in der einen Reihe ist einem und nur einem entsprechenden Zahn in der anderen Reihe zugeordnet. Die korrespondierenden Zähne sind mit ihren Stirnseiten im wesentlichen parallel zu der gemeinsamen Ebene sowie symmetrisch in Beziehung zu der vorgesehenen Lage eines geraden Bereichs jeweils einer vollständigen Bahn angeordnet. So ist ein Paar von korrespondierenden Zähnen für jeden geraden Teil und jeweils für eine der nachfolgenden vollständigen Bahnen sowie ein Paar von korrespondierenden Zähnen für den geraden Teil 50 und gemeinsam für alle nachfolgenden vollständigen Bahnen vorgesehen. So müssen die Elektronen im gemeinsamen geraden Teil 50 aller Bahnen zwischen den Zähnen 90 und 90a hindurchwandern, wobei sie das Magnetfeld zwischen den Zähnen 90 und 90a im wesentlichen im Zentrum des Zwischenraums

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zwischen diesen Zähnen durchqueren. Die Elektronen in dem lediglich' für die erste Bahn 51 vorgesehenen geraden Teil müssen zwischen den Zähnen 91 und 91a hindurchwandern, wobei sie das Magnetfeld zwischen den Zähnen 91 und 91a im wesentlichen im Zentralbereichs des Zwischenraums zwischen diesen Zähnen durchqueren. Lie Elektronen in dem lediglich für die zweite Bahn vorgesehenen geraden Teil müssen demzufolge zwischen den Zähnen 92 und 92a in der Mitte des Zwischenraums zwischen diesen Zähnen hindurchwandern. In einem Prototyp, der für ein veranschlagtes Maximum von 15 vollständigen Bahnen hergestellt worden ist, sind 16 Paare von sich gegenüberliegenden Zähnen vorgesehen.

Eine Spule 13 ist um die Zähne 90, 91, 92 usw. herumgewunden, während eine Spule 13a um die Zähne 90a, 91a, 92a usw. herumgewunden ist. Alle Windungen einer jeden Spule werden vom selben Strom durchflossen, wobei jedoch alle Windungen einer jeden Spule nicht all die Zähne 90, 91 usw. bzw. all die Zähne 90a, 91a usw. umschlingen. Eine erste Windung der Spule 13 umschlingt alle Zähne 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96 und 97. Eine zweite und dritte Windung der Spule 13 umschlingt alle Zähne 90, 91, 92, 93, 94, 95 und 96, aber nicht 97. Eine vierte und fünfte Windung der Spule 13 umschlingt all die Zähne 90, 91, 92, 93, 94 und 95, jedoch nicht die Zähne 96 und 97. Eine sechste und siebte Windung umschlingt all die Zähne 90 bis 94, aber keinen der Zähne 95 bis 97. Eine achte und neunte Windung umschlingt alle Zähne 90 bis 93, jedoch keinen der Zähne 94 bis

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SI

97· Eine zehnte und elfte Windung umschlingt die Zähne 90, 91 und 92,' jedoch keinen der Zähne 93 bis 97· Eine zwölfte und dreizehnte Windung umschlingt nur die Zähne 90 und 91. Eine vierzehnte und fünfzehnte Windung umschlingt nur den Zahn 90. Lie Windungsrichtung dieser fünfzehn Windungen ist so ausgelegt, daß der gemeinsame Strom in allen Windungen dazu beiträgt, ein Magnetfeld in z-Richtung oder entgegen der z-Richtung schaffen.

Eine sechzehnte Windung der Spule 13 umschließt alle der Zähne 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104 und 105, jedoch keinen der Zähne 90 bis 97. Eine siebzehnte und achtzehnte Windung der Spule 13 umschließt alle Zähne 99 bis 105, jedoch keinen der Zähnen 90 bis 98. Eine neunzehnte und zwanzigste Windung der Spule 13 umschließt alle Zähne 100 bis 105, jedoch keinen der Zähne 90 bis 99· Eine einundzwanzigste und zweiundzwanzigste Windung der Spule 13 umschließt alle Zähne 101 bis 105, jedoch keinen der Zähne 90 bis 100. Eine dreiundzwanzigste und vierundzwanzigste Windung umschließt alle Zähne 102 bis 105, jedoch keinen der Zähne 90 bis 101. Eine fünfundzwanzigste und sechsundzwanzigste Windung umschließt alle Zähne 103 bis 105,jedoch keinen der Zähne 90 bis 102. Eine siebenundzwanzigste und achtundzwanzigste Windung umschließt nur die Zähne 104 und 105. Schließlich umschließt eine neunundzwanzigste und dreißigste Windung nur den Zahn 105. Die Windungsrichtung der Windungen 16 bis 30 ist derart, daß der gemeinsame Strom in allen diesen Windungen die Ausbildung eines Magnetfelds bewirkt, das dem

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durch denselben Strom in den Windungen 1 bis 15 gebildeten Magnetfeld entgegensteht. Auf diese Weise liefert ein einziger Strom durch alle Windungen 1 bis 30 einen Beitrag zum Gesamtlnagnetfeld zwischen den Zähnen 90 bis 105 und den gegenüberliegenden Zähnen 90a bis 105a, wobei dessen Größe und Richtung sich von Zahn zu Zahn ändert. Jedoch ist der Beitragsunterschied zu den einzelnen Magnetfeldern zwischen benachbarten Paaren im wesentlichen derselbe, unabhängig von der vorgesehenen Zähnezahl, vorausgesetzt, daß sich das magnetische Material nicht in einem gesättigten Zustand befindet. Ler Grund dafür ist, daß alle benachbarten Zähne, außer 97 und 98, durch eine Anzahl von Windungen umschlungen sind, die sich um jeweils zwei Windungen unterscheiden. Die Zähne 97 und 98 werden durch dieselbe Anzahl von Windungen umschlungen, wobei lediglich ihre Windungsrichtung unterschiedlich ist. Eine Möglichkeit zur Verdeutlichung dieses Sachverhalts besteht darin, daß man sagt, daß der gemeinsame Strom durch alle Windungen der Spule 13 einen Beitrag zu dem Feld zwischen den Polschuhen liefert, wobei dessen*Feldstärke im allgemeinen die Form einer Treppe aufweist, bei der die Größe aller Stufen nur durch Verändern eines einzigen Stromes variiert werden kann.

Die Windungen der Spule 13a sind in einer.den Windungen der Spule 13 entsprechenden Weise gewickelt. Es umschlingt deshalb eine erste Windung alle Zähne 90a bis 97a, jedoch keinen der Zähne 98a bis 105a, während eine vierzehnte und fünfzehnte Windung

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nur den Zahn 90a umschlingt. Eine sechzehnte Windung umschlingt die Zähne 98a bis 105a, jedoch keinen der Zähne 90a bis 97a, während eine ηeunundzwanzigste Windung und eine dreißigste Windung nur den Zahn 105a umschlingt. Die Windungen 1 bis 15 der Spule 13a sind in einer Richtung gewunden, so daß der durch sie hindurchfließende gemeinsame Strom die Bildung eines Magnetfelds in z-Richtung oder entgegen der z-Richtung bewirkt. Die Windungen 16 bis 30 der Spule 13a sind ebenfalls in nur einer Richtung gewunden, so daß der durch sie hindurchfließende einzige Strom die Bildung eines Magnetfelds in z-Richtung oder entgegen der z-Richtung bewirkt. Jedoch weisen die Windungen 16 bis 30 der Spule 13a eine der Windungsrichtung der Windungen 1 bis 15 entgegengesetzte Windungsrichtung auf. Dadurch leistet der gemeinsame Strom durch alle Windungen der Spule 13a einen Beitrag zum Gesamtmagnetfeld zwischen den Polschuhen, wobei das Magnetfeld im wesentlichen eine stufenförmige Ausbildung aufweist, vorausgesetzt, daß das magnetische Material der Pole nicht gesättigt ist.

Derselbe Strom kann durch beide Spulen 13 und 13a fließen. Alternativ können auch verschiedene Ströme durch diese Spulen fließen. In einem hergestellten Prototyp wurden Ströme in einer Größenordnung zwischen 5 und 10 A verwendet. Es wird vorausgesetzt, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des Stroms die erzeugte Stromrichtung umschalten kann. Solche Vorrichtungen zur Erzeugung und Steuerung von Strömen zwischen 0 bis zu 5 bis 10 A

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durch eine Spule sind dem Fachmann wohlbekannt, so daß die Ausbildung einer solchen Vorrichtung nicht zur Erfindung gehört. Eine detaillierte Beschreibung einer solchen Vorrichtung ist deshalb nicht notwendig. In Fig. 4 ist jedoch ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Erzeugung und Steuerung von Strom durch zwei Spulen dargestellt. Als Energiequelle kann das gewöhnliche Wechselstromnetz oder eine Gleichstrombatterie dienen. Ler Gleichstrom-Wahlschalter enthält eine Einrichtung zur Erzeugung von Signalen, die indikativ für die gewünschte Richtung und Größe für die durch die Spulen 13 und 13a fließenden Ströme sind. Die Gleichstromregler enthalten Einrichtungen zur Erzeugung von Gleichstrom der gewünschten Richtung und Größe durch die Spulen 13 und 13a in Abhängigkeit von den Signalen aus dem Gleichstrom-Wahlschalter. Wenn derselbe Strom durch die Spulen 13 und 13a fließen soll, können die zwei Spulen anstelle der Darstellung in Fig. 4 in Serie zu einem der Gleichstromregler geschaltet werden.

Pig. 5a zeigt ein Diagramm, in welchem der Beitrag über das gesamte Feld zwischen den Zähnen dargestellt ist, welcher Beitrag durch einen Strom einer absoluten Größe I durch die Spulen 13 und 13a erzeugt wird. Die mit +1 bezeichnete Kurve zeigt den Beitrag, wenn der Strom eine bestimmte Richtung aufweist, während die mit -I bezeichnete gestrichelte Kurve den Beitrag zeigt, wenn der Strom entgegengesetzt gerichtet ist. Es eel bemerkt, daß die Fig. 5a aus Gründen der Klarheit etwas schematisch dargestellt ist. Auf der x-Achse sind die angenommenen

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Lagen der Bahnen mit den entsprechenden Bezugszeichen 50, 51, 52 usw. aufgetragen. Soweit der Zwischenraum zwischen den Zähnen berücksichtigt ist, kann die grundsätzliche Form dieses Beitrags in einer Treppenform dargestellt werden.

Fig. 5"b zeigt ein Diagramm, welches das durch die Ströme in den Spulen 10, 10a, 13, 13a erzeugte Kompensationsmagnetfeld zwischen den Zähnen 90,90a, 91, 91a usw. darstellt. In dieser Fig. 5b zeigt die mit +1 bezeichnete kontinuierliche Kurve das Feld, wenn ein Strom I durch die Spulen 13 und 13a in der einen Richtung fließt, während die mit -I bezeichnete gestrichelte Kurve das Feld zeigt, wenn ein Strom der gleichen absoluten Stärke I in umgekehrter Richtung durch die Spulen 13 und 13a fließt.

Bei der vorliegenden Erörterung des Race Track Mikrotrons gemäß Fig.1 wurde angenommen, daß im Magnetfeld keine Unvollkommenheiten vorhanden sein und daß die Magnetfelder untereinander und zum linearen Beschleuniger einwandfrei angeordnet und ausgerichtet sein sollen. In der Praxis werden diese Voraussetzungen jedoch nicht vollständig erfüllt. Normalerweise sind selbst bei sorgfältigem Zusammenfügen und Aufbauen des Race Track Mikrotrons einige Fehlausrichtungen zwischen den Magnetfeldern und der linearen Beschleunigungsstrecke vorhanden. Normalerweise sind sogar schon kleine Unvollkommenheiten in den Feldern sehr schwierig zu vermeiden.

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Im Idealfall sollten die Fronten der Felder 1a und 1b parallel' und senkrecht zu den Achsen des linearen Beschleunigers stehen. Wenn man annimmt, daß nur eine sehr geringe Abweichung des Feldee 1a vorliegt, so daß die Front dieses Feldes um einen kleinen Winkel <x von dieser genannten parallelen und senkrechten Lage bezüglich des Feldes 1b bzw. der Achse des linearen Beschleunigers abweicht, dann werden die Elektronen, die mit der ringförmigen Elektronenkanone 4 in die erste Bahn eingeschossen werden und einmal durch den linearen Beschleuniger 2 beschleunigt werden, theoretisch in das Feld 1a nicht senkrecht zu dessen Front eintreten, sondern unter einem Winkel or von dieser Senkrechten abweichen. Wenn diese Elektronen von dem Feld 1a abgelenkt werden, werden sie theoretisch dieses Feld ebenfalls unter einem von der Senkrechten zu der Front des Feldes 1a abweichenden Winkeioc verlassen. Da diese Front selbst nicht senkrecht zur Achse des linearen Beschleunigers steht, werden die Elektronen in der ersten Bahn das Feld 1a unter einem Winkel verlassen, der um von der Parallelen zur Achse des linearen Beschleunigers abweicht. Vorausgesetzt, daß das Feld 1b perfekt ausgerichtet und in idealer Weise gleichförmig ausgebildet ist, werden die Elektronen in der ersten Bahn das Feld 1b unter einem Winkel, der um 2c< von der Parallelen zur Achse des linearen Beschleunigers abweicht, verlassen. Im geraden Teil der ersten Bahn zwischen den Feldern 1a und 1b wird nicht nur die Richtung der Elektronen, die das Feld 1b verlassen, vom Idealfall abweichen, sondern auch ihre Position in Richtung

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der x-Achse von dem theoretisch vorausberechneten und angenommenen Wert. Angenommen, daß der Winkel oc klein genug ist, werden die Elektronen, die die erste Bahn verlassen, nichtsdestoweniger durch die ringförmige Elektronenkanone und durch den linearen Beschleuniger wandern, wobei sie ein zweites Mal beschleunigt werden. Angenommen, der lineare Beschleuniger verändert die Richtung der Elektronen, die ihn zweimal durchlaufen haben, nicht wesentlich, dann werden die Elektronen, die sich nun in der zweiten Bahn befinden, in das Feld 1a unter einem Winkel, der um 2ος von der Senkrechten zur Front des Magnetfeldes abweicht, eintreten. Demzufolge werden diese Elektronen in der zweiten Bahn das Feld 1a unter einem Winkel, der ebenfalls 3<* von der Senkrechten zur Front des Magnetfelds abweicht, verlassen, so daß der gerade Teil derzweiten Bahn zwischen den Feldern 1a und 1b einen Winkel von 4<x mit der Achse des linearen Beschleunigers bildet. Auf diese Weise verursacht eine nur geringe Ablenkung im Feld 1a Abweichungen zwischen den tatsächlichen Bahnpositionen und den theoretisch vorausberechneten Bahnpositionen, wobei die Abweichung in der zweiten Bahn größer ist als die der ersten Bahn. Bei wiederholter Anwendung der vorstehenden Erörterung kommt man zu dem Ergebnis, daß der Unterschied zwischen der tatsächlichen Position der dritten Bahn und der theoretisch vorausberechneten Idealposition der dritten Bahn größer ist als die betreffende Abweichung für die zweite Bahn. Demzufolge wird, solange die vorstehend genannten Bedinungen im wesentlichen vorhanden sind, die Abweichung mit ansteigender Bahnnummer ebenfalls weiter ansteigen. Jedoch ist

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a?

die Öffnung der ringförmigen Elektronenkanone und die Aufnahme-Öffnung oder -zone des linearen Beschleunigers begrenzt, so daß theoretisch die Elektronen nach Durchwandern einer bestimmten Anzahl von Bahnen eine Position und Richtung einnehmen, die so erheblich von dem idealen und theoretischen, für alle Bahnen gemeinsamen geraden Bereich abweicht, daß sie nicht mehr durch die ringförmige Elektronenkanone bzw. nicht mehr durch den linearen Beschleuniger wandern werden. Nach wie vielen Bahnen dies eintritt, hängt vom Winkel or, der Elektronenkanone und dem linearen Beschleuniger ab.

Es kann theoretisch nachgewiesen werden, daß der Effekt der vorstehend angenommenen Abweichung mindestens teilweise durch Magnetfelder kompensiert werden kann, die die Elektronen in ihren Bahnen beeinflussen. Theoretische Überlegungen zeigen, daß solche Felder, die mit den Feldern 3a und 3b zusammentreffen bzw. in ihrer Nähe vorhanden sind, mindestens in dem von den Elektronenbahnen durchsetzten Bereich eine Feldstärke aufweisen, die in linearer Abhängigkeit zur Elektronenenergie in der betreffenden Bahn steht. Theoretisch steigt die Energie um jeweils denselben Betrag von Bahn zu Bahn an, so daß theoretisch die Feldstärke in Richtung der x-Achse um denselben Betrag von Bahn zu Bahn ansteigt bzw. abnimmt. Aus den Fig. 5a und 5b kann ersehen werden, daß das durch das Magnetsystem gemäß Fig. 3 erzeugte Magnetfeld die theoretischen Anforderungen an die Kompensierung der Abweichung erfüllt.

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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den Fig. 3 und 4 zeigt' die vorteilhafte Erlangung einer einfachen Kompensation der Abweichungen nach dem Aufstellen und Zusammenfügen und während des Betriebs des Race Track Mikrotrons. Im Normalfall ist ein Magnetsystem mit Zähnen und Spulen 13, 13a gemäß Fig. auf der linken Seite des linearen Beschleunigers sowie ein seinem Aufbau nach im wesentlichen identisches Magnetsystem auf der rechten Seite des linearen Beschleunigers angeordnet. Ein erster Strom fließt durch die Spulen 13 und 13a des linken Systems, während ein zweiter Strom durch die Spulen 13 und 13a des rechten Systems fließt. Die Richtung und Stärke der zwei Ströme sind unabhängig voneinander einstellbar. Mit diesen Maßnahmen kann der Abweichungseffekt in allen vollständigen nachfolgenden Bahnen gleichzeitig und nur durch geeignetes Steuern der zwei Ströme gesteuert werden.

In der Praxis werden nicht alle vorstehend beschriebenen Bedingungen vollständig erreicht. Außerdem können beide Felder 1a und 1b bezüglich des linearen Beschleunigers eine Fehlausrichtung aufweisen. In einem bereits hergestellten Prototyp wurde die Wirkung der Fehlausrichtung im wesentlichen mit Hilfe von Magnetpolzähnen und Windungen gemäß Fig. 3 reduziert, woraus sich eine beachtliche Verbesserung beim Einsatz des Race Track Mikrotrons ergibt. Es wird deshalb angenommen, daß die Erfindung ein Verfahren und Vorrichtungen für eine mindestens teilweise Kompeneierung des Fehlausrichtungs-Effekts zwischen den Ablenkfeldern und/oder dem linearen Beschleuniger in dem Race Track

709850/1117 Mikrotron schafft.

Selbstverständlich kann die vorstehend erörterte Fehlausrichtung auch rein geometrischer Natur sein, d. h. durch einen geometrischen Fehler in der Position und Ausrichtung eines perfekten Magnetsystems bestehen. Die Fehlausrichtung kann jedoch auch aus Unvollkommenheiten des Feldes in einem Magnetsystem herrühren, welches geometrisch perfekt orientiert ist.

Gemäß Fig. 3 bilden die Zähne 90, 90a usw. ein einstückiges Teil einer Einrichtung zur Erzeugung eines Korrektionsf'elds und eines Ablenkfelds. In einigen Race Track Mikrotronen bilden die Einrichtungen zur Erzeugung des Korrektionsfelds kein einheitliches Teil mit den Einrichtungen zur Erzeugung des Ablenkfelds, vgl. hierzu beispielsweise den vorstehend genannten Artikel von Young, insbesondere Fig. 2. In solchen Mikrotronen können die Zähne 90, 90a usw. mit den Spulen 13, 13a ein einstückiges Teil einer Einrichtung bilden, welche im vorstehend zitierten Artikel von Young als aktive Feldklammer bezeichnet ist.

Es gibt auch noch andere Wege zum Wickeln der Spulen als die in Fig. 3 beschriebenen und dargestellten. Gemäß einer Ausbildungsform sind alle Windungen in der gleichen Richtung gewickelt.Eine erste und zweite Windung einer jeden Spule 13, 13a umschlingt alle Zähne 90 bis 105 bzw. 90a bis 105a. Eine dritte und vierte Windung einer jeden Spule 13, 13a umschlingt alle Zähne 91 bis 105 bzw. 91a bis 105a, jedoch nicht die

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Zähne 90 bzw. 90a. Eine fünfte und sechste Windung umschlingt alle Zähne 92 bis 105 bzw. 92a bis 105a, jedoch nicht die Zähne 90, 91 bzw. 90a, 91a. Eine siebte und achte Windung umschlingt alle Zähne 93 bis 105 bzw.93a bis 105a, jedoch nicht die Zähne 90 bis 92 bzw. 90a bis 92a. Eine neunte und zehnte Windung umschlingt alle Zähne 94 bis 105 bzw. 94a bis 105a usw. Schließlich umschlingt eine einunddreißigste und zweiunddreißigste Windung einer jeden Spule 13, 13a nur den Zahn 105 bzw. 105a. Gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich die Anzahl der jeweils zwei benachbarte Zähne umschlingenden Windungen immer um 2, während die Anzahl der Windungen, die einen Zahn umschlingen, in linearer Abhängigkeit zu der Zahl des Zahnes steht. Außerdem steht die Nummer des Zahns, wie z. B. 95, und des gegenüberstehenden Zahns,wie z. B. 95a, in linearer Beziehung zu der Zahl der Bahn, die durch den Zwischenraum zwischen dem Paar der gegenüberliegenden Zähne hindurchgeht. Demzufolge steht die die Elektronen in einer bestimmten Bahn beeinflussende Anzahl der Windungen einer jeden Spule im linearen Zusammenhang mit der Zahl der Bahn. Vom Zwischenraum zwischen den Zähnen 90 und 90a bis zum Zwischenraum zwischen den Zähnen 105 und 105a wird die magnetische Feldstärke, die durch einen Strom durch die Spulen 13 und 13a erzeugt wird, schrittweise in Richtung der x-Achse erhöht. Die Richtung des erzeugten Magnetfeldes hängt von der Richtung des Stromes ab. Wenn dieses Feld mit dem durch die Spulen 10 und 10a erzeugten Korrektionsfeldes kombiniert wird, weist das hieraus resultierende Feld genau die gleiche Grundform

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auf, wie in Pig. 5b gezeigt ist. Jedoch ist der für diese Art der Wicklung der Spulen 13 und 13a erforderliche Zwischenraum größer als der Zwischenraum, der für die andere Art der Wicklung der Spulen 13, 13a notwendig ist. Aus diesem Grunde wird die Wicklungsart gem. Fig. 3 bevorzugt.

Natürlich sind auch mehr oder weniger andere Arten zur Wicklung der Spulen 13 und 13a möglich, z.B. kann die Anzahl der Wicklungen, die die benachbarten Zähne umschlingen, sich jeweils um eins oder jeweils um drei anstatt jeweils um zwei unterscheiden. Jedoch sollte unabhängig von der Herstellungsart der Wicklungen und der Anzahl der Windungen pro Spule das durch den Stromdurchgang durch eine Spule 13, 13a erzeugte Magnetfeld im Zwischenraum zwischen den sich gegenüberstehenden Zähnen jeweils eine Feldstärke und -richtung aufweisen, die in linearer Abhängigkeit zur Energie der in geeigneter Weise beschleunigten Elektronen in den vollständigen Bahnen steht, welche das Feld zwischen den Zähnen durchsetzen. Dies ergibt eine im wesentlichen stufenartig in Richtung der y-Achse gem. Fig. 1 bis 3 ausgebildete Feldstärke,

Obwohl zwei Spulen 13 und 13a gem. Fig. 3 vorgeschlagen werden, sind zwei Spulen jedoch nicht absolut notwendig· Es kann alternativ auch eine Spule 13» welche die Zähne 90 bis 105 oder nur eine Spule 13a, welche die Zähne 90a bis 105a umgibt, angewandt werden.

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Obwohl zwei in der gleichen Weise gewickelte Spulen 13| 13a'vorzuziehen sind, ist dies nicht absolut notwendig. Alternativ ist es auch möglich, eine nach Fig. 3 gewickelte Spule 13 und eine in einer anderen Art gewickelte Spule 13a oder umgekehrt anzuwenden.

Außerdem ist es nicht notwendig, zwei im wesentlichen identische Magnetsysteme auf beiden Seiten des linearen Beschleunigers zu haben. Z. B. können die Spulen 13> 13a des linken Magnetsystems auf die in Fig. 3 gezeigte Art gewickelt sein, während die Spulen 13, 13a des rechten Magnetsystems in einer anderen Art gewickelt sein können.

Wenn die Energie der in das Race Track Mikrotron eingeschossenen Elektronen niedrig ist, können zumindest bei einigen Race Track Mikrotronen besondere Probleme bei der ersten der aufeinanderfolgenden vollständigen Bahnen auftreten. Aus diesem Grunde wird vorgeschlagen, besondere Einrichtungen zum Beeinflussen der Elektronen in der ersten Bahn des Mikrotrons einzubauen. Sowohl aus diesen als auch aus anderen möglichen Gründen können die Windungen der Spulen 13, 13a im wesentlichen wie vorstehend beschrieben, jedoch ohne die Zähne 90 und 90a umschlingende Windungen gewickelt sein. Dann kann das Feld von den Strömen durch die Spulen 10, 10a alleine soweit es die erste Bahn betrifft, zu Kompensationszwecken verwendet werden.

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Claims (4)

NACHGEREiIOHTf Patentansprüche

1. Verfahren zur Kompensierung von Ablenkfehlern zwischen den Ablenkraagnetfeldern und einem linearen Beschleuniger in einem Race Track Mikrotron, wobei in geeigneter Weise eingeschossene und beschleunigte Elektronen entlang aufeinanderfolgender vollständiger und entsprechend bezifferter Bahnen wandern, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten eines linearen Beschleunigers ein zur gemeinsamen Ebene der Bahnen senkrecht stehendes Kompensations- bzw. Korrektionsmagnetfeld (3a, 3b) erzeugt wird, wobei jedes Feld alle vollständigen aufeinanderfolgenden Bahnen durchdringt und eine Feldstärke in den einzelnen Abschnitten aufweist, die sich schrittweise von Abschnitt zu Abschnitt ändert; und daß gleichzeitig die Feldstärke in den Abschnitten geändert wird, wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen der Feldstärke in einem Abschnitt und der Zahl der durchdringenden vollständigen Bahn gegeben ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch T₁ gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erzeugung eines zu der gemeinsamen Ebene der aufeinanderfolgenden vollständigen Bahnen senkrecht stehenden Kompensations- bzw. Korrektionsmagnetfeldes (3a, 3b) auf jeder Seite des linearen

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Beschleimigers (2), wobei jedes Feld alle vollständigen aufeinanderfolgenden Bahnen durchdringt und eine Feldstärke in den einzelnen Abschnitten aufweist, die sich schrittweise von Abschnitt zu Abschnitt ändert; und durch eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Verändern der Feldstärke in den Abschnitten, wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen der Feldstärke in einem Abschnitt und der jeweiligen Zahl der durchdringenden vollständigen Bahn gegeben ist.

3, Race Track Mikrotron, bestehend aus einem linearen Beschleuniger zum Beschleunigen der in geeigneter Weise durch ihn hindurchwandernden Elektronen und aus zu beiden Seiten des linearen Beschleunigers anschließenden Ablenkmagneten zum Umkehren der Bahnenelektronen, die im linearen Beschleuniger in geeigneter Weise beschleunigt worden sind, wobei die Elektronenbahnen in der Folge ihres Durchgänge durch den linearen Beschleuniger beziffert sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Erzeugen von magnetischen Kompensationsfeldern auf beiden Seiten des linearen Beschleunigers, welche zwischen dem Beschleuniger und den Ablenkmagneten angeordnet ist, wobei jedes Kompensationsmagnetfeld senkrecht zu der gemeinsamen Ebene der vollständigen aufeinanderfolgenden Bahnen steht und die vollständigen aufeinanderfolgenden Bahnen durchsetzt; und durch eine Einrichtung zum gleichzeitigen Verändern der Feldstärke eines magnetischen Kompensationsfelds in den

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Durchsetzungsbereichen, wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen der Feldstärke im Durchsetzungsbereich und der Zahl der durchsetzenden vollständigen Bahnen besteht.

4. Race Track Mikrotron nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Magnetsystem auf beiden Seiten des linearen Beschleunigers zum Erzeugen von magnetischen Kompensationsfeldern zwischen dem linearen Beschleuniger und den Ablenkmagnetfeldern, wobei jedes Magnetsystem eine Reihe von Magnetpolzähnen auf der einen Seite der gemeinsamen Ebene der aufeinanderfolgenden vollständigen Bahnen und eine entsprechende Reihe von Magnetpolzähnen auf der gegenüberliegenden Seite der gemeinsamen Ebene aufweist, wobei die Polzähne eines jeden Magnetsystems ihrer Lage und Ausrichtung nach derart angeordnet sind, daß jede vollständige aufeinanderfolgende Bahn durch den Zwischenraum zwischen den sich gegenüberliegenden Fronten eines jeden Zähnepaares verläuft und jedes Magnetsystem außerdem eine Spule (13) aufweist, welche die Zähne (90 bis 97 bzw. 98 bia 105) der einen Reihe umschlingt, sowie eine Spule (13a) aufweist, welche die Zähne (90a bis 97a bzw. 98a bis 105a) der gegenüberliegenden Reihe umschlingt, und jede Spule (13, 13a) Windungen aufweist, die die verschiedenen Zähne (90 bis 105; 90a bis 105a) sowie eine verschiedene Anzahl von diesen Zähnen umwickeln, so daß ein Strom durch alle Windungen der Spule (13 bzw. 13a) ein Magnetfeld zwischen den Paaren der gegenüberliegenden Zähne, dessen Feldstärke und/oder -richtung

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sich schrittweise von Paar zu Paar ändert und die in linearer Abhängigkeit zu der Zahl der vollständigen aufeinanderfolgenden Bahnen, welche durch den Zwischenraum zwischen den betreffenden Zähnepaaren hindurchlaufen, stehen; und durch eine Einrichtung zur Erzeugung von Strömen, die durch die Spulen (13, 13a) fließen, sowie zum Steuern der Größe und Richtung der Ströme durch diese Spulen,

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