DE3108006A1 - Strahlenaustrittsfenster - Google Patents

Strahlenaustrittsfenster

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DE3108006A1
DE3108006A1 DE19813108006 DE3108006A DE3108006A1 DE 3108006 A1 DE3108006 A1 DE 3108006A1 DE 19813108006 DE19813108006 DE 19813108006 DE 3108006 A DE3108006 A DE 3108006A DE 3108006 A1 DE3108006 A1 DE 3108006A1
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DE19813108006
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Inventor
Hans Dipl.-Phys. Dr. 8500 Nürnberg Lamatsch
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J33/00—Discharge tubes with provision for emergence of electrons or ions from the vessel; Lenard tubes
    • H01J33/02—Details
    • H01J33/04—Windows

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  • Particle Accelerators (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

V.
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT «, Unser Zeichen Berlin und München VPA 8t P 7 5 1 0
Strahlenaustrittsfenster
Die Erfindung bezieht sich auf ein Strahlenaustrittsfenster einer Beschleunigereinrichtung bestehend aus einer Metallfassung und einer Folie aus einem anderen Werkstoff mit wesentlich kleinerer Kernladungszahl, das den unter Hochvakuum stehenden Beschleunigerraum gegenüber der Außenatmosphäre hochvakuumdicht abschließt und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Bei Einrichtungen zur Beschleunigung von Ladungsträgern z.B. Elektronen müssen die erzeugten Strahlen für technische oder medizinische Zwecke aus dem unter Hochvakuum stehenden Beschleunigerraum an die Atmosphäre ausgeschleust werden. Das erfolgt mittels sogenannter Strahlenaustrittsfenster. Diese Fenster müssen zur Sicherstellung der Strahlenqualität - die Strahlung soll beim Durchtritt durch das Fenster monochromatisch bleiben und nicht diffus gestreut werden - mit möglichst dünnen Folien aus einem Werkstoff mit kleiner Kernladungszahl vakuumdicht verschlossen sein.
Bei der vakuumdichten Verbindung solcher Folien aus Leichtmetallen mit Eisen- oder Kupferwerkstoffen treten große Schwierigkeiten auf.
30
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Strahlendurchtrittsfenster und ein Verfahren für seine Herstellung anzugeben, bei dem die Schwierigkeiten bei
Wb 2 Gr / 23.2.1981
- C · VPA 81 P 7 5 1 O DE
der vakuumdichten Verbindung von Leichtmetallfolie mit einer Fassung aus Eisen- oder Kupferwerkstoff weitgehend überwunden sind.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Folie mit der Fassung über ein oder zwei Zwischenstücke vakuumdicht verbunden ist und daß die Zwischenstücke und die Folie aus gleichen oder gleichartigen Werkstoffen bestehen.
Die Folie kann beispielsweise zwischen zwei Zwischenstücken im Inneren der Metallfassung oder zwischen zwei Zwischenstücken am äußeren Ende der Metallfassung angeordnet sein.
Die Metallfassung kann z.B. aus Edelstahl oder aus Kupfer bestehen. Für die Sicherstellung der Strahlenqualität sind Folien aus Aluminium oder aus Titan besonders vorteilhaft. Die Zwischenstücke bestehen vorteilhaft aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, aus Titan oder Titanlegierungen.
Bei einem Verfahren gemäß der Erfindung wird die vakuumdichte Verbindung zwischen den Zwischenstücken und der Metallfassung durch Reibschweißen, Explosionsschweißen, Walzen oder Kaltpreßschweißen hergestellt; die Folie wird mit den Zwischenstücken mittels Schmelzschweißen, z.B. mittels Elektronenstrahlenschweißen, Laserstrahlen oder Lichtbogenschweißen, vakuumdicht verbunden.
- G · VPA j] ρ 7 51 0 DE
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt:
FIG 1 in schematischer Darstellung ein Austrittsfenster gemäß der Erfindung mit der Folie im Inneren der Metallfassung.
FIG 2,3 in schematischer Darstellung Austrittsfenster gemäß der Erfindung mit der Folie auf dem äußeren Ende der Metallfassung.
In FIG 1 ist in schematischer Darstellung ein Austrittsfenster gezeigt, bei dem sich die Folie im Inneren der Metallfassung befindet. In die Wandungen der rohrförmigen Fassung 12 aus Edelstahl sind zwei Zwischenstücke 13, 14 aus Aluminium durch Reibschweißen oder Kaltpreßschweißen eingesetzt. Die Schweißnähte sind mit 15 bezeichnet. Zwischen die Zwischenstücke 13 und 14 ist eine Aluminiumfolie 11 von einer Dicke z.B.zwischen 60 und 100 μΐη mittels Elektronenstrahlen vakuumdicht eingeschweißt.
FIG 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Austrittsfenster, bei dem sich die Folie auf dem äußeren Ende der Fassung befindet. Die rohrförmige Fassung 22 besteht aus Kupfer. Auf dem oberen Ende der rohrförmigen Fassung 22 ist das ringförmige Zwischenstück 23 aus einer Aluminiumlegierung mittels Reibschweißen angeschweißt. Die Reibschweißnaht ist mit 25 bezeichnet. Auf dem Zwischenstück 2 3 ist die Titanfolie 21 und auf der Folie 21 ein weiterer Aluminiumring 24 angeordnet. Zwischenstück 23, Folie 21 und Ring 24 sind mittels Laserstrahlen vakuumdicht miteinander- verbunden. Der Aluminiumring 24 dient als Schutzring für die Folie 21 und schützt diese vor äußeren mechanischen Beschädigungen.
VPA 81 P 7 5 1 0 OE
FIG 3 zeigt in schematischer Darstellung ein Austrittsfenster, bei dem sich die Folie ebenfalls, wie in FIG 2 dargestellt, auf dem äußeren Ende der rohrförmigen Fassung befindet, jedoch ohne Schutzring. Die Fassung besteht aus Edelstahl. Die Aluminiumfolie 31 ist mittels Elektronenstrahlschweißen auf das Zwischenstück 33, das aus einer Titanlegierung besteht, aufgeschweißt. Das Zwischenstück 33 ist mit der Fassung 32 mittels Kaltpreßschweißen verbunden. Die Kaltpreßschweißnaht ist mit 34 bezeichnet.
14 Patentansprüche
3 Figuren
Leerseite

Claims (14)

  1. -jf- VPA 81 Ρ7 5 1 ODE
    Patentansprüche
    hj Strahlenaustrittsfenster einer Beschleunigereinrichtung bestehend aus einer Metallfassung und einer Folie aus einem anderen Werkstoff mit wesentlich kleinerer Kernladungszahl, das den unter Hochvakuum stehenden Beschleunigerraum gegenüber der Außenatmosphäre hochvakuumdicht abschließt, dadurch gekennzeichnet , daß die Folie (11, 21, 31) mit der Fassung (12, 22, 32) über ein oder zwei Zwischenstücke vakuumdicht verbunden ist und daß die Zwischenstücke (13, 14, 23, 24, 33) und die Folie (11, 21, 31) aus gleichen oder gleichartigen Werkstoffen bestehen.
  2. 2. Strahlenaustrittsfenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (11) zwischen zwei Zwischenstücken (13, 14) im Inneren der Metallfassung (12) angeordnet ist.
  3. 3. Strahlenaustrittsfenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (21) zwischen zwei Zwischenstücken (23, 24) am äußeren Ende der Metallfassung (22) angeordnet ist.
  4. 4. Strahlenaustrittsfenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (31) auf einem Zwischenstück (33) am äußeren Ende der Metallfassung (32) angeordnet ist.
  5. 5. Strahlenaustrittsfenster nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfaaeung (12, 22, 32) aus Edelstahl besteht.
    - sf-b VPA 81 P7 5 1 ODE
  6. 6. Strahlenaustrittsfenster nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfassung (12, 22, 32) aus Kupfer besteht.
  7. 7. Strahlenaustrittsfenster nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß die Folie (11, 21, 31) aus Aluminium besteht.
  8. 8. Strahlenaustrittsfenster nach einem der Ansprüche 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (11, 21, 31) aus Titan besteht.
  9. 9. Strahlenaustrittsfenster nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (13, 14, 23, 24, 33) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.
  10. 10. Strahlenaustrittsfenster nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (13, 14, 23, 24, 33) aus Titan oder einer Titanlegierung bestehen.
  11. 11. Verfahren zum Herstellen eines Austrittsfensters nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, d a durch gekennzeichnet, daß die vakuumdichte Verbindung zwischen den Zwischenstücken (13, 14, 23, 33) und der Metallfassung (12, 22, 32) durch Reibschweißen, Explosionsschweißen, Walzen oder Kaltpreßschweißen hergestellt wird und daß die Folie (11, 21, 31) mit den Zwischenstücken (13, 14, 23, 24, 33) mittels Schmelzschweißen vakuumdicht verbunden wird.
    81 Ρ751 ODE
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Folie (11, 21, 31) mit den Zwischenstücken mittels Elektronenstrahlschweißen verbunden wird.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (11, 21, 31) mit den Zwischenstücken (13, 14, 23, 24, 33) mittels Laserstrahlen verbunden wird.
    10
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e kennzeichnet , daß die Folie (11, 21, 31) mit den Zwischenstücken (13, 14, 23, 24, 33) mittels Lichtbogenschweißen verbunden wird.
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