DE3717819C2 - Synchrotron - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Synchrotron zum Beschleunigen oder
Sammeln von geladenen Teilchen wie zum Beispiel Elektronen und
Ionen, und im besonderen die Miniaturisierung des Synchrotrons.
Fig. 1 zeigt als Beispiel ein herkömmliches Synchrotron, wie es
in der Veröffentlichung "The Design of Synchrotron for Incident
Charged Particle" von Molecular Science Research Institute,
erschienen im März 1981, gezeigt ist. Wie aus Fig. 1 zu ersehen
ist, ist am vorderen Ende einer Niederenergie-Transportröhre 2
ein Ablenkelement (Inflektor) 3 installiert, das von einem
Hilfsbeschleuniger 1, beispielsweise einem Linearbeschleuniger
oder Mikrotron, gelieferte Strahlen in eine Vakuumkammer 4
einfallen läßt. Entlang der Vakuumkammer 4 sind angeordnet:
Störelemente (Perturbatoren) 5 zum Verschieben der Umlaufbahn
der eintretenden Teilchen, bipolare Elektromagnete 6 zum
Ablenken der geladenen Teilchen zwecks Bildung einer
geschlossenen Umlaufbahn, tetrapolare Elektromagnete 7 zum
Fokussieren der Strahlen, eine Hochfrequenz-Kammer 8 zum
Beschleunigen der Teilchen, ein Kicker (Stoßelement) 9 zum
Abbiegen der Strahlen zum Zeitpunkt des Austritts, etc. Ein
Ablenkelement (Deflektor) 10 wird zum Aussenden eines
Austrittsstrahls an eine Hochenergie-Transportröhre verwendet.
Die bipolaren Elektroden 6 und die tetrapolaren Elektroden 7,
die an gebogenen Randbereichen sitzen, sind in gleichen
Abständen angebracht und bilden einen Kreis mit sechs
äquivalenten Abschnitten.
Die durch den Hilfsbeschleuniger 1 beschleunigten Strahlen
werden durch die tetrapolaren Elektromagnete 7a, 7b fokussiert
und durch die Niederenergie-Transportrohre 2 in die
Vakuumkammer 4 eingeführt, nachdem sie durch das Ablenkelement
(Inflektor) 3 abgelenkt worden sind. Die Störelemente
(Perturbatoren) 5 führen die einfallenden Strahlen ein, wobei
ihre anfängliche Umlaufbahn nach außen verschoben und die
Umlaufbahn stufenweise zur Innenseite zurückgeführt wird. Die
einfallenden Strahlen werden durch die bipolaren Elektromagnete
6 abgelenkt und in der geschlossenen Umlaufbahn bewegt, jedoch
in horizontalen und vertikalen Richtungen fokussiert, während
sie durch die tetrapolaren Elektromagnete 7 hindurchgeführt und
anderweitig veranlaßt werden, zwischen ihnen gestreut zu
werden, um einen stabilen Modus mit sechs
Perioden pro Kreis zu bilden.
Nach Beendigung des vorgenannten Einfalls wird die an die
Hochfrequenz-Kammer 8 angelegte Spannung erhöht, um die Energie
zu steigern durch gegenseitige Verknüpfung der Intensität der
magnetischen Felder der bipolaren Elektroden 6 und der
tetrapolaren Elektroden 7. Der Kicker 9 wird zu dem Zeitpunkt
gestartet, zu dem die Energie den vorbestimmten Pegel erreicht
hat, und die Strahlen werden hierdurch abgelenkt von der
stabilisierten Umlaufbahn und am Ablenkelement (Deflektor) 10
nach auswärts gebogen, wobei sie zur Hochenergie-Transportröhre
11 ausgesendet werden.
Die dermaßen herausgeführten Strahlen können sich für eine
kurze Zeitperiode verteilen und werden dann in einen nicht
dargestellten Speicherring oder in einen Analysator eingeführt,
wobei sie durch an der Transportröhre 11 angeordnete
tetrapolare Elektroden 7e, 7f fokussiert werden.
Fig. 2 zeigt eine Darstellung des Prinzips der Wirkungsweise
eines anderen Synchrotrons konventioneller Bauart, das in
"Journal of Japan Physical Society", Bd. 17, Nr. 4 (1962),
S. 271-278, beschrieben ist, wobei dieses Synchrotron die
gleiche Konstruktion hat wie das Synchrotron von Fig. 1. Wie in
Fig. 2 gezeigt ist, bilden bipolare Ablenk-Elektromagnete 6 die
zentrale Umlaufbahn 22 für die geladenen Teilchen. Entlang der
zentralen Umlaufbahn sind ein Ablenkelement (Inflektor) 3 zum
Einlaß der von einem Linearbeschleuniger 1 stammenden geladenen
Teilchen in das Synchrotron und eine Hochfrequenzkammer 8 zur
Energieabgabe an die geladenen Strahlen angeordnet.
Fig. 3 zeigt einen konventionellen bipolaren
Ablenk-Elektromagneten 6, der mit Ablenkspulen 11 ausgestattet
ist, die mittels Spulenklammern 12 an einen Eisenkern 13
angepaßt sind, und eine Vakuumkammer 4, durch welche die
geladenen Strahlen passieren. Die geladenen Strahlen, die vom
Hilfsbeschleuniger 1 durch das Ablenkelement (Inflektor) 3
herkommen, werden im Ablenk-Elektromagnet 6 abgelenkt und
bilden die geschlossene Umlaufbahn 22, die in Fig. 2 gezeigt
ist. Der Krümmungsradius δ der geladenen Strahlen ist
proportional zu deren Energie E und umgekehrt proportional zum
Magnetfeld B des Ablenk-Elektromagneten 6, d. h.
δ α E/B.
Wenn Energie mittels der Hochfrequenz-Kammer 8 auf die
geladenen Strahlen übertragen wird, wird das magnetische Feld
des bipolaren Ablenk-Elektromagneten 6 proportional erhöht, um
Änderungen der Umlaufbahn der geladenen Strahlen zu verhindern.
Dieser Vorgang wird allgemein als Beschleunigung der geladenen
Teilchen durch das Synchrotron bezeichnet. Die zur
Beschleunigung benötigte Zeit liegt normalerweise im Bereich
von 10 bis mehreren 100 ms. Mit anderen Worten, der bipolare
Ablenk-Elektromagnet 6 wird innerhalb der Zeit von 10 bis
mehreren 100 ms erregt aus einem schwachen magnetischen Feld
(im allgemeinen einige 10 Gauss) entsprechend der Energie des
einfallenden geladenen Strahls bis zu einem starken
magnetischen Feld (im allgemeinen über 10 000 Gauss)
entsprechend der Energie des beschleunigten geladenen Strahls.
Dementsprechend hat der Eisenkern 13 des bipolaren
Ablenk-Elektromagneten 6 üblicherweise einen laminierten Aufbau.
Fig. 4(a) bis 4(c) zeigen zur Illustration der Problematik die Konfiguration eines Eisenkerns 13
und Fig. 5 zeigt die Konfiguration einer laminierten
Eisenplatte 14. In Fig. 4(b) zeigt eine gerade Linie 16 die
Richtung, in welcher die Eisenplatten laminiert sind.
Keilförmige Füllkörper 15 dienen zur Bildung des fächerförmigen
Eisenkerns 13. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, ist der keilförmige
Füllkörper 15 derart geformt, daß verschobene Eisenplatten
laminiert werden, und zeigt eine Festigkeit, die geringfügig
niedriger ist als diejenige eines gewöhnlichen Laminats. Die
laminierten Eisenplatten 14 werden zwischen den keilförmigen
Füllkörpern 15 laminiert. Die keilförmigen Füllkörper 15 sind
in gleichen Abständen innerhalb des Eisenkerns 13 angeordnet
und formen den fächerförmigen laminierten Eisenkern. Jedes der
beiden Enden des Eisenkerns von Fig. 4(b) entspricht einem Teil
des Radius des Bogens des fächerförmigen Kerns.
In konventionellen Synchrotrons
werden mehr als sechs bipolare Elektromagnete verwendet,
wodurch die Synchrotrons in ihren Abmessungen groß und teuer
werden. Es ist notwendig, die Anzahl der bipolaren
Elektromagnete zu verringern, um das Gerät kompakt zu machen.
Jedoch kann dabei das Problem auftreten, daß die geladenen
Teilchen veranlaßt werden, mit der Wand der Vakuumkammer zu
kollidieren, und verloren gehen, weil der Ablenkungswinkel
eines jeden bipolaren Elektromagneten vergrößert werden muß, so
daß die Fokussierwirkung auf die geladenen Teilchen in
horizontaler Richtung zunimmt.
IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-26, No. 3,
Juni 1979, Seiten 3839 bis 3841 offenbart ein Synchrotron mit
acht entlang einer Vakuumkammer angeordneten bipolaren
Magneten, deren Eisenkern-Endflächen, die die Vakuumkammer
schneiden, so angeordnet sind, daß die Senkrechte, die von der
jeweiligen Endfläche von der Umlaufbahn nach außen gerichtet
ist, und die Röhrenachse der Vakuumkammer einen vorgegebenen
Winkel bilden.
Der Strahl tritt in den laminierten Eisenkern unter
einem Winkel von 22,5° ein, durchläuft die
Laminierung mit einem auf 0° abnehmenden Winkel,
der austrittsseitig wieder auf 22,5° ansteigt. Dabei
wird der Strahl um das Doppelte des Eintrittswinkels,
d. h. 45°, abgelenkt.
Ein Proton Synchrotron mit einer Anordnung mit vier 90°-
Ablenkmagneten ist in der US-PS 25 99 188 offenbart.
Die Bahnmagneten weisen, wie die in
Fig. 1 gezeigten Dipolarmagneten 6 senkrechte Endflächen zur
Umlaufbahn der Teilchen auf und bestehen aus Lamellen, welche
radial zur Umlaufbahn orientiert sind.
Die Lamellen weisen erste Bereiche auf, zwischen denen die
Vakuumkammer angeordnet ist, und einen zweiten Bereich, welcher
neben der Vakuumkammer angeordnet ist und die
ersten Bereiche verbindet.
Auf den Seiten 864 bis 870 der "Nuclear Instruments and
Methods in Physics Research", Band 10/11 (1985), ist ein
Speicherring bekannt, in dem Hochenergieteilchen zur
Speicherung eingekoppelt und ausgekoppelt werden können. Die
gesamte Anordnung ist in einer evakuierten Kammer aufgenommen
und weist vier in einem Kreis angeordnete Ablenkmagnete auf,
die schräge Endflächen aufweisen. Zwischen zwei
Ablenkmagneten ist eine Ablenkelektrode und ein RF-
Beschleuniger gemeinsam in einem Gehäuse untergebracht. In
diesem Speicher wird keine Vakuumkammer für den Umlauf der
geladenen Teilchen verwendet, vielmehr ist die gesamte Kammer
evakuiert und die Teilchen werden durch die Ablenkmagnete auf
ihrer Umlaufbahn gehalten. Außerdem sind Ablenkelemente
vorgesehen, die die Umlaufbahn der Teilchen auslenken können,
wobei die Teilchen dann an einem anderen Abschnitt der
schrägen Endflächen der Ablenkmagnete eintreten und
austreten. Es werden also die gesamten Endflächen der
jeweiligen Elektromagnete für die Funktion des Speicherrings
benötigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit,
ein Synchrotron zu schaffen, welches kompakt und
kostengünstig ist und trotz geringer Abmessungen eine
Kollision der Teilchen mit der Wand der Vakuumkammer
verhindern kann und eine gute Feldhomogenität
in den Ablenkmagneten bietet.
Diese Aufgabe wird durch ein Synchrotron gelöst, welches die
Merkmale des Patentanspruchs 1 umfaßt.
Damit wird in vorteilhafter Weise gewährleistet,
daß der lineare Bereich der Vakuumkammer kürzer gestaltet
werden kann und folglich ein kompaktes Synchrotron weniger
teuer hergestellt werden kann. Außerdem wird dadurch in
vorteilhafter Weise erreicht, daß die bipolaren Magnete
leichter sind, da der eine Eisenkern eine geringere Masse
aufweist, weil nur derjenige Bereich
bezüglich der Vakuumkammer abgeschrägt ist. Da also
die eine Endfläche des zweiten Eisenkernbereichs, welche die
Vakuumkammer nicht schneidet, senkrecht zur Achse der
Vakuumkammer ist, können die bipolaren Magnete kompakter
gestaltet werden und ihre Vorsprünge zum linearen Bereich
ebenfalls minimiert werden. Somit behindert also der bipolare
Magnet nicht die Anordnung anderer Einrichtungen, wie zum
Beispiel von tetrapolaren Magneten und Inflektoren oder
Deflektoren, die ebenfalls zwischen den bipolaren Magneten
angeordnet sind.
Der Eisenkern ist in
fächerförmiger Gestalt ausgebildet, mit laminierten
Eisenplatten und dazwischen liegenden keilförmigen
Füllkörpern, wobei jeder Endabschnitt des Eisenkerns nur aus
einzelnen laminierten Eisenplatten gebildet ist. Diese sind
auf unterschiedliche Längen
abgeschnitten, so daß durch deren Auflaminierung die zwei
Endflächen an jedem Endabschnitt des bipolaren Magnets
einfacherweise gebildet werden können.
Fernerhin hat der bipolare Elektromagnet gemäß der Erfindung
einen fächerförmigen Eisenkern, dessen beide Enden nur durch
laminierte Eisenplatten gebildet werden, wobei keilförmige
Füllkörper nur in den Kreisbogenbereich des Kerns eingesetzt
sind. Daher kann erfindungsgemäß nicht nur die mechanische
Festigkeit der beiden Enden, sondern auch die Genauigkeit des
magnetischen Feldes an den beiden Enden verbessert werden.
Ausgehend von einem konventionellen Synchrotron wird die Erfindung nachfolgend anhand
der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. In
den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 ein konventionelles Synchrotron in der Ansicht,
Fig. 2 eine Darstellung des Prinzips der Wirkungsweise des
konventionellen Synchrotrons,
Fig. 3 einen konventionellen bipolaren Elektromagneten in
perspektivischer Darstellung,
Fig. 4(a) den Eisenkern eines bipolaren
Elektromagneten in der Ansicht,
Fig. 4(b) den Gegenstand der Fig. 4(a) in der Ansicht von oben,
Fig. 4(c) den Gegenstand der Fig. 4(a) in der Seitenansicht,
Fig. 5 eine der laminierten Eisenplatten, die den Eisenkern
gemäß Fig. 4 bilden, in der Seitenansicht,
Fig. 6 den keilförmigen Füllkörper von Fig. 4 im Schnitt,
Fig. 7 ein
Synchrotron in der Ansicht, zur Erläuterung der erfindungsgemäßen
Problematik,
Fig. 8 den Bereich des bipolaren Elektromagneten aus Fig. 7
in vergrößerter Darstellung,
Fig. 9 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Synchrotrons in der Ansicht,
Fig. 10 den bipolaren Elektromagneten von Fig. 9 in der
Ansicht und
Fig. 11 den wesentlichen Teil eines Eisenkerns
eines erfindungsgemäßen Synchrotrons
in der Ansicht.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 und 8 wird nachfolgend eine Erläuterung
der der Erfindung zugrundeliegenden Problematik gegeben. In Fig. 7 und 8
bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 gleiche oder
entsprechende Teile.
Wie in Fig. 7 dargestellt ist, sind vier bipolare
Elektromagnete 6 entlang der Wandung der Vakuumkammer 4
angeordnet, welche eine geschlossene Umlaufbahn bildet. Fig. 8
ist eine vergrößerte Ansicht des Bereiches des bipolaren
Elektromagneten 6. Die Endfläche 6a des bipolaren
Elektromagneten 6 ist derart gestaltet, daß die Senkrechte 32
zur Endfläche 6a außerhalb der geschlossenen Umlaufbahn liegt,
welche mit der Röhrenachse 33 der Vakuumkammer 4 gebildet ist.
Der Winkel der Senkrechten 32 zur Röhrenachse 33 beträgt
ungefähr 20°.
Die Wirkungsweise des Synchrotrons wird nachfolgend
beschrieben. Die geladenen Teilchen, die durch den
Hilfsbeschleuniger 1 beschleunigt werden, werden durch eine
Niederenergie-Transportröhre 2 geschickt und durch ein
Ablenkelement (Inflektor) 3 in ihrer Bahn abgebogen, bevor sie
in die Vakuumkammer 4 eingeführt werden. Ein Störelement
(Perturbator) 5 verschiebt die Umlaufbahn der geladenen
Teilchen zunächst von der geschlossenen Umlaufbahn nach außen
und stellt die Umlaufbahn in der Folge wieder her, während die
eintretenden Teilchen hereingenommen werden. Die eintretenden
Teilchen werden in ihrer Bahn durch die bipolaren
Elektromagneten 6 abgebogen und zum Umlauf im geschlossenen
Kreis veranlaßt.
Da vier bipolare Elektromagnete 6
installiert sind, ist der Ablenkwinkel für die geladenen
Teilchen 90°. Deshalb wird die Fokussierwirkung in jedem
bipolaren Elektromagnet 6 größer. Da die Endfläche 6a des
bipolaren Elektromagneten 6 nicht senkrecht zur
Bewegungsrichtung der geladenen Teilchen steht, sondern da die
Senkrechte 32 zur Endfläche 6a außerhalb der Röhrenachse 33
liegt, wie in Fig. 8 dargestellt ist, werden jedoch in diesem
Fall die geladenen Teilchen an der Endfläche 6a in horizontaler
Richtung gestreut. Das bedeutet, daß die Fokussierwirkung auf
die geladenen Teilchen in horizontaler Richtung abgeschwächt
wird, so daß die geladenen Teilchen in stabiler Weise auf dem
geschlossenen Kreis bewegt werden.
Da die vier bipolaren Elektromagnete zur Bildung des
Synchrotrons verwendet werden, kann der Platzbedarf für das
Gerät verringert werden, und da die Anzahl der benötigten Teile
klein ist, kann es weniger teuer hergestellt werden.
Obleich der Winkel Θ der Senkrechten 32 zur Röhrenachse 33
auf ungefähr 20° festgesetzt ist, kann er größer als 15° und
kleiner als 25° sein. Falls der Winkel größer als 25° gemacht
wird, kann die Fokussierwirkung zu viel abgeschwächt werden,
und wenn die geladenen Teilchen den bipolaren Elektromagneten 6
verlassen, können sie mit der Wandung der Vakuumkammer 4 in der
Nähe des tetrapolaren Elektromagneten 7 kollidieren und
verloren gehen. Ist der Winkel Θ kleiner als 15°, kann die
Fokussierwirkung unzureichend abgeschwächt werden und bevor die
geladenen Teilchen vom bipolaren Elektromagneten 6 ausgesandt
werden, können sie beispielsweise mit der Wandung der
Vakuumkammer 4 in dem bipolaren Elektromagneten zusammenstoßen
und verlorengehen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 und 10 wird eine
Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 9 zeigt in der
Ansicht den Aufbau eines Synchrotrons
der Erfindung. Fig. 10 zeigt eine Ansicht des
bipolaren Elektromagneten nach dieser Ausführungsform.
Gemäß Fig. 9 und 10 sind bipolare Elektromagnete 6 an der
Peripherie einer Vakuumkammer 4 installiert. Sie sind durch
erste Eisenkerne 61 mit dazwischenliegender Vakuumkammer 4 und
durch einen zweiten Eisenkern 62 zum Verbinden der ersten
Eisenkerne gebildet, wobei eine Endfläche 61a des ersten
Eisenkerns 61 und eine Endfläche 62a des zweiten Eisenkerns 62
nicht die gleichen Ebenen bilden. Der Winkel zwischen der
Senkrechten auf die Endfläche 61a, die vom Eisenkern nach außen
weist, und der Röhrenachse der Vakuumkammer 4 ist
beispielsweise auf 20° festgesetzt. Die Endfläche 62a ist zur
Röhrenachse senkrecht gestellt (z. B. bildet die Endfläche 61a
mit der Endfläche 62a einen Winkel von 20°, wie in Fig. 10
gezeigt ist).
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform wird nachfolgend
beschrieben. Die durch den Hilfsbeschleuniger 1 beschleunigten
geladenen Teilchen werden durch die
Niederenergie-Transportröhre 2 gesandt und durch das
Ablenkelement (Inflektor) 3 abgebogen, bevor sie in die
Vakuumkammer 4 eingeleitet werden. Der Perturbator 5 verschiebt
die Umlaufbahn der geladenen Teilchen zunächst von der
geschlossenen Umlaufbahn und führt die Umlaufbahn in der Folge
nach innen zurück, während die geladenen Teilchen
hereingenommen werden. Die eintretenden Teilchen werden durch
die bipolaren Elektromagnete 6 abgelenkt und zum Umlauf im
geschlossenen Kreis veranlaßt.
Da die Endfläche 61a des Eisenkerns des bipolaren
Elektromagneten, der die Vakuumkammer schneidet, nicht
senkrecht zur Umlaufrichtung der geladenen Teilchen ist,
bewirkt die Endfläche, daß die geladenen Teilchen in der
horizontalen Richtung beim Ein- und Austritt gestreut werden,
während die Streuwirkung durch die konvergierende Wirkung in
den Ablenkbereichen aufgewogen wird, so daß die geladenen
Teilchen in ihrer Bahn stabil gehalten werden.
Da die Endfläche 62a des Eisenkerns, welcher die Vakuumkammer
nicht schneidet, senkrecht zur Achse der Vakuumkammer ist, kann
der bipolare Elektromagnet 6 auch kompakt gestaltet werden und
sein Vorsprung zum linearen Bereich wird ebenfalls minimiert.
Außerdem behindert der bipolare Elektromagnet nicht die
Anordnung anderer Einrichtungen wie z. B. von tetrapolaren
Elektroden und Eintritts- und Austrittsöffnungen.
Obgleich die tetrapolaren Elektroden und die Eintritts- und
Austrittseinrichtungen in den vorgenannten Ausführungsformen in
einer spezifischen Weise angeordnet wurden, können sie auch
hiervon abweichend angeordnet werden.
Fig. 11 zeigt
einen Eisenkern 13, welcher Endflächen aufweist, die um den Winkel
gedreht sind, um die konvergierende Kraft auf die geladenen
Teilchen zu verändern (z. B. zum Hinzufügen des Randeffektes).
Beide Enden des Eisenkerns 13 bestehen nur aus laminierten
Eisenplatten 140, von denen sich jede hinsichtlich ihrer
Gestalt von den anderen unterscheidet. Insbesondere sind die
Eisenplatten gemäß Fig. 5 auf der magnetischen Seite (der
linken Seite) um einen jeweils geringfügig unterschiedlichen
Betrag ausgeschnitten und in die laminierten Eisenplatten 140
geformt. Die keilförmigen Füllkörper 15 sind nur in die
Kreisbogenbereiche des Eisenkerns eingesetzt.
Da bei der obenerwähnten Ausbildung die keilförmigen
Füllkörper 15 nicht an beiden Enden des Eisenkerns 13
eingesetzt sind, wird die mechanische Festigkeit des
Endbereiches verbessert und es wird ermöglicht, einen
ausgezeichneten Randeffekt zu erzielen, der frei ist von
Störungen des magnetischen Feldes, welche von winzigen Spalten
in den keilförmigen Füllkörpern herrühren.
Aufgrund der Tatsache, daß
die Endfläche des Eisenkerns des bipolaren Elektromagneten,
welche die Umlaufrichtung der geladenen Teilchen schneidet, aus
zwei Flächen zusammengesetzt ist, ist ein kompaktes und
kostengünstiges Synchrotron erzielbar.
Aufgrund der Tatsache,
daß beide Enden des Eisenkerns nur aus laminierten Eisenplatten
bestehen und die keilförmigen Füllkörper nur in die
Kreisbogenbereiche des Eisenkerns eingesetzt sind, wird die
mechanische Festigkeit des Endbereiches des Eisenkerns erhöht
und die Störung des magnetischen Feldes an jedem Ende wirksam
reduziert.
Claims (2)
1. Synchrotron, umfassend:
- a) eine röhrenförmige Vakuumkammer (4), die eine geschlossene Umlaufbahn (22) zum Umlaufen für geladene Teilchen bildet; und
- b) maximal vier entlang der Vakuumkammer (4) angeordnete
bipolare Magnete (6) zum Ablenken der geladenen
Teilchen auf die Umlaufbahn (22), jeweils mit einem
Eisenkern (13) mit C-Profilquerschnitt, wobei
- b1) erste Eisenkernbereiche (61) vorgesehen sind, zwischen denen die Vakuumkammer (4) angeordnet ist, und jeder erste Eisenkernbereich (61) Endflächen (61a) aufweist, die so angeordnet sind, daß die von dem ersten Eisenkernbereich (61) wegweisende Senkrechte der jeweiligen Endfläche (61a) bezüglich der Umlaufbahn (22) nach außen gerichtet ist und mit der Röhrenachse der Vakuumkammer (4) einen vorgegebenen Winkel von 15° bis 25° bildet;
- b2) ein zweiter Eisenkernbereich (62) neben der Vakuumkammer (4) auf deren Innenseite bezüglich der Umlaufbahn (22) vorgesehen ist, welcher die ersten Eisenkernbereiche (61) verbindet, der Endflächen (62a) aufweist, die so angeordnet sind, daß die von dem zweiten Eisenkernbereich (62) wegweisende Senkrechte der jeweiligen Endfläche (62a) parallel zur Röhrenachse der Vakuumkammer (4) angeordnet ist;
- b3) der Eisenkern (13) ausgebildet ist mit Folgen von schichtförmig laminierten Eisenplatten (140) und Folgen von keilförmig laminierten Eisenplatten (14), welche Folgen sich in Bahnrichtung abwechselnd fächerförmig angeordnet sind; und
- b4) der Eisenkern (13) ausgebildet ist mit an den Endabschnitten schichtförmig laminierten Eisenplatten (140), welche zur Bildung der Endflächen (61a) der ersten Eisenkernbereiche (61) im Bereich dieser Endflächen (61a) von Platte zu Platte steigende Längen aufweisen.
2. Synchrotron nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der vorgegebene Winkel 20° beträgt.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2667832B2 (ja) * | 1987-09-11 | 1997-10-27 | 株式会社日立製作所 | 偏向マグネット |
GB2223350B (en) * | 1988-08-26 | 1992-12-23 | Mitsubishi Electric Corp | Device for accelerating and storing charged particles |
DE3943786C2 (de) * | 1988-11-24 | 1998-08-27 | Mitsubishi Electric Corp | Vorrichtung zum Speichern von geladenen Teilchen |
US5101169A (en) * | 1989-09-29 | 1992-03-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Synchrotron radiation apparatus |
JP4719241B2 (ja) * | 2008-04-15 | 2011-07-06 | 三菱電機株式会社 | 円形加速器 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2599188A (en) * | 1950-02-21 | 1952-06-03 | Atomic Energy Commission | Magnetic peeler for proton synchrotron |
GB1463001A (en) * | 1973-01-22 | 1977-02-02 | Varian Associates | Achromatic magnetic beam deflection system |
FR2320680A1 (fr) * | 1975-08-08 | 1977-03-04 | Cgr Mev | Dispositif de correction magnetique des trajectoires d'un faisceau de particules accelerees emergeant d'un cyclotron |
GB8421867D0 (en) * | 1984-08-29 | 1984-10-03 | Oxford Instr Ltd | Devices for accelerating electrons |
JPH0811041B2 (ja) * | 1993-05-18 | 1996-02-07 | 株式会社スワーク | 食品の製造方法およびその装置 |
-
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2607345A1 (fr) | 1988-05-27 |
FR2607345B1 (fr) | 1993-02-05 |
DE3717819A1 (de) | 1987-12-03 |
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