DE3918607A1 - Pulse-controlled electrostatic particle accelerator - Google Patents

Pulse-controlled electrostatic particle accelerator

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DE3918607A1
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Michel Roche
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Abstract

A pulse-controlled electrostatic particle accelerator has devices (16, 18) for generating particles, an acceleration electrode (8) which is charged to a high pulse voltage with respect to another electrode (2) which is pierced in order to allow the accelerated particles to pass through because of the voltage V, and has devices for raising the accelerating electrode through the voltage V, which has n + 1 conducting elements (R1, ..., Rn + 1) which are stacked on one another and are insulated from one another, n being greater than 1. The accelerating electrode and the other electrode are connected to the element in row n + 1 or to the element in row 1, respectively. The ferromagnetic cores (F1, ..., Fn-1) are arranged in intervals which are defined by the elements in rows 1 to n. Coaxial cable windings are arranged or designed on each core in order to bring the element in row n + 1 to the voltage V starting from a voltage V/n. Use for accelerating electrons. <IMAGE>

Description

1. Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrostatischen Teilchenbeschleuniger mit Impulssteuerung, d.h. einen elektrostatischen Beschleuniger, dessen Beschleunigungsspannung nur während eines kleinen Bruchteils der Zeit erzeugt wird, in Form von sich wiederholenden Impulsen.1. The present invention relates to a electrostatic particle accelerator with Impulse control, i.e. an electrostatic Accelerator whose acceleration voltage only generated during a small fraction of the time is in the form of repetitive impulses.

Diese sehr junge Technik liefert den wesentlichen Vorteil der Reduzierung der Durchschlagsgefahr sowohl in dem Spannungserzeuger als auch in dem Beschleunigungsintervall (oder "acceleration gap" gemäß der englischen Terminologie) derartiger Beschleuniger. Die in Rede stehende Technik wird derzeit bei Induktionsbeschleunigungsinjektoren verwendet, insbesondere in den USA in dem nationalen Laboratorium von Livermore.This very young technique provides the essentials Advantage of reducing the risk of breakdown both in the voltage generator as well as in that Acceleration interval (or "acceleration gap" according to the English terminology) of such accelerators. The technology in question is currently at Induction acceleration injectors used especially in the US in the national laboratory from Livermore.

Der Beschleuniger der vorliegenden Erfindung ist ein Teil der Beschleunigerfamilie genannt "von geringer Energie" (de basse ´nergie), d.h. von Beschleunigern, die geeignet sind, den durch sie beschleunigten Teilchen Energien zu verleihen zwischen einem Bereich ausgehend von ungefähr 100 keV bis einigen MeV.The accelerator of the present invention is a Part of the accelerator family called "from less Energy "(de basse ´nergie), i.e. from accelerators, which are suitable, the particles accelerated by them To give energies between an area from about 100 keV to a few MeV.

Die vorliegende Erfindung findet insbesondere Anwendungen in verschiedenen Bereichen der Physikforschung, die Teilchen, beispielsweise Elektronen, benötigen, die mit derartigen Energien beschleunigt sind, sowie in den Bereichen der Ionenimplantation und der Bestrahlung durch Elektronen oder Röntgenstrahlen, wobei die letzteren durch Verzögern der beschleunigten Elektronen in einem schweren Auffänger dank der Erfindung erzeugt werden.The present invention finds particular Applications in different areas of the Physics research, the particles, for example Electrons, need that with such energies are accelerated, as well as in the areas of Ion implantation and radiation from electrons  or x-rays, the latter by Decelerate the accelerated electrons in one heavy interceptors can be produced thanks to the invention.

Es sind bereits elektrostatische Beschleuniger bekannt, die impulsgesteuert sind, bei denen die im Beschleunigungsintervall aufgebrachte Impulsspannung mittels eines Transformators mit fraktioniertem Kern erhalten wird. Der Sekundärschaltkreis des Transformators, der nur eine Wicklung aufweist, ist mit den Elektroden verbunden, die die Beschleunigung der Teilchen ermöglicht, und umgibt den Fluß von n 1 ferromagnetischen Kernen, von denen die Primärschaltkreise, die ebenfalls nur eine Wicklung aufweisen, jeder durch einen Impuls der Spannung V 1 beaufschlagt werden. Auf diese Weise ist der Wert der Spannung, die an den Rändern des Sekundärschaltkreises erhalten wird gleich n 1 × V 1.Electrostatic accelerators are already known which are pulse-controlled and in which the pulse voltage applied in the acceleration interval is obtained by means of a transformer with a fractionated core. The secondary circuit of the transformer, which has only one winding, is connected to the electrodes, which enables the acceleration of the particles, and surrounds the flow of n 1 ferromagnetic cores, of which the primary circuits, which also have only one winding, each by a pulse voltage V 1 can be applied. In this way, the value of the voltage obtained at the edges of the secondary circuit is n 1 × V 1.

Diese bekannten Beschleuniger weisen einen Nachteil auf: die Menge des zu ihrer Verwirklichung notwendigen ferromagnetischen Materials ist sehr groß, was zu erhöhten Kosten, großen magnetischen Verlusten und einem erheblichen Platzbedarf für diese Beschleuniger führt.These known accelerators have a disadvantage: the amount of what is necessary to achieve it ferromagnetic material is very big, too increased costs, large magnetic losses and one leads to considerable space requirements for these accelerators.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel diesen Nachteil dadurch abzuschaffen, daß sie einen elektrostatischen, impulsgesteuerten Beschleuniger vorschlägt, der bei gleicher Betriebsweise bzw. Kapazität eine geringere Menge des ferromagnetischen Materials benötigt, als dies bei den vorgenannten bekannten Beschleunigern der Fall ist.The present invention aims at this disadvantage by abolishing an electrostatic, suggests pulse-controlled accelerator that at same operation or capacity a lower Amount of ferromagnetic material needed as this the case with the aforementioned known accelerators is.

Genauer hat die vorliegende Erfindung zum Gegenstand einen elektrostatischen Beschleuniger geladener Teilchen, der impulsgesteuert ist, wobei er aufweist:
Einrichtungen zur Erzeugung der Teilchen, wenigstens zwei Elektroden, die für die Beschleunigung dieser Teilchen vorgesehen sind, wobei eine der Elektroden, genannt Beschleunigungselektrode, dafür bestimmt ist, gegenüber der anderen Elektrode auf eine hohe Impulsspannung V gebracht zu werden, die geeignet ist zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld zu erzeugen, das die Teilchen beschleunigt, wobei die andere Elektrode durchbrochen ist, um den Hindurchtritt der beschleunigten Teilchen zu ermöglichen, undMore specifically, the present invention relates to an electrostatic charged particle accelerator which is pulse controlled, comprising:
Means for producing the particles, at least two electrodes intended for the acceleration of these particles, one of the electrodes, called the acceleration electrode, being designed to be brought to a high pulse voltage V , which is suitable between the electrodes, with respect to the other electrode generate an electric field which accelerates the particles, the other electrode being broken through to allow the accelerated particles to pass through, and

Einrichtungen zum Anheben der Beschleunigungselektrode auf die hohe Impulsspannung, wobei der Beschleuniger dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtungen zum Anheben der Beschleunigungselektrode auf die hohe Impulsspannung aufweist:
eine Anordnung von n+1 elektrisch leitenden übereinander angeordneten Elementen, die elektrisch gegeneinander isoliert sind, wobei die Anordnung so an einem Ende ein Element der Reihe 1 und an seinem anderen Ende ein Element der Reihe n+1 aufweist, wobei n eine ganze Zahl und wenigstens gleich 2 ist, die Beschleunigungselektrode elektrisch mit dem Element der Reihe n+1 verbunden ist und die genannte andere Elektrode elektrisch mit dem Element der Reihe 1 verbunden ist,Means for raising the accelerating electrode to the high pulse voltage, the accelerator being characterized in that the means for raising the accelerating electrode to the high pulse voltage comprises:
an arrangement of n +1 electrically conductive superposed elements which are electrically insulated from one another, the arrangement thus having at one end an element of the row 1 and at its other end an element of the row n +1, where n is an integer and is at least equal to 2, the accelerating electrode is electrically connected to the element of the row n +1 and said other electrode is electrically connected to the element of the row 1,

wenigstens n-1 ferromagnetische Kerne, wobei die n-1 Kerne entsprechend in den n-1 Intervallen angeordnet sind, die durch die Elemente der Reihe 1 bis n definiert sind, und wenigstens eine elektrische Leitung, wobei die genannte elektrische Leitung n-1 Spulen von N Wicklungen von einem Koaxialkabel in gleicher Richtung aufweist, entsprechend um die genannten n-1 ferromagnetischen Kerne, und so ausgebildet ist, um das Element der Reihe n+1 auf die hohe Impulsspannung V mittels einer Ausgangsimpulsspannung zu bringen, die gleich V/n ist, durch Anheben dieser Ausgangsspannung um V/n bei jedem der n-1 Intervalle, ausgehend von dem ersten von diesen, wobei N eine Zahl größer als 1 ist.at least n -1 ferromagnetic cores, the n -1 cores being arranged accordingly in the n -1 intervals defined by the elements of the series 1 to n , and at least one electrical line, said electrical line n -1 coils of N windings from a coaxial cable in the same direction, corresponding to the said n -1 ferromagnetic cores, and is designed to bring the element of the series n +1 to the high pulse voltage V by means of an output pulse voltage which is equal to V / n by increasing this output voltage by V / n at each of the n -1 intervals starting from the first of these, where N is a number greater than 1.

Die Tatsache der Verwendung von Spulen von N Wicklungen, wobei N eine Zahl größer als 1 ist, erlaubt die Verwendung von ferromagnetischen Kernen von geringerem Querschnitt, als bei jenen, die in den obengenannten bekannten Beschleunigern verwendet werden, und somit die Verwendung einer geringeren Menge an ferromagnetischem Material, als bei diesen bekannten Beschleunigern. In der vorliegenden Erfindung kann die Menge sogar um einen großen Faktor verringert sein, in der Größenordnung von 3 bis 10, bezüglich jener die bei gleicher Betriebsweise in diesen bekannten Beschleunigern notwendig wäre.The fact of using coils of N windings, where N is a number greater than 1, allows the use of ferromagnetic cores of smaller cross section than those used in the known accelerators mentioned above, and thus the use of a smaller amount ferromagnetic material than in these known accelerators. In the present invention, the amount may even be reduced by a large factor, on the order of 3 to 10, relative to that which would be necessary with the same mode of operation in these known accelerators.

Gemäß einer ersten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigers, weist dieser Beschleuniger n elektrische Leitungen, die entsprechend von n Koaxialkabeln gebildet werden, für alle ganzen Zahlen p größer oder gleich 3 und kleiner oder gleich n, wobei das Kabel des Rangs bzw. der Reihe p die genannten N Wicklungen auf jedem Kern der Reihe kleiner oder gleich p-1 bildet, für jede ganze Zahl k größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich n, die Kabelumklöppelung bzw. ummantelung (la tresse) und die Seele des Ausgangsendes des koaxialen Kabels der Reihe k entsprechend elektrisch verbunden sind mit dem Element der Reihe k und dem Element der Reihe k+1, die Spannung V/n zwischen der Seele und der Kabelumklöppelung des Eingangsendes eines jeden dieser koaxialen Kabel der Reihe k angelegt wird, jede Wicklung elektrisch isoliert ist von den Elementen zwischen denen sie angeordnet ist, und die Länge eines jeden Kabels und der Aufbringaugenblick der Spannung V/n an jedem Kabel derart sind, daß die Spannungen V/n gleichzeitig an den Ausgangsenden der Kabel ankommen.According to a first particular embodiment of the accelerator according to the invention, this accelerator has n electrical lines, which are formed correspondingly from n coaxial cables, for all integers p greater than or equal to 3 and less than or equal to n , the cable of the rank or the row p being the called N windings on each core of the series less than or equal to p -1 forms, for each integer k greater than or equal to 1 and less than or equal to n , the cable looping or sheathing (la tresse) and the soul of the output end of the coaxial cable of the series k are correspondingly electrically connected to the element of the series k and the element of the series k +1, the voltage V / n is applied between the core and the cable looping of the input end of each of these coaxial cables of the series k , each winding is electrically insulated from the elements between which it is placed and the length of each cable and the instantaneous application of the voltage V / n on each Cables are such that the voltages V / n arrive at the output ends of the cables at the same time.

Gemäß einer zweiten besonderen Ausführungsform, die die Abnahme der Zahl der auf die Kerne aufzuwickelnden Wicklungen bezüglich der ersten besonderen Ausführungsform ermöglicht, ist eine einzige elektrischen Leitung vorgesehen, und weist n Koaxialkabelabschnitte derselben Länge auf, wobei die Kabelabschnitte der Reihe 2 bis n entsprechend die n-1 Wicklungen aufweisen, für jede ganze Zahl p größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich n, die Kabelumklöppelung des Eingangsendes des Abschnittes der Reihe p elektrisch verbunden ist mit der Kabelumklöppelung des Ausgangsendes des Abschnittes der Reihe p-1 sowie mit dem Element der Reihe p-1, während die Seele des Eingangsendes des Abschnittes der Reihe p elektrisch verbunden ist mit der Seele des Ausgangsendes des Abschnittes der Reihe p-1, sowie mit dem Element der Reihe p, die Spannung V/n zwischen der Seele und der Kabelumklöppelung des Ausgangsendes des Abschnittes der Reihe 1 aufgebracht wird, die Kabelumklöppelung und die Seele des Ausgangsendes des Abschnittes der Reihe n entsprechend elektrisch mit dem Element der Reihe n und dem Element der Reihe n+1 elektrisch verbunden sind, und jede Wicklung elektrisch isoliert von den Elementen ist, zwischen denen sie angeordnet ist. According to a second particular embodiment, which enables the number of windings to be wound on the cores to be reduced with respect to the first particular embodiment, a single electrical line is provided and has n coaxial cable sections of the same length, the cable sections in the row 2 to n corresponding to the n -1 windings have, for each integer p greater than or equal to 2 and less than or equal to n , the cable looping of the input end of the section of the row p is electrically connected to the cable looping of the output end of the section of the row p -1 and the element of the row p -1, while the core of the input end of the section of the row p is electrically connected to the core of the output end of the section of the row p -1, as well as to the element of the row p , the voltage V / n between the core and the cable loop of the Output end of the section of row 1 is applied, the cable looping and the Seel e of the output end of the section of row n are correspondingly electrically connected to the element of row n and the element of row n +1, and each winding is electrically insulated from the elements between which it is arranged.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung sind Elektroden gegenüber dem Element der Reihe 1 derart angeordnet, daß die Beschleunigungselektrode eingefaßt wird von dem letzteren und der genannten anderen Elektrode, wobei die Elemente der Reihe 1 bis n entsprechend n Koaxialausnehmungen aufweisen, die andere Elektrode in dichtender Weise an ihrem Umfang mit dem Element der Reihe 1 verbunden ist, jedes Element in dichtender Weise mit dem Element der unmittelbar oberen Reihe durch einen dichtenden und elektrisch isolierenden Ring verbunden ist, der die Löcher dieser beiden Elemente umgibt, und die Beschleunigungselektrode elektrisch mit dem Element der Reihe n+1 durch einen elektrischen Leiter verbunden ist, der die n Löcher durchquert.In a special embodiment of the invention, electrodes are arranged opposite the element of row 1 in such a way that the accelerating electrode is bordered by the latter and the other electrode mentioned, the elements of row 1 to n correspondingly having n coaxial recesses, the other electrode in a sealing manner is connected at its periphery to the element of the row 1, each element is sealingly connected to the element of the immediately upper row by a sealing and electrically insulating ring which surrounds the holes of these two elements, and the accelerating electrode is electrically connected to the element of the Row n +1 is connected by an electrical conductor that crosses the n holes.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Elemente der Reihe 1 bis n entsprechend n andere koaxiale Löcher oder Ausnehmungen auf, die für den Hindurchtritt der genannten Leitung vorgesehen sind, wobei die n-1 ferromagnetischen Kerne ringförmig und koaxial sind, und die den Kernen gemeinsame Achse und die den anderen Löchern gemeinsame Achse zusammenfallen.In a preferred embodiment, the elements of the series 1 to n correspondingly have n other coaxial holes or recesses which are provided for the passage of said line, the n -1 ferromagnetic cores being annular and coaxial, and having the axis common to the cores and the axis common to the other holes coincide.

Vorzugsweise ist die gemeinsame Achse der Kerne und die gemeinsame Achse der Löcher parallel.Preferably, the common axis of the cores and the common axis of the holes parallel.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigers weist dieser weiterhin einen ferromagnetischen Kern im Intervall der Reihe n, zwischen den Elementen der Reihen n und n-1, und wenigsten ein weiteres koaxiales Kabel auf, das eine Spule mit N Wicklungen auf jedem der n Kerne trägt und in derselben Richtung verläuft, wie die Spulen der elektrischen Leitung, und der vorgesehen ist, um wenigstens eine der Teilchenerzeugungseinrichtung mit Spannung zu versorgen, wobei die Spule des Intervalls der Reihe n elektrisch isoliert ist von den Elementen zwischen denen sie angeordnet ist.In a special embodiment of the accelerator according to the invention, it furthermore has a ferromagnetic core in the interval of the row n , between the elements of the rows n and n -1, and at least one further coaxial cable which carries a coil with N windings on each of the n cores and runs in the same direction as the coils of the electrical line and which is intended to supply voltage to at least one of the particle generation means, the coil of the interval of the series n being electrically insulated from the elements between which it is arranged.

In diesem Fall, und wenn die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die oben genannte ist, (Elemente, die entsprechend mit weiteren koaxialen Löchern versehen sind), verwendet wird, kann man den erfindungsgemäßen Beschleuniger derart verwirklichen, daß der Kern, der im Zischenraum der Reihe n angeordnet ist, ringförmig ist, daß die n Kerne und die genannten n anderen Löcher, die jenen zugeordnet sind, koaxial verlaufen, und daß jedes weitere koaxiale Kabel diese n Löcher durchquert.In this case, and if the preferred embodiment of the invention, which is mentioned above (elements which are correspondingly provided with further coaxial holes), is used, the accelerator according to the invention can be realized in such a way that the core which is in the hissing space of the series n is arranged in a ring shape, that the n cores and said n other holes, which are assigned to them, run coaxially, and that every further coaxial cable passes through these n holes.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt:More details, features and advantages of the Invention result from the following Description with reference to the drawing. In this shows:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigers, Fig. 1 is a schematic view of a first specific embodiment of the accelerator according to the invention,

Fig. 2A und 2B schematisch die Spulen oder Wicklungen der Koaxialkabel, die in der ersten besonderen Ausführungsform verwendet werden; Figs. 2A and 2B schematically the coils or windings of the coaxial cables that are used in the first specific embodiment;

Fig. 3 schematisch elektronische Schaltkreise, die geeignet sind, Impulsspannungen zu erzeugen für deren Zuführungen zu dem Beschleuniger, der in Fig. 1 dargestellt ist; Fig. 3 schematically shows electronic circuits which are suitable for generating pulse voltages for their supply to the accelerator which is shown in Fig. 1;

Fig. 4 ein Schaubild das, die zeitliche Entwicklung dieser Zuführspannungsimpulse zeigt; Fig. 4 is a graph showing the temporal development of these supply voltage pulses;

Fig. 5 ein Schaubild, das den Hysteresezyklus des ferromagnetischen Materials zeigt, aus dem die Kerne gebildet sind, die der in Fig. 1 abgebildete Beschleuniger aufweist; und Fig. 5 is a graph showing the hysteresis cycle of the ferromagnetic material from which the cores are formed which the accelerator shown in Fig. 1 has; and

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer zweiten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigers. Fig. 6 is a schematic representation of a second particular embodiment of the accelerator according to the invention.

In Fig. 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigers dargestellt. In der ersten besonderen Ausführungsform weist der Beschleuniger eine Anordnung von n+1 elektrisch leitenden Elementen in Form von Platten auf, genannt "Äquipotentielle Verteiler" ("r´partiteurs ´quipotentiels") R 1, R 2, . . ., Rn, Rn+1. Die Verteiler R 1 bis Rn sind übereinander angeordnet und jeweils mit n koaxialen Löchern T 1, T 2, . . ., Tn von gleichem Durchmesser durchsetzt. Der Verteiler R 1 ist elektrisch und dichtend mit einem luftleeren Raum 2 in Form einer Abdeckhaut verbunden, die elektrisch leitend und auf Masse gelegt ist, die das Loch T 1 umgibt, und die gegenüber diesem Loch T 1 durchbrochen ist, um den Austritt von beschleunigten Teilchen wie es im Nachfolgenden beschrieben sein wird, zu ermöglichen. Der Raum 2 ist auf abgedichtete Weise mit einem Rohr 4 verbunden, wo das Vakuum erzeugt wird, und in dem die beschleunigten Teilchen ihren Weg in Richtung des Ortes ihrer Verwendung verfolgen.In Fig. 1 a first embodiment of the accelerator according to the invention is shown schematically. In the first particular embodiment, the accelerator has an arrangement of n +1 electrically conductive elements in the form of plates, called "equipotential distributors"("r´partiteurs´quipotentiels") R 1 , R 2 ,. . ., Rn , Rn +1. The distributors R 1 to Rn are arranged one above the other and each with n coaxial holes T 1 , T 2 ,. . ., Tn of the same diameter. The distributor R 1 is electrically and sealingly connected to an air-free space 2 in the form of a covering skin which is electrically conductive and grounded, which surrounds the hole T 1 and which is perforated with respect to this hole T 1 in order to accelerate the leakage To enable particles as will be described in the following. The space 2 is connected in a sealed manner to a pipe 4 where the vacuum is created and in which the accelerated particles follow their way towards the place of their use.

Die n+1 äquipotentiellen Verteiler sind elektrisch isoliert voneinander durch n identische, elektrisch isolierende und koaxiale Ringe A 1, A 2, . . ., An. Diese Ringe haben einen Innendurchmesser der größer ist als der Durchmesser der Löcher T 1, . . ., Tn und jeder der Ringe verbindet zwei Verteiler in dichtender Weise und umgibt die beiden Löcher, mit denen die beiden Verteiler entsprechend versehen sind, wobei die Anordnung der n Isolierringe das Aussehen eines Rohres hat, das als "Isolatorrohr" bezeichnet wird und dessen Achse gleich jene der Löcher T 1 bis Tn.The n +1 equipotential distributors are electrically isolated from one another by n identical, electrically insulating and coaxial rings A 1 , A 2 ,. . ., To . These rings have an inner diameter that is larger than the diameter of the holes T 1 ,. . ., Tn and each of the rings connects two manifolds in a sealing manner and surrounds the two holes with which the two manifolds are appropriately provided, the arrangement of the n insulating rings having the appearance of a pipe called "insulator pipe" and its axis same as that of holes T 1 to Tn .

Die isolierenden Ringe können aus Plastik, aus Glas, oder Keramik gebildet sein und die n+1 äquipotentiellen Verteiler können in einer metallischen Platte ausgebildet sein. Die Dichtheit zwischen den unterschiedlichen isolierenden Ringen und den Verteilern kann durch torische Dichtungen, nicht dargestellt, oder durch Kleben erreicht werden.The insulating rings can be made of plastic, glass, or ceramic, and the n + 1 equipotential distributors can be formed in a metallic plate. The tightness between the different insulating rings and the distributors can be achieved by toric seals, not shown, or by gluing.

Pumpeinrichtungen sind vorgesehen, um ein geeignetes Vakuum im leeren Raum 2 und dem Isolatorrohr zu schaffen, d.h. in der Zone die sich vom Verteiler R 1 bis zum Verteiler Rn+1 erstreckt und die durch die verschiedenen isolierenden Ringe begrenzt ist.Pump devices are provided to create a suitable vacuum in the empty space 2 and the insulator tube, ie in the zone which extends from the distributor R 1 to the distributor Rn +1 and which is limited by the various insulating rings.

Der in Fig. 1 dargestellte Beschleuniger weist ebenfalls eine Beschleunigungselektrode 8 auf, die in dem Raum 2 gegenüber der Öffnung angeordnet ist, mit der er versehen ist. Diese Beschleunigungselektrode 8 wird mit hoher Impulsspannung mittels einer rohrförmigen Stütze (10) gespeist, die elektrisch leitend ist, die sich in dem Isolatorrohr entlang der Achse X 1 gemeinsam zu den Löchern T 1 bis Tn erstreckt, bis zum Verteiler Rn+1 zu dem es elektrisch und in dichtender Weise verbunden ist. The accelerator shown in FIG. 1 also has an acceleration electrode 8 which is arranged in the space 2 opposite the opening with which it is provided. This accelerating electrode 8 is supplied with high pulse voltage by means of a tubular support ( 10 ) which is electrically conductive and which extends in the insulator tube along the axis X 1 together to the holes T 1 to Tn , to the distributor Rn +1 to which it is electrically and sealingly connected.

Dieser Verteiler Rn+1 ist gemäß Achse X 1 ausgespart, die gemeinsam ist mit denen der Löcher T 1 bis Tn derart, daß die rohrförmige Stütze (10) dichtend mit Verteiler Rn+1 am Umfang des so erhaltenen Lochs 12 verbunden ist. Das Loch 12 erlaubt den Hindurchtritt eines oder mehrerer koaxialer Kabel 14 in der rohrförmigen Stütze bzw. in dem rohrförmigen Support 10 bis zur Beschleunigungselektrode 8. Dieses oder diese koaxialen Kabel 14 können für verschiedene elektrische Zuführungen verwendet werden, die zur Funktionsweise dieser Beschleunigungselektrode notwendig sind.This distributor Rn +1 is recessed along axis X 1 , which is common to those of the holes T 1 to Tn such that the tubular support ( 10 ) is sealingly connected to distributor Rn +1 on the circumference of the hole 12 thus obtained. The hole 12 allows one or more coaxial cables 14 to pass through in the tubular support or in the tubular support 10 to the acceleration electrode 8 . This or these coaxial cables 14 can be used for various electrical leads which are necessary for the functioning of this acceleration electrode.

Unter Annahme beispielsweise, daß der in Fig. 1 dargestellte Beschleuniger dazu bestimmt ist, Elektronen zu beschleunigen, ist die Beschleunigungselektrode 8 hohl und weist gegenüber dem Loch, mit dem der Raum 2 versehen ist, ein Element 16 auf, das in der Lage ist Elektronen, zu emitieren, wenn es aufgeheizt wird. Hierzu ist ein Filament bzw. ein Faden 18 im Innern der Elektrode 8 dem Element 16 gegenüberliegend und in dessen Nähe angeordnet. Das Filament 18 ist mit einem Ende mit der Seele des Koaxialkabels 14 und mit seinem anderen Ende mit der Kabelklöppelung dieses Kabels 14 verbunden. Wie es nachfolgend ersichtlich wird, weist das Kabel 14 von dem ein Ende so mit dem Filament verbunden ist, unterschiedliche Spulen und an seinem anderen Ende eine kontinuierliche elektrische Spannung auf, die durch eine geeignete Quelle 20 geliefert wird, die zwischen der Seele und der Ummantelung des Koaxialkabels 14 angelegt wird, wobei diese kontinuierliche Spannung geeignet ist für das Aufheizen des Filaments bzw. Fadens 18. Wenn der Faden aufgeheizt wird, wird das Element 16 ebenfalls aufgeheizt und emitiert aus diesem Grund Elektronen. Diese Elektronen werden sodann im Beschleunigungsraum beschleunigt, der zwischen der Bescheunigungselektrode 8 und dem Loch vorhanden ist, mit dem der Raum 2 versehen ist, und durchqueren dieses Loch.Assuming, for example, that the accelerator shown in Fig. 1 is intended to accelerate electrons, the accelerating electrode 8 is hollow and has an element 16 which is capable of electrons opposite the hole with which the space 2 is provided to emit when it is heated. For this purpose, a filament or thread 18 is arranged inside the electrode 8 opposite the element 16 and in the vicinity thereof. The filament 18 is connected at one end to the core of the coaxial cable 14 and at the other end to the cable loop of this cable 14 . As will be seen below, the cable 14, one end of which is connected to the filament, has different coils and, at the other end, a continuous electrical voltage supplied by a suitable source 20 which is between the core and the sheath of the coaxial cable 14 is applied, this continuous tension being suitable for heating the filament or thread 18 . When the filament is heated, element 16 is also heated and for this reason emits electrons. These electrons are then accelerated in the acceleration space, which is present between the accelerating electrode 8 and the hole with which the space 2 is provided, and pass through this hole.

Zur Beschleunigung der Elektronen ist die hohe elektrische Impulsspannung, die an die Beschleunigungselektrode angelegt wird, negativ, wobei der Raum 2 an Masse gelegt ist.In order to accelerate the electrons, the high electrical pulse voltage that is applied to the accelerating electrode is negative, the space 2 being connected to ground.

Die äquipotentiellen Verteiler, die plattenförmig sind, stehen einerseits des Isolatorrohres, der weiter oben aufgeführt ist, auf dessen linker Seite gemäß Fig. 1 weit über. Der in dieser Fig. 1 dargestellte Beschleuniger weist weiterhin auf dieser Seite eine Anordnung aus n-1 ringförmigen und geschichteten ferromagnetischen Kernen F 1, F 2, . . ., Fn-1 auf. Diese Kerne sind koaxial angordnet, und ihre gemeinsame Achse X 2 ist parallel zur Achse X 1, die gemeinsame Achse zu den Ringen A 1, . . ., An derart ist, daß die gesamte Anordnung der übereinandergeschichteten Kerne parallel zum Isolatorrohr verläuft, wobei jeder Kern zwischen zwei äquipotentiellen Verteilern angeordnet ist, nämlich F 1 zwischen R 1 und R 2, F 2 zwischen R 2 und R 3, . . . Fn-1 zwischen Rn-1 und Rn.The equipotential distributors, which are plate-shaped, are on the one hand of the insulator tube, which is listed further above, on the left side according to FIG. 1, far above. The accelerator shown in FIG. 1 furthermore has an arrangement of n -1 ring-shaped and layered ferromagnetic cores F 1 , F 2 ,. . ., Fn -1 on. These cores are arranged coaxially, and their common axis X 2 is parallel to the axis X 1 , the common axis to the rings A 1 ,. . ., An is such that the entire assembly of the stacked cores parallel to the insulator tube, each core is arranged between two equipotential distribution, namely, F 1 between R 1 and R 2, F 2 between R 2 and R 3. . . Fn -1 between Rn -1 and Rn .

Jeder ferromagnetische Kern hat beispielsweise torische Form mit rechteckigem Querschnitt und kann aus Ferrit, aus laminiertem Blech von Fe-Si oder besser noch aus einem amorphen Material gebildet sein vom Typ, wie es unter dem Namen "VITROVAC" oder wie es unter dem Namen "METGLAS" im Handel vertrieben wird.For example, each ferromagnetic core has toric ones Rectangular cross-sectional shape and can be made of ferrite, made of laminated sheet of Fe-Si or better an amorphous material of the type as it is under the name "VITROVAC" or as it under the name "METGLAS" is sold commercially.

Die äquipotentiellen Verteiler R 1, R 2, . . ., Rn sind weiterhin jeweils entsprechend von n ähnlichen Löchern t 1, t 2, . . ., tn durchsetzt, die koaxial angeordnet sind und einen geringeren Durchmesser bezüglich des Innendurchmessers der ferromagnetischen Kerne F 1 bis Fn und eine gemeinsame Achse aufweisen, die zusammenfällt mit der gemeinsamen Achse dieser Kerne.The equipotential distributors R 1 , R 2 ,. . ., Rn are also each corresponding to n similar holes t 1 , t 2 ,. . ., tn which are arranged coaxially and have a smaller diameter with respect to the inner diameter of the ferromagnetic cores F 1 to Fn and a common axis which coincides with the common axis of these cores.

In dem Fall, wo das koaxiale Kabel 14 verwendet wird, ist ein weiterer ferromagnetischer Kern Fn, der identisch zu den vorhergehenden ist, ebenfalls zwischen den Verteilern Rn und Rn+1 angeordnet, wobei die Achse des Kerns Fn die gemeinsame Achse zu den anderen Kernen ist. Ein Loch tn+1 ist sodann auf dem Verteiler Rn+1 vorgesehen, wobei die Achse des Lochs tn+1 die gemeinsame Achse zu den Löchern t 1 bis tn ist.In the case where the coaxial cable 14 is used, another ferromagnetic core Fn , which is identical to the previous ones, is also arranged between the distributors Rn and Rn +1, the axis of the core Fn being the common axis to the other cores is. A hole tn +1 is then provided on the manifold Rn +1, the axis of the hole tn +1 being the common axis to the holes t 1 to tn .

Das Loch tn+1 erlaubt das Hindurchgehen des koaxialen Kabels 14, nachdem dieses unterschiedlichen Spulen auf den Kern unterworfen ist, wie dies durch die nachfolgende Beschreibung deutlich wird, und bevor dieses koaxiale Kabel 14 durch den rohrförmigen Support 10 eindringt.The hole tn +1 allows the coaxial cable 14 to pass through after it has been subjected to different coils on the core, as will become clear from the description below, and before this coaxial cable 14 penetrates through the tubular support 10 .

Der in Fig. 1 dargestellte Beschleuniger weist ebenfalls n koaxiale Kabel C 1, C 2, . . ., Cn auf, die alle dieselbe Länge aufweisen sowie n elektronische Schaltkreise CE 1, CE 2, . . ., CEn, die entsprechend n koaxialen Kabeln C 1, . . ., Cn zugeordnet sind, und die im Nachfolgenden beschrieben werden. Jedes der koaxialen Kabel C 1, . . ., Cn ist durch ein Ende - oder Eingangsende - mit dem elektronischen Schaltkreis, der ihm zugeordnet ist, verbunden und weist sodann eine gewisse Anzahl von Spulen auf - bis auf das Kabel C 1, das keine einzige Spule aufweist -, nachdem sein anderes Ende - oder Ausgangsende - mit gewissen äquipotentiellen Verteilern verbunden ist, wie dies nunmehr erläutert wird. The accelerator shown in Fig. 1 also has n coaxial cables C 1 , C 2 ,. . ., Cn , which all have the same length and n electronic circuits CE 1 , CE 2 ,. . ., CEn , which correspond to n coaxial cables C 1 ,. . ., Cn are assigned, and which are described below. Each of the coaxial cables C 1 ,. . ., Cn is connected by one end - or input end - to the electronic circuitry associated with it and then has a certain number of coils - except for the cable C 1 , which does not have a single coil - after its other end - or output end - is connected to certain equipotential distributors, as will now be explained.

Am Ausgangsende des Kabels C 1, ist die Seele des Kabels C 1 elektrisch mit dem Verteiler R 2 verbunden und dessen Ummantelung (tresse) ist elektrisch mit dem Verteiler R 1 verbunden.At the output end of the cable C 1 , the core of the cable C 1 is electrically connected to the distributor R 2 and its sheathing (tresse) is electrically connected to the distributor R 1 .

Von seinem Eingangsende aus durchquert das Kabel C 2 das Loch t 1, macht N Wicklungen auf dem Kern F 1 und, bei seinem Ausgangsende, ist seine Seele elektrisch mit dem Verteiler R 3 und seine Ummantelung mit dem Verteiler R 2 verbunden.From its input end, the cable C 2 crosses the hole t 1 , makes N windings on the core F 1 and, at its output end, its core is electrically connected to the distributor R 3 and its sheathing to the distributor R 2 .

Ausgehend von seinem Eingangsende durchquert das Kabel C 3 t 1, macht N Wicklungen auf dem Kern F 1, durchquert t 2, macht sodann N Wicklungen auf dem Kern F 2, und an seinem Ausgangsende ist seine Seele elektrisch mit dem Verteiler R 4 und seine Ummantelung mit dem Verteiler R 3 verbunden.Starting from its input end, the cable crosses C 3 t 1 , makes N windings on the core F 1 , crosses t 2 , then makes N windings on the core F 2 , and at its output end its core is electrical with the distributor R 4 and its Jacket connected to the distributor R 3 .

Allgemeiner, ausgehend von dem Eingangsende, macht das Kabel Ci, wobei i eine ganze Zahl größer als 1 und kleiner oder gleich n ist, seine N Wicklungen auf jedem Kern 1, 2, . . ., i-1 aufeinanderfolgend, und an seinem Ausgangsende, ist die Seele elektrisch verbunden mit dem Verteiler Ri+1, und seine Ummantelung mit dem Verteiler Ri.More generally, starting from the input end, the cable Ci , where i is an integer greater than 1 and less than or equal to n, makes its N windings on each core 1 , 2 ,. . ., i -1 in succession, and at its exit end, the core is electrically connected to the distributor Ri +1, and its sheathing to the distributor Ri .

So macht das Kabel Cn die N Wicklungen auf jedem Kern F 1, F 2, . . ., Fn-1 sukzessive und an seinem Ausgangsende, ist seine Seele mit dem Verteiler Rn+1 und seine Ummantelung mit dem Verteiler Rn verbunden (siehe Fig. 2A auf der das Kabel 14 nicht dargestellt ist).So the cable Cn makes the N windings on each core F 1 , F 2,. . ., Fn -1 successively and at its exit end, its core is connected to the distributor Rn +1 and its sheathing to the distributor Rn (see FIG. 2A on which the cable 14 is not shown).

Die Spulenrichtung ist dieselbe für alle betroffenen Kerne und für alle Kabel. The coil direction is the same for all concerned Cores and for all cables.  

Die unterschiedlichen elektrischen Verbindungen der koaxialen Kabel C 1, . . ., Cn mit den geeigneten Verteilern R 1 bis Rn können aus Gründen der Vereinfachung an den Rändern der Löcher mit der Achse X 2 entsprechend an die Verteiler ausgebildet sein, wobei die Löcher zum Hindurchtritt der Kabel einer Etage (eine Zone, die durch zwei Verteiler begrenzt wird) zur anderen des Beschleunigers dient.The different electrical connections of the coaxial cables C 1 ,. . ., Cn with the appropriate distributors R 1 to Rn can, for the sake of simplification, be formed at the edges of the holes with the axis X 2 corresponding to the distributors, the holes for the passage of the cables of one floor (a zone which is divided by two distributors is limited) to the other of the accelerator.

Jeder der elektronischen Schaltkreise CE 1, . . ., CEn ist vorgesehen, um beim Ausgang synchron mit den anderen elektronischen Schaltkreisen, eine Impulsspannung v von geeignetem Vorzeichen zu den zu beschleunigenden Teilchen zu liefern, wie es aus dem Nachfolgendem ersichtlich wird. Diese Spannung v wird auf die Seele des Eingangsendes eines jeden Kabels C 1, . . ., Cn angelegt, dessen Ummantelung an diesem Ende mit Masse verbunden ist. Jedes koaxiale Kabel 14, C 1, . . ., Cn ist ein koaxiales Kabel hoher Spannung, das geeignet ist ohne Kurzschluß die Spannung v auszuhalten, die beispielsweise 20 kV beträgt. Darüberhinaus, um jeglichen Kurzschluß zwischen den Verteilern aufgrund der koaxialen Kabelwicklungen zu verhindern, die zwischen den Verteilern angeordnet sind, ist jeder Verteiler R 2, R 3, . . ., Rn an seinen beiden Seiten, auf der Seite des Isolatorrohres, wo die Kerne angeordnet sind, mit einem elektrisch isolierenden Überzug 21 versehen, beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial, das elektrisch isoliert und in der Lage ist, die Spannung v auszuhalten. Dasselbe gilt für die Verteiler R 1 und Rn+1 mit der Ausnahme, daß für die letzteren der Überzug 21 einfach auf die entsprechenden Innenseiten der Verteiler R 1 und Rn+1 gelegt ist.Each of the electronic circuits CE 1 ,. . ., CEn is provided in order to supply a pulse voltage v of a suitable sign to the particles to be accelerated, as is evident from the following, at the output in synchronism with the other electronic circuits. This voltage v is applied to the core of the input end of each cable C 1 ,. . ., Cn applied, the casing of which is connected to ground at this end. Each coaxial cable 14 , C 1 ,. . ., Cn is a coaxial cable of high voltage, which is suitable to withstand the voltage v , which is for example 20 kV without a short circuit. Furthermore, in order to prevent any short circuit between the distributors due to the coaxial cable windings arranged between the distributors, each distributor is R 2 , R 3,. . ., Rn on both sides, on the side of the insulator tube, where the cores are arranged, with an electrically insulating coating 21 , for example made of a plastic material which is electrically insulated and able to withstand the voltage v . The same applies to the distributors R 1 and Rn +1, with the exception that for the latter the coating 21 is simply placed on the corresponding inner sides of the distributors R 1 and Rn +1.

Die koaxialen Kabel 14, C 1, . . ., Cn können weiterhin mit einer elektrisch isolierenden Schutzhülle versehen sein.The coaxial cables 14 , C 1 ,. . ., Cn can also be provided with an electrically insulating protective cover.

Das mit der Spannungsquelle 20 an seinem Eingangsende versehene koaxiale Kabel 14 vervollständigt den Weg gemäß ausgehend von diesem Ende: es durchquert das Loch t 1, macht N Wicklungen auf dem Kern F 1, durchquert das Loch t 2, macht N Wicklungen auf dem Kern F 2, usw., bis zum Kern Fn auf dem es N Wicklungen macht, und dann durch das Loch tn+1 austritt und in den rohrförmigen Support 10 eintritt (siehe ebenfalls Fig. 2B, in der die Kabel C 1, . . ., Cn nicht dargestellt sind). Die Richtung der Wicklungen des Kabels 14 haben dieselbe Richtung wie die Wicklungen der Kabel C 1 bis Cn.The coaxial cable 14 provided with the voltage source 20 at its input end completes the path according to this end: it crosses the hole t 1 , makes N windings on the core F 1 , crosses the hole t 2 , makes N windings on the core F. 2 , etc., to the core Fn on which it makes N windings, and then exits through the hole tn + 1 and enters the tubular support 10 (see also FIG. 2B, in which the cables C 1 ,..., Cn are not shown). The direction of the windings of the cable 14 have the same direction as the windings of the cables C 1 to Cn .

Die Struktur der Spulen oder Wicklungen der Kabel C 1 bis Cn, die gerade beschrieben wurden, macht, daß an jeder Etage, oder Zone, die durch zwei äquipotentielle Verteiler begrenzt wird, die Impulsspannung v um die Menge v angehoben wird, wenn v positiv ist, oder im Gegensatz hierzu um die Menge v verringert wird, wenn v negativ ist (im Falle der Beschleunigung von Elektronen, beispielsweise). Folglich angenommen, daß n-1 Etagen entsprechend den Kernen F 1 bis Fn-1 zugeordnet sind, beträgt die hohe Impulsspannung V, die die Beschleunigungselektrode 8 speist und die so im - Beschleunigungsraum vorliegt:
v + (n-1)v = n · v. The structure of the coils or windings of the cables C 1 to Cn which have just been described makes the pulse voltage v increased by the amount v on each floor or zone delimited by two equipotential distributors if v is positive , or, in contrast, is reduced by the amount v if v is negative (in the case of the acceleration of electrons, for example). Assuming that n -1 levels are assigned corresponding to the cores F 1 to Fn -1, the high pulse voltage V which feeds the acceleration electrode 8 and which is thus present in the acceleration space is:
v + ( n -1) v = nv.

Als Beispiel weist für einen Beschleuniger von 400 keV, in dem die hohe Impulsspannung V einen absoluten Wert von 400 kV hat, und der insgesamt 20 Etagen (n=20) aufweist, die Impulsspannung v vor der Zuführung zu jedem der Kabel C 1, . . ., Cn einen absoluten Wert gleich 20 kV auf. As an example, for an accelerator of 400 keV, in which the high pulse voltage V has an absolute value of 400 kV and which has a total of 20 levels ( n = 20), the pulse voltage v before the supply to each of the cables C 1 ,. . ., Cn has an absolute value equal to 20 kV.

Die Anzahl der Wicklungen N ist derart bestimmt, daß sie wenigstens gleich ist:
v×t I ×s -1×(DB)1,
eine Formel, in der t I die Impulsdauer darstellt, S die Querschnittsfläche eines jeden torischen Kerns darstellt, und DB die Induktionsbreite darstellt, die in dem Kern möglich ist.The number of windings N is determined such that it is at least the same:
v × t I × s -1 × ( DB ) 1 ,
a formula in which t I represents the pulse duration, S represents the cross-sectional area of each toric core, and DB represents the induction width that is possible in the core.

Wenn Kerne aus METGLAS 2605 Co verwendet werden, für die die Menge DB 3,4T beträgt, und die eine Querschnittsfläche von 55 cm2 aufweisen, ist die Anzahl der Wicklungen N, die für eine Impulsdauer oder Impulsbreite t I notwendig sind, die 2,5 Mikrosekunden beträgt, gleich 3.If METGLAS 2605 Co cores are used, for which the amount DB is 3.4T and which have a cross-sectional area of 55 cm 2 , the number of windings N required for a pulse duration or pulse width t I is 2 5 microseconds is 3.

Die Spulen die das Koaxialkabel 14 aufweisen, erlauben ihm ohne durchzuschlagen die Spannung zu transportieren, die von der Quelle 20 geliefert wird, bis zum Filament 18.The coils comprising the coaxial cable 14 allow it to transport the voltage supplied by the source 20 to the filament 18 without breaking through.

In Fig. 3 sind schematisch die elektronischen Schaltkreise CE 1, . . ., CEn der Zuführung der Koaxialkabel C 1, . . ., Cn dargestellt. Die n elektronischen Schaltkreise sind identisch und das Schema eines von ihnen, nämlich CE 1 ist in Fig. 3 dargestellt.In Fig. 3, the electronic circuits CE 1 ,. . ., CEn the supply of the coaxial cable C 1 ,. . ., Cn shown. The n electronic circuits are identical and the diagram of one of them, namely CE 1, is shown in FIG. 3.

Jeder dieser elektronischen Schaltkreise erlaubt an die Impulsspannung v (= V/n) anzugrenzen, ausgehend von einer kontinuierlichen Spannung, die sukzessive aufgebaut und unterbrochen wird, in gewünschter Abfolge bzw. Taktung, dank einer Mehrzahl von Transistoren, die einen Umschalter bilden und die durch elektrische Impulse von geeigneter Frequenz betätigt werden. Each of these electronic circuits allows to adjoin the pulse voltage v (= V / n ), starting from a continuous voltage that is successively built up and interrupted, in the desired sequence or timing, thanks to a plurality of transistors that form a changeover switch and that pass through electrical impulses of a suitable frequency are actuated.

Genauer weist jeder Schaltkreis, wie beispielsweise CE 1 klassische Einrichtungen 22 auf, die in der Lage sind, eine kontinuierliche Spannung von 300 Volt durch Gleichrichten der von dem Sektor gelieferten Spannung zu liefern. Diese kontinuierliche Spannung ist vorhanden einmal bei Bezugszeichen b 1, den beiden Anschlüssen der Einrichtung 22, und dem anderen Anschluß b 2 der Einrichtungen 22, die mit Masse verbunden ist.More specifically, each circuit, such as CE 1, has classic devices 22 capable of delivering a continuous voltage of 300 volts by rectifying the voltage provided by the sector. This continuous voltage is present once at reference symbol b 1 , the two connections of the device 22 , and the other connection b 2 of the devices 22 , which is connected to ground.

Der Schaltkreis CE 1 weist weiterhin eine Mehrzahl von MOS Leistungstransistoren 24 auf, die parallel angeordnet sind. Die Quellen dieser Transistoren sind mit Masse verbunden. Ein Generator 26 schickt Befehls- bzw. Betätigungsimpulse von der Zeitdauer t I aus zu Gattern der Transistoren 24, wobei die Gatter untereinander an einem Referenzpunkt b 3 verbunden sind. Der Generator 26 beschickt dieselben Betätigungsimpulse bzw. Steuerimpulse synchron zu allen Schaltkreisen CE 1, . . ., CEn oder genauer gesagt zu allen Gattern der Transistoren dieser Schaltkreise.The circuit CE 1 also has a plurality of MOS power transistors 24 which are arranged in parallel. The sources of these transistors are connected to ground. A generator 26 sends command or actuation pulses from the time period t I to gates of the transistors 24 , the gates being connected to one another at a reference point b 3 . The generator 26 feeds the same actuation pulses or control pulses synchronously with all the circuits CE 1 . . ., CEn or more precisely to all gates of the transistors of these circuits.

Zurückkommend auf den Schaltkreis CE 1, wird die kontinuierliche Spannung, die von den Einrichtungen 22 ausgesendet wird, an einen Anschluß b 4 des ersten Schaltkreises eines Transformators 28 angelegt, und der der andere Anschluß b 5 des ersten Kreises des Transformators 28 ist mit den Drains des Transistors 24 verbunden. Diese Transistoren 24 erlauben so einen Impuls von der Zeit t I und einer Amplitude 300 V hervorzurufen.Returning to the circuit CE 1 , the continuous voltage emitted by the devices 22 is applied to one terminal b 4 of the first circuit of a transformer 28 and the other terminal b 5 of the first circuit of the transformer 28 is with the drains of transistor 24 connected. These transistors 24 thus allow a pulse of time t I and an amplitude of 300 V to be produced.

Am Eingangsende des Koaxialkabels C 1 ist die Kabelumklöppelung dieses Kabels auf Masse gelegt, während seine Seele mit Anschluß b 6 des Sekundärschaltkreises des Transformators 28 verbunden ist und so eine Impulsspannung empfängt, die dazu bestimmt ist, die Impulsspannung v zu bilden. Der andere Anschluß b 7 des Sekundärschaltkreises des Transformators 28 ist mit der Masse mittels eines elektrolytischen Kondensators (30) verbunden, dessen -Anschluß mit dem Anschluß b 7 verbunden ist und der dazu dient, die verschiedenen Kerne F 1, F 2, . . ., Fn zu entmagnetisieren.At the input end of the coaxial cable C 1 , the cable loop of this cable is connected to ground, while its core is connected to terminal b 6 of the secondary circuit of the transformer 28 and thus receives a pulse voltage which is intended to form the pulse voltage v . The other connection b 7 of the secondary circuit of the transformer 28 is connected to the ground by means of an electrolytic capacitor ( 30 ), the connection of which is connected to the connection b 7 and which serves the various cores F 1 , F 2 ,. . . To demagnetize Fn .

Um eine Impulsspannung v von der Amplitude 20 kV zu erhalten ist es notwendig, daß der Transformator 28 ein Transformationsverhältnis gleich 20 000/300 also 66 aufweist.In order to obtain a pulse voltage v of the amplitude 20 kV, it is necessary for the transformer 28 to have a transformation ratio equal to 20,000/300, ie 66.

Wohlverstanden ist dieser Transformator 28 derart angeordnet, daß eine Impulsspannung v (und somit eine hohe Impulsspannung V) von geeignetem Vorzeichen für die beschleunigten Teilchen erhalten werden kann. Im Falle von Elektronen sind die Spannungen v und V negativ, wie bereits oben angegeben.It goes without saying that this transformer 28 is arranged such that a pulse voltage v (and thus a high pulse voltage V ) of a suitable sign for the accelerated particles can be obtained. In the case of electrons, the voltages v and V are negative, as already stated above.

Der durch die Transistoren 24 gelieferte Strom kann ausgehend von einem mittleren Strom I 0 des Teilchenbündels berechnet werden, das beschleunigt werden soll. Beispielsweise wenn gewünscht wird, daß I 0 in der Größenordnung von 100 mA ist, und wenn die Impulsfrequenz 4 kHz ist, kann der Spitzenbeschleunigungsstrom in der Größenordnung von 10A sein und die Transistoren 24 müssen insgesamt ungefähr 660A liefern. Andererseits sind im Handel Transistoren erhältlich, die in der Lage sind 45A zu liefern. Es werden somit 15 Transistoren parallel geschaltet, verwendet. Für eine Anzahl n von Schaltkreisen gleich 20, benötigt die Steuerung des Beschleunigers also 300 MOS Leistungstransistoren. The current supplied by the transistors 24 can be calculated on the basis of an average current I 0 of the particle bundle which is to be accelerated. For example, if I 0 is desired to be on the order of 100 mA, and if the pulse frequency is 4 kHz, the peak acceleration current may be on the order of 10 A and the transistors 24 must provide approximately 660 A in total. On the other hand, there are commercially available transistors capable of delivering 45A. 15 transistors are connected in parallel. For a number n of circuits equal to 20, the control of the accelerator therefore requires 300 MOS power transistors.

Jeder elektronische Schaltkreis wie jener CE 1 weist ebenfalls einen elektrolytischen Kondensator 32 und eine schnelle Diode 34 auf, die in Reihe zwischen den Anschlüssen des Primärschaltkreises des Transformators 28 angeordnet sind: der -Anschluß des Kondensators 32 ist mit dem Anschluß b 4 verbunden und sein +Anschluß ist mit der Anode der Diode 34 verbunden, deren Kathode mit dem Anschluß b 5 verbunden ist. Eine Zenerdiode 36 ist zwischen den Anschlüssen des Kondensators 32 angeordnet: ihre Anode ist mit dem Anschluß b 8 und ihre Kathode mit dem Anschluß b 4 verbunden.Each electronic circuit like that CE 1 also has an electrolytic capacitor 32 and a fast diode 34 , which are arranged in series between the connections of the primary circuit of the transformer 28 : the -connection of the capacitor 32 is connected to the connection b 4 and its + Terminal is connected to the anode of diode 34 , the cathode of which is connected to terminal b 5 . A zener diode 36 is arranged between the connections of the capacitor 32 : its anode is connected to the connection b 8 and its cathode to the connection b 4 .

Ein weiterer elektrolytischer Kondensator 38 ist mit seinem Minus-Anschluß mit der Masse verbunden und am Anschluß b 4 mit seinem Plus-Anschluß. Der Kondensator 32 hat zur Aufgabe den Demagnetisierungsstrom des Transformators 28 aufzufangen, und der Kondensator 38 hat zur Aufgabe die Spannung des eingeschränkten Querschnitts zu filtern.Another electrolytic capacitor 38 is connected to the ground with its negative connection and to its positive connection at connection b 4 . The capacitor 32 has the task of collecting the demagnetizing current of the transformer 28 , and the capacitor 38 has the task of filtering the voltage of the restricted cross section.

Die schnelle Diode 34 und die Zenerdiode 36 sind vorgesehen, um eine Spannung v 0 einzustellen, die die Demagnetisierung des Transformators 28 sicherstellt. Wohlverstanden, wird das Vorzeichen dieser Spannung v 0 geeignet gewählt in Abhängigkeit der Ladung der zu beschleunigenden Teilchen. Sie ist in dem Fall positiv, wo diese Teilchen Elektronen sind. Wenn eine Spannung v 0 von 30 Volt angenommen wird, dauert die Demagnetisierung ungefähr 25 Mikrosekunden lang. Diese Spannung v 0 wird auf den Anschluß b 7 aufgebracht. Ein elektrischer Widerstand 40 ist zwischen der Masse und dem Punkt b 3 angeordnet und hat zur Aufgabe die Transistorengatter zu polarisieren.The fast diode 34 and the zener diode 36 are provided to set a voltage v 0 , which ensures the demagnetization of the transformer 28 . Of course, the sign of this voltage v 0 is chosen appropriately depending on the charge of the particles to be accelerated. It is positive in the case where these particles are electrons. If a voltage v 0 of 30 volts is assumed, the demagnetization takes approximately 25 microseconds. This voltage v 0 is applied to the connection b 7 . An electrical resistor 40 is arranged between the ground and the point b 3 and has the task of polarizing the transistor gates.

In Fig. 4 sind die Veränderungen von -v in Abhängigkeit der Zeit t dargestellt unter Annahme, daß v negativ ist. Die Demagnetisierung bzw. Entmagnetisierung der Kerne F 1 bis Fn-1 wird im Prinzip durch den negativen Bereich der Kurve von Fig. 4 sichergestellt. Die Aufbringung der Spannung v 0 nimmt ebenfalls an dieser Entmagnetisierung teil. V. As a function of time t shown on the assumption that v is negative - in Figure 4, the changes are. The demagnetization or demagnetization of the cores F 1 to Fn -1 is ensured in principle by the negative region of the curve in FIG. 4. The application of the voltage v 0 also takes part in this demagnetization.

Die Kurve der Fig. 5 stellt den Hysteresezyklus bzw. die Hystereseschleife des die ferromagnetischen Kerne F 1, . . ., Fn bildenden Materials dar, wobei diese Kurve die Unterschiede der magnetischen Induktion B in Abhängigkeit des Magnetfelds H darstellt. Der Punkt der Schleife, der der Entmagnetisierung entspricht, ist der Punkt a 1 für den H gleich 0 ist und B-Br beträgt (remanente Induktion). Ein Impuls entspricht dem Durchlaufen des rechten Zweiges des Zyklus, vom Punkt a 1 bis Punkt a 2, der Bsat (Sättigungsinduktion) entspricht. Die oben genannte Menge DB ist wie folgt:
DB=Br+Bsat.The curve of Fig. 5 represents the hysteresis and the hysteresis loop of the ferromagnetic cores F 1,. . ., Fn- forming material, this curve representing the differences in the magnetic induction B as a function of the magnetic field H. The point of the loop corresponding to the demagnetization is the point a 1 for which H is 0 and B-Br is (remanent induction). A pulse corresponds to going through the right branch of the cycle, from point a 1 to point a 2 , which corresponds to Bsat (saturation induction). The above amount of DB is as follows:
DB = Br + Bsat .

In der ersten besonderen Ausführungsform werden synchrone elektronische Schaltkreise und Kabel C 1 bis Cn von gleicher Länge derart verwendet, daß die Spannungsimpulse v gleichzeitig an den zugehörigen entsprechenden Etagen ankommen und sich addieren können, um die Spannung V zu ergeben. Als Variante hierzu kann ein Beschleuniger vorgesehen werden, in dem die Kabel C 1, . . ., Cn unterschiedliche Längen aufweisen und entsprechend elektronischen Schaltkreisen zugeordnet sind, die Spannungsimpulse v liefern, wobei die einen gegenüber den anderen errechnete Zeitverzögerungen in Abhängigkeit der unterschiedlichen Längen der Kabel aufweisen, derart, daß die Spannungsimpulse v immer gleichzeitig an den Etagen, denen sie entsprechend zugeordnet sind, ankommen.In the first particular embodiment, synchronous electronic circuits and cables C 1 to Cn of the same length are used in such a way that the voltage pulses v arrive simultaneously on the corresponding corresponding floors and can add up to give the voltage V. As an alternative to this, an accelerator can be provided in which the cables C 1 . . ., Cn have different lengths and are correspondingly assigned to electronic circuits that supply voltage pulses v , the one compared to the other having calculated time delays depending on the different lengths of the cables, such that the voltage pulses v always simultaneously on the floors to which they correspond are assigned to arrive.

In Fig. 6 ist schematisch eine zweite besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beschleunigers dargestellt, die erlaubt, die Anzahl der Wicklungen auf den ferromagnetischen Kernen F 1 bis Fn-1 zu verringern. FIG. 6 schematically shows a second special embodiment of the accelerator according to the invention, which allows the number of windings on the ferromagnetic cores F 1 to Fn -1 to be reduced.

Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten durch die Tatsache, daß die n koaxialen Kabel C 1, . . ., Cn durch einzelne Schaltkreise ersetzt sind, die aus n koaxialen Kabelabschnitten hoher Spannung der gleichen Länge c 1, c 2, . . ., cn gebildet sind, die in der Lage sind, die Impulsspannung v ohne Durchschlagen aufzunehmen.This second embodiment differs from the first in that the n coaxial cables C 1 ,. . ., Cn are replaced by individual circuits which consist of n coaxial cable sections of high voltage of the same length c 1 , c 2 ,. . ., cn are formed, which are able to absorb the pulse voltage v without breakdown.

Die Abschnitte c 2, c 3, . . ., cn machen jede N Wicklungen in selber Richtung entsprechend um die Kerne F 1, F 2, . . ., Fn-1. Für jedes i, wobei i größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich n ist, weist der Abschnitt ci ein Eingangsende auf, das auf der Seite des Verteilers Ri-1 angeordnet ist und ein Ausgangsende auf, das auf der Seite des Verteilers Ri angordnet ist. Für jede Verbindung benachbarter Abschnitte ci und ci+1 genommen aus den Abschnitten c 2 bis cn, ist die Seele des Ausgangsendes von ci elektrisch mit der Seele des Eingangsendes von ci+1 verbunden sowie zum Verteiler Ri+1, wie aus Fig. 6 ersichtlich, und die Kabelumklöppelung des Ausgangsendes von ci ist elektrisch mit der Kabelumklöppelung des Eingangsendes von ci+1 sowie mit dem Verteiler Ri verbunden.The sections c 2 , c 3 ,. . ., cn make every N windings in the same direction accordingly around the cores F 1 , F 2 ,. . ., Fn -1. For each i , where i is greater than or equal to 2 and less than or equal to n , the section ci has an input end arranged on the side of the distributor Ri -1 and an output end arranged on the side of the distributor Ri . For each connection of adjacent sections ci and ci +1 taken from sections c 2 to cn , the core of the output end of ci is electrically connected to the core of the input end of ci +1 and to the distributor Ri +1, as can be seen in FIG. 6 , and the cable looping of the output end of ci is electrically connected to the cable looping of the input end of ci +1 and to the distributor Ri .

Darüber hinaus ist am Eingangsende des Abschnitts c 1 die Spannung v, die durch einen elektronischen Stromkreis erzeugt wird, von der Art jenes, der in Fig. 3 dargestellt ist, diese auf die Seele von C 1 angelegt, während die Kabelumklöppelung der letzteren auf Masse gelegt ist, und am Ausgangsende ist die Seele des letzteren mit der Seele des Eingangsendes von C 2 verbunden sowie mit dem Verteiler R 2, während die Kabelumklöppelung von C 1 mit der Kabelumklöppelung des Eingangsendes von C 2 sowie mit dem Verteiler R 1 verbunden ist. Schließlich ist am Ausgangsende von cn die Seele des letzteren elektrisch mit dem Verteiler Rn+1 und dessen Kabelumklöppelung mit dem Verteiler Rn verbunden.In addition, at the input end of section c 1, the voltage v generated by an electronic circuit of the type shown in Fig. 3 is applied to the core of C 1 while the cable is looped around the latter to ground at the output end, the core of the latter is connected to the core of the input end of C 2 and to the distributor R 2 , while the cable loop from C 1 is connected to the cable loop from the input end of C 2 and to the distributor R 1 . Finally, at the output end of cn, the core of the latter is electrically connected to the distributor Rn +1 and its cable looping to the distributor Rn .

Das Koaxialkabel 14 ist auf identische Weise, wie in der Beschreibung von Fig. 1 angeschlossen und bildet noch Wicklungen bzw. Spulen in derselben Richtung wie die Spulen bzw. Wicklungen der Abschnitte c 2 bis cn um jeden Kern F 1 bis Fn.The coaxial cable 14 is connected in an identical manner as in the description of FIG. 1 and still forms windings or coils in the same direction as the coils or windings of the sections c 2 to cn around each core F 1 to Fn .

Die Verteiler R 1 bis Rn+1 sind weiterhin mit elektrisch isolierenden Überzügen 21 versehen, wie dies bei der Beschreibung von Fig. 1 dargestellt ist, um Kurzschlüsse zwischen den Verteilern zu vermeiden. Darüber hinaus können die koaxialen Kabel 14 und c 1 bis cn mit einem elektrisch isolierenden Überzug versehen sein.The distributors R 1 to Rn +1 are further provided with electrically insulating coatings 21 , as shown in the description of FIG. 1, in order to avoid short circuits between the distributors. In addition, the coaxial cables 14 and c 1 to cn can be provided with an electrically insulating coating.

Claims (8)

1. Elektrostatischer Teilchenbeschleuniger mit impulsgesteuerter Betriebsweise, mit:
Einrichtungen (16, 18) zur Erzeugung der Teilchen,
wenigstens zwei Elektroden (2, 8), die vorgesehen sind für die Beschleunigung der Teilchen, wobei eine (8) der Elektroden, genannt Beschleunigungselektrode, dazu bestimmt ist bezüglich der anderen Elektrode (2) auf eine hohe Impulsspannung V gebracht zu werden, die geeignet ist zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld zu erzeugen, das die Teilchen beschleunigt, wobei die andere Elektrode durchbrochen ist, um den Durchtritt der beschleunigten Teilchen zu ermöglichen, und
Einrichtungen zum Anheben der Beschleunigungselektrode auf die hohe Impulsspannung, wobei der Beschleuniger dadurch gekennzeichnet ist, daß die Einrichtungen zum Anheben der Beschleunigungselektrode auf die hohe Impulsspannung aufweisen:
eine Anordnung von n+1 elektrisch leitenden übereinandergeordneten Elementen (R 1, . . ., Rn+1), die voneinander elektrisch isoliert sind, wobei diese Anordnung so an einem Ende ein Element der Reihe 1 und an seinem anderen Element ein Element der Reihe n+1 aufweist, wobei n eine ganze Zahl wenigstens gleich 2 ist, wobei die Beschleunigungselektrode (8) elektrisch mit einem Element der Reihe n+1 verbunden ist und die genannte andere Elektrode (2) elektrisch mit dem Element der Reihe 1 verbunden ist,
wenigstens n-1 ferromagnetische Kerne (F 1, . . ., Fn-1), wobei die n-1 Kerne entsprechend in den n-1 Intervallen angeordnet sind, die durch die Elemente der Reihen 1 bis n (R 1, . . ., Rn) definiert sind, und
wenigstens eine elektrische Leitung (C 1, . . ., Cn; C 1, . . ., cn), wobei die elektrische Leitung n-1 Spulen von N Wicklungen eines koaxialen Kabels in derselben Richtung aufweist, entsprechend um die n-1 ferromagnetischen Kerne (F 1, . . ., Fn-1) herum und ausgestaltet sind, um das Element (Rn+1) der Reihe n+1 auf die hohe Impulsspannung V mittels einer Impulsspannung ausgangs gleich V/n anzuheben, unter Anhebung dieser Ausgangsspannung um V/n bei jedem der genannten n-1 Intervalle ausgehend von deren erstem, wobei N eine Zahl größer als 1 ist.1. Electrostatic particle accelerator with pulse-controlled operation, with:
Devices ( 16 , 18 ) for producing the particles,
at least two electrodes ( 2 , 8 ) which are provided for the acceleration of the particles, one ( 8 ) of the electrodes, called the acceleration electrode, being intended to be brought to a high pulse voltage V with respect to the other electrode ( 2 ), which is suitable an electric field is to be generated between the electrodes which accelerates the particles, the other electrode being broken through in order to allow the accelerated particles to pass through, and
Means for raising the accelerating electrode to the high pulse voltage, the accelerator being characterized in that the means for raising the accelerating electrode to the high pulse voltage have:
an arrangement of n +1 electrically conductive superposed elements ( R 1 , ... , Rn +1) which are electrically insulated from one another, this arrangement thus having an element of the row 1 at one end and an element of the row at its other element n +1, where n is an integer at least equal to 2, the accelerating electrode ( 8 ) being electrically connected to an element of the series n +1 and said other electrode ( 2 ) being electrically connected to the element of the series 1,
at least n -1 ferromagnetic nuclei ( F 1 , ... , Fn -1), the n -1 nuclei being arranged accordingly in the n -1 intervals which are defined by the elements of the rows 1 to n ( R 1 ,. ., Rn ) are defined, and
at least one electrical line ( C 1 , ... , Cn ; C 1 , ... , cn ), the electrical line having n -1 coils of N windings of a coaxial cable in the same direction, corresponding to the n -1 ferromagnetic Cores ( F 1 , ... , Fn -1) around and are designed to raise the element ( Rn +1) of the row n +1 to the high pulse voltage V by means of a pulse voltage output equal to V / n , while increasing this output voltage by V / n at each of the n -1 intervals mentioned, starting from the first one, where N is a number greater than 1. 2. Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er n elektrische Leitungen jeweils gebildet aus n koaxialen Kabeln (C 1, . . ., Cn) aufweist, daß für jede ganze Zahl p größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich n, das Kabel der Reihe p die N Wicklungen um jeden Kern der Reihe kleiner oder gleich p-1 macht, daß für jede ganze Zahl k größer oder gleich 1 und kleiner oder gleich n, die Kabelumklöppelung bzw. -ummantelung und die Seele des Ausgangsendes des koaxialen Kabels der Reihe k entsprechend elektrisch verbunden sind mit dem Element der Reihe k bzw. dem Element der Reihe k+1, wobei die Spannung V/n zwischen der Seele und der Ummantelung des Eingangsendes eines jeden der n koaxialen Kabel angelegt wird, daß jede Wicklung elektrisch isoliert ist von den Elementen zwischen denen sie angeordnet ist, und daß die Länge eines jeden Kabels und der Anlegezeitpunkt der Spannung V/n an jedes Kabel derart sind, daß die Spannungen V/n gleichzeitig an dem Ausgangsende der Kabel ankommen.2. Accelerator according to claim 1, characterized in that it has n electrical lines each formed from n coaxial cables ( C 1 , ... , Cn ) that for each integer p greater than or equal to 2 and less than or equal to n , the Cable of the p series makes the N windings around each core of the series less than or equal to p -1, that for every integer k greater than or equal to 1 and less than or equal to n , the cable looping or sheathing and the soul of the output end of the coaxial cable series k are correspondingly electrically connected to the element of series k and the element of series k +1, respectively, the voltage V / n being applied between the core and the sheath of the input end of each of the n coaxial cables so that each winding is electrical is insulated from the elements between which it is arranged and that the length of each cable and the time of application of the voltage V / n to each cable are such that the voltages V / n are simultaneously at the output end of the K arrive abel. 3. Beschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leitung einzig ist und n Abschnitte (c 1, . . ., cn) von koaxialen Kabeln gleicher Länge aufweist, daß die Abschnitte der Reihe 2 bis n jeweils die n-1 Wicklungen aufweisen, daß für jede ganze Zahl p größer oder gleich 2 und kleiner oder gleich n, die Ummantelung des Eingangsende des Abschnitts der Reihe p elektrisch verbunden ist mit der Ummantelung des Ausgangsende des Abschnitts der Reihe p-1 sowie mit dem Element der Reihe p-1, während die Seele des Eingangsendes des Abschnitts der Reihe p elektrisch verbunden ist mit der Seele des Ausgangsendes des Abschnitts p-1 sowie mit dem Element der Reihe p, daß die Spannung V/n zwischen der Seele und der Ummantelung des Eingangsendes des Abschnitts (c 1) der Reihe 1 angelegt wird, daß die Ummantelung und die Seele des Ausgangsendes des Abschnitts der Reihe n elektrisch mit dem Element der Reihe n bzw. mit dem Element der Reihe n+1 verbunden sind, und daß jede Wicklung elektrisch von den Elementen isoliert ist, zwischen denen sie angeordnet ist.3. Accelerator according to claim 1, characterized in that the electrical line is unique and n sections ( c 1 , ... , Cn ) of coaxial cables of the same length, that the sections of the row 2 to n each have the n -1 windings have that for each integer p greater than or equal to 2 and less than or equal to n , the jacket of the input end of the section of row p is electrically connected to the jacket of the output end of the section of row p -1 and to the element of row p - 1, while the core of the input end of the section of the row p is electrically connected to the core of the output end of the section p -1 and to the element of the row p that the voltage V / n between the core and the sheath of the input end of the section ( c 1 ) row 1 is applied so that the shroud and core of the exit end of the section of row n are electrically connected to the element of row n and the element of row n +1 respectively, and d ate each winding is electrically isolated from the elements between which it is placed. 4. Beschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (2, 8) gegenüber dem Element der Reihe 1 derart angeordnet sind, daß die Beschleunigungselektrode (8) zwischen der letzteren und der genannten anderen Elektrode (2) enthalten ist, daß die Elemente (R 1, . . ., Rn) der Reihe 1 bis n entsprechend n koaxiale Löcher (T 1, . . ., Tn) aufweisen, daß die andere Elektrode (2) in dichtender Weise an ihrem Umfang mit dem Element (R 1) der Reihe 1 verbunden ist, daß jedes Element auf dichtende Weise mit dem Element der unmittelbar oberen Reihe durch einen dichtenden und elektrisch isolierenden Ring (A 1, . . ., An) verbunden ist, der die Löcher dieser Elemente umgibt, und daß die Beschleunigungselektrode (8) elektrisch verbunden ist mit dem Element (Rn+1) der Reihe n+1 durch einen elektrischen Leiter (10), der die n Löcher durchsetzt.4. Accelerator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electrodes ( 2 , 8 ) are arranged relative to the element of row 1 such that the accelerating electrode ( 8 ) between the latter and said other electrode ( 2 ) is that the elements ( R 1 , ... , Rn ) of the row 1 to n correspondingly have n coaxial holes ( T 1 , ... , Tn ) that the other electrode ( 2 ) seals with its circumference in a sealing manner is connected to the element ( R 1 ) of the row 1, that each element is connected in a sealing manner to the element of the immediately upper row by a sealing and electrically insulating ring ( A 1 ,..., An ) which seals the holes of these elements surrounds, and that the accelerating electrode ( 8 ) is electrically connected to the element ( Rn +1) of the row n +1 by an electrical conductor ( 10 ) which passes through the n holes. 5. Beschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (R 1, . . ., Rn) der Reihe 1 bis n entsprechend n weitere koaxiale Löcher (t 1, . . ., tn) aufweisen, die für den Hindurchtritt der genannten Leitung vorgesehen sind, daß die n-1 ferromagnetischen Kerne (F 1, . . ., Fn-1) ringförmig und koaxial sind, und daß die den Kernen gemeinsame Achse (X 2) und die den Löchern gemeinsame Achse zusammenfallen.5. Accelerator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the elements ( R 1 , ... , Rn ) of the row 1 to n correspondingly have n further coaxial holes ( t 1 , ... , Tn ) which for the passage of said line are provided that the n -1 ferromagnetic cores ( F 1 , ... , Fn -1) are annular and coaxial, and that the axis common to the cores ( X 2 ) and the axis common to the holes collapse. 6. Beschleuniger nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kernen (F 1, . . ., Fn-1) gemeinsame Achse (X 2) und die den Löchern (T 1, . . ., Tn) gemeinsame Achse (X 1) parallel sind.6. Accelerator according to claims 4 and 5, characterized in that the cores ( F 1 , ... , Fn -1) common axis ( X 2 ) and the holes ( T 1 , ... , Tn ) common Axis ( X 1 ) are parallel. 7. Beschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er weiterhin einen ferromagnetischen Kern (Fn) im Intervall der Reihe n, enthalten zwischen den Elementen der Reihe n und n+1, und wenigstens ein weiteres koaxiales Kabel (14) aufweist, das eine Spule von N Wicklungen auf jedem der n Kerne und in dieselbe Richtung wie die Wicklungen der genannten elektrischen Leitung aufweist, und die vorgesehen ist, um eine Spannung wenigstens den Einrichtungen (16, 18) der Erzeugung der Teilchen zuzuführen, wobei die Wicklung des Intervalls der Reihe n elektrisch isoliert ist von den Elementen zwischen denen sie sich befindet.7. Accelerator according to one of claims 1 to 6, characterized in that it further comprises a ferromagnetic core ( Fn ) in the interval of the row n, between the elements of the row n and n +1, and at least one further coaxial cable ( 14 ) which has a coil of N windings on each of the n cores and in the same direction as the windings of said electric line, and which is arranged to supply a voltage to at least the means ( 16 , 18 ) for producing the particles, the Winding the interval of the row n is electrically isolated from the elements between which it is located. 8. Beschleuniger nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern, der im Intervall der Reihe n angeordnet ist ringförmig ist, daß die n Kerne (F 1, . . ., Fn) und die genannten n weiteren Löcher (t 1, . . ., tn) koaxial sind, und daß jedes weitere koaxiale Kabel (14) diese n weiteren Löcher durchsetzt.8. Accelerator according to claims 5 and 7, characterized in that the core, which is arranged in the interval of the row n is annular, that the n cores ( F 1 , ... , Fn ) and said n further holes ( t 1 , ... , Tn ) are coaxial, and that each additional coaxial cable ( 14 ) passes through these n further holes.
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US4398156A (en) * 1980-11-07 1983-08-09 Kristian Aaland Switching power pulse system
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