DE3919210A1 - Hochfrequenzionenbeschleuniger mit variabler energie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochfrequenzbeschleuniger für Ionen mit zylindrische Elektroden um eine vorgegebene Strahlachse oder mit wellenförmig wechselndem Abstand symmetrisch zur Strahlachse angeordneten Elektroden, wobei der Abstand der zylindrischen Elektroden und die Periodenlänge der Abstandsänderungen der Ionengeschwindigkeit angepaßt werden und benachbarte Elektroden periodisch entgegengesetzt umgeladen werden und Felder mit beschleunigender Wirkung auf Ionen erzeugen.

Aufgabe eines Hochfrequenzbeschleunigers ist es, die Energie eines Ionenstrahles entlang einer vorgegebenen Bahn zu erhöhen.

Es sind Hochfrequenzbeschleuniger der beschriebenen Art bekannt, z. B. NIM 157 (1978), 157, DE 36 44 797 A1, DE 30 03 258, die jedoch mit verschiedenen Nachteilen behaftet sind.

Inonenstrahlen werden durch elektrische Felder zwischen entlang der Teilchenbahn angeordneten Elektroden in Hochfrequenzresonatoren beschleunigt und mit statischen elektrischen oder magnetischen Feldern fokussiert.

Im sogenannten RFQ Beschleuniger, bei dem mit Hochfrequenz erregte Elektroden mit paarweise periodisch verändertem Abstand langsame Ionen beschleunigen, werden wie Ionen mit elektrischen Hochfrequenzfeldern fokussiert.

Nachteile sind, wie bei allen Hochfrequenzbeschleunigern, daß der RFQ Beschleuniger für ein festes Geschwindigkeitsprofil ausgelegt sein muß. Zur einer vorgegebene Betriebsfrequenz muß eine bestimmte Minimalspannung angelegt werden, um einen der veränderlichen Periodenlänge entsprechenden Geschwindigkeits­ zuwachs zu erzielen. Schwerere Teilchen könne durch Erhöhung der Elektrodenspannung auf die gleiche Geschwindigkeit gebracht werden.

Eine Möglichkeit die Endenergie variabel zu machen bzw. verschiedene Ionen auf die gleiche Endenergie zu beschleunigen ist, die Betriebsfrequenz zu verändern. Dies erfordert einen mechanisch sehr aufwendigen Resonator und einen komplizierten Hochfrequenzgenerator, der durchstimmbar ist.

Eine zweite Möglichkeit sind eine feste Betriebsfrequenz und kurze Beschleunigerabschnitte mit mehreren einfachen separaten Sendern. Durch geeignete Phaseneinstellung zwischen den Resonatoren erreicht man ein dem jeweiligen Ion bzw. der geplanten Endenergie angepaßtes Geschwindigkeitsprofil.

Diese Art Beschleuniger wurde bisher mit kurzen Drift­ röhrenresonatoren nach Gleichspannungsinjektoren vorgeschlagen und realisiert, mit Resonatoren ohne, ohne homogene oder mit sehr schwachen Hochfrequenzquadrupolfeldern. Zur Fokussierung werden statische Fokussierelemente in die Driftröhren oder zwischen den Beschleunigerabschnitten eingebaut. Die Erzeugung von Quadrupolkomponenten im Bereich des Beschleunigungsspaltes durch Änderung der Driftröhrensymmetrie ergibt einen zu schwachen Fokussierungseffekt.

Durch die Trennung von Beschleunigung und Fokussierung ist die Fokussierungswirkung nicht wie bei der RFQ homogen verteilt und deshalb kann diese Art Beschleuniger nur bei höheren Energien oder niedrigeren Frequenzen eingesetzt werden bzw. einen niedrigeren Ionenstrom beschleunigen und das sehr effiziente adiabatische Bunchen kann nicht ausgenutzt werden.

Die vorliegende Erfindung hat nun die Aufgabe die Hochfrequenzbeschleuniger der eingangs beschriebenen Art zu verbessern, insbesondere den Aufbau zu vereinfachen, und die Endgeschwindigkeit auch bei fester Betriebsfrequenz variabel zu machen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist in der in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, den Hochfrequenzbeschleuniger mit konstanten Periodenlängen der mechanischen Abstandsmodulation zu versehen in kurze separate Abschnitte von wenigen Perioden aufzuteilen und die jeweiligen Geschwindigkeitsänderung durch Einstellung der Phasen zwischen den in mehrere Abschnitte aufgeteilten Beschleuniger zu berücksichtigen, aber gleichzeitig die radiale Fokussierung, die besonders für kleine Ionengeschwindigkeiten kritisch ist, durch kontinuierliche Quadrupolkomponenten der Hochfrequenzfelder zu gewährleisten.

Werden solchen kurzen Abschnitte benutzt, können diese mit konstanten Periodenlängen versehen sein, und mehrere Abschnitte können identisch sein, da auch Ionen mit deutlich niedrigerer oder höherer Energie, als diejenige, die der Synchronenergie entspricht, bei der die Ionen eine Strukturperiode in einer Hochfrequenzperiode zurücklegen, noch einen deutlichen Beschleunigungs- oder, je nach Phaseneinstellung, Abbremseffekt erfahren. Zur Erzielung maximaler Beschleunigungswirkung müssen die Ionen sich bei einer ganzen Zahl von Perioden der Abstandsänderung der Elektroden bzw. einer geraden Zahl von Beschleunigungszonen mit überlappenden Quadrupolelektroden in der Nähe der Resonatormitte befinden, wenn das Hochfrequenzfeld umgepolt wird. Bei halbzahliger Periodenzahl oder ungeradzahliger Beschleunigungszonenzahl sollten das Hochfrequenzfeld kann gerade maximal sein.

Die Endenergie der Ionen kann dann durch Zuschalten weiterer Beschleunigerabschnitte, durch Amplitudenänderung in der letzten Stufe oder durch Verstellung der Hochfrequenzphasen zwischen zwei oder mehreren Abschnitte verändern werden.

Die wellenförmige Abstandsänderung der Elektroden kann z. B. bei Elektroden mit fester Querschnittsfläche durch wellenförmigen Verlauf der Achse der Elektrode oder der Elektrodenspitze erfolgen oder der Querschnitt der Elektroden ändert sich wellenförmig.

Die wellenförmige Abstandsänderungen von der Strahlachse können die Form einer Sinuskurve haben oder vorteilhafterweise aus Kreisbögen oder aus durch Geradenstücke verbundenen Kreisbögen zusammengesetzt sein.

Die so modulierten Elektroden können unterbrochen bzw. kombiniert werden mit Abschnitten mit konstanten Abständen zur Achse mit gleichen oder paarweise gleichen Elektrodendurchmessern, d. h. unmodulierten Elektroden oder auch zylindrische Driftröhren ohne Fokussierung.

Erfindungsgemäß können nun je zwei Elektroden durch Halteringe oder Zylinder verbunden sein. Dies kann für die Versorung mit Hochfrequenz oder zur mechanischen Stabilisierung vorteilhaft sein. Diese Halteringe können auch innerhalb des zweiten entgegengesetzt geladenen Elektrodenpaares verlaufen. An solchen Stellen, ist es günstig, die sonst außerhalb verlaufenden Elektroden zu unterbrechen. Die Halteringe können dann die Form von Ringen haben mit damit verbundenen Elektroden aus sich überlappenden, zylindrischen Fortsätzen. Die Unterbrechung entspricht dann einer sprunghaften großen Abstandsänderung mit einem erfindungsgemäßen Elektrodenstück ohne Abstandsänderung.

Ein Beschleunigerabschnitt kann mehrere dieser Halteringe aufweisen oder aus mehreren Halteringen mit Elektrodenfortsätzen aufgebaut sein, wobei die Verteilung der Überlappungszonen periodisch oder zur Verstärkung der Fokussierung z. B. doppelperiodisch sein kann, wobei dies einer längeren Zone mit Quadrupolen der gleichen Polarität entspricht.

Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, die Beschleunigerelektroden so mit dem sie umgebenden Behälter zu verbinden, daß die Verbindungsteile mit den Elektroden einen Resonator bilden, der sich z. B. im gemeinsamen Vakuumtank befindet. Die Verbindungsteile können als gerade Stützen aber auch als Teile koaxialer Leitungen oder wendel- oder spiralförmig ausgebildet sein. Es kann vorteilhaft sein, Teile dieses Resonators aus dem Vakuumtank herauszuführen.

Ein Vorteil des in dieser Erfindung vorgeschlagenen Beschleunigers ist, das ein Elektrodenpaar nicht erregt sein muß, und die Stahlachse auch im Falle unmodulierter Elektroden nicht auf Massepotential liegt. Dies kann zur einfacheren Abstimmung aber auch dazu benutzt werden, diese nicht erregte Elektroden direkt mit dem Tank zu verbinden, d. h. zu erden, oder aber auf eine Gleichspannungspotential zu legen.

Im Falle mehrerer unterbrochener Quadrupolelektroden mit Halteringen können mehrere nicht benachbarte Elektrodenabschnitte außerhalb des Elektrodenbereichs verbunden und über eine gemeinsame leitende Verbindung zum Behälter mit Hochfrequenz­ spannung erregt werden. Jeder zweite Elektrodenabschnitt kann dann z. B. direkt mit dem Behälter verbunden sein und nicht erregt werden.

Dieser asymmetrische Aufbau kann insbesondere interessant werden wenn, wie in dieser Erfindung vorgeschlagen, der Beschleuniger­ resoantor Teil der Verstärkerschaltung ist oder selbst frequenz­ bestimmendes Glied einer Oszillatorschaltung ist. So kann auf einfache Weise eine große Frequenzvariation erreicht werden. Dies ist zwar für Beschleuniger mit sehr vielen zu synchronisierenden Resonatoren z. T. ein Nachteil, aber dieses System bietet Vorteile für kleine Hochfrequenzleistungen und z. B. supraleitenden Resonatoren.

Zwischen den unabhängig angesteuerten und betriebenen Resonatoren können vorteilhaft zusätzliche statische Fokussierelemente eingebaut werden. Elektrostatische und elektromagnetische Linsen können einfach versorgt und unabhängig angesteuert und kontrolliert werden. Permanentmagnetische Linsen sind für die sehr niedrigen Geschwindigkeiten zwar nicht optimal, die Netzgeräte entfallen dann aber.

Diese Zwischentankfokussierung ergibt eine größere Gesamtlänge des Beschleunigers. Die Vorteile sind die größere Flexibilität für das Anpassen an verschiedene Ionensorten und Energien.

Die Zwischentankfokussierung bei üblichen Ionenbeschleunigern und die Hochfrequenzfokussierung bei RFQs wird so dimensioniert bzw. eingestellt, daß die Defokussierung durch die Beschleunigung und die eventuell vorhandene Raumladung deutlich überkompensiert wird und Ionen Schwingungen um die Strahlachse als Gleichgewichtsbahn ausführen. Um eine ausreichende Akzeptanz zu erhalten muß dieser effektive Fokussierungsüberschuß so groß sein, daß auf eine Fokussierperiode oder eine Abstandsänderungsperiode entlang des Ionenbeschleunigers mindestens ca. 10% der radialen Schwingung entfallen. Schwächere Rückstellkräfte verkleinern die nutzbare Akzeptanz sehr stark.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Fokussierstärke der Beschleunigersektionen weitaus zu machen als es in allen bekannten RFQ Beschleunigern üblich ist, bzw. angestrebt wird. Ein Vorteil dieses Vorschlages ist, daß die Beschleunigerabschnitte sich neutral verhalten und die Optik in einem weiten Bereich von Parametern in erster und Ordnung unabhängig von der Amplitude des Beschleunigungsabschnittes ist, der sich wie eine Driftstrecke verhält, so daß die Anpassung der Ionenoptik, d. h. die in dieser Erfindung vorgeschlagenen zwischengeschalteten statischen Fokussiereelemente, vereinfacht wird. Durch Kombination mit modulationsfreien Stücken im Beschleuniger kann auch eine runde Optik erreicht werden. Diese relativ schwache Hochfrequenzfokussierung reduziert den zum Erreichen einer vorgegebenen Endenergie notwendigen Hochfrequenzleistungsbedarf.

Die vorgeschlagenen kurzen Beschleunigersektionen können in vorteilhafter Weise mit einem normalen RFQ Beschleuniger als Vorstufe kombiniert werden. So können dessen Vorteile z. B. adiabatisches Bunchen mit hoher Effizient und starke Fokussierung bei sehr niedrigen Ionenenergien ausgenutzt und die Nachteile wie z. B. feste Endenergie und komplizierte Mechanik und hoher HF Leistungsbedarf bei höheren Energien vermieden werden.

In der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Beschleunigerabschnitte mit unterschiedlicher Betriebsfrequenz betrieben werden, die Vielfache einer Grundfrequenz sind. So kann nach einer Vorstufe die vorbeschleunigt und bunched z. B. durch Übergang auf eine höhere Frequenz der Gesamtbeschleuniger sehr kompakt aufgebaut werden.

Eine Kombination von langen und erfindungsgemäßen kurzen Beschleunigerabschnitten kann weiterhin vorteilhaft eingesetzt werden, wenn einer, mehrere oder alle der Abschnitte als RFQ mit variabler Frequenz aufgebaut und betrieben werden, wobei variabler Frequenz deutlich über den beim Ausregeln von thermischen Effekten notwendigen Hub von ca. 1% hinausgehen sollte. Mit einer solchen Anordnung kann die Pulsfolgefrequenz der Ionenpakete variabel eingestellt werden und z. B. deutlich niedriger sein als die niedrigste Betriebsfrequenz im Hochfrequenzbeschleuniger.

Um die Ionenenergie des Hochfrequenzbeschleunigers zu ändern oder für eine andere Ionensorte anzupassen, wird weiterhin vorgeschlagen, die Elektroden austauschbar zu machen. Dadurch kann der Einsatzbereich stufenweise noch deutlich über den Bereich, der sich durch Phasen- und Amplitudenvariation der vorgeschlagenen unabhängigen Beschleunigerabschnitte hinausgeht.

Dazu wird vorgeschlagen, die Elektroden über Paßstücke an den Halteringen oder an den leitenden Verbindungen zum Behälter zu befestigen und dann Elektroden und Paßstücke oder Elektroden, Paßstücke und Halteringe eventuell zusammen mit den Verbindungen zum Behälter auszutauschen. Dazu ist es vorteilhaft, wenn bei längeren Abschnitten die Elektroden unterteilt sind und z. B. über außen angebrachte zur den Elektroden parallel laufenden Verbindungsteile, oder an den Halteringen verbunden werden.

Ein weiterer Vorteil ist, daß dann die Kühlmittelversorgung über Bohrungen in den Elektroden oder parallel laufende Kühlrohre und, je nach Unterteilung der Elektroden, für die einzelnen Elektronenabschnitte separat über die leitenden Verbindungen zum Behälter erfolgt. Kurze Elektrodenstücke können bei niedrigen mittleren Hochfrequenzleistungen über koaxial versorgte radiale Verbindungen indirekt gekühlt werden. Für höhere Leistungen ist die direkte Kühlung vorteilhaft, die für einen einzelnen Leiter auch koaxial im Leiter und koaxial oder mit einer Doppelleitung entlang den Elektroden geführt werden kann.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer möglicher Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 Ausführungsform der Elektroden eines erfindungsgemäßen Beschleunigungsabschnittes,

Fig. 2 Ausführungsform der Elektroden eines Beschleunigerabschnittes mit asymmetrischer Erregung,

Fig. 3 Elektroden eines Abschnittes des erfindungsgemäßen Hochfrequenzbeschleunigers mit Unterbrechung und Überlappung der Elektroden,

Fig. 4 Ausführungsform der Elektroden eines Abschnittes des erfindungsgemäßen Hochfrequenzionenbeschleunigers mit doppelperiodischen Abständen der Abstandsänderung und Elektrodenverbindungsteile,

Fig. 5 Hochfrequenzionenbeschleuniger mit variabler Endenergie aufgebaut, als Kombination aus Ionenquelle einem Beschleuniger mit veränderlichen Elektrodenmodulation und separaten kurzen Beschleunigerabschnitten.

Weitere Einzelheiten werden im folgenden anhand der Fig. 1 bis 5 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der Elektroden (1) eines erfindungsgemäßen Beschleunigerabschnites dargestellt in der x- (2) und y- (3) Ebene zusammen mit einer mitdem Vakuumbehälter (4) verbundenen zylindrischen Elektrode (5). Hier wird angenommen, daß die Elektroden mit Hochfrequenz erregt werden und jeweils entgegengesetzt gleich geladen sind. Beim Übergang auf die Erdelektrode (5) erfahren die Ionen dann keine Beschleunigung entlang der Strahlachse (6). Ionen mit den unterschiedlichsten Energien können bei geeigneter Wahl der Hochfrequenzphase in dem Feld dieser Elektrodenanordnung beschleunigt und fokussiert werden. Als günstigste Hochfrequenzphase ergibt sich ein Nulldurchgang bzw. eine Umpolung der Hochfrequenzspannung wenn der Teilchenpuls sich gerade in der Mitte des Beschleunigerabschnittes befindet. Stabile Beschleunigung erfolgt in bekannter Weise, wenn das Feld anwächst, wenn sich der Teilchenpuls im Bereich der schrägen Flanken der Elektroden (7) befindet. Die Form der Elektroden ist in diesem Beispiel des erfindungsgemäßen Ionenbeschleunigers eine Kombination von konischen Abschnitten und Zylinderstücken.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Elektroden eines Beschleunigerabschnittes mit asymmetrischer Erregung der Elektroden. Ein Elektrodenpaar (8) ist direkt mit dem Vakuumbehälter (4) verbunden, das andere Paar (9) ist über einen Haltering (10) und einen gebogenen aus Kreisbögen zusammengesetzten Leiter (11) mit dem Vakuumbehälter (4) verbunden und bildet mit diesem und den Elektroden den Hochfrequenzresonanz. Ein zweiter Haltering (12) ist zwischen Mittelebene und Vakuumbehälter angeordnet. In diesem Beispiel sind die Elektroden mit zwei Perioden der Abstandsänderungen bzw. vier Abschrägungen versehen und die erregte Elektrode ist direkt nach der Abschrägung (13) unterbrochen.

Fig. 3 zeigt Elektroden eines Abschnittes des erfindungsgemäßen Hochfrequenzbeschleunigers mit Unterbrechung und Überlappung der Elektroden. Der zentrale Haltering (14) trägt zylindrische Stäbe (15) die sich in einem Bereich (16) zwischen zentralem Ring und Behälterelektrode (5) überlappen. Gegenüberliegende Elektroden sind gleich lang, die Anordnung ist im gezeigten Beispiel nicht symmetrisch zur Mittelebene des Beschleunigerabschnittes. Die Fokussierwirkung ist proportional zu Länge der Überlappungszone (16).

Sind mehrere Elektroden mit den gezeigten Überlappungszonen in einem Vakuumbehälter angeordnet, müssen benachbarte Elektroden jeweils mit entgegengesetzter Phase erregt werden oder eine muß jeweils geerdet sein. Die Anordnung mit Halteringen mit asymmetrischen Zylinderfortsätzen (17) in Kombination mit symmetrischen Halteringen (18) erlaubt eine Änderung der Periodizität der Fokussierung.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Elektroden eines Abschnittes des erfindungsgemäßen Hochfrequenzionenbeschleunigers bestehend aus zwei Perioden der Durchmesseränderung der Elektroden bei der die Wellenlänge der Abstandsänderung um einen Faktor zwei verschieden ist (19). Dies ist nicht dem Zuwachs der Ionengeschwindigkeit angepaßt und läßt sich bei praktisch gleicher Beschleunigungswirkung auch in umgekehrter Richtung betreiben.

Als Beispiele für Verbindungsteile zur Verbindung einer Trennstelle (20) von separaten Elektrodenstücken sind außerhalb des Achsenbereichs parallel verlaufende Ausführungsformen (21, 22) und ein Beispiel für eine parallel laufende Kühlmittelleitung (23) dargestellt.

Fig. 5 zeigt einen Hochfrequenzionenbeschleuniger mit variabler Endenergie aufgebaut als Kombination aus Ionenquelle (24) einem Beschleunigerabschnitt mit veränderlichen Elektrodenmodulation (25) separaten kurzen Beschleunigerabschnitten (26), wobei diese aus Gruppen identischer Resonatoren zusammengesetzt sein können, mit Zwischentankfokussierung (27).

Claims (17)

1. Hochfrequenzbeschleuniger für Ionen mit zylindrische Elektroden um eine vorgegebene Strahlachse oder mit wellenförmig wechselndem Abstand symmetrisch zur Strahlachse angeordneten Elektroden, wobei der Abstand der zylindrischen Elektroden und die Periodenlänge der Abstandsänderungen der Ionengeschwindigkeit angepaßt werden und benachbarte Elektroden periodisch entgegengesetzt umgeladen werden und Felder mit beschleunigender Wirkung auf Ionen erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger aus mehreren separat angesteuerten Abschnitten besteht und daß die Elektroden konstante Periodenlängen und konstante Minimal- und Maximalabstände von der Achse aufweisen.

2. Hochfrequenzbeschleuniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigerabschnitte eine oder mehrere Halbperioden oder Perioden der Abstandsänderung, vorteilhafterweise eine bis drei Perioden, aufweisen und/oder daß mehrere oder alle der separaten Beschleunigerabschnitte gleich sind.

3. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden bei gleichem Querschnitt einen periodisch wechselnden Abstand der Elektrodenachse von der Strahlachse aufweisen oder bei periodisch wechselnden Elektrodenquerschnitt eine gerade Elektrodenachse oder zylinderförmigen Halteteile mit sich überlappenden unterbrochenen zylindrischen Elektrodenabschnitte aufweisen und/oder daß ein durchgehendes Elektrodenpaar außerhalb dieser Halteteile angeordnet ist.

4. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die periodischen Querschnitts­ änderungen und Elektrodenachsenabstandsänderungen die Form von Sinuskurven oder von Kreisbögen oder Geradenstücken aufweist oder aus diesen Elementen zusammengesetzt ist.

5. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden an Stellen kleinen Durchmessers unterbrochen sind und/oder daß Elektrodenabschnitte symmetrisch zur Achse angeordnet sind und keine Abstandsänderung zur Achse aufweisen.

6. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochfrequenzversorgungen mit Mitteln zur unabhängigen Phasen und Amplitudeneinstellung der Beschleunigerabschnitte versehen sind.

7. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in einem Vakuumbehälter angeordnet sind und daß die Elektrodenanordnung zusammen mit geraden oder koaxialen Verbindungen zu diesem Behälter ein Hochfrequenzresonator bilden und/oder daß die Elektrodenanordnung mit den radialen Verbindungen als Teil einer Verstärkerschaltung oder Oszillatorschaltung aufgebaut ist.

8. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil dieses Hochfrequenzresonators außerhalb des Vakuumbehälters angeordnet ist.

9. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen Elektroden und Behälter wendel- oder spiralförmig ausgebildet sind.

10. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektrodenpaar nicht erregt wird.

11. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Apertur und Abstandsänderung oder das Verhältnis zwischen Längen der beschleunigenden und fokussierenden Abschnitte so gewählt wird, daß die Fokussierungswirkung durch Felder der Elektrodenanordnung gerade die Defokussierung durch die Beschleunigungswirkung der Elektrodenanordnung kompensiert.

12. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Beschleunigerabschnitten zusätzliche statische Fokussierelemente angeordnet sind.

13. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzbeschleuniger aus längeren Abschnitten mit entsprechend der Ionengeschwindigkeit wachsenden Periodenlängen, mit konstanten oder unterschiedlichen Maximal- und Minimalabständen der Elektroden zur Strahlachse und aus kürzeren Abschnitten mit konstanten Periodenlängen und konstanten Maximal- und Minimalabständen besteht.

14. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigerabschnitte doppelperiodisch aus Abschnitten verschiedener Periodenlänge zusammengesetzt sind und die Längen vorteilhaft Vielfache einer Grundlänge sind.

15. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigerabschnitte unterschiedliche Betriebsfrequenzen haben und die Betriebsfrequenzen Vielfache einer Grundfrequenz sind und/oder daß mindestens einer oder alle Abschnitte als frequenzvariable, durchstimmbare Resonatoren aufgebaut sind.

16. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Beschleunigerabschnitte direkt oder über Paßstücke mit Halteringen oder mit den leitenden Verbindungen zum Behälter verbunden sind und/oder Vorrichtungen zum Auswechseln der Elektroden aufweisen und/oder daß die Elektroden aus mehreren Stücken bestehen, die über parallele Verbindungsstücke oder über Schraub- oder Steckverbindungen zu längeren Elektrodeneinheiten auswechselbar verbunden sind.

17. Hochfrequenzbeschleuniger nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Beschleunigerabschnitte Bohrungen oder parallelgeführte Kühlleitungen die über Halteringe und/oder die leitenden Verbindungen zum Behälter verlaufen, aufweisen.