191224. lajstromszámú szabadalom • Készülék elektronbesugárzásra
191 224 A találmány tárgya elektronbesugárzásra szolgáló készülék, amely különösen a gyorsítótechnikában alkalmazható. A gyorsítók kimeneti berendezéseinek túlnyomó többségét a fókuszált elektronnyaláb letapogatásának elvén működő tekercsrendszerrel alakítják ki. Ilyet ismertet például a 3 469 139 sz. USA szabadalmi leírás. Az ilyen típusú berendezésekben a besugárzási zóna szélessége korlátos, mivel a nagy szögek alatt történő letapogatás során a besugárzás egyenetlensége jelentőssé válik, mindenek előtt azért, mert a besugárzási zóna szélein, a kimeneti ablak fóliarétegében veszteségek jönnek létre. Az 516 329 sz. szovjet szerzői tanúsítvány elektronbesugárzásra olyan készüléket ismertet, amely hevített katóddal ellátott elektronforrást és 0-alakú eltérítő mágnest tartalmaz. Az említett szerzői tanúsítványban bemutatott készülék a többiekhez viszonyítva a legnagyobb kiterjedésű besugárzási zónát biztosítja, mégpedig a 0-alakú eltérítő mágnes hosszával egyenlő szakaszon. A haladó térrel kialakított készülék azonban bonyolult felépítésű, mivel, először, az elektromágnes haladó tér tápellátása csak bonyolult elrendezésben valósítható meg, és másodszor, a váltakozó térerősséggel biztosított üzem bonyolulttá teszi a letapogató kamerát, hiszen szükség van arra, hogy a kamera falai által a váltakozó tér feltételei között az elektromágnes üzemére gyakorolt hatást kiküszöböljék. A találmány célja az ismert megoldások leegyszerűsítése, a besugárzási tér lehetséges legnagyobb szélességének elérése és egyúttal annak biztosítása, hogy a besugárzási tér szélessége szabályozható legyen. A kitűzött célt úgy érjük el, hogy a készülék felépítésének leegyszerűsítésére az eltérítő mágnes stacionárius terű mágnesként van kialakítva, az elektronnyaláb tengelye az eltérítő mágnes bemeneti síkjával derékszögtől eltérő szöget zár be, míg a katód a mágnes pólusainak középsíkjában helyezkedik el és vonalszerű kialakítású. Ezen kívül a készülék előnyösen további stacionárius jellegű mágnest tartalmaz, amelynek bemeneti síkja az első mágnes által eltérített nyalábhoz képest ferdén van elrendezve. Ezen kívül célszerű a mágnest tengely körül forgatható kivitelben létrehozni, ahol a tengely a mágnes középsíkjára merőleges, és a mágnes résében indukciót szabályozó eszköz van. A készüléket vázlatosan az 1. ábra mutatja. A 2. ábrán az elektronok pályája látható a forrástól a megmunkálandó felületig. A 3. ábra a 0-alakú elektromágnes egy kiviteli változatát mutatja a bemeneti sík felől nézve. A 4. ábra a készülék két eltérítő mágnest tartalmazó változatát mutatja. A találmány szerinti készülék lineáris 1 katódból, mint elektronforrásból kibocsátott elektronokból 2 fókuszáló és 3 gyorsító elektród szalagszerű 4 elektronnyalábot hoz létre. Ez a 4 elektronnyaláb az eltérítő mágnes bemeneti síkjához képest szög alatt halad tovább és a mágnes középsíkjában, annak 5 és 6 pólusai között mozog. Elhajlítás után a 4 elektronnyaláb 7 megmunkálandó objektumra, például tekercselt anyagra jut, amely a nyfl irányában mozog. Két eltérítő mágnessel kialakított változatban (4. ábra) az első mágnesből származó elektronnyaláb a második, 5’ és 6 pólusokkal kialakított mágnes síkjához viszonyítva szög alatt mozog, majd onnan a megmunkálandó anyagra jut. ~> 1 A szalagszerű 4 elektronnyalábot lineáris nyalábok csomagjaként (2. ábra) lehet tekinteni, amelyek a mágnes bemeneti síkját ugyanazon szög alatt érik el. A mágnes pólusai között minden elektronnyaláb ô = (f(E/H) görbületi sugárral jellemzett körvonal mentén mozog, ahol E — az elektronok energiája, és H — a mágneses tér térerőssége. A pólusok közötti résben az indukció megfelelő változtatása például az elektromágnes gerjesztési áramának változtatásával érhető el. A részecskék adott energiája és a pólusok adott távolsága mellett mindig biztosítani lehet a kimeneten az elektronok olyan pályáját, amely merőleges az elektromágnes kimeneti síkjára, a fólia síkjára és a megmunkálandó objektum síkjára. Az a tény, hogy a szalagszerű nyalábban a részecskék azonos szög alatt jutnak el a mágneshez, biztosítja a nyaláb automatikus kitágulását L = l/sin°£ hosszúságig, ahol 1 — a katód hossza, és eC — a belépési szög. Az eltérítő mágnest egyszerű módon 0-alakú elektromágnesként (3. ábra) lehet létrehozni, amelyen 8 egyenáramú tekercs van (a tekercs homlokrészét az ábra nem mutatja). Az ilyen mágneseket széles körben alkalmazzák a gyorsítók technikájában és kialakításuk nem jelent különösebb nehézséget szakember számára. Mivel stacionárius üzemre a mágnesköröket acéltömbökből is létre lehet hozni, maga az elektromágnes biztosíthatja a találmány szerinti besugárzó készülék esetében alkalmazáskor szükséges biológiai védelem egy részét. Ezen kívül a vízszinteshez viszonyítva kis szög alatt elhajlott gyorsító rendszerre való áttérés révén a besugárzó készülék függőleges méretei lecsökkennek, ezért a védelem méretei és súlya szintén kisebb lehet, mint az ismert készülékeknél, ami azért is előnyös, mert így a megtámasztást biztosító konstrukciós elemek súlyának csökkentése is lehetővé válik. A találmány szerinti besugárzó készülék működtetése során szükség lehet különböző szélességű anyagok besugárzására, és ekkor kívánatos a besugárzási mező szélességének megfelelő csökkentése. A találmány szerinti készülék előnyös jellemzője, hogy az igényelt szélességszabályozás a mágnesek a szalagszerű 4 elektronnyaláb síkjában történő egyszerű elfordításával megvalósítható, mivel ekkor a belépési szög változik és az elektronoknak a fólia síkjára merőleges trajektóriáit a mágnes résében uralkodó indukció szabályozásával, például a tekercs gerjesztő áramának változtatásával lehet biztosítani. Szabadalmi igénypontok 1. Készülék elektronbesugárzásra, amely hevített katóddal ellátott elektronforrást és 0-alakú eltérítő mágnest tartalmaz, azzal jellemezve, hogy az eltérítő mágnes stacionárius terű mágnesként van kialakítva, az elektronnyaláb (4) tengelye az eltérítő mágnes bemeneti síkjával derékszögtől eltérő szöget zár be, míg a katód (1) a mág5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
