DE1247498B - Irradiation arrangement for generating a bundle of rays consisting of highly accelerated charged particles - Google Patents

Irradiation arrangement for generating a bundle of rays consisting of highly accelerated charged particles

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DE1247498B
DE1247498B DEV21171A DEV0021171A DE1247498B DE 1247498 B DE1247498 B DE 1247498B DE V21171 A DEV21171 A DE V21171A DE V0021171 A DEV0021171 A DE V0021171A DE 1247498 B DE1247498 B DE 1247498B
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irradiation
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Russell George Schonberg
Craig Spencer Nunan
Lawrence Edmond Brown
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Varian Medical Systems Inc
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

IntCl.:IntCl .:

HOljHOlj

Deutsche Kl.: 21 g - 21/01 German class: 21 g - 21/01

Nummer: 1247 498Number: 1247 498

Aktenzeichen: V 21171 VIII c/21 gFile number: V 21171 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 14. August 1961 Filing date: August 14, 1961

Auslegetag: 17. August 1967.Opened on: August 17, 1967.

Durch die USA.-Patentschrift 2 887 599 ist eine Anordnung zum Erzeugen eines aus hochbeschleunigten geladenen Partikeln bestehenden Strahlenbündels zwecks Bestrahlung einer Substanz bekannt, bei der eine langgestreckte, die Partikeln aussendende Emissionsvorrichtung zur Anwendung gelangt und die Emissionsvomchtung von einer Mehrzahl fokussierender und beschleunigender Elektroden umgeben ist, die sich über die gesamte Länge der Emissionsvorrichtung erstrecken und die emittierten Partikeln zu einem Strahlenbündel von streifenförmigem Querschnitt fokussieren. Das Strahlenbündel streifenförmigen Querschnittes durchsetzt ein in der Gehäusewand der Entladungsröhre vorgesehenes, für die beschleunigten Gaspartikeln durch-. lässiges Fenster.US Pat. No. 2,887,599 discloses an arrangement for generating one of highly accelerated charged particles of existing radiation beam for the purpose of irradiating a substance known, in which an elongated emission device emitting the particles is used and the emission device from a plurality of focusing and accelerating electrodes is surrounded, which extend over the entire length of the emission device and the emitted Focus particles to form a bundle of rays with a strip-shaped cross-section. The bundle of rays strip-shaped cross-section penetrates a provided in the housing wall of the discharge tube, for the accelerated gas particles through. casual window.

Es ist ferner bei Entladungsröhren zum Erzeugen hochbeschleunigter geladener Partikeln durch die USA.-Patentschrift 2 144 518 bekannt, nacheinander von den zu beschleunigenden Elektronen durchsetzten Elektroden amplitudenmäßig entsprechend abgestufte Wechselspannungen zuzuführen.It is also used in discharge tubes to generate highly accelerated charged particles through the USA.-Patent 2,144,518 known, successively penetrated by the electrons to be accelerated To supply electrodes with alternating voltages that are graded accordingly in terms of amplitude.

Eine Anordnung zum Erzeugen eines aus hochbeschleunigten geladenen Partikeln bestehenden Strahlenbündels zwecks Bestrahlung einer Substanz, bei der eine langgestreckte, die Partikeln aussendende Emissionsvorrichtung und eine Fokussierelektrodenanordnung mit einer Zwischenelektrode sowie eine Beschleunigungselektrode vorgesehen sind, welche sich über die gesamte Länge der Emissionsvomchtung erstrecken und die emittierten Partikeln zu einem Strahlenbündel von streifenförmigem Querschnitt fokussieren, und bei der die Beschleunigungselektroden und die Zwischenelektroden mit sinusförmig pulsierender periodisch unterbrochener Hochspannung betrieben werden, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung dadurch, daß die der Zwischenelektrode zugeführte pulsierende Spannung so gewählt ist,-daß die Zwischenelektrode nur während des mittleren, etwa eine Viertelperiode umfassenden Teiles der beschleunigenden Halbwelle der zwischen der Emissionsvomchtung und der Beschleunigungselektrode wirkenden Spannung eine beschleunigende Spannung in bezug auf die Emissionsvomchtung führt.An arrangement for generating one consisting of highly accelerated charged particles Beam for the purpose of irradiating a substance, in which an elongated, emitting the particles Emission device and a focusing electrode arrangement with an intermediate electrode and a Acceleration electrode are provided, which extends over the entire length of the emission device extend and the emitted particles to form a bundle of rays of strip-shaped cross-section focus, and in which the acceleration electrodes and the intermediate electrodes with sinusoidal pulsating periodically interrupted high voltage is characterized according to Invention in that the pulsating voltage supplied to the intermediate electrode is chosen so that the intermediate electrode only during the middle part of the accelerating half-wave of the voltage acting between the emission device and the accelerating electrode an accelerating Leads tension with respect to the emission device.

Die Erfahrungen mit hochbeschleunigten Elektronen haben gezeigt, daß die Absorption in dem für den Austritt der Elektronen vorgesehenen Fenster bis zu Elektronengeschwindigkeiten von etwa · IOOkeV außerordentlich hoch ist, und daß Elektronen unterhalb dieser Geschwindigkeit praktisch alle in dem Fenster abgefangen werden. Wenn jedoch Bestrahlungsanordnung zum Erzeugen eines aus hochbeschleunigten geladenen Partikeln
bestehenden Strahlenbündels'Experience with highly accelerated electrons has shown that the absorption in the window provided for the exit of the electrons is extremely high up to electron velocities of about 100 keV, and that electrons below this velocity are practically all intercepted in the window. If, however, an irradiation arrangement for generating one from highly accelerated charged particles
existing beam '

Anmelder:Applicant:

Varian Associates, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)
Vertreter:Varian Associates, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)
Representative:

Dr. phil. G. B. Hagen, Patentanwalt,
München-Solln, Franz-Häls-Str. 21Dr. phil. GB Hagen, patent attorney,
Munich-Solln, Franz-Häls-Str. 21

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Russell George Schonberg, Palo Alto, Calif.;
Craig Spencer Nunan, Los Altos Hills, Cälif.;
Lawrence Edmond Brown,
PaIo Alto, Calif. (V. St. A.)Russell George Schonberg, Palo Alto, Calif .;
Craig Spencer Nunan, Los Altos Hills, Calif .;
Lawrence Edmond Brown,
PaIo Alto, Calif. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

V. St. v. Amerika vom 24. August 1960 (51599)V. St. v. America August 24, 1960 (51599)

die Elektronenenergie am Fenster über den vorgenannten Wert zunimmt, wird der Energieverlust von Elektronen im Fenster geringer und strebt bei hohen Elektronengeschwindigkeiten über 200 keV einem Minimalwert zu. Durch die vorstehend charakterisierte Beschränkung der Phase der an der Zwischenelektrode zur Wirksamkeit gebrachten pulsierenden Spannung relativ zu der Phase der Wirksamkeit der an der Beschleunigungselektrode liegenden Spannung wird erreicht, daß das Fenster nur von relativ schnell beschleunigten geladenen Partikeln getroffen wird und dadurch die Partikelabsorption im Fenster und somit die thermische Belastung des Fenster verringert wird.the electron energy at the window increases above the aforementioned value, the energy loss of Electrons in the window are lower and strives for a high electron speed of over 200 keV Minimum value to. By the above-characterized limitation of the phase of the at the intermediate electrode the pulsating voltage brought into effect relative to the phase of the effectiveness of the voltage lying on the acceleration electrode is achieved that the window is only relatively fast accelerated charged particles is hit and thereby the particle absorption in the window and thus the thermal load on the window is reduced.

Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beschreibung und der Figuren näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the following description and the figures. It shows

Fig. 1 eine, perspektivische Darstellung einer Anordnung zum Erzeugen eines Elektronenstrahlbündels, .1 shows a perspective illustration of an arrangement for generating an electron beam, .

Fig.2 eine Seitenansicht der in Fig.l dargestellten Anordnung im Schnitt entlang der Schnittebene 2-2 der F i g. 1,FIG. 2 shows a side view of the arrangement shown in FIG. 1 in section along the cutting plane 2-2 of FIG. 1,

Fig.2A einen Grundriß der zur Anwendung gelangenden Fensteranordnung, 2A is a plan view of the window arrangement used;

709 637/527709 637/527

Fig.3 einen Längsschnitt der in Fig. 1 dargestellten Anordnung entlang der Schnittebene 3-3 der Fig. 1,3 shows a longitudinal section of the arrangement shown in FIG. 1 along the sectional plane 3-3 of Fig. 1,

F i g. 4 eine schematische Darstellung der Anordnung nach F i g. 1,F i g. 4 shows a schematic representation of the arrangement according to FIG. 1,

Fig. 5 eine Bestrahlungsvorrichtung für federförmiges Gut,5 shows an irradiation device for spring-shaped material,

Fig. 6 ein Schaltbild des zur Anwendung gelangenden Generators,6 is a circuit diagram of the generator used,

Fig.7 eine-graphische Darstellung der in keV wiedergegebenen Elektronenenergie während der positiven Halbwelle der Spannung, wobei in dem Diagramm die Energie der auf das Fenster treffenden Elektronen und die Energie außerhalb des Fensters und der Energieverlust in dem Fenster angegeben ist,7 shows a graphic representation of the electron energy reproduced in keV during the positive half-wave of the voltage, where in the diagram the energy of the incident on the window Electrons and the energy outside the window and the energy loss is given in the window,

F i g. 8 eine graphische Darstellung der prozentualen Dosis in Abhängigkeit der Materialdicke, wobei eine Mehrzahl mit verschiedenen Stromkurvenformen bei -Bestrahlung des Materials von beiden Seiten wiedergegeben ist,F i g. 8 a graphical representation of the percentage dose as a function of the material thickness, a plurality having different current waveforms upon irradiation of the material from is reproduced on both sides,

Fig.9 eine schematische Darstellung möglicher Spannungs-und Stromkurven.9 shows a schematic representation of possible voltage and current curves.

Die im nachfolgenden zur Erörterung gelangenden Anordnungen dienen dem Zweck, einen streifenförmigen Kathodenstrahl von rechteckigem Querschnitt auf das zu bestrahlende Objekt zu richten. Es können jedoch in gleicher Weise auch Strählen, die aus anderen Partikeln bestehen, beispielsweise aus Protonen, Neutronen und Deuteronen, verwendet werden.The arrangements to be discussed below serve the purpose of creating a strip-shaped To direct cathode ray of rectangular cross-section at the object to be irradiated. However, in the same way, beams that consist of other particles can also be used, for example consisting of protons, neutrons and deuterons can be used.

In den Fig. 1 bis 3 -wird eine dünne Schicht des zu bestrahlenden Materials mittels einer Rollenvorrichtung 10 zwischen zwei evakuierten Bestrahlungsköpfen 12 hindurchgeführt, so daß eine Bestrahlung des Materialsll von beiden Seiten erfolgen kann. Die Bestrahlungsköpfe .12 sind drehbar an der einen Seite des Gehäuses 13, angeordnet, in welchem eine Hochspannungstransfprmatoranordnung vorgesehen ist, zu dem Zweck, die erforderliche Energie für die zur Bestrahlung vorgesehenen Elektronen zu liefern.In FIGS. 1 to 3 a thin layer of the material to be irradiated is passed between two evacuated irradiation heads 12 by means of a roller device 10, so that the material 11 can be irradiated from both sides. The irradiation heads 12 are rotatably arranged on one side of the housing 13, in which a high-voltage transformer arrangement is provided for the purpose of supplying the required energy for the electrons intended for irradiation.

Jeder Bestrahlungskopf 12 besteht aus einem langen Rohr 14, welches als Beschleunigungselektrode dient und einen AustrittsschlitzlS hat, der sich in der Längsrichtung erstreckt und durch einen Flansch 16 gebildet wird. Der Flansch 16 verläuft im Abstand von der Kante der Schlitzöffnung 15 und bildet um den Umfang, der Öffnung 15 herum eine Nut 17. In der Nut 17 ist quer zur Längsrichtung der Öffnung 15 eine Mehrzahl tragender Rippen 18, beispielsweise aus Aluminium, vorgesehen; die Rippen 18 verlaufen unter einem· geringen Winkel in bezug auf eine senkrecht zu den Längskanten der Öffnung 15 verlaufende Kante, wie dies in F i g. 2 A zu erkennen ist. Die Rippen 18 sind an ihren Enden umgebogen, so daß sich eine hinreichende Stabilität derselben in Querrichtung ergibt; ein Fensterrahmen 19 ist um die Öffnung 15 herum an dem Flansch 16 vorgesehen und trägt ein für die Partikeln durchlässiges Fenster 21, das beispielsweise aus Aluminium bestehen kann, zwischen dem Fensterrahmen 19 und dem Flansch 16, so daß die Öffnung 15 überdeckt ist. Sowohl der Fensterrahmen 19 als auch der Flansch 16 haben aufeinanderpassende Nuten, welche vollständig die Randnut 17 umgeben, und ein elastischer Dichtungsring 23 aus Blei ist in diesen Nuten 22 vorgesehen, so daß das Fenster 21 vakuumdicht zwischen den Dichtungsringen 23 eingeschlossen ist, damit der Innenraum der Bestrahlungsköpfe 12 .4 Each irradiation head 12 consists of a long tube 14, which serves as an acceleration electrode and has an exit slit 15 which extends in the longitudinal direction and is formed by a flange 16. The flange 16 extends at a distance from the edge of the slot opening 15 and forms a groove 17 around the circumference of the opening 15. A plurality of supporting ribs 18, for example made of aluminum, is provided in the groove 17 transversely to the longitudinal direction of the opening 15; the ribs 18 run at a slight angle with respect to an edge running perpendicular to the longitudinal edges of the opening 15, as shown in FIG. 2 A can be seen. The ribs 18 are bent over at their ends, so that there is sufficient stability of the same in the transverse direction; a window frame 19 is provided around the opening 15 on the flange 16 and carries a window 21 which is permeable to the particles and which can for example consist of aluminum between the window frame 19 and the flange 16 so that the opening 15 is covered. Both the window frame 19 and the flange 16 have mating grooves which completely surround the edge groove 17, and an elastic sealing ring 23 made of lead is provided in these grooves 22 so that the window 21 is vacuum-tightly enclosed between the sealing rings 23 so that the interior space the irradiation heads 12 .4

auf einem entsprechend niedrigen Druck gehalten werden kann.can be kept at a correspondingly low pressure.

Um den Innenraum der Bestrahlungsköpfe 12 auf dem gewünschten sehr niedrigen Druck zu halten, ist eine elektrische Vakuumpumpe 24 vorgesehen. In Anbetracht des niedrigen Druckes in dem Bestrahlungskopf 12 wird das dünne Fenster 21 gespannt gehalten und durch die Halterungsrippen 18 vor der Öffnung 15 abgestützt Da die Tragrippen 18 direktIn order to keep the interior of the irradiation heads 12 at the desired very low pressure, an electric vacuum pump 24 is provided. Considering the low pressure in the irradiation head 12, the thin window 21 is held taut and by the retaining ribs 18 in front of Opening 15 supported As the support ribs 18 directly

ίο das Fenster 21 berühren, leiten sie die Wärme ab, welche von den Partikeln hoher Energie erzeugt wird. ίο touch the window 21, they dissipate the heat generated by the particles of high energy.

Eine Elektronen erzeugende Emissionsvorrichtung ist in jedem der Rohre 14 vorgesehen und besteht aus einem Faden 25; der das Rohr l4"in der Längsrichtung durchsetzt. Der Faden 25 ist in kurzen Abständen durch lcurze Drahtstützen 26 abgestützt, die an einem isolierenden Träger 27 angeordnet sind; der Träger 27 durchsetzt in der Längsrichtung die Fokussierelektrode 28. Die Fokussierelektrode 28 hat eine solche Form, daß die von dem Faden 25 ausgesendeten Elektronen zu einem kegelförmigen Bündel 30 formiert werden, welches das Fenster 21 durchsetzt und auf das Materialll trifft, welches zwischen den beiden aufeinander zu gerichteten Bestrahlungsköpfen 12 hindurchgeführt wird. Eine dazwischenliegende Elektrode (Zwischenelektrode) 29 wird von der Fokussierelektrode 28 mittels einer Mehrzahl isolierender Pflöcke 31 getragen, so daß die Elektrode 29 die Fokussierelektrode 28 mit Ausnähme derjenigen Stelle, an der der Elektronenstrahl auf das Fenster gerichtet "wird, vollständig umgibt. Ein Gitter, das beispielsweise aus einer entsprechenden Anzahl Drähte 32 bestehen kann, kann über die Öffnung der Zwischenelektrode 29 quer zur Längsrichtung vorgesehen sein, zu dem Zweck, die Mödulationswirkung in bezug auf den hindurchtretenden Kathodenstrahl 30 zu erhöhen.An electron generating emission device is provided in each of the tubes 14 and consists of a thread 25; which passes through the tube 14 "in the longitudinal direction. The thread 25 is at short intervals supported by short wire supports 26 which are arranged on an insulating support 27; the Carrier 27 penetrates the focusing electrode 28 in the longitudinal direction. The focusing electrode 28 has such a shape that the electrons emitted by the filament 25 become a cone-shaped Bundles 30 are formed, which penetrates the window 21 and hits the material which is passed between the two irradiation heads 12 directed towards one another. One intermediate electrode (intermediate electrode) 29 is of the focusing electrode 28 by means of a A plurality of insulating pegs 31 are carried so that the electrode 29 is the focusing electrode 28 with the exception that point at which the electron beam is directed onto the window "completely surrounds. A grid, which can consist of a corresponding number of wires 32, for example, can have the opening of the intermediate electrode 29 can be provided transversely to the longitudinal direction, for the purpose that To increase the modulation effect with respect to the cathode ray 30 passing through.

Das eine Ende der Zwischenelektrode 29 verjüngt sich zu einem Zylinder 33 und wird in einer Öffnung am Ende des Isolators 34 gelagert, wobei der Isolator am freien Endes des Rohres 14 mittels eines ringförmigen Flansches 35 befestigt ist. Das andere Ende der Zwischenelektrode 29 wird von einer metallischen Abschlußkappe 37 getragen, welche an einem isolierenden Zylinder 38 angeordnet ist; das andere Ende des Zylinders ist an einem Flansch des Rohres 14 befestigt, in der Nähe der Stelle, an der das Rohr 14 an der Wand des Gehäuses 13 befestigt ist.
Das Rohr 14 ist drehbar in einer Öffnung des Gehäuses 13 angeordnet unter Anwendung einer Manschette 39, die am Mantel des Rohres 14 befestigt ist und ein Kugellager 41 trägt, dessen Kugeln und dessen Kugelkranz in der Öffnung der Wandung des Gehäuses 13 gelagert sind. Ein Dichtungsring 42 bildet eine Dichtung zwischen der Wand 13 und der Manschette 39, so daß kein Öl aus dem Gehäuse an der Dichtung 39 austreten kann; auf diese Weise können die Bestrahlungsköpfe gedreht werden um ihre Längsachse, ohne daß Öl aus dem Gehäuse austreten kann.One end of the intermediate electrode 29 tapers to a cylinder 33 and is mounted in an opening at the end of the insulator 34, the insulator being fastened to the free end of the tube 14 by means of an annular flange 35. The other end of the intermediate electrode 29 is carried by a metallic end cap 37 which is arranged on an insulating cylinder 38; the other end of the cylinder is attached to a flange of the tube 14, near where the tube 14 is attached to the wall of the housing 13.
The tube 14 is rotatably arranged in an opening of the housing 13 using a sleeve 39 which is fastened to the jacket of the tube 14 and carries a ball bearing 41, the balls and the ball ring of which are mounted in the opening in the wall of the housing 13. A sealing ring 42 forms a seal between the wall 13 and the sleeve 39, so that no oil can escape from the housing at the seal 39; In this way, the irradiation heads can be rotated about their longitudinal axis without oil being able to escape from the housing.

Eine Verlängerungsplatte 43 ist abnehmbar an dem Flansch 16 eines jeden Bestrahlungskopfes 12 angeordnet, und zwar so vor dem Fensteril des gegenüberliegenden Bestrahlungskopfes, daß der Raum um die Bestrahlungsanordnung herum in bezug auf Streustrahlung abgeschirmt ist, welche um das Material 11 herum oder durch dasselbe hindurch gelangen kann, und insbesondere auch gegenüberAn extension plate 43 is removably attached to the flange 16 of each irradiation head 12, in such a way in front of the window part of the opposite irradiation head that the space around the radiation arrangement is shielded around with respect to scattered radiation which surrounds the Material 11 can get around or through the same, and in particular also opposite

Strahlung, die ausgestrahlt wird, wenn kein Material sich vor dem Fenster 21 befindet. Diese Platten 43 können auch entfernt werden, um die von dem gegenüberhegenden Bestrahlungskopf' 12 ausgehende Strahlung zu untersuchen. Beide Bestrahlungsköpfe 12 sind mit Wasserkühlröhren 44 versehen. Die Wärme, die an dem Fenster 21 erzeugt wird, wird mittels der tragenden Rippen 18 dem Rohr 14 und dem Flansch 16 und von dort zu den wassergekühlten Rohren 44 geleitet.Radiation that is emitted when there is no material in front of the window 21 . These plates 43 can also be removed in order to examine the radiation emanating from the radiation head 12 on the opposite side. Both irradiation heads 12 are provided with water cooling tubes 44. The heat that is generated at the window 21 is conducted by means of the supporting ribs 18 to the pipe 14 and the flange 16 and from there to the water-cooled pipes 44 .

Die horizontal verlaufenden Achsen der Bestrahlungsköpfe 12 sind sowohl in horizontaler Richtung als auch in vertikaler Richtung im "Abstand voneinander angeordnet, und zwar so, daß der effektive Abstand der beiden einander zugewendeten Bestrahlungsköpfe geändert werden kann, um Material verschiedener Stärke verarbeiten zu können.The horizontally extending axes of the irradiation heads 12 are arranged both in the horizontal direction and in the vertical direction at a "distance from one another, in such a way that the effective distance between the two facing irradiation heads can be changed in order to process material of different thicknesses.

Der Abstand der beiden Achsen in der Vertikalrichtung bestimmt den Abstand der Bestrahlungsköpfe 12 voneinander, wenn die Fensterrahmen 19 und die Fortsätze 43 horizontal hegen. Der Vertikalabstand der einander zugewendeten Bestrahlungsköpfe 12 wird so gewählt, daß er der Materialstärke entspricht, für die im allgemeinen die Maschine bestimmt ist. Es wird der Abstand so klein wie möglich gewählt, damit die Erzeugung von Ozon durch den Kathodenstrahl in dem Luftspalt möglichst gering ist. Nachdem der Vertikalabstand zwischen den einander zugewendeten Bestrahlungsköpfen 12 zunächst richtig gewählt ist, bestimmt der Horizontalabstand der beiden Horizontalachsen die maximale Trennung der beiden Köpfe, die sich durch Drehen der Köpfe erreichen läßt, wobei der maximale Abstand sich dann ergibt, wenn die senkrecht auf die Fenster auftreffenden Radien beider Bestrahlungsköpfe in Verlängerung zueinander hegen, wie in F i g. 4 gezeigt ist.The distance between the two axes in the vertical direction determines the distance between the irradiation heads 12 when the window frames 19 and the extensions 43 are horizontal. The vertical spacing of the facing irradiation heads 12 is chosen so that it corresponds to the material thickness for which the machine is generally intended. The distance is chosen to be as small as possible so that the generation of ozone by the cathode ray in the air gap is as low as possible. After the vertical distance between the facing radiation heads 12 is initially correctly selected, the horizontal distance between the two horizontal axes determines the maximum separation of the two heads that can be achieved by rotating the heads, the maximum distance being obtained when the perpendicular to the window the impinging radii of both irradiation heads extend to one another, as in FIG. 4 is shown.

Das Material 11 wird durch die Bestrahlungsköpfe etwas schräg so hindurchgeführt, daß der streifenförmige Kathodenstrahl 30 einen kleinen, etwa 5° betragenden Winkel mit einer geraden Linie bildet, die sich senkrecht von der einen Kante des Materials 11 zur anderen erstreckt. Dadurch werden kleine Ungleichmäßigkeiten der Bestrahlung auf der Fläche des Materials 11 vermieden, welche sich dadurch ergeben könnten, daß die den Faden 25 abstützenden und umgebenden Drähte 26 eine gleichmäßige Emission über die ganze Länge des Fadens 25 verhindern. In gleicher Weise sind die unterstützenden Tragrippen 18 unter einem Winkel in bezug auf die Längsrichtung der Öffnung 15 angeordnet, so daß Störungen der Gleichmäßigkeit der Bestrahlung über die Oberfläche des Materials 11 infolge Energieabsorption durch die Stützen 18 vermieden werden. Dadurch, daß der relative Winkel der Zuführrichtung des Materials etwas geändert wird, kann der Einfluß der Schattenbiidung der Rippen 18 entsprechend eingestellt werden.The material 11 is passed through the irradiation heads somewhat obliquely in such a way that the strip-shaped cathode ray 30 forms a small, approximately 5 ° angle with a straight line which extends perpendicularly from one edge of the material 11 to the other. Characterized small non-uniformities of irradiation can be avoided on the surface of the material 11, which might arise in that the yarn 25 supporting and surrounding wires 26 prevent a uniform emission over the entire length of the thread 25th In the same way, the supporting ribs 18 are arranged at an angle with respect to the longitudinal direction of the opening 15 , so that disturbances of the uniformity of the radiation over the surface of the material 11 due to energy absorption by the supports 18 are avoided. Because the relative angle of the feed direction of the material is changed somewhat, the influence of the shadow formation of the ribs 18 can be adjusted accordingly.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform gezeigt, bei der seilförmiges Material 98, z. B. isolierte Drähte, in der Längsrichtung durch den streifenförmigen Kathodenstrahl gezogen werden, wobei 21 das Austrittsfenster des Bestrahlungskopfes darstellt. Das Seil oder der Draht 98 dreht sich um seine Längsachse, während er an der Öffnung des Bestrahlungskopfes hin und her geführt wird.In Fig. 5, another embodiment is shown in which rope-shaped material 98, e.g. B. insulated wires, are drawn in the longitudinal direction through the strip-shaped cathode ray, where 21 represents the exit window of the irradiation head. The rope or wire 98 rotates about its longitudinal axis as it is guided back and forth at the opening of the irradiation head.

In Fig. 6 ist eine elektrische Schaltungsanordnung für eine Bestrahlungsanordnung wiedergegeben. Die6 shows an electrical circuit arrangement for an irradiation arrangement. the

beiden Leitungen 60, 61 führen zu einer Wechselstromquelle von beispielsweise 440 Volt und 60 Hertz und sind über den Schalter 62 an einen regelbaren Hochspannungstransformator 63 und einen regelbaren Niederspännungstransformator 64 geführt, wobei diese Transformatoren einerseits die Hochspannung zwischen der aus dem Faden 25 und der Fokussierelektrode 28 bestehenden Elektrodenanordnung gegenüber der auf Erde gehaltenen Beschleunigungselektrode 14 liefern und andererseits eine niedrige Spannung für die aus Faden 25 und Zwischenelektrode 29 bestehende Elektrodenanordnung. Der Sekundärkreis des regelbaren Niederspannungstransformators 64 umfaßt die Primärwicklung eines sättigungsf ähigen, als Reaktanz wirkenden Transformators 66, der noch nachstehend erörtert wird und in Serie mit der Primärwicklung eines Niederspannungstransformators 67 hegt, welcher die geeignete Spannung und den Strom der aus dem Faden und der Fokussier-Both lines 60, 61 lead to an alternating current source of, for example, 440 volts and 60 Hertz and are led via switch 62 to a controllable high-voltage transformer 63 and a controllable low-voltage transformer 64 , these transformers on the one hand supplying the high voltage between the one from the thread 25 and the focusing electrode 28 supply existing electrode arrangement opposite the acceleration electrode 14 held on ground and on the other hand a low voltage for the electrode arrangement consisting of thread 25 and intermediate electrode 29. The secondary circuit of the controllable low-voltage transformer 64 comprises the primary winding of a saturable, reactant transformer 66, which will be discussed below and which is in series with the primary winding of a low-voltage transformer 67 , which has the appropriate voltage and current from the filament and the focusing

ao elektrode bestehenden Elektrodenanordnung eines jeden Bestrahlungskopfes 12 liefert. Ein Voltmeter 68 ist an die Primärwicklung des Niedersparrnungstransfofmators 66 angekoppelt und mißt die Spannung der aus Faden und Folcussierelektrode bestehenden Elektrodenanordnung, so daß man darauf die. von dem Faden aufgenommene Leistung ersehen kann. Die aus Faden und Fokussierelektrode bestehenden Elektrodenanordnungen der beiden Bestrahlungsköpfe 12 sind parallel an die Sekundärwicklung des Niederspannungstransformators 67 angeschaltet. Parallel zu der aus Faden und Fokussierelektrode bestehenden Elektrodenanordnung ist ein Frequenzverdopplerkreis 69 geschaltet, dessen Ausgangsklemme in Serie mit der Primärwicklung eines Transformators 71 liegt, der der Zwischenelektrode 29 eine hohe Spannung zuführt. Eine Kapazität 72 liegt in Serie mit der Primärwicklung des Hochspannungstransformators 71, und ein veränderbarer Widerstand 73 ist parallel zur Primärwicklung des Transformators 71 geschaltet, so daß die Phase der der Zwischenelektrode 29 zugeführten Spannung in geeigneter Weise mit der Spannung synchronisiert werden kann, welche zwischen der aus dem Faden und der Fokussierelektrode bestehenden Elektrodenanordnung und dem Erdungspunkt erzeugt wird. ao electrode existing electrode arrangement of each irradiation head 12 supplies. A voltmeter 68 is coupled to the primary winding of the low-voltage transformer 66 and measures the voltage of the electrode arrangement consisting of thread and foil, so that the. can see power absorbed by the thread. The electrode arrangements of the two irradiation heads 12 , consisting of thread and focusing electrode, are connected in parallel to the secondary winding of the low-voltage transformer 67 . A frequency doubler circuit 69 is connected in parallel with the electrode arrangement consisting of thread and focusing electrode, the output terminal of which is in series with the primary winding of a transformer 71 , which supplies the intermediate electrode 29 with a high voltage. A capacitance 72 is in series with the primary winding of the high voltage transformer 71, and a variable resistor 73 is connected in parallel with the primary winding of the transformer 71 so that the phase of the voltage applied to the intermediate electrode 29 can be appropriately synchronized with the voltage which is between the consisting of the thread and the focusing electrode electrode arrangement and the grounding point is generated.

Der regelbare Transformator 63 ist an die Primärwicklung des Hochspannungstransformators 74 angeschaltet und liefert die Hochspannung für die aus Faden und Fokussierelektrode bestehende Elektrodenanordnung gegenüber dem Erdungspunkt. Die eine Klemme der Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators 74 ist an die beiden aus den Fäden und den Fokussierelektroden bestehenden Elektrodenanordnungen angeschlossen, und die andere Seite der Sekundärwicklung ist über die Steuerungsmittel 75 mit dem Erdungspunkt verbunden. Die Steuerungsmittel 75 bestehen aus einer Parallelschaltung einer Zenerdiode 76, welche als Spannungsbegrenzer wirkt, und einer Kapazität 77, welche Ein- schwingvorgänge in der Leitung unterdrückt, einem Widerstand 78 und einem Meßinstrument 79 zum ^ Messen des mittleren Stromes des Kathodenstrahls, einem Überstromrelais 81, welches bei Auftreten zu hoher Spannung die Hochspannung abschaltet, und aus den festen bzw. einstellbaren Widerständen 82 The controllable transformer 63 is connected to the primary winding of the high-voltage transformer 74 and supplies the high voltage for the electrode arrangement, which consists of the thread and the focusing electrode, opposite the grounding point. One terminal of the secondary winding of the high-voltage transformer 74 is connected to the two electrode assemblies consisting of the filaments and the focusing electrodes, and the other side of the secondary winding is connected via the control means 75 to the grounding point. The control means 75 consist of a parallel connection of a Zener diode 76, which acts as a voltage limiter, and a capacitance 77, which suppresses transients in the line, a resistor 78 and a measuring instrument 79 for ^ measuring the mean current of the cathode ray, an overcurrent relay 81, which switches off the high voltage if too high a voltage occurs, and from the fixed or adjustable resistors 82

• bzw. 83, die in Serie zueinander geschaltet sind und einen Stromkreis 84 zum Regeln des Fadenstromes bilden.• or 83, which are connected in series with one another and form a circuit 84 for regulating the thread flow.

Der genannte Regelstromkreis ist an den Zusammenschlußpunkt der beiden Widerstände 82' und 83 angeschlossen und umfaßt eine verstärkende und die Polarität umkehrende Stufe 85, welche den mittleren Strom anzeigt, den die Bestrahlungsanordnung entnimmt und der über die Sekundärwicklung des als sättigungsfähige "Drossel wirkenden Transformators 66 nach' Erde abgeleitet wird. Der Strom, welcher durch den Stromkreis 84 zum Begrenzen des Fadenstromes fließt, ändert sich so, daß der Fadenstrom konstant gehalten wird, indem die Reaktanz des sättigungsfähigen Transformators 66 geändert wird.Said control circuit is connected to the junction of the two resistors 82 'and 83 connected and comprises an amplifying and polarity reversing stage 85, which the middle Indicates current drawn by the irradiation arrangement and through the secondary winding of the as saturable "choke acting transformer 66 is derived to 'earth. The current which flowing through the circuit 84 for limiting the filament current changes so that the filament current is held constant by changing the reactance of the saturable transformer 66.

Parallel mit den Primärwicklungen der Transformatoren 63 und 64 ist die Primärwicklung des Transformators 86 gekoppelt, welcher die geeignete Spannung und den Strom für das die Vakuumpumpe speisende Gerät 87 liefert, wobei Vakuumpumpen 24 den beiden Bestrahlungsköpfen 12 zugeordnet sind.In parallel with the primary windings of transformers 63 and 64 is the primary winding of the Transformer 86 coupled, which provides the appropriate voltage and current for the vacuum pump feeding device 87, with vacuum pumps 24 assigned to the two irradiation heads 12 are.

Ein Stromkreis zum Abschalten der Spannung, welche den streifenförmigen Kathodenstrahl liefert, ist zur Sicherung gegen Störungen vorgesehen, die in dem Betrieb der Bestrahlungsanordnung auftreten können. Eine Leitung 91 führt von der Sekundärwicklung des Transformators 86 zu dem Erdungspunkt und enthält in Reihe geschaltet mehrere Schalter; wenn einer oder mehrere dieser Schalter geöffnet werden, so öffnet ein Relais 88 einen Schalter 89, der die Leistungszufuhr zu den beiden Transformatoren 63 und 64 unterbricht, jedoch nicht die Leistungszufuhr zu dem Transformator 86. In der Leitung 91 sind die nachfolgenden den Stromkreis unterbrechenden Kontakte vorgesehen: der Kontakt 92, der auf einen zu hohen Kathodenstrom anspricht, und der Kontakt 93, der die Wasserkühlung überwacht, und der Kontakt 94, der auf Überhitzung anspricht, und der Türkontakt 95, welcher geöffnet wird, wenn von dem Personal eine Zutrittstür zu der Bestrahlungsanordnung geöffnet wird, und ein Kontakt 96, der auf einen Druckanstieg in den Bestrahlungsköpfen 12 anspricht und von dem Spannungen liefernden Gerät 87 betrieben wird, und ein Überstromschalterkontakt 81', der durch das eingangs erwähnte Überstromrelais 81 gesteuert wird.A circuit for switching off the voltage that supplies the strip-shaped cathode ray, is intended to protect against disturbances that occur in the operation of the irradiation arrangement can. A line 91 leads from the secondary winding of the transformer 86 to the grounding point and contains several switches connected in series; when one or more of these switches is open are, a relay 88 opens a switch 89, the power supply to the two transformers 63 and 64 interrupts, but not the power supply to the transformer 86. In line 91 the following contacts interrupting the circuit are provided: the contact 92, the too high a cathode current responds, and the contact 93, which monitors the water cooling, and the contact 94, which responds to overheating, and the door contact 95, which is opened when from an access door to the irradiation arrangement is opened for the personnel, and a contact 96 that is responsive to an increase in pressure in the radiation heads 12 and from the supplying voltages Device 87 is operated, and an overcurrent switch contact 81 ', which is controlled by the overcurrent relay mentioned above 81 is controlled.

In den F i g. 7 bis 9 sind die Spannungen für den Betrieb des streifenförmigen Kathodenstrahles erörtert. F i g. 7 zeigt auf der Ordinate die Elektronenenergie in keV während der positiven Halbwelle der pulsierenden zwischen Fadenu25 und Beschleunigungselektrode 14 herrschenden Spannung* die im vorliegenden Fall mit einem Maximalwert von 300 keV angenommen wird. Auf der Abszisse ist der Phasenwinkel der sinusförmigen Beschleunigungsspannung abgetragen. Die Kurve A zeigt die Energie der Elektronen, die auf das Fenster 21 während dieser Halbwelle auftreten. Die Kurve B zeigt die Energie der Elektronen, die während dieser ersten Halbwelle aus dem Fenster austreten, und die Kurve C zeigt die Elektronenenergie, die in dem Fenster während der Halbwelle verlorengeht. Es ist zu beachten, daß, bis die Elektronenenergie an dem Fenster einen "bestimmten mit D bezeichneten, etwa 100 keV betragenden Wert annimmt, sämtliche Elektronen durch das Fenster abgefangen werden und daß, wenn die Elektronenenergie am Fenster über den mit D bezeichneten Wert zunimmt, der Energieverlust im Fenster abnimmt und einen Minimalwert in dem mittleren Teil der Halbwelle armimmt. Es ist offen-In the F i g. 7 to 9 the voltages for the operation of the strip-shaped cathode ray are discussed. F i g. 7 shows on the ordinate the electron energy in keV during the positive half-wave of the pulsating voltage * prevailing between thread 25 and acceleration electrode 14, which in the present case is assumed to have a maximum value of 300 keV. The phase angle of the sinusoidal acceleration voltage is plotted on the abscissa. Curve A shows the energy of the electrons which appear on window 21 during this half-wave. Curve B shows the energy of the electrons exiting the window during this first half-cycle, and curve C shows the electron energy that is lost in the window during the half-cycle. It should be noted that until the electron energy at the window assumes a "certain value, denoted by D , of about 100 keV, all electrons are intercepted by the window and that if the electron energy at the window increases above the value denoted by D, the energy loss in the window decreases and takes a minimum value in the middle part of the half-wave. It is open-

sichtlich, daß, wenn der Stromfluß in dem streifenförmigen Kathodenstrahl während des vollen Halbzyklus der pulsierenden Spannung fließt, der Wirkungsgrad bezogen auf den verwendeten Strahlstrom gering ist, weil verhältnismäßig viel Energie im Fenster verloren wird. Wenn jedoch ein Stromfluß nur über den vierten Teil der Periode in der Mitte derselben während des positiven Halbzyklus der Spannungswelle zugelassen wird, erzielt man einen höheren Wirkungsgrad. evident that when the current flows in the striped cathode ray during the full half cycle the pulsating voltage flows, the efficiency in relation to the beam current used is low, because a relatively large amount of energy is lost in the window. However, if a current flow only through the fourth part of the period in the middle thereof during the positive half cycle of the voltage wave is approved, a higher degree of efficiency is achieved.

In F i g. 8 ist die prozentuale Dosis (Ordinate) in Abhängigkeit von der Dicke (Abzisse) des bestrahlten Materials dargestellt, wobei die Kurve E die Dosis in Abhängigkeit der Materialdicke darstellt, wenn eine konstante Stromintensität während des gesamten Halbzyklus der Spannungswelle stattfindet; F zeigt eine Kurve der Dosis in Abhängigkeit der Materialstärke, wenn eine konstante Stromintensität von einer unter Temperatursättigung arbeitenden Glühkathode während einer Viertelperiode in der Mitte der ersten Halbperiode der Spannungswelle ausgenutzt wird, und die Kurve G zeigt die Abhängigkeit der Dosis von der Materialstärke, wenn der Strom von einem durch Raumladung begrenzten Glühfaden während einer Viertelperio.de in der Mitte der ersten Halbperiode der Spannungswelle ausgenutzt wird. Die Kurven E', F' und G sind Kurven, für die Bestrahlung des Materials an der entgegengesetzten Seite, und die Kurven E + E', F+ F' und C?+ G' sind Kurven für die Gesamtbestrahlung, wenn das Material von beiden Seiten bestrahlt wird. Es ist offensichtlich, daß die KurvenF und G besser sind als die Kurve E.
Bei der erörterten Bestrahlungsanordnung wird der Zwischenelektrode 29 durch den in F i g. 6 dargestellten Stromkreis eine Spannung, die der zweiten Harmonischen entspricht, zugeführt, so daß der streifenförmige Kathodenstrahl durch die Anordnung nur während einer Viertelperiode erzeugt wird, und die Phase der zweiten harmonischen Spannung der Zwischenelektrode wird so gewählt, daß die Viertelperiode, innerhalb welcher der Kathodenstrahl erzeugt wird, in der Mitte der positiven Halbwelle der Spannung liegt, welche zwischen Faden, Fokussierelektrode und Anode erzeugt wird. Dies ist in F i g. 9 veranschaulicht, in der M die pulsierende Spannung darstellt, welche zwischen dem Faden und der Fokussierelektrode einerseits und der Beschleunigungselek-In Fig. 8 shows the percentage dose (ordinate) as a function of the thickness (abscissa) of the irradiated material, curve E representing the dose as a function of the material thickness when a constant current intensity takes place during the entire half cycle of the voltage wave; F shows a curve of the dose as a function of the material thickness when a constant current intensity is used by a hot cathode operating under temperature saturation during a quarter period in the middle of the first half period of the voltage wave, and curve G shows the dependence of the dose on the material thickness when the Current from a filament limited by space charge is used during a quarter period in the middle of the first half period of the voltage wave. The curves E ', F' and G are curves for the irradiation of the material on the opposite side, and the curves E + E ', F + F' and C? + G ' are curves for the total irradiation when the material is from both Pages is irradiated. It is evident that curves F and G are better than curve E.
In the case of the discussed irradiation arrangement, the intermediate electrode 29 is provided by the device shown in FIG. 6, a voltage corresponding to the second harmonic is supplied, so that the strip-shaped cathode ray is generated by the arrangement only during a quarter period, and the phase of the second harmonic voltage of the intermediate electrode is chosen so that the quarter period within which the cathode ray is generated, in the middle of the positive half-wave of the voltage, which is generated between the thread, focusing electrode and anode. This is in FIG. 9 illustrates, in which M represents the pulsating voltage between the thread and the focusing electrode on the one hand and the acceleration electrode

• trode andererseits Hegt; N ist die zweite Harmonische der Spannungswelle M und wird zwischen dem Faden und der Fokussierelektrode einerseits und der Zwischenelektrode andererseits zur Wirkung gebracht; O ist eine Rechteckstromkurve, welche ein mit Strombegrenzung arbeitender Glühfaden liefern würde, wenn die Zwischenelektrode mit ihrer steuernden Spannung nicht vorhanden wäre; P ist eine rechteckförmige Stromwelle, die von einer mit'Sättigungsstrom arbeitende Glühkathode geliefert würde, wenn die Spannung der Zwischenelektrode vorhanden ist; Q ist eine sinusförmige Stromkurve, welche den Stromfluß einer durch Raumladung begrenzten Kathode wiedergibt, der sich unter dem Einfluß der Spannung der Zwischenelektrode ergibt. Dadurch, daß der Zwischenelektrode die zweite harmonische .Spannungswelle zugeführt wird, ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad der Bestrahlungsanordnung bei einer verhältnismäßig niedrigen Energie der Bestrahlung des Materials.• Trode on the other hand, cherishes; N is the second harmonic of the tension wave M and is brought into effect between the thread and the focusing electrode on the one hand and the intermediate electrode on the other hand; O is a square-wave current curve which a filament working with current limiting would deliver if the intermediate electrode with its controlling voltage were not present; P is a rectangular current wave which would be supplied by a hot cathode operating with saturation current if the voltage of the intermediate electrode was present; Q is a sinusoidal current curve, which shows the current flow of a cathode limited by space charge, which results under the influence of the voltage of the intermediate electrode. The fact that the second harmonic voltage wave is fed to the intermediate electrode results in a higher efficiency of the irradiation arrangement with a relatively low energy of the irradiation of the material.

Claims (5)

Unter typischen Betriebsbedingungen beträgt die Spannung, welche von dem Hochspannungstransformator 74 zwischen der aus dem Faden 25 und der Fokussierelektrode 28 bestehenden Elektrodenanordnung und der Beschleunigungselektrode 14 erzeugt Avird, ungefähr 300 keV, wobei die Spannung, die zwischen dem Faden und der Fokussierelektrode erzeugt wird, ungefähr 200 V beträgt und die Spannung zwischen dem Faden und der Zwischenelektrode ungefähr 6000 V beträgt, während der gesamte Emissionsstrom in jedem Bestrahlungskopf 10 MA beträgt. Die Gesamtleistung der beiden Bestrahlungsköpfe beträgt daher 20 MA · 250 keV = 5000 Watt. Ein streifenförmiger Elektronenstrahl dieser Spannungsverhältnisse kann einen Film bestrahlen, der eine Stärke von etwa 72 mg pro cm2 bei einer Geschwindigkeit von 1,5 m pro Sekunde hat oder Fäden oder Drähte von ungefähr 36 mg pro cm2 Stärke, die mit einer Längsgeschwindigkeit von 5 m pro Sekunde laufen. Um zu verhüten, daß sich Spannungsgradienten zwischen der Zwischenelektrode und der Anodenanordnung ungünstig auswirken, können zusätzliche schalenförmige Zwischenelektroden hintereinander angeordnet sein, deren Spannung nach außen schrittweise zunimmt, wodurch man einen langen streifenförmigen Strahl für die Zwecke der gleichmäßigen Bestrahlung dünner Materialien erhalten kann. Eine Anordnung der beschriebenen Art kann für die Zwecke der Erzielung von Polymerisationen, Polymerisationsverkettungen, Querverkettungen und Spaltungen dienen. Die Anordnung kann ferner benutzt werden, um in Zellulose-Acetat oder anderen polymeren Fasern die Verdrillung zu fixieren und eine Erhöhung der mechanischen Zugfestigkeit der Faser zu erzielen und den Schmelzpunkt einer Isolation eines Drahtes zu erhöhen; es können auch Halbleiter mit der Vorrichtung bestrahlt werden und Gitterstrukturen in Faserglas, bestehend aus Kunststoffen, bestrahlt werden, ebenso wie dünne Schichten verschiedener Materialien, wie Weizenmehl, Körner oder Farbe auf Metallflächen bestrahlt werden können. Es können auch Flüssigkeiten und Gase vor den Fenstern der Anordnung zwecks chemischer Behandlung vorbeigeführt werden. Statt daß der streifenförmige Kathodenstrahl durch ein durchlässiges Fenster geleitet wird, kann man ihn auch auf eine Röntgenstrahlantikathode oder eine ähnliche Anordnung zum Erzeugen von Röntgenstrahlen richten. Wenn es sich um die Erzeugung von Röntgenstrahlen handelt, kann das Fenster 21 aus einem Material bestehen, welches Röntgenstrahlen erzeugt, beispielsweise aus Tantal von 0,025 mm Stärke; es kann auch ein Teil des Rohres 14, welches in bezug auf die Längsachse des Glühfadens 25 drehbar ist, aus einem Material bestehen, welches Röntgenstrahlen erzeugt. Im letzteren Fall könnte ein Drehen des Rohres 14 in bezug auf den streifenförmigen Kathodenstrahl eine Umwandlung der Anordnung von einer elektronischen zu einer Röntgenanordnung bewirken. Statt daß die Bestrahlungsanordnung mit einem intermittierenden Strahl betrieben wird, kann die Zwischenelektrode auch entfallen und die Anordnung so betrieben werden, daß ein kontinuierlicher einen Gleichstrom bildender streifenförmiger Strahl erzeugt wird. Es ist ferner darauf zu verweisen, daß eine Mehrzahl Emissionsvorrichtungen in einem käfigmäßigen Zusammenbau verwendet werden kann und daß mehrere verschiedene Bestrahlungskammern gemäß F i g. 1 in Anwendung kommen können; es können auch in einer Kammer mehrere Bestrahlungsvorrichtungen vorgesehen sein. Auf diese Weise läßt sich die pro Zeiteinheit zugeführte Dosis verringern. Patentansprüche:Under typical operating conditions, the voltage which is generated by the high-voltage transformer 74 between the electrode arrangement consisting of the thread 25 and the focusing electrode 28 and the accelerating electrode 14 is approximately 300 keV, the voltage which is generated between the thread and the focusing electrode being approximately Is 200 V and the voltage between the filament and the intermediate electrode is approximately 6000 V, while the total emission current in each irradiation head is 10 MA. The total power of the two irradiation heads is therefore 20 MA * 250 keV = 5000 watts. A stripe-shaped electron beam of these voltage ratios can irradiate a film that has a thickness of about 72 mg per cm2 at a speed of 1.5 m per second or threads or wires of about 36 mg per cm2 thickness, which has a longitudinal speed of 5 m per Second run. In order to prevent the voltage gradients between the intermediate electrode and the anode arrangement from having an unfavorable effect, additional bowl-shaped intermediate electrodes can be arranged one behind the other, the voltage of which increases gradually towards the outside, whereby a long strip-shaped beam can be obtained for the purpose of uniform irradiation of thin materials. An arrangement of the type described can be used for the purpose of achieving polymerizations, polymerisation linkages, cross-links and cleavages. The arrangement can also be used to fix the twist in cellulose acetate or other polymeric fibers and to achieve an increase in the mechanical tensile strength of the fiber and to increase the melting point of an insulation of a wire; semiconductors can also be irradiated with the device and lattice structures in fiberglass, consisting of plastics, can be irradiated, as well as thin layers of different materials such as wheat flour, grains or paint on metal surfaces can be irradiated. Liquids and gases can also be passed in front of the windows of the arrangement for the purpose of chemical treatment. Instead of the strip-shaped cathode ray being passed through a transparent window, it can also be directed at an X-ray anticathode or a similar arrangement for generating X-rays. When it comes to the generation of X-rays, the window 21 can be made of a material which generates X-rays, for example tantalum 0.025 mm thick; a part of the tube 14, which is rotatable with respect to the longitudinal axis of the filament 25, can also consist of a material which generates X-rays. In the latter case, rotating the tube 14 with respect to the strip-shaped cathode ray could effect a conversion of the arrangement from an electronic to an X-ray arrangement. Instead of the irradiation arrangement being operated with an intermittent beam, the intermediate electrode can also be omitted and the arrangement can be operated in such a way that a continuous strip-shaped beam is generated which forms a direct current. It should also be noted that a plurality of emission devices can be used in a cage-like assembly and that several different irradiation chambers as shown in FIG. 1 can apply; several irradiation devices can also be provided in one chamber. In this way, the dose administered per unit of time can be reduced. Patent claims: 1. Anordnung zum Erzeugen eines aus hochbeschleunigten geladenen Partikeln bestehenden Strahlenbündels zwecks Bestrahlung einer Substanz, bei der eine langgestreckte, die Partikeln aussendende Emissionsvorrichtung und eine Fokussierelektrodenanordnung mit einer Zwischenelektrode sowie eine Beschleunigungselektrode vorgesehen sind, welche sich über die gesamte Länge der Emissionsvorrichtung erstrecken und die emittierten Partikeln zu einem Strahlenbündel von streifenförmigem Querschnitt fokussieren, und bei der die Beschleunigungselektrode und die Zwischenelektrode mit sinusförmig pulsierender periodisch unterbrochener Hochspannung betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die der Zwischenelektrode (29) zugeführte pulsierende Spannung so gewählt ist, daß die Zwischenelektrode (29) nur während des mittleren, etwa eine Viertelperiode umfassenden Teiles der beschleunigenden Halbwelle der zwischen der Emissionsvorrichtung (25) und der Beschleunigungselektrode (14) zur Wirkung gebrachten Spannung eine beschleunigende Spannung in bezug auf die Emissionsvorrichtung führt.1. Arrangement for generating a beam consisting of highly accelerated charged particles for the purpose of irradiating a substance, in which an elongated emission device which emits the particles and a focusing electrode arrangement with an intermediate electrode and an acceleration electrode are provided which extend over the entire length of the emission device and which emit Focus particles to form a bundle of rays of strip-shaped cross-section, and in which the acceleration electrode and the intermediate electrode are operated with sinusoidally pulsating, periodically interrupted high voltage, characterized in that the pulsating voltage supplied to the intermediate electrode (29) is selected so that the intermediate electrode (29) only during the middle part of the accelerating half-wave, which comprises about a quarter of a period, of the one brought into effect between the emission device (25) and the accelerating electrode (14) Voltage leads to an accelerating voltage with respect to the emission device. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu bestrahlende Substanz (11) vor dem Strahlenbündel streifenförmigen Querschnittes in einer Richtung bewegt wird, die einen geringen Winkel zu einer geraden Linie bildet, die senkrecht zu der Längsachse des Bündelquerschnittes verläuft.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the substance to be irradiated (11) is moved in front of the beam of a strip-shaped cross section in a direction which forms a small angle to a straight line which is perpendicular to the longitudinal axis of the bundle cross section. 3. Anordnung nach Anspruchl oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der durch ein für die Partikeln durchlässiges Fenster (21) bedeckten Öffnung der Beschleunigungselektrode (14) Tragstützen (18) angeordnet sind und die Tragstützen (18) einen geringen Winkel mit einer geraden Linie bilden, die parallel zur Bewegungsrichtung der Substanz (11) verläuft.3. Arrangement according to Claiml or 2, characterized in that in the opening of the acceleration electrode (14) covered by a window (21) that is permeable to the particles, support supports (18) are arranged and the support supports (18) form a small angle with a straight line form, which runs parallel to the direction of movement of the substance (11) . 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierelektrodenanordnung (28,29) aus einer rinnenförmigen Elektrode (28) von im wesentlichen M-förmigem Querschnitt mit nach außen umgerollten Kanten und einer geschlitzten zylindrischen Zwischenelektrode (29) besteht, deren den Schlitz bildende Kanten nach innen eingerollt sind.4. Arrangement according to claim 1 or one of the following, characterized in that the focusing electrode arrangement (28,29) consists of a trough-shaped electrode (28) of substantially M-shaped cross-section with outwardly rolled edges and a slotted cylindrical intermediate electrode (29) whose edges forming the slot are rolled inwards. 5. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 unter Anwendung eines in einem Ölbad vorgesehenen Hochspannungstransformators, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bestrahlungsanordnung (12) aus einem hohlen Zylinder (14) besteht und der hohle Zylinder (14) einen Wandteil (38) aus Isoliermaterial aufweist und dieser Wandteil in das Ölbad (13) des Transformators sich hinein erstreckt, wobei die Betriebsspannung durch das Ende (37) des in das Ölbad tauchenden isolierten Hohlzylinders (38) zugeführt wird.5. Arrangement according to one or more of claims 1 to 4 using a high-voltage transformer provided in an oil bath, characterized in that an irradiation arrangement (12) consists of a hollow cylinder (14) and the hollow cylinder (14) has a wall part (38) of insulating material and this wall part extends into the oil bath (13) of the transformer, the operating voltage being supplied through the end (37) of the insulated hollow cylinder (38) immersed in the oil bath. • - · . 709 637/527• - ·. 709 637/527
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