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EP0950256B2

Electron beam accelerator

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Expired 30 December 2017, 8.7 years ago.

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28 claims: 28 independent, 0 dependent

  1. 1
    Accélérateur d'électrons (10) comprenant :une chambre sous vide (46) comportant une fenêtre de sortie de faisceau d'électrons (24) ;un générateur d'électrons (31) situé dans la chambre sous vide (46) pour générer des électrons ;etl'accélérateur d'électrons (10) étant caractérisé par un boîtier (30) entourant le générateur d'électrons (31), le boîtier (30) comportant une première série d'ouvertures (34) formée dans le boîtier (30) entre le générateur d'électrons (31) et la fenêtre de sortie (24) pour permettre à des électrons d'accélérer à partir du générateur d'électrons (31) pour sortir par la fenêtre de sortie (24) dans un faisceau d'électrons lorsqu'un potentiel de tension est appliqué entre le boîtier (30) et la fenêtre de sortie (24), le boîtier (30) comportant aussi un dispositif passif de mise en forme de lignes de champ électrique (35) destiné à faire en sorte que les électrons soient répartis uniformément dans le faisceau d'électrons. An electron accelerator (10) comprising: a vacuum chamber (46) having an electron beam exit window (24);an electron generator (31) positioned within the vacuum chamber (46) for generating electrons;andthe electron accelerator (10) characterized by a housing (30) surrounding the electron generator (31), the housing (30) having a first series of openings (34) formed in the housing (30) between the electron generator (31) and the exit window (24) for allowing electrons to accelerate from the electron generator (31) out the exit window (24) in an electron beam when a voltage potential is applied between the housing (30) and the exit window (24), the housing (30) also having a passive electrical field line shaper (35) for causing electrons to be uniformly distributed across the electron beam. Elektronenbeschleuniger (10), der aufweist: eine Vakuumkammer (46), die ein Elektronenstrahlaustrittsfenster (24) aufweist;einen innerhalb der Vakuumkammer (46) angeordneten Elektronengenerator (31) zur Erzeugung von Elektronen;undwobei der Elektronenbeschleuniger (10) gekennzeichnet ist durch ein Gehäuse (30), das den Elektronengenerator (31) umgibt, wobei das Gehäuse (30) eine erste Reihe von Öffnungen (34) aufweist, die in dem Gehäuse (30) zwischen dem Elektronengenerator (31) und dem Austrittsfenster (24) ausgeformt sind, um Elektronen zu ermöglichen, von dem Elektronengenerator (31) aus dem Austrittsfenster (24) in einen Elektronenstrahl zu beschleunigen, wenn ein Spannungspotential zwischen dem Gehäuse (30) und dem Austrittsfenster (24) angelegt wird, wobei das Gehäuse (30) auch einen passiven Former für elektrische Feldlinien (35) aufweist, um zu bewirken, dass Elektronen gleichmäßig über den Elektronenstrahl verteilt sind.
  2. 2
    Accélérateur (10) selon la revendication 1, dans lequel la chambre sous vide (46) est formée dans un élément cylindrique, l'élément cylindrique ayant un axe longitudinal (A) et une paroi extérieure (14). Beschleuniger (10) nach Anspruch 1, bei dem die Vakuumkammer (46) innerhalb eines zylindrischen Elements ausgebildet ist, wobei das zylindrische Element eine Längsachse (A) und eine Außenwand (14) aufweist. The accelerator (10) of Claim 1 in which the vacuum chamber (46) is formed within a cylindrical member, the cylindrical member having a longitudinal axis (A) and an outer wall (14).
  3. 3
    Accélérateur (10) selon la revendication 2, comprenant en outre un connecteur haute tension pour fournir une alimentation au générateur d'électrons (31) et au boîtier (30), un isolateur haute tension en forme de disque (28) séparant la chambre sous vide (46) du connecteur à haute tension. Beschleuniger (10) nach Anspruch 2, der weiterhin einen Hochspannungsanschluss zum Zuführen von Energie zu dem Elektronengenerator (31) und dem Gehäuse (30) aufweist, und einen scheibenförmigen Hochspannungsisolator (28), der die Vakuumkammer (46) von dem Hochspannungsanschluss trennt. The accelerator (10) of Claim 2 further comprising a high voltage connector for supplying power to the electron generator (31) and the housing (30), a disk-shaped high voltage insulator (28) separating the vacuum chamber (46) from the high voltage connector.
  4. 4
    Accélérateur (10) selon la revendication 3, comprenant en outre seulement deux conducteurs (26a, 26b) passant à travers l'isolateur (28) pour connecter électriquement le connecteur haute tension au générateur d'électrons (31) et au boîtier (30). Beschleuniger (10) nach Anspruch 3, der weiterhin nur zwei Zuführungen (26a, 26b) aufweist, die durch den Isolator (28) verlaufen, um den Hochspannungsanschluss elektrisch mit dem Elektronengenerator (31) und dem Gehäuse (30) zu verbinden. The accelerator (10) of Claim 3 further comprising only two leads (26a, 26b) passing through the insulator (28) for electrically connecting the high voltage connector to the electron generator (31) and the housing (30).
  5. 5
    Accélérateur (10) selon la revendication 3, comprenant en outre une sortie étanche couplée à la chambre sous vide (46). Beschleuniger (10) nach Anspruch 3, der weiterhin einen versiegelbaren Auslass aufweist, der mit der Vakuumkammer (46) gekoppelt ist. The accelerator (10) of Claim 3 further comprising a sealable outlet coupled to the vacuum chamber (46).
  6. 6
    Accélérateur (10) selon la revendication 1, dans lequel le générateur d'électrons (31) comprend un filament (32). Beschleuniger (10) nach Anspruch 1, bei dem der Elektronengenerator (31) einen Heizdraht (32) aufweist. The accelerator (10) of Claim 1 in which the electron generator (31) comprises a filament (32).
  7. 7
    Accélérateur (10) selon la revendication 2, dans lequel la chambre sous vide (46) est fermée hermétiquement pour préserver un vide auto-maintenu à l'intérieur. Beschleuniger (10) nach Anspruch 2, bei dem die Vakuumkammer (46) hermetisch versiegelt ist, um darin ein sich selbst erhaltendes Vakuum aufrecht zu erhalten. The accelerator (10) of Claim 2 in which the vacuum chamber (46) is hermetically sealed to preserve a self sustained vacuum therein.
  8. 8
    Accélérateur (10) selon la revendication 7, dans lequel la fenêtre de sortie (24) comporte un bord extérieur (23) qui est brasé sur la chambre sous vide (46) pour assurer une étanchéité aux gaz entre eux. Beschleuniger (10) nach Anspruch 7, bei dem das Austrittsfenster (24) eine Aussenkante (23) aufweist, die an die Vakuumkammer (46) hartgelötet ist, um eine gasdichte Abdichtung zwischen den beiden zur Verfügung zu stellen. The accelerator (10) of Claim 7 in which the exit window (24) has an outer edge (23) which is brazed to the vacuum chamber (46) to provide a gas tight seal therebetween.
  9. 9
    Accélérateur (10) selon la revendication 8, comprenant en outre une plaque support (22) montée sur la chambre sous vide (46) pour supporter la fenêtre de sortie (24). Beschleuniger (10) nach Anspruch 8, der weiterhin eine Stützplatte (22) aufweist, die zur Abstützung des Austrittsfensters (24) an der Vakuumkammer (46) befestigt ist. The accelerator (10) of Claim 8 further comprising a support plate (22) mounted to the vacuum chamber (46) for supporting the exit window (24).
  10. 10
    Accélérateur (10) selon la revendication 9, dans lequel la fenêtre de sortie (24) est disposée perpendiculairement à l'axe longitudinal (A) de la chambre sous vide (46). Beschleuniger (10) nach Anspruch 9, bei dem das Austrittsfenster (24) rechtwinklig zu der Längsachse (A) der Vakuumkammer (46) angeordnet ist. The accelerator (10) of Claim 9 in which the exit window (24) is positioned perpendicular to the longitudinal axis (A) of the vacuum chamber (46).
  11. 11
    Accélérateur (10) selon la revendication 9, dans lequel la fenêtre de sortie (24) est disposée parallèlement à l'axe longitudinal de la chambre sous vide (46). Beschleuniger (10) nach Anspruch 9, bei dem das Austrittsfenster (24) parallel zu der Längsachse der Vakuumkammer (46) angeordnet ist. The accelerator (10) of Claim 9 in which the exit window (24) is positioned parallel to the longitudinal axis of the vacuum chamber (46).
  12. 12
    Accélérateur (10) selon la revendication 9, dans lequel la fenêtre de sortie (24) est formée par une feuille métallique. Beschleuniger (10) nach Anspruch 9, bei dem das Austrittsfenster (24) aus einer metallischen Folie ausgebildet ist. The accelerator (10) of Claim 9 in which the exit window (24) is formed of a metallic foil.
  13. 13
    Accélérateur (10) selon la revendication 12, dans lequel la fenêtre de sortie (24) est formée par une feuille de titane d'épaisseur comprise entre environ 6 et 12 µm (micromètres). Beschleuniger (10) nach Anspruch 12, bei dem das Austrittsfenster (24) aus einer Titanfolie ausgebildet ist, die zwischen etwa 6 bis 12 µm (Mikrometer) dick ist. The accelerator (10) of Claim 12 in which the exit window (24) is formed of titanium foil between about 6 to 12 µm (microns) thick.
  14. 14
    Accélérateur (10) selon la revendication 7, dans lequel la fenêtre de sortie (24) comporte un bord extérieur qui est soudé à la chambre sous vide (46) pour assurer une étanchéité aux gaz entre eux. Beschleuniger (10) nach Anspruch 7, bei dem das Austrittsfenster (24) eine Aussenkante aufweist, die an die Vakuumkammer (46) geschweißt ist, um eine gasdichte Abdichtung zwischen den beiden zur Verfügung zu stellen. The accelerator (10) of Claim 7 in which the exit window (24) has an outer edge which is welded to the vacuum chamber (46) to provide a gas tight seal therebetween.
  15. 15
    Accélérateur (10) selon la revendication 7, dans lequel la fenêtre de sortie (24) comporte un bord extérieur qui est relié à la chambre sous vide (46) pour assurer une étanchéité aux gaz entre eux. Beschleuniger (10) nach Anspruch 7, bei dem das Austrittsfenster (24) eine Außenkante aufweist, die mit der Vakuumkammer (46) verbunden ist, um eine gasdichte Abdichtung zwischen den beiden zur Verfügung zu stellen. The accelerator (10) of Claim 7 in which the exit window (24) has an outer edge which is bonded to the vacuum chamber (46) to provide a gas tight seal therebetween.
  16. 16
    Accélérateur (10) selon la revendication 1, dans lequel le faisceau d'électrons est sensiblement non focalisé. Beschleuniger (10) nach Anspruch 1, bei dem der Elektronenstrahl im Wesentlichen unfokussiert ist. The accelerator (10) of Claim 1 in which the electron beam is substantially non-focused.
  17. 17
    Accélérateur (10) selon la revendication 1, dans lequel l'accélérateur (10) est un premier accélérateur d'électrons (10b) pour produire un premier faisceau d'électrons et comprend en outre un second accélérateur d'électrons (10c) pour produire un second faisceau d'électrons, le second accélérateur (10c) étant décalé par rapport au premier accélérateur (10b) vers l'arrière et latéralement pour assurer une couverture de faisceau d'électrons latérale ininterrompue sur un objet se déplaçant sous les faisceaux d'électrons. Beschleuniger (10) nach Anspruch 1, bei dem der Beschleuniger (10) ein erster Elektronenbeschleuniger (10b) zur Erzeugung eines ersten Elektronenstrahls ist und weiterhin einen zweiten Elektronenbeschleuniger (10c) zur Erzeugung eines zweiten Elektronenstrahls aufweist, wobei der zweite Beschleuniger (10c) von dem ersten Beschleuniger (10b) nach hinten und seitwärts versetzt ist, um eine ununterbrochene laterale Elektronenstrahlabdeckung eines sich unter den Elektronenstrahlen bewegenden Objekts zur Verfügung zu stellen. The accelerator (10) of Claim 1 in which the accelerator (10) is a first electron accelerator (10b) for producing a first electron beam and further comprises a second electron accelerator (10c) for producing a second electron beam, the second accelerator (10c) being offset from the first accelerator (10b) backwardly and sidewardly to provide uninterrupted lateral electron beam coverage on an object moving under the electron beams.
  18. 18
    Accélérateur (10) selon la revendication 1, dans lequel le dispositif passif de mise en forme de lignes de champ électrique (35) comprend une deuxième et une troisième série d'ouvertures formées dans le boîtier (30) sur des côtés opposés du générateur d'électrons (31). Beschleuniger (10) nach Anspruch 1, bei dem der passive Former für elektrische Feldlinien (35) eine zweite und dritte Reihe von Öffnungen aufweist, die auf dem Elektronengenerator (31) gegenüber liegenden Seiten in dem Gehäuse (30) ausgeformt sind. The accelerator (10) of Claim 1 in which the passive electrical field line shaper (35) comprises a second and third series of openings formed in the housing (30) on opposite sides of the electron generator (31).
  19. 19
    A method of accelerating electrons comprising the steps of:providing a vacuum chamber (46) having an electron beam exit window (24);generating electrons with an electron generator (31) positioned within the vacuum chamber(46);surrounding the electron generator (31) with a housing (30), the housing (30) having a first series of openings (34) formed in the housing (30) between the electron generator (31) and the exit window (24);accelerating the electrons from the electron generator (31) out the exit window (24) in an electron beam by applying a voltage potential between the housing (30) and the exit window (24);andthe method characterized by uniformly distributing electrons across the electron beam between the electron generator (31) and the exit window (24) with a passive electrical field line shaper (35) of the housing. Procédé d'accélération d'électrons comprenant les étapes suivantes : prévoir une chambre sous vide (46) comportant une fenêtre de sortie de faisceau d'électrons (24) ;générer des électrons avec le générateur d'électrons (31) disposé dans la chambre sous vide (46) ;entourer le générateur d'électrons (31) d'un boîtier (30), le boîtier (30) comportant une première série d'ouvertures (34) formée dans le boîtier (30) entre le générateur d'électrons (31) et la fenêtre de sortie (24) ;accélérer les électrons à partir du générateur d'électrons (31) pour sortir par la fenêtre de sortie (24) dans un faisceau d'électrons en appliquant un potentiel de tension entre le boîtier (30) et la fenêtre de sortie (24) ;etle procédé étant caractérisé par une distribution uniforme d'électrons dans le faisceau d'électrons entre le générateur d'électrons (31) et la fenêtre de sortie (24) à l'aide d'un dispositif passif de mise en forme de lignes de champ électrique (35) du boîtier. Verfahren zur Beschleunigung von Elektronen, das die Schritte aufweist: Bereitstellen einer Vakuumkammer (46), die ein Elektronenstrahlaustrittsfenster (24) aufweist;Erzeugen von Elektronen mit einem innerhalb der Vakuumkammer (46) angeordneten Elektronengenerator (31);Umgeben des Elektronengenerators (31) mit einem Gehäuse (30), wobei das Gehäuse (30) eine erste Reihe von Öffnungen (34) aufweist, die in dem Gehäuse (30) zwischen dem Elektronengenerator (31) und dem Austrittsfenster (24) ausgeformt sind;Beschleunigen der Elektronen von dem Elektronengenerator (31) aus dem Austrittsfenster (24) heraus in einen Elektronenstrahl durch Anlegen eines Spannungspotentials zwischen dem Gehäuse (30) und dem Austrittsfenster (24);undwobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch gleichmäßiges Verteilen der Elektronen über den Elektronenstrahl zwischen dem Elektronengenerator (31) und dem Austrittsfenster (24) mit einem zum Gehäuse gehörenden passiven Former für elektrische Feldlinien (35).
  20. 20
    Procédé selon la revendication 19, comprenant en outre une étape consistant à fermer hermétiquement la chambre sous vide (46) pour préserver un vide auto-maintenu à l'intérieur. The method on Claim 19 further comprising the step of hermetically sealing the vacuum chamber (46) to preserve a self sustained vacuum therein. Verfahren nach Anspruch 19, das weiterhin den Schritt des hermetischen Abdichtens der Vakuumkammer (46) aufweist, um darin ein sich selbst erhaltendes Vakuum aufrecht zu erhalten.
  21. 21
    Procédé selon la revendication 19, dans lequel la fenêtre de sortie (24) comporte un bord extérieur (23), le procédé comprenant en outre une étape consistant à braser le bord extérieur (23) sur la chambre sous vide (46) pour assurer une étanchéité aux gaz entre eux. The method of Claim 19 in which the exit window (24) has an outer edge (23), the method further comprising the step of brazing the outer edge (23) to the vacuum chamber (46) to provide a gas tight seal therebetween. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Austrittsfenster (24) eine Aussenkante (23) aufweist, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des Hartlötens der Aussenkante (23) an die Vakuumkammer (46) aufweist, um eine gasdichte Abdichtung zwischen den beiden zur Verfügung zu stellen.
  22. 22
    Procédé selon la revendication 21, comprenant en outre une étape consistant à supporter la fenêtre de sortie (24) avec une plaque support montée sur la chambre sous vide (46). The method of Claim 21 further comprising the stop of supporting the exit windows (24) with a support plate mounted to the vacuum chamber (46). Verfahren nach Anspruch 21, das weiterhin den Schritt des Stützens des Austrittsfensters (24) mit einer Stützplatte aufweist, die an der Vakuumkammer (46) befestigt ist.
  23. 23
    Procédé selon la revendication 22, comprenant en outre une étape consistant à positionner la fenêtre de sortie (24) perpendiculairement à l'axe longitudinal de la chambre sous vide (46). The method of Claim 22 further comprising the step of positioning the exit window (24) perpendicular to the longitudinal axis of the vacuum chamber (46). Verfahren nach Anspruch 22, das weiterhin den Schritt des Anordnens des Austrittsfensters (24) rechtwinklig zu der Längsachse der Vakuumkammer (46) aufweist.
  24. 24
    Procédé selon la revendication 22, comprenant en outre une étape consistant à positionner la fenêtre de sortie (24) parallèlement à l'axe longitudinal de la chambre sous vide (46). The method of Claim 22 further comprising the step of positioning the exit window (24) parallel to the longitudinal axis of the vacuum chamber (46). Verfahren nach Anspruch 22, das weiterhin den Schritt des Anordnens des Austrittsfensters (24) parallel zu der Längsachse der Vakuumkammer (46) aufweist.
  25. 25
    Procédé selon la revendication 20, comprenant en outre une étape consistant à augmenter le vide dans la chambre sous vide (46) en piégeant des molécules ionisées contenues dans la chambre sous vide (46) sur des surfaces du boîtier (30). The method of Claim 20 further comprising the step of increasing the vacuum within the vacuum chamber (46) by trapping ionized molecules contained within the vacuum chamber (46) on surfaces of the housing (30). Verfahren nach Anspruch 20, das weiterhin den Schritt des Erhöhens des Vakuums innerhalb der Vakuumkammer (46) durch Einfangen von in der Vakuumkammer (46) enthaltenen ionisierter Moleküle an Oberflächen des Gehäuses (30) aufweist.
  26. 26
    Procédé selon la revendication 19, dans lequel la fenêtre de sortie (24) comporte un bord extérieur (23), le procédé comprenant en outre une étape consistant à souder le bord extérieur (23) sur la chambre sous vide (46) pour assurer une étanchéité aux gaz entre eux. The method of Claim 19 in which the exit window (24) has an outer edge (23), the method further comprising the step of welding the outer edge (23) to the vacuum chamber (46) to provide a gas tight seal therebetween. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Austrittsfenster (24) eine Aussenkante (23) aufweist, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des Schweißens der Aussenkante (23) an die Vakuumkammer (46) aufweist, um eine gasdichte Abdichtung zwischen den beiden zur Verfügung zu stellen.
  27. 27
    Procédé selon la revendication 19, dans lequel la fenêtre de sortie (24) comporte un bord extérieur (23), le procédé comprenant en outre une étape consistant à lier le bord extérieur (23) à la chambre sous vide (46) pour assurer une étanchéité aux gaz entre eux. The method of Claim 19 in which the exit window (24) has an outer edge (23), the method further comprising the step of bonding the outer edge (23) to the vacuum chamber (46) to provide a gas tight seal therebetween. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das Austrittsfenster (24) eine Aussenkante (23) aufweist, wobei das Verfahren weiterhin den Schritt des Verbindens der Aussenkante (23) mit der Vakuumkammer (46) aufweist, um eine gasdichte Abdichtung zwischen den beiden zur Verfügung zu stellen.
  28. 28
    Procédé selon la revendication 19, dans lequel le dispositif passif de mise en forme de lignes de champ électrique (35) est formé en formant des deuxième et troisième séries d'ouvertures dans le boîtier (30) sur des côtés opposés du générateur d'électrons (31). The method of Claim 19 in which the passive electrical field line shaper (35) is formed by forming second and third series of openings in the housing (30) on opposite sides of the electron generator (31). Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der passive Former für elektrische Feldlinien (35) ausgeformt wird durch Ausformen zweiter und dritter Reihen von Öffnungen in dem Gehäuse (30) auf dem Elektronengenerator (31) gegenüber liegenden Seiten.
Independent claims28