DE3108006A1

DE3108006A1 - RADIATION EXIT WINDOW

Info

Publication number: DE3108006A1
Application number: DE19813108006
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Phys. Dr. 8500 Nürnberg Lamatsch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-03
Filing date: 1981-03-03
Publication date: 1982-09-16
Also published as: EP0059249B1; EP0059249A3; JPS57158600A; EP0059249A2

Description

V.V.

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT «, Unser Zeichen Berlin und München VPA 8t P 7 5 1 0SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT «, our mark Berlin and Munich VPA 8t P 7 5 1 0

StrahlenaustrittsfensterBeam exit window

Die Erfindung bezieht sich auf ein Strahlenaustrittsfenster einer Beschleunigereinrichtung bestehend aus einer Metallfassung und einer Folie aus einem anderen Werkstoff mit wesentlich kleinerer Kernladungszahl, das den unter Hochvakuum stehenden Beschleunigerraum gegenüber der Außenatmosphäre hochvakuumdicht abschließt und auf ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a radiation exit window an accelerator device consisting of a metal frame and a foil from another Material with a significantly lower atomic number compared to the accelerator chamber, which is under high vacuum the external atmosphere is sealed in a highly vacuum-tight manner and on a process for its production.

Bei Einrichtungen zur Beschleunigung von Ladungsträgern z.B. Elektronen müssen die erzeugten Strahlen für technische oder medizinische Zwecke aus dem unter Hochvakuum stehenden Beschleunigerraum an die Atmosphäre ausgeschleust werden. Das erfolgt mittels sogenannter Strahlenaustrittsfenster. Diese Fenster müssen zur Sicherstellung der Strahlenqualität - die Strahlung soll beim Durchtritt durch das Fenster monochromatisch bleiben und nicht diffus gestreut werden - mit möglichst dünnen Folien aus einem Werkstoff mit kleiner Kernladungszahl vakuumdicht verschlossen sein.In devices for accelerating charge carriers, e.g. electrons, the generated beams must be used for technical or medical purposes from the accelerator room, which is under high vacuum, to the atmosphere be discharged. This is done by means of so-called radiation exit windows. These windows must be used for Ensuring the radiation quality - the radiation should be monochromatic when it passes through the window stay and not be diffusely scattered - with the thinnest possible foils made of a material with a low atomic number be closed vacuum-tight.

Bei der vakuumdichten Verbindung solcher Folien aus Leichtmetallen mit Eisen- oder Kupferwerkstoffen treten große Schwierigkeiten auf.
30In the vacuum-tight connection of such foils made of light metals with iron or copper materials, great difficulties arise.
30th

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Strahlendurchtrittsfenster und ein Verfahren für seine Herstellung anzugeben, bei dem die Schwierigkeiten beiIt is therefore the object of the invention to provide an improved radiation passage window and a method for its Manufacture to indicate in which the difficulties arise

Wb 2 Gr / 23.2.1981Wb 2 Gr / 23.2.1981

- C · VPA 81 P 7 5 1 O DE - C · VPA 81 P 7 5 1 O DE

der vakuumdichten Verbindung von Leichtmetallfolie mit einer Fassung aus Eisen- oder Kupferwerkstoff weitgehend überwunden sind.the vacuum-tight connection of light metal foil with a holder made of iron or copper material are overcome.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Folie mit der Fassung über ein oder zwei Zwischenstücke vakuumdicht verbunden ist und daß die Zwischenstücke und die Folie aus gleichen oder gleichartigen Werkstoffen bestehen.According to the invention, the object is achieved in that the film with the mount via one or two intermediate pieces is connected vacuum-tight and that the intermediate pieces and the film are made of the same or similar Materials.

Die Folie kann beispielsweise zwischen zwei Zwischenstücken im Inneren der Metallfassung oder zwischen zwei Zwischenstücken am äußeren Ende der Metallfassung angeordnet sein.The film can, for example, between two intermediate pieces arranged inside the metal frame or between two intermediate pieces at the outer end of the metal frame be.

Die Metallfassung kann z.B. aus Edelstahl oder aus Kupfer bestehen. Für die Sicherstellung der Strahlenqualität sind Folien aus Aluminium oder aus Titan besonders vorteilhaft. Die Zwischenstücke bestehen vorteilhaft aus Aluminium, Aluminiumlegierungen, aus Titan oder Titanlegierungen.The metal frame can be made of stainless steel or copper, for example. To ensure the radiation quality foils made of aluminum or titanium are particularly advantageous. The intermediate pieces are advantageous made of aluminum, aluminum alloys, titanium or titanium alloys.

Bei einem Verfahren gemäß der Erfindung wird die vakuumdichte Verbindung zwischen den Zwischenstücken und der Metallfassung durch Reibschweißen, Explosionsschweißen, Walzen oder Kaltpreßschweißen hergestellt; die Folie wird mit den Zwischenstücken mittels Schmelzschweißen, z.B. mittels Elektronenstrahlenschweißen, Laserstrahlen oder Lichtbogenschweißen, vakuumdicht verbunden.In a method according to the invention, the vacuum tightness becomes Connection between the intermediate pieces and the metal frame by friction welding, explosion welding, Rolling or cold pressure welding produced; the foil is welded to the spacers by means of fusion welding, e.g. by means of electron beam welding, laser beams or arc welding, connected in a vacuum-tight manner.

- G · VPA j] ρ 7 51 0 DE - G · VPA j] ρ 7 51 0 DE

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung und von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is based on the drawing and exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigt:It shows:

FIG 1 in schematischer Darstellung ein Austrittsfenster gemäß der Erfindung mit der Folie im Inneren der Metallfassung. 1 shows a schematic representation of an exit window according to the invention with the foil inside the metal frame.

FIG 2,3 in schematischer Darstellung Austrittsfenster gemäß der Erfindung mit der Folie auf dem äußeren Ende der Metallfassung.2.3 in a schematic representation of the exit window according to the invention with the foil on the outer end of the metal frame.

In FIG 1 ist in schematischer Darstellung ein Austrittsfenster gezeigt, bei dem sich die Folie im Inneren der Metallfassung befindet. In die Wandungen der rohrförmigen Fassung 12 aus Edelstahl sind zwei Zwischenstücke 13, 14 aus Aluminium durch Reibschweißen oder Kaltpreßschweißen eingesetzt. Die Schweißnähte sind mit 15 bezeichnet. Zwischen die Zwischenstücke 13 und 14 ist eine Aluminiumfolie 11 von einer Dicke z.B.zwischen 60 und 100 μΐη mittels Elektronenstrahlen vakuumdicht eingeschweißt.In Figure 1 is a schematic representation of an exit window shown, in which the foil is inside the metal frame. In the walls of the tubular Socket 12 made of stainless steel are two intermediate pieces 13, 14 made of aluminum by friction welding or cold pressure welding used. The weld seams are denoted by 15. Between the intermediate pieces 13 and 14 is an aluminum foil 11 of a thickness e.g. between 60 and 100 μΐη welded vacuum-tight by means of electron beams.

FIG 2 zeigt in schematischer Darstellung ein Austrittsfenster, bei dem sich die Folie auf dem äußeren Ende der Fassung befindet. Die rohrförmige Fassung 22 besteht aus Kupfer. Auf dem oberen Ende der rohrförmigen Fassung 22 ist das ringförmige Zwischenstück 23 aus einer Aluminiumlegierung mittels Reibschweißen angeschweißt. Die Reibschweißnaht ist mit 25 bezeichnet. Auf dem Zwischenstück 2 3 ist die Titanfolie 21 und auf der Folie 21 ein weiterer Aluminiumring 24 angeordnet. Zwischenstück 23, Folie 21 und Ring 24 sind mittels Laserstrahlen vakuumdicht miteinander- verbunden. Der Aluminiumring 24 dient als Schutzring für die Folie 21 und schützt diese vor äußeren mechanischen Beschädigungen. FIG. 2 shows a schematic representation of an exit window in which the film is on the outer end the version is located. The tubular socket 22 is made of copper. On the top of the tubular Socket 22 is welded to the annular intermediate piece 23 made of an aluminum alloy by means of friction welding. The friction weld is denoted by 25. The titanium foil 21 is on the intermediate piece 23 and on the foil 21 another aluminum ring 24 is arranged. Intermediate piece 23, foil 21 and ring 24 are laser beams connected to one another in a vacuum-tight manner. The aluminum ring 24 serves as a protective ring for the foil 21 and protects it from external mechanical damage.

VPA 81 P 7 5 1 0 OEVPA 81 P 7 5 1 0 OE

FIG 3 zeigt in schematischer Darstellung ein Austrittsfenster, bei dem sich die Folie ebenfalls, wie in FIG 2 dargestellt, auf dem äußeren Ende der rohrförmigen Fassung befindet, jedoch ohne Schutzring. Die Fassung besteht aus Edelstahl. Die Aluminiumfolie 31 ist mittels Elektronenstrahlschweißen auf das Zwischenstück 33, das aus einer Titanlegierung besteht, aufgeschweißt. Das Zwischenstück 33 ist mit der Fassung 32 mittels Kaltpreßschweißen verbunden. Die Kaltpreßschweißnaht ist mit 34 bezeichnet.FIG. 3 shows a schematic representation of an exit window in which the film is also, as shown in FIG. 2, on the outer end of the tubular mount, but without a protective ring. The frame is made of stainless steel. The aluminum foil 31 is welded onto the intermediate piece 33, which consists of a titanium alloy, by means of electron beam welding. The intermediate piece 33 is connected to the socket 32 by means of cold pressure welding. The cold pressure weld is denoted by 34.

14 Patentansprüche
3 Figuren14 claims
3 figures

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Claims

-jf- VPA 81 Ρ7 5 1 ODE -jf- VPA 81 Ρ7 5 1 ODE

Pa tentansprüche

hj radiation exit window of an accelerator device consisting of a metal frame and a foil made of a different material with a significantly lower atomic number, which closes the accelerator chamber under high vacuum against the outside atmosphere in a high vacuum-tight manner, characterized in that the foil (11, 21, 31) with the socket (12 , 22, 32) is connected vacuum-tight via one or two intermediate pieces and that the intermediate pieces (13, 14, 23, 24, 33) and the film (11, 21, 31) consist of the same or similar materials.

2. beam exit window according to claim 1, characterized in that the Foil (11) is arranged between two intermediate pieces (13, 14) in the interior of the metal frame (12).

3. beam exit window according to claim 1, characterized in that the Foil (21) is arranged between two intermediate pieces (23, 24) at the outer end of the metal frame (22).

4. beam exit window according to claim 1, characterized in that the Foil (31) is arranged on an intermediate piece (33) at the outer end of the metal frame (32).

5. beam exit window according to one of claims to 4, characterized in that that the Metallfaaeung (12, 22, 32) consists of stainless steel.

- sf-b - sf-b VPA 81 P7 5 1 ODEVPA 81 P7 5 1 ODE

6. beam exit window according to one of claims to 4, characterized in that that the metal socket (12, 22, 32) is made of copper.

7. beam exit window according to one of claims 4, 5 or 6, characterized that the film (11, 21, 31) consists of aluminum.

8. beam exit window according to one of claims 4, 5 or 6, characterized in that that the film (11, 21, 31) consists of titanium.

9. beam exit window according to claim 7, characterized in that the Intermediate pieces (13, 14, 23, 24, 33) consist of aluminum or an aluminum alloy.

10. beam exit window according to claim 8, characterized in that the Intermediate pieces (13, 14, 23, 24, 33) consist of titanium or a titanium alloy.

11. The method for producing an exit window according to one or more of claims 1 to 10, d a by characterized in that the vacuum-tight connection between the intermediate pieces (13, 14, 23, 33) and the metal frame (12, 22, 32) by friction welding, explosion welding, rolling or cold pressure welding and that the film (11, 21, 31) with the spacers (13, 14, 23, 24, 33) is connected vacuum-tight by fusion welding.

81 Ρ751 ODE81 Ρ751 ODE

12. The method according to claim 11, characterized that the film (11, 21, 31) with the intermediate pieces by means of electron beam welding is connected.

13. The method according to claim 11, characterized in that that the film (11, 21, 31) is connected to the intermediate pieces (13, 14, 23, 24, 33) by means of laser beams.

1010

14. The method according to claim 11, characterized in g e that the film (11, 21, 31) with the intermediate pieces (13, 14, 23, 24, 33) means Arc welding is connected.