Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 9. 2 mars 1946 - Betatronen, av Olle Wernholm
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
2 mars 1946
• 213
ningsögonblick och denna anordning gör det
möjligt att ta ut röntgenstrålningen vid den energi
man önskar.
I avsikt att ge en uppfattning om, hur
betatronens data ändras med slutenergin ges här en
sammanställning av kända data:
2,3 MeV 20 MeV 100 MeV
Vikt .............. ..... t 0,15 3,5 130
Järnkärnans dimensioner:
längd ............ .... m 0,5 1,5 4,5
höjd ............ .... m 0,15 0,9 2,5
bredd ........... .... m 0,25 0,9 2,0
Frekvens ......... .. . p/s 600 180 60
Effekt............ kVA 4 1 750 25 000
Banradie ......... 7,5 19 82,5
Indikerad spänning i banan
V/varv 25 90 400
Fältexponent ..... _2/ Is -8/< • -3U
Baninduktion ..... . gauss 1 200 4 000 4 000
Elektronväglängd . ... km 100 800 1 250
KTH:s betatron med luftspolar beräknas kunna
lämna ungefär 1,5 MeV slutenergi vid en banradie
på 7 cm och en baninduktion på 700 gauss.
Spolarnas vikt är endast 20 kg. En hos Asea beställd
magnet för 500 p/s är beräknad för 3 MeV
slutenergi och dess vikt blir omkring 150 kg.
Ban-radien är 8,5 cm och induktionen 1 200 gauss.
Vakuumkaniinaren
Trots de enorma väglängder elektronerna
tillryggalägga under accelerationen ställas inga
fordringar på extremt högt vakuum ty redan vid
10—5 torr är det möjligt att få betatronen att
arbeta. Vakuumkärlet är toroidformat (fig. 5) och
måste invändigt ha en silverbeläggning som är
tillräckligt tjock för att förhindra uppladdning av
glasväggarna men samtidigt inte så tjock att den
kortsluter magnetfältet. Silverskiktet har samma
potential som elektronkanonens anod och en god
kontakt till detta erhålles om man bakar in ett
stycke platinaband i glasytan ocli på kemisk väg
fäller silvret på kontaktstället. Små betatronrör,
för en banradie under 10 cm, är det möjligt att
tillverka i ett stycke men det ställs stora krav på
glasblåsaren skicklighet. För de större rören är
en metod att använda invändigt glaserat porslin.
100 MeV betatronens rör består av sexton
elliptiska element av pyrexglas med plana ändytor
och hopkittade med glyptal.
Injiceringstekniken var föremål för en
omfattande teoretisk utredning då Kerst planerade den
första betatronen. Härvid befanns att förhållandet
mellan spänningen per varv och
injiceringsspän-ningen skulle vara så stort som möjligt för att
svängningarna kring banan skulle dämpas
hastigt. Med de mått på banradie och injektionsradie
den betatronen hade, skulle injiceringsspänningen
högst få uppgå till 200 V, men det visade sig
sedan att röntgenintensiteten ökade med ökad
injiceringsspänning. Förklaringen till detta
ligger förmodligen däri, att rymdladdningskrafterna
vid låga hastigheter sprida elektronstrålen från
banan. I 100 MeV betatronen användas
injice-ringsspänningar upp till 100 kV. Det har visat sig
mycket fördelaktigt att skjuta in elektronerna
impulsvis. De elektroner, som vid kontinuerlig
inji-cering komma in i vakuumkammaren sent under
kvartsperioden, komma att beskriva små
cirkelbanor, vilkas magnetfält äro tillräckliga för att
störa accelerationen. Genom impulsinjicering är
del möjligt att med en varaktighet av några
mikrosekunder använda abnormt höga spänningar
(upp till 30 kV) med en elektronkanon, där
avståndet mellan katod och anod endast uppgår till
ett par millimeter.
Strålningsintensiteter och användning
Det kvantitativa måttet på röntgenstrålning är
enheten röntgen och den anger den strålning som
åtgår för att i 1 cm3 luft av normaltillstånd genom
jonisation frigöra 1 elektrostatisk enhetsladdning.
Intensitetsmåttet blir följaktligen röntgen per
tidsenhet, vanligast per minut.
Normalt är det vanligast att mäta
röntgenintensiteten 1 m från antikatoden. För att ge en
uppfattning om enhetens storlek kan nämnas att
strålningen 1 m från 1 g radium är 0,01 R/min.
Röntgenstrålningen från betatronen utgår till större
delen i elektronbanans riktning i form av ett
strålknippe, vars halveringsvinkel minskar starkt med
växande energi. Den första 600 p/s betatronen var
ungefär ekvivalent med 1 g radium.
Röntgenintensiteten ökar oerhört snabbt med stigande
spänning och vid 20 MeV är man uppe vid 16
R/min trots att frekvensen sänkts med mer än en
faktor 3. Om frekvensen sänks med ytterligare en
faktor 3 och spänningen ökas till 100 MeV
lämnar betatronen 2 600 R/min alltså ekvivalent med
260 kg radium!
För att betatronen skall bli ett användbart
medicinskt instrument fordras enligt uppgift från
läkarhåll en intensitet av 30—40 R/min. En
betatron för 20 MeV, som för närvarande är under
byggnad i England, beräknas ge 70 R/min och
skall användas till röntgenterapeutisk forskning.
En sådan anläggning blir emellertid mycket tung
och orörlig att använda vid behandlingar. En
annan obehaglig nackdel är att järnkärnan på grund
av lamelleringen vid full drift lämnar ett
ljudtryck på mer än 100 dB, alltså nära
smärtgränsen. En luftspolebetatron är relativt tyst vid drift
och mycket behändig till formatet och
svårigheterna att nå de ca 15 MeV, som behövas, böra inte
vara oöverstigliga. Det är enbart uppvärmningen
av spolarna som sätter en gräns för slutenergin
och denna gräns kan höjas exempelvis genom att
arbeta med strömimpulser lämnade av en
gallerstyrd jon ventil. Spänningarna över spolarna bli
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
