(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子収集装置（１００）において、
第１シェル（１１０）及び該第１シェル（１１０）の周囲に同心状に配置された第２シェル（１２０）を含み、
前記シェル（１１０，１２０）各々は、それぞれ第１ハーフシェル（１１１，１２１）と第２ハーフシェル（１１２，１２２）とに分割されており、
前記第１シェル（１１０）の第１ハーフシェル（１１１）と前記第１シェル（１１０）の第２ハーフシェル（１１２）との間に、第１スイッチ（１５０，１５１）が配置されており、
前記第１シェル（１１０）の第２ハーフシェル（１１２）と前記第２シェル（１２０）の第１ハーフシェル（１２１）との間に、第２スイッチ（１６０，１６１）が配置されており、
前記第２シェル（１２０）の第１ハーフシェル（１２１）は、開口部（１２３）を有しており、
前記第１シェル（１１０）の第１ハーフシェル（１１１）は、開口部を有していないことを特徴とする、
荷電粒子収集装置（１００）。
【請求項２】
少なくとも１つの別のシェル（１３０，１４０）が、前記第２シェル（１２０）の周囲に同心状に配置されており、
前記別のシェル（１３０，１４０）各々は、それぞれ第１ハーフシェル（１３１，１４１）と第２ハーフシェル（１３２，１４２）とに分割されており、
前記別のシェル（１３０，１４０）各々の第１ハーフシェル（１３１，１４１）は、それぞれ開口部（１３３，１４３）を有しており、
最外殻シェル（１４０）を除く前記シェル（１１０，１２０，１３０）各々において、個々の第１ハーフシェル（１１１，１２１，１３１）と個々の第２ハーフシェル（１１２，１２２，１３２）との間に、それぞれ第１スイッチ（１５０）が配置されており、個々の第２ハーフシェル（１１２，１２２，１３２）と、次の別の外側のシェル（１２０，１３０，１４０）の第１ハーフシェル（１２１，１３１，１４１）との間に、それぞれ第２スイッチ（１６０）が配置されている、
請求項１に記載の装置（１００）。
【請求項３】
前記シェル（１１０，１２０，１３０，１４０）は球面状に形成されている、請求項１又は２に記載の装置（１００）。
【請求項４】
最外殻シェル（１４０）の第１ハーフシェル（１４１）と該最外殻シェル（１４０）の第２ハーフシェル（１４２）との間に、整流器（１７０）が配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置（１００）。
【請求項５】
前記装置（１００）には交流電圧源（１８０）が含まれており、該交流電圧源（１８０）は、最外殻シェル（１４０）の第１ハーフシェル（１４１）及び該最外殻シェル（１４０）の第２ハーフシェル（１４２）に接続可能である、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置（１００）。
【請求項６】
荷電粒子収集装置（１００）の作動方法において、
前記装置（１００）は、請求項１から５のいずれか１項に従い構成されており、
すべての第１スイッチ（１５０）とすべての第２スイッチ（１６０）とを交互に開閉する
ことを特徴とする、荷電粒子収集装置（１００）の作動方法。
【請求項７】
前記装置（１００）は請求項５に従い構成されており、
方法開始にあたり、最外殻シェル（１４０）の第１ハーフシェル（１４１）及び最外殻シェル（１４０）の第２ハーフシェル（１４２）に、交流電圧源（１８０）を接続し、
すべての第１スイッチ（１５０）とすべての第２スイッチ（１６０）とを、該交流電圧源（１８０）から発せられる交流電圧の周期と同期させて開閉する
ことを特徴とする、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
粒子ビームによるターゲット照射装置（１０）において、
荷電粒子ビーム（１２）を生成する粒子加速器（１１）と、
ターゲット（１３）と、
請求項１から５のいずれか１項に記載の荷電粒子収集装置（１００）と
が設けられていることを特徴とする、
粒子ビームによるターゲット照射装置（１０）。
【請求項９】
前記粒子加速器（１１）は線形加速器として構成されている、請求項８に記載のターゲット照射装置（１０）。
【請求項１０】
粒子ビームによるターゲット照射装置（１０）の作動方法において、
前記ターゲット照射装置（１０）は、請求項８又は請求項９に従い構成されており、
少なくとも一部の粒子（１４）がターゲット（１３）を貫通するように、該ターゲット（１３）に向けて荷電粒子ビーム（１２）を配向し、
前記ターゲット（１３）を貫通した少なくとも一部の粒子（１４）が、荷電粒子収集装置（１００）内に到達するように、該荷電粒子収集装置（１００）を配置し、
前記荷電粒子収集装置（１００）を、請求項６又は７に従い作動させる
ことを特徴とする、
粒子ビームによるターゲット照射装置（１０）の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の荷電粒子収集装置、請求項６に記載の荷電粒子収集装置の作動方法、請求項８に記載の粒子ビームによるターゲット照射装置、ならびに請求項１０に記載の粒子ビームによるターゲット照射装置の作動方法に関する。
【０００２】
放射性同位元素又は中性子の生成といった用途のために知られているのは、荷電粒子ビームを粒子加速器から比較的厚いターゲットへ向けて発射して、このターゲットにおいて所望の核反応が引き起こされるようにすることである。この場合、粒子加速器を、例えば無線周波数線形加速器とすることができる。また、荷電粒子を例えば陽子とすることができる。
【０００３】
加速された粒子ビームの発生に付随して、著しいエネルギー入力量が発生する。粒子加速器により運動エネルギーとして荷電粒子に伝達されるエネルギーは、厚いターゲットが用いられている場合、粒子がターゲットに衝突した後も、大部分がターゲットに残留する。このエネルギーの一部は、妨害を及ぼす制動Ｘ線として放射される。ターゲットに残留したエネルギーによってターゲットが加熱し、これによりターゲットの冷却が必要になる。最大可能な冷却能力に応じて、ターゲットに向けて発射される粒子の最大に利用可能なフラックスが制約される。
【０００４】
所望の核反応に関与するエネルギーの割合は、厚いターゲットを利用した場合には小さい。その理由は、所望の核反応は一般に、衝突粒子のエネルギーのうち狭く区切られたエネルギーインターバル内でしか得られないからである。
【０００５】
本発明の課題は、この種の機器においてエネルギー効率を高めることのできる装置を提供することにある。この課題は、請求項１の特徴を備えた装置によって解決される。さらに本発明の課題は、この種の機器を作動する際にエネルギー効率を高めることのできる方法を提供することにある。この課題は、請求項６の特徴を備えた方法によって解決される。さらに本発明の別の課題は、粒子ビームによるターゲット照射装置において、エネルギー効率を高めることにある。この課題は、請求項８の特徴を備えた装置によって解決される。さらに本発明の別の課題は、粒子ビームによるターゲット照射装置の作動方法において、エネルギー効率を改善することにある。この課題は、請求項１０の特徴を備えた方法によって解決される。従属請求項には有利な実施形態が記載されている。
【０００６】
本発明による荷電粒子収集装置には、第１シェルと、この第１シェルの周囲に同心状に配置された第２シェルとが含まれている。この場合、シェル各々は、それぞれ第１ハーフシェルと第２ハーフシェルとに分割されている。第１シェルの第１ハーフシェルと第１シェルの第２ハーフシェルとの間に、第１スイッチが配置されている。さらにこの場合、第１シェルの第２ハーフシェルと第２シェルの第１ハーフシェルとの間に、第２スイッチが配置されている。また、第２シェルの第１ハーフシェルは、開口部を有している。本発明による装置において有利であるのは、運動エネルギーを伴う荷電粒子が、第２シェルに設けられた開口部を通り第１シェルの第１ハーフシェルに当射して、このシェルを充電できることである。これによって、粒子の運動エネルギーが電気エネルギーに変換される。
【０００７】
本発明による装置の１つの実施形態によれば、第２シェルの周囲に同心状に少なくとも１つの別のシェルが配置されている。この場合、別のシェル各々は、それぞれ第１ハーフシェルと第２ハーフシェルとに分割されている。別のシェル各々の第１ハーフシェルは、それぞれ開口部を有している。さらにこの場合、各シェルは最も外側に位置する最外殻シェルを除いて、個々の第１ハーフシェルと個々の第２ハーフシェルとの間に、それぞれ第１スイッチが配置されており、個々の第２ハーフシェルと、次の別の外側のシェルの第１ハーフシェルとの間に、それぞれ第２スイッチが配置されている。このようにしたことで有利なことに、本発明による装置はいっそう多くの個数の段階を有することになり、その結果、大きな運動エネルギーを伴う粒子から大きなエネルギー量を取り戻せるようになり、その際、この装置により生成される電気エネルギーを、高い電圧レベルで装置から取り出す必要がない。
【０００８】
本発明による装置の１つの有利な実施形態によれば、シェルは球状に形成されている。このようにすれば有利なことに、均質な電界分布が得られるようになり、その結果、この装置におけるシェルの絶縁が簡単になる。
【０００９】
さらに本発明による装置の１つの実施形態によれば、最外殻シェルの第１ハーフシェルと最外殻シェルの第２ハーフシェルとの間に、整流器が配置されている。このようにすれば有利なことに、この装置により発せられる交流電圧を整流器により整流することができる。
【００１０】
本発明による装置の１つの実施形態によれば、当該装置には交流電圧源が含まれており、この交流電圧源は、最外殻シェルの第１ハーフシェル及び最外殻シェルの第２ハーフシェルに接続可能である。有利にはこの交流電圧源を、装置の作動開始にあたり装置の各シェルを充電するために利用することができ、これによって装置を作動開始したときから既に、装置を効率的に作動させることができる。
【００１１】
本発明による荷電粒子収集装置の作動方法によれば、装置は既述の形態に従い構成されており、すべての第１スイッチとすべての第２スイッチとが交互に開閉される。有利なことにこの方法によれば、装置最内殻の第１ハーフシェルと装置最外殻の第１ハーフシェルとの間に発生する高電圧が、この高電圧よりも低減されたピーク値を有する交流電圧に分圧されて下げられ、この電圧を装置最外殻の各ハーフシェル間で取り出すことができる。
【００１２】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、既述のように装置が交流電圧源とともに構成されている。この場合、本発明による方法の開始にあたり交流電圧源が、最外殻シェルの第１ハーフシェル及び最外殻シェルの第２ハーフシェルに接続される。ついですべての第１スイッチとすべての第２スイッチとが、交流電圧源から発せられた交流電圧のクロックないしは周期と同期して、開放及び閉鎖される。有利なことにこの方法によれば、装置の作動開始にあたり装置の各シェルを、内殻に向かって電位レベルが高くなるように充電することができ、これによって装置を作動開始したときから既に、装置を効率的に作動させることができるようになる。
【００１３】
本発明による粒子ビームによるターゲット照射装置には、荷電粒子ビームを生成する粒子加速器と、ターゲットと、既述の形態に従い構成された荷電粒子収集装置とが設けられている。有利なことに、本発明による粒子によるターゲット照射装置によれば、ターゲットを貫通した粒子を収集して、それらのエネルギーを取り戻すことができるようになる。これによって有利なことに、粒子ビームによるターゲット照射装置の効率が高められる。
【００１４】
本発明による装置の１つの有利な実施形態によれば、粒子加速器は線形加速器として構成されている。有利なことに線形加速器は、放射性同位体及び中性子の発生に関連する粒子エネルギーを伴う荷電粒子のビームを生成するのに適している。
【００１５】
本発明による粒子ビームによるターゲット照射装置の作動方法によれば、粒子ビームによるターゲット照射装置は、既述の形態に従って構成されている。さらにこの場合、少なくとも一部の粒子がターゲットを貫通するように、ターゲットに向けて荷電粒子ビームが配向される。さらにこの場合、ターゲットを貫通した少なくとも一部の粒子が荷電粒子収集装置内に到達するように、荷電粒子収集装置が配置される。その際、荷電粒子収集装置は、既述の方法に従って作動される。有利なことにこの方法によれば、ターゲットを完全に貫通した粒子が収集されて、それらのエネルギーが取り戻される。有利にはこのようにして、粒子ビームによるターゲット照射装置の作動方法全体が、好適なエネルギー効率を有するようになる。
【００１６】
これまで述べてきた本発明固有の事項、本発明の特徴、利点ならびにその実現手法については、以下の実施例の説明を通していっそうはっきりと明確に理解できるようになる。次に、図面を参照しながらそれらの実施例について詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】粒子ビームをターゲットに照射する装置を示す図
【図２】荷電粒子収集装置の等価回路図
【図３】荷電粒子収集装置の別の実施形態を示す等価回路の部分図
【００１８】
図１には、粒子ビームをターゲットに照射する装置１０がごく概略的に描かれている。粒子ビームによるターゲット照射装置１０を例えば、放射性同位体又は中性子を生成するために用いることができる。また、生成された放射性同位体及び／又は中性子を、例えば工業、研究又は医療の用途に利用することができる。
【００１９】
装置１０には、荷電粒子から成る一次粒子ビーム１２を発生させるための粒子加速器１１が含まれている。この場合、粒子加速器１１を、例えば線形加速器として構成することができる。特にこの場合、粒子加速器１１を、例えば無線周波数線形加速器として構成することができる。一次粒子ビーム１２を，例えば加速された陽子のビームとすることができる。一次粒子ビーム１２は、ビーム方向１５に移動する。
【００２０】
さらに、装置１０にはターゲット１３が含まれている。ターゲット１３は、一次粒子ビーム１２がこのターゲット１３に当射するように、ビーム方向１５において粒子加速器１１の後方に配置されている。ターゲット１３に当射する一次粒子ビーム１２の粒子によって、例えば放射性同位体又は中性子を発生させるための、所望の核反応を引き起こすことができる。この場合、慣用の粒子ビームによるターゲット照射装置よりも、ターゲット１３を放射方向１５で薄く構成することができる。これにより得られる利点とは、ターゲット１３に蓄積されるエネルギーが僅かになることである。このようにすれば、ターゲット１３があまり強く加熱されないようになり、それによって一次粒子ビーム１２の粒子密度を、慣用の粒子ビームによるターゲット照射装置よりも高めることができるようになる。ターゲット１３がビーム方向１５において薄いことから、ターゲット１３において発生する制動Ｘ線も最小限に抑えられる。
【００２１】
ターゲット１３に当射する一次粒子ビーム１２の粒子は、エネルギーＥinを有することができる。ターゲット１３において、一次粒子ビーム１２の粒子はエネルギーｄＥを損失する。一次粒子ビーム１２の粒子のうち少なくとも一部分は、ターゲット１３を完全に通り抜け、二次粒子ビーム１４としてターゲット１３から放出される。このとき二次粒子ビーム１４の粒子は、エネルギーＥout＝Ｅin−ｄＥを有する。二次粒子ビーム１４もビーム方向１５に進行し、つまり一次粒子ビーム１２と同じ方向の軌道で進み続ける。
【００２２】
二次粒子ビーム１４の各粒子はエネルギーＥoutを有しており、このエネルギーを取り戻す目的で、粒子ビームによるターゲット照射装置１０は、荷電粒子収集装置１００を有している。荷電粒子収集装置１００は、二次粒子ビーム１４の粒子を収集し、二次粒子ビーム１４の粒子の運動エネルギーＥoutを電気エネルギーに変換するために設けられている。この目的で荷電粒子収集装置１００は、ビーム方向１５でターゲット１３の後方に配置されている。図１には、荷電粒子収集装置１００の断面図が略示されている。図２には、荷電粒子収集装置１００の等価回路図２００が示されている。
【００２３】
荷電粒子収集装置１００は、第１シェル１１０、第１シェル１１０の周囲に同心状に配置された第２シェル１２０、第２シェル１２０の周囲に同心状に配置された第３シェル１３０、ならびに第３シェル１３０の周囲に同心状に配置された第４シェル１４０を有している。図１及び図２に示した荷電粒子収集装置１００の実施形態では、４つのシェル１１０，１２０，１３０，１４０が設けられているけれども、これは一例にすぎない。別の実施形態として荷電粒子収集装置１００に、２つシェルだけしか含まれないようにしてもよいし、３つのシェル或いは４つよりも多くのシェルを含むようにしてもよい。有利にはこれらのシェル１１０，１２０，１３０，１４０は球面形状を有しており、つまり球状シェルとして形成されている。シェル１１０，１２０，１３０，１４０は、互いに同心状に配置され、相互に離間され、かつ電気的に絶縁されている。この目的で、個々のシェル１１０，１２０，１３０，１４０の間に、例えば誘電体を配置することができ、或いはそれらの間を真空状態にすることができる。
【００２４】
各シェル１１０，１２０，１３０，１４０は絶縁ギャップ１０１によって、それぞれ第１ハーフシェルと第２ハーフシェルとに分割されている。第１シェル１１０は、第１ハーフシェル１１１と第２ハーフシェル１１２とに分割されている。第２シェル１２０は、第１ハーフシェル１２１と第２ハーフシェル１２２とに分割されている。第３シェル１３０は、第１ハーフシェル１３１と第２ハーフシェル１３２とに分割されている。第４シェル１４０は、第１ハーフシェル１４１と第２ハーフシェル１４２とに分割されている。各ハーフシェル１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１３２，１４１，１４２は、それぞれ絶縁ギャップ１０１によって互いに電気的に絶縁されている。例えば、絶縁ギャップ１０１内に絶縁材料を配置することができるし、或いは絶縁ギャップ１０１内を真空状態にすることができる。第１ハーフシェル１１１，１１２，１３１，１４１は、ターゲット１３側に配置されている。第２ハーフシェル１１２，１２２，１３２，１４２は、ターゲット１３とは反対側に配置されている。
【００２５】
第２シェル１２０の第１ハーフシェル１２１は、開口部１２３を有している。第３シェル１３０の第１ハーフシェル１３１は、開口部１３３を有している。第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１は、開口部１４３を有している。これらの開口部１２３，１３３，１４３は、互いに同軸に配置され、かつビーム方向１５と向き合ってターゲット１３の方向に配置されている。このようにして二次粒子ビーム１４の粒子を、ビーム方向１５で開口部１４３，１３３，１２３を通して荷電粒子収集装置１００の中に取り込み、第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１まで進入させることができる。第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１は、開口部を有していない。このため、荷電粒子収集装置１００に進入した二次粒子ビーム１４の粒子は、第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１に当射する。
【００２６】
第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１と第２ハーフシェル１１２との間に、第１スイッチ１５１が配置されている。第２シェル１２０の第１ハーフシェル１２１と第２ハーフシェル１２２との間に、第２スイッチ１５２が配置されている。第３シェル１３０の第１ハーフシェル１３１と第２ハーフシェル１３２との間に、第３スイッチ１５３が配置されている。第１スイッチ１５１と第２スイッチ１５２と第３スイッチ１５３とが合わさって、第１スイッチ群１５０が形成されている。第１スイッチ群１５０のスイッチ１５１，１５２，１５３は、いっしょに切り替えられるように構成されている。
【００２７】
第１シェル１１０の第２ハーフシェル１１２と第２シェル１２０の第１ハーフシェル１２１との間に、第５スイッチ１６１が配置されている。第２シェル１２０の第２ハーフシェル１２２と第３シェル１３０の第１ハーフシェル１３１との間に、第６スイッチ１６２が配置されている。第３シェル１３０の第２ハーフシェル１３２と第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１との間に、第７スイッチ１６３が配置されている。第５スイッチ１６１と第６スイッチ１６２と第７スイッチ１６３とが合わさって、第２スイッチ群１６０が形成されている。第２スイッチ群１６０のスイッチ１６１，１６２，１６３は、いっしょに開放及び閉鎖されるように構成されている。
【００２８】
荷電粒子収集装置１００はその構造に関して、高電圧カスケードを連想させる。ただしこの場合、高電圧カスケードのダイオードが、スイッチ群１５０，１６０のスイッチによって置き換えられている。
【００２９】
図２の等価回路図２００に示されているように、第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１と第２シェル１２０の第１ハーフシェル１２１とが合わさって、第１コンデンサ２１０が形成されている。第２シェル１２０の第１ハーフシェル１２１と第３シェル１３０の第１ハーフシェル１３１とが合わさって、第２コンデンサ２２０が形成されている。第３シェル１３０の第１ハーフシェル１３１と第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１とが合わさって、第３コンデンサ２３０が形成されている。第１シェル１１０の第２ハーフシェル１１２と第２シェル１２０の第２ハーフシェル１２２とが合わさって、第４コンデンサ２４０が形成されている。第２シェル１２０の第２ハーフシェル１２２と第３シェル１３０の第２ハーフシェル１３２とが合わさって、第５コンデンサ２５０が形成されている。第３シェル１３０の第２ハーフシェル１３２と第４シェル１４０の第２ハーフシェル１４２とが合わさって、第６コンデンサ２６０が形成されている。
【００３０】
粒子ビームによるターゲット照射装置１０および荷電粒子収集装置１００の動作中、第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１をアース電位と接続することができる。開口部１４３，１３３，１２３を介して装置１００に進入する二次粒子ビーム１４の荷電粒子は、第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１に当射し、このシェルを充電する。二次粒子ビーム１４の粒子が例えば陽子であるならば、第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１は、第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１に対し相対的に高い電位まで充電される。第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１と第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１との間の電位差により生じる高電圧の３分の１が、各コンデンサ２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０の両端に低下して印加される。
【００３１】
ここで、第２スイッチ群１６０のスイッチ１６１，１６２，１６３が開かれているときに、第１スイッチ群１５０のスイッチ１５１，１５２，１５３が閉じられると、コンデンサ２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０間で電荷の移送が行われ、その結果、第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１と第２ハーフシェル１４２との間で、前記高電圧の６分の１の電圧降下が発生する。
【００３２】
次に、第１のスイッチ群１５０のスイッチ１５１，１５２，１５３が開かれ、第２スイッチ群１６０のスイッチ１６１，１６２，１６３が閉じられると、コンデンサ２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０間で電荷の移送が行われ、その結果、第４シェル１４０の第２ハーフシェル１４２と第１ハーフシェル１４１との間で、前記高電圧の６分の１の電圧降下が発生する。つまり、ハーフシェル１４１と１４２間の出力電圧は以前と同じ値であるが、極性が逆になる。
【００３３】
このように、第１スイッチ群１５０のスイッチと第２スイッチ群１６０のスイッチを継続的に交互に開閉することによって、第４シェル１４０のハーフシェル１４１と１４２との間に交流電圧を発生させることができ、そのピーク値は、第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１と第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１との間の高電圧の絶対値の６分の１の値となる。ここでは４つのシェル１１０，１２０，１３０，１４０が存在していることから、６分の１の値となる。装置１００に３つのシェルしか含まれていなければ、分圧比は４になる。２つのシェルだけしか含まれていないのであれば、分圧比は２になる。５つのシェルが含まれているのであれば、分圧比は８になる。第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１と第２ハーフシェル１４２との間で取り出し可能な交流電圧の周波数は、スイッチ群１５０，１６０を切り替える周波数に相応する。
【００３４】
第１ハーフシェル１４１，１３１，１２１，１１１は、荷電粒子収集装置１００の動作中、装置１００の中央に向かうにつれて高まる電位レベルにおかれているので、二次粒子ビーム１４の粒子はビーム方向１５で装置１００内に進入していくにつれて、徐々に制動されていく。第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１と第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１との間の電圧は、装置１００に進入する粒子が第１シェル１１０の第１ハーフシェル１１１へ向かう経路において、それらの運動エネルギーすべてを失うように設定される。これによって装置１００は、二次粒子ビーム１４における粒子の運動エネルギーを完全に利用し尽くすことになる。
【００３５】
第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１と第２ハーフシェル１４２によって、荷電粒子収集装置１００の出力端子が形成されており、この出力端子を整流器１７０と接続して、この端子から取り出し可能な交流電圧を整流することができる。整流された交流電圧を、例えばコンデンサなどのエネルギー蓄積器を充電するために利用することができる。
【００３６】
図３には、荷電粒子収集装置１００の１つの実施形態の一部が等価回路図３００として示されている。図３には、装置１００における第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１と第２ハーフシェル１４２とにより形成された出力端子のみが描かれている。図３に示されているように、出力端子を交流電圧発生器１８０と接続することができる。交流電圧発生器１８０の役割は、荷電粒子収集装置１００の動作開始にあたり、この装置１００の中心に向かって電位が上昇するように、荷電粒子収集装置１００の各シェル１１０，１２０，１３０，１４０を充電することである。これによって、荷電粒子収集装置１００をその動作開始から既に、いっそう効率的に動作させることができる。このように事前に充電しておくために、第４シェル１４０の第１ハーフシェル１４１と第２ハーフシェル１４２との間に、交流電圧発生器１８０により交流電圧が印加される。同時に、交流電圧発生器１８０により発せられる交流電圧と同期して、第１スイッチ群１５０及び第２スイッチ群１６０の各スイッチが、交互に開閉される。
【００３７】
以上、有利な実施例に基づき図面に示しながら本発明について詳しく説明してきたが、本発明はここで開示した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば本発明の権利範囲を逸脱することなく、さらに別の実施形態を導き出すことができる。
【図１】
0005968526.tif 000002
【図２】
0005968526.tif 000003
【図３】
0005968526.tif 000004