CN108696982A - 高次谐波吸收体及高频加速腔 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制不良情况且冷却效率优异的高次谐波吸收体及高频加速腔。高次谐波吸收体具备：吸收高次谐波的吸收构件；由使高次谐波通过的电介质形成、覆盖吸收构件、并且以在与吸收构件之间设置有能够供制冷剂流通的空间的状态配置的被覆构件；配置于高频加速腔的一部分、在与被覆构件之间将吸收构件密封的装配构件；以及设置于被覆构件及装配构件中的至少一方、向被覆构件与吸收构件之间的空间供给制冷剂并从空间回收制冷剂的制冷剂流路。

Description

高次谐波吸收体及高频加速腔

技术领域

本发明涉及高次谐波吸收体及高频加速腔。

背景技术

通过向高频加速腔输入高频而使高频加速腔的内部产生加速电场，从而使电子等带电粒子加速。当存在较多的高频中的高次谐波时，高频加速腔可能无法充分地使带电粒子加速。因此，在高频加速腔配置用于吸收高次谐波的高次谐波吸收体。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-76358号公报

发明要解决的课题

上述的高次谐波吸收体因吸收高次谐波而发热。因此，为了将发热的高次谐波吸收体冷却，将其固定于例如由金属等热传导率高的材料形成的保持构件而进行使用。

然而，在通过螺纹固定等将高次谐波吸收体机械地接合的情况下，存在与保持构件的接触不充分的情况，可能无法获得所期望的冷却效率。另外，在通过粘合等将高次谐波吸收体与保持构件接合的情况下，因高次谐波吸收体与保持构件之间的热膨胀率的不同而可能产生剥离等不良情况。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制不良情况且冷却效率优异的高次谐波吸收体及高频加速腔。

解决方案

本发明的高次谐波吸收体具备：吸收构件，其对高次谐波进行吸收；被覆构件，其由使所述高次谐波通过的电介质形成，且覆盖所述吸收构件，并且所述被覆构件以在与所述吸收构件之间设置有能够供制冷剂流通的空间的状态配置；装配构件，其装配于高频加速腔的一部分，且在所述装配构件与所述被覆构件之间将所述吸收构件密封；以及制冷剂流路，其设置在所述被覆构件及所述装配构件中的至少一方，且向所述被覆构件与所述吸收构件之间的所述空间供给所述制冷剂并从所述空间回收所述制冷剂。

根据本发明，吸收构件以在与被覆构件之间设置有能够供制冷剂流通的空间的状态配置，因此，通过向该空间供给制冷剂，能够有效地冷却吸收构件。另外，在被覆构件与装配构件之间将吸收构件密封，因此，无需与保持构件接合，能够抑制吸收构件剥离等不良情况的发生，并且，能够避免在吸收构件发生缺损的情况下向高频加速腔露出。

另外，所述制冷剂流路也可以配置于所述装配构件。

根据本发明，能够经由装配构件的制冷剂流路而使制冷剂在空间内循环。由此，能够提高吸收构件的冷却效率。

本发明的高频加速腔具备：主体部，其具有圆筒部和分别在所述圆筒部的轴线方向的两端部配置的端板；以及装配于所述主体部的上述的高次谐波吸收体。

根据本发明，具备能够抑制不良情况且冷却效率优异、无需与保持构件接合、能够容易形成的高次谐波吸收体，因此，能够稳定地吸收高次谐波，能够充分地使带电粒子加速。

另外，也可以是，所述高次谐波吸收体在所述端板装配有多个，且在绕所述轴线的方向上并排配置。

根据本发明，能够在绕轴线的方向上均匀地吸收高次谐波。

另外，也可以是，所述圆筒部沿所述轴线方向并排配置有多个，所述主体部的在所述轴线方向上相邻的所述圆筒部彼此由共用的所述端板即连结端板连结，所述高次谐波吸收体在与所述轴线方向正交的方向上装配于所述连结端板。

根据本发明，高次谐波吸收体能够在与轴线方向正交的方向上装配于连结端板，因此，在沿轴线方向并排配置多个圆筒部的情况下，能够在相邻的圆筒部彼此之间共用端板及高次谐波吸收体。由此，能够实现高频加速腔整体的紧凑化。

发明效果

根据本发明，可提供能够抑制不良情况且冷却效率优异的高次谐波吸收体及高频加速腔。

附图说明

图1是示出第一实施方式的高频加速腔的一例的剖视图。

图2是示出从图1中的A方向观察时的结构的图。

图3是示出本实施方式的高次谐波吸收体的一例的剖视图。

图4是示出第二实施方式的高频加速腔的一例的剖视图。

图5是示出变形例的高频加速腔的一例的剖视图。

图6是示出变形例的高频加速腔的一例的剖视图。

附图标记说明：

10、110 主体部；

11 圆筒部；

12、13、112、113 端板；

12a、13a 间隙；

14、114 导波管；

15、16、115、116 连接端口；

15a、16a、115a、116a 管部；

17、117 装配端口；

17a、117a 收容部；

17b、117b 突出凸缘部；

17c、117c 连通部；

20、120、130 高次谐波吸收体；

21、121、131 吸收构件；

22 被覆构件；

22K 空间；

23、123、133 装配构件；

23a 制冷剂供给流路；

23b 制冷剂回收流路；

100、100A、200、200A 高频加速腔；

111A 第一圆筒部；

111B 第二圆筒部；

119 连结端板；

122 被覆部；

132 中空部；

C 制冷剂；

E 加速电场；

M 带电粒子；

RF 高次谐波；

AX、AX2 中心轴。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的高次谐波吸收体及高频加速腔的实施方式进行说明。需要说明的是，并不通过该实施方式来限定本发明。另外，在下述实施方式的构成要素中包含本领域技术人员能够且容易置换的构成要素或者实质上相同的构成要素。

[第一实施方式]

图1是示出第一实施方式的高频加速腔100的一例的剖视图。如图1所示，通过向高频加速腔100输入高频而使高频加速腔100的内部产生加速电场E，使从线源30射出的电子等带电粒子M加速。高频加速腔100具备主体部10和高次谐波吸收体20。

主体部10具有圆筒部11和端板12、13。圆筒部11及端板12、13使用例如铜等电阻率低的金属材料而形成。圆筒部11与端板12、13利用例如螺栓等固定构件而设置为一体。

圆筒部11具有导波管14。导波管14是输入高频的输入部。端板12、13分别配置在圆筒部11的中心轴AX的轴线方向的两端。端板12具有连接端口15。连接端口15从端板12向中心轴AX的轴线方向的外侧突出地配置。连接端口15具有管部15a。同样地，端板13具有连接端口16。连接端口16从端板13向中心轴AX的轴线方向的外侧突出地配置。连接端口16具有管部16a。管部16a将从线源30射出的带电粒子M导入高频加速腔100的内部。管部15a将在高频加速腔100的内部加速的带电粒子M向外部导出。这样，由线源30及高频加速腔100构成对带电粒子M进行加速的加速装置。

另外，端板12、13分别具有用于装配高次谐波吸收体20的装配端口17。装配端口17具有收容部17a和突出凸缘部17b。收容部17a对后述的高次谐波吸收体20进行收容。突出凸缘部17b对高次谐波吸收体20进行固定。

端板12、13具有将高频加速腔100的内部与收容部17a连通的连通部17c。连通部17c能够供高频(包含高次谐波RF)通过。连通部17c可以为中空状，也可以被能够供高频通过的陶瓷、塑料、云母等电介质填充。

图2是示出从图1中的A方向观察时的结构的图。如图2所示，装配端口17在端板12、13上沿着绕中心轴AX的轴线的方向并排配置有多个。多个装配端口17具有与高次谐波吸收体20相应的形状。各装配端口17例如可以为相同的形状，也可以为不同的形状。

图3是示出高次谐波吸收体20的一例的剖视图。如图3所示，高次谐波吸收体20具备吸收构件21、被覆构件22以及装配构件23。吸收构件21吸收高频中的高次谐波RF(参照图1)。吸收构件21例如使用碳化硅陶瓷、铁氧体陶瓷等陶瓷材料。吸收构件21例如形成为矩形的块状，但不局限于此，也可以为板状、球状、锤状、带状、线状等其他形状。吸收构件21也可以借助未图示的支承构件而支承于被覆构件22或装配构件23。

被覆构件22覆盖吸收构件21。被覆构件22由使高次谐波通过的电介质形成。作为这样的电介质，例如举出氧化铝陶瓷、塑料、云母等材料。需要说明的是，作为电介质，不局限于这些材料，也可以使用其他的电介质材料。被覆构件22插入到装配端口17的收容部17a而被收容。

被覆构件22以在与吸收构件21之间设置有空间22K的状态配置。空间22K具有能够供制冷剂C流通的尺寸。空间22K在例如吸收构件21由未图示的支承构件支承的情况下保持固定的形状。另外，空间22K在吸收构件21未被支承而能够移动的情况下，与吸收构件21的移动相应地发生变形。被覆构件22以使吸收构件21的表面的至少一部分向空间22K露出的方式配置。

装配构件23在被覆构件22插入到收容部17a的状态下固定于主体部10的突出凸缘部17b。在装配构件23与被覆构件22之间对吸收构件21进行密封。装配构件23具有制冷剂供给流路23a和制冷剂回收流路23b作为制冷剂流路。制冷剂供给流路23a使向空间22K供给的制冷剂C流通。制冷剂回收流路23b使来自空间22K的制冷剂C流通。通过配置制冷剂供给流路23a及制冷剂回收流路23b，能够使制冷剂C在空间22K流通。在制冷剂供给流路23a连接有未图示的制冷剂供给部。在制冷剂回收流路23b连接有未图示的制冷剂回收部。在该情况下，例如也可以设置使制冷剂C从制冷剂回收部返回到制冷剂供给部的循环机构。制冷剂C可以是液体，也可以是气体。

上述的高频加速腔100通过从导波管14被输入高频而使内部产生加速电场E，使电子等带电粒子M加速。此时，当存在较多的高频中的高次谐波RF时，可能无法充分地使带电粒子M加速。因此，在高频加速腔100配置对高次谐波RF进行吸收的高次谐波吸收体20。高次谐波吸收体20因吸收高次谐波RF而发热，因此需要冷却。

与此相对地，本实施方式的高次谐波吸收体20具备：吸收构件21，其对高次谐波RF进行吸收；被覆构件22，其由使高次谐波RF通过的电介质形成，覆盖吸收构件21，并且以在与吸收构件21之间设置有能够供制冷剂C流通的空间22K的状态配置；装配构件23，其装配于高频加速腔100的一部分，在装配构件23与被覆构件22之间将吸收构件21密封；以及制冷剂供给流路23a及制冷剂回收流路23b，其设置在被覆构件22及装配构件23中的至少一方，且向被覆构件22与吸收构件21之间的空间22K供给及回收制冷剂C。

由此，吸收构件21以在与被覆构件22之间设置有能够供制冷剂C流通的空间22K的状态配置，因此，通过向该空间22K供给制冷剂C而能够有效地冷却吸收构件21。另外，在被覆构件22与装配构件23之间将吸收构件21密封，因此，无需与保持构件接合，能够抑制吸收构件21剥离等不良情况的发生，并且，能够避免在吸收构件21发生缺损的情况下向高频加速腔100露出。

另外，在本实施方式的高次谐波吸收体20中，制冷剂供给流路23a及制冷剂回收流路23b配置于装配构件23。由此，能够经由装配构件23的制冷剂供给流路23a及制冷剂回收流路23b而使制冷剂C在空间22K内循环。由此，能够提高吸收构件21的冷却效率。

本实施方式的高频加速腔100具备：主体部10，其具有圆筒部11和分别在圆筒部11的中心轴AX的轴线方向的两端部配置的端板12、13；以及高次谐波吸收体20，其装配于主体部10。由此，由于具备能够抑制高频加速腔100的不良情况且冷却效率优异的高次谐波吸收体20，因此，能够稳定地吸收高次谐波，能够充分地使带电粒子加速。

另外，高次谐波吸收体20也可以在端板12、13装配多个，且沿着绕中心轴AX的轴线的方向并排配置。由此，能够在绕中心轴AX的轴线的方向上均匀地吸收高次谐波RF。

[第二实施方式]

接着，对第二实施方式进行说明。图4是示出第二实施方式的高频加速腔200的一例的剖视图。如图4所示，高频加速腔200具备主体部110和高次谐波吸收体120。主体部110具有多个圆筒部即第一圆筒部111A及第二圆筒部111B、端板112、113以及连结端板119。

第一圆筒部111A及第二圆筒部111B共用中心轴AX2，且沿着该中心轴AX2的轴线方向并排配置。第一圆筒部111A及第二圆筒部111B分别具有导波管114。第一圆筒部111A及第二圆筒部111B例如以形状及尺寸相等的方式形成，但不局限于此。

端板112配置在第一圆筒部111A的中心轴AX2的轴线方向的外侧的端部。端板112具有连接端口115。连接端口115具有从端板112向中心轴AX的轴线方向的外侧突出地配置的管部115a。同样地，端板113配置在第二圆筒部111B的中心轴AX2的轴线方向的外侧的端部。端板113具有连接端口116。连接端口116具有从端板113向中心轴AX2的轴线方向的外侧突出地配置的管部116a。

连结端板119将第一圆筒部111A与第二圆筒部111B连结。主体部110的在中心轴AX2的轴线方向上相邻的第一圆筒部111A与第二圆筒部111B由共用的端板即连结端板119连结。例如，在一个连结端板119中的中心轴AX2的一方的端面(图4的右侧的端面)连结第一圆筒部111A，在另一方的端面(图4的左侧的端面)连结第二圆筒部111B。在图4中，举例示出连结端板119的厚度(中心轴AX2的轴线方向的尺寸)比端板112、113厚的结构，但不局限于此。例如，连结端板119的厚度也可以比端板112、113薄，还可以为相同程度的厚度。

连结端板119具有用于装配后述的高次谐波吸收体120的装配端口117。在本实施方式中，装配端口117相对于连结端板119而朝径向突出。装配端口117具有收容部117a和突出凸缘部117b。收容部117a对后述的高次谐波吸收体120进行收容。突出凸缘部117b用于固定高次谐波吸收体120。在连结端板119具有将高频加速腔200的内部与收容部117a连通的连通部117c。连通部117c能够供高频(包含高次谐波RF)通过。连通部117c可以为中空状，也可以由能够供高频通过的陶瓷、塑料、云母等电介质填充。

另外，高次谐波吸收体120具备吸收构件121、被覆部122以及装配构件123。需要说明的是，吸收构件121、被覆部122及装配构件123的各结构具有与第一实施方式所记载的吸收构件21、被覆构件22以及装配构件23大致相同的结构，因此省略说明。

在本实施方式的高频加速腔200中，装配端口117相对于连结端板119而沿径向突出，高次谐波吸收体120插入装配端口117而沿圆筒部的径向装配。这样，高次谐波吸收体120能够在与中心轴AX2的轴线方向正交的方向上装配于连结端板119，因此，在沿轴线方向并排配置第一圆筒部111A和第二圆筒部111B的情况下，能够在第一圆筒部111A与第二圆筒部111B之间共用连结端板119及高次谐波吸收体120。由此，能够实现高频加速腔200整体的紧凑化。

本发明的技术范围不局限于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内适当加以变更。例如，在第二实施方式的高频加速腔200中，也可以不设置高次谐波吸收体的被覆部。图5是示出变形例的高频加速腔201的一例的剖视图。在图5所示的高频加速腔200A中，高次谐波吸收体130具有吸收构件131、中空部132以及装配构件133。高次谐波吸收体130是未设置被覆部而吸收构件131露出的结构。即便是将这种结构的高次谐波吸收体130相对于连结端板119沿径向插入的结构，也能够由多个圆筒部即第一圆筒部111A及第二圆筒部111B共用连结端板119。由此，能够实现高频加速腔200A的紧凑化。

另外，在上述各实施方式中，以高次谐波吸收体配置于端板的结构为例进行了说明，但不局限于此，例如也可以配置于圆筒部。以下，对第一实施方式所记载的高频加速腔100的变形例进行说明，但在第二实施方式所记载的高频加速腔200中也可以采用同样的结构。

图6是示出变形例的高频加速腔100A的一例的剖视图。图6所示的高频加速腔100A在圆筒部11配置有装配端口17。而且，在装配端口17沿圆筒部11的径向装配有高次谐波吸收体20。需要说明的是，在圆筒部11中的装配高次谐波吸收体20的部分处，在与端板12、13之间分别形成有间隙12a、13a。在这样的结构下，高次谐波吸收体20也能够可靠地吸收高次谐波，能够有效地冷却吸收构件21。

另外，在上述实施方式中，以在高次谐波吸收体的装配构件设置有制冷剂供给流路及制冷剂回收流路的结构为例进行了说明，但不局限于此。例如，也可以将制冷剂供给流路及制冷剂回收流路中的至少一方配置于被覆构件。

Claims (5)

1.一种高次谐波吸收体，其中，

所述高次谐波吸收体具备：

吸收构件，其对高次谐波进行吸收；

被覆构件，其由使所述高次谐波通过的电介质形成，且覆盖所述吸收构件，并且所述被覆构件以在与所述吸收构件之间设置有能够供制冷剂流通的空间的状态配置；

装配构件，其装配于高频加速腔的一部分，且在所述装配构件与所述被覆构件之间将所述吸收构件密封；以及

制冷剂流路，其设置在所述被覆构件及所述装配构件中的至少一方，且向所述被覆构件与所述吸收构件之间的所述空间供给所述制冷剂并从所述空间回收所述制冷剂。

2.根据权利要求1所述的高次谐波吸收体，其中，

所述制冷剂流路配置于所述装配构件。

3.一种高频加速腔，其中，

所述高频加速腔具备：

主体部，其具有圆筒部和分别在所述圆筒部的轴线方向的两端部配置的端板；以及

装配于所述主体部的权利要求1或2所述的高次谐波吸收体。

4.根据权利要求3所述的高频加速腔，其中，

所述高次谐波吸收体在所述端板装配有多个，且在绕所述轴线的方向上并排配置。

5.根据权利要求3所述的高频加速腔，其中，

所述圆筒部沿所述轴线方向并排配置有多个，

所述主体部的在所述轴线方向上相邻的所述圆筒部彼此由共用的所述端板即连结端板连结，

所述高次谐波吸收体在与所述轴线方向正交的方向上装配于所述连结端板。