JP2000164398A - タンデム加速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低エネルギ加速管内のビームのプロファイルを
モニタし得るようにして加速管内にビームを通す際の調
整作業を容易にする。 【解決手段】低エネルギ側加速管５により加速した負イ
オンビームを荷電変換器４により正イオンビームに変換
して高エネルギ側加速管６により再加速することにより
高エネルギのイオンビームを得るタンデム加速装置にお
いて、荷電変換器４の入口側にビームプロファイルモニ
タ２０を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、負イオンを加速し
た後正イオンに変換して再加速することにより高エネル
ギのイオンビームを得るタンデム加速装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】タンデム加速装置は、例えば図４に示し
たように構成されている。図４において１は圧力タン
ク、２は圧力タンク内に配置された高電圧ターミナル、
３は高電圧ターミナルと接地電位部との間に高電圧を印
加するシェンケル電源などの高電圧電源部、４は高電圧
ターミナル２の内側に配置された荷電変換器である。５
及び６は高電圧ターミナル２の両側にそれぞれ位置させ
た状態で圧力タンク１内に配置された低エネルギ側加速
管及び高エネルギ側加速管で、低エネルギ側加速管５の
入口５ａは圧力タンク１の一端１ａから外部に導出さ
れ、出口５ｂは荷電変換器４の入口に接続されている。
荷電変換器４の出口には高エネルギ側加速管６の入口６
ａが接続され、該高エネルギ側加速管６の出口６ｂは圧
力タンク１の他端１ｂから外部に導出されている。

【０００３】７は負イオンビームを発生する負イオン
源、８は負イオン源から流出する負イオンビームに磁界
を作用させて負イオンその質量に応じた湾曲軌道に沿っ
て走行させることにより、特定の質量を有する負イオン
を抽出する質量分析電磁石である。また９は質量分析電
磁石８の出口に接続されて特定の質量の負イオンの走行
方向を調節するステアラーで、ステアラー９を通過した
負イオンビームはレンズ系１０により収束されて低エネ
ルギ側加速管５の入口に供給される。

【０００４】荷電変換器４の入口には、水平方向（Ｘ方
向）に相対する固定の電極の間に形成されたＸスリット
と垂直方向（Ｙ方向）に相対する固定の電極間に形成さ
れたＹスリットとを有するＸ−Ｙスリット１１が配置さ
れ、低エネルギ加速管５により加速された負イオンビー
ムがこのＸ−Ｙスリット１１を通して荷電変換器４に入
射させられるようになっている。

【０００５】高エネルギ側加速管６の出口６ｂには偏向
電磁石１２を介して、複数のターゲットチャンバに至る
ビームダクト１３ａ，１３ｂ，…が接続されている。

【０００６】図４に示したタンデム加速装置では、負イ
オン源７から発生させた負イオンが質量分析電磁石８と
ステアラー９とレンズ系１０とを通して低エネルギ側加
速管５に導入され、該加速管により接地電位部から高電
位部に向けて加速される。低エネルギ側加速管５により
加速された負イオンは、Ｘ−Ｙスリット１１を通して荷
電変換器２に導入され、該荷電変換器を通過する間に電
荷がはぎ取られて正イオンに変換される。荷電変換器２
から得られる正イオンは、高エネルギ側加速管６により
高電位部から接地電位部に向けて加速されて、偏向電磁
石１２に導入され、該偏向電磁石１２により偏向されて
ビームダクト１３ａ，１３ｂ，…に送出される。

【０００７】このタンデム加速装置においては、イオン
ビームを低エネルギ側加速管５の中心部に正しく導入す
る必要があり、また低エネルギ側加速管５により加速さ
れた負イオンのビームを荷電変換器４の狭い入口の中心
部に正しく導入する必要がある。

【０００８】そのため、従来のこの種の加速装置では、
加速装置を稼働するに際して、まずステアラー９を操作
することにより、レンズ１０に入射する負イオンの方向
を定めた後、加速管５内の中心部を正しくビームが通る
ようにレンズ１０を調整し、低エネルギ側加速管５から
出るビームのＸ−Ｙスリット１１との当たり具合から、
負イオンビームが正しく荷電変換器４の中心部に導入さ
れているか否かを判定するようにしていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
タンデム加速装置では、荷電変換器の入口にＸ−Ｙスリ
ットを配置して、低エネルギ側加速管５から出るビーム
のＸ−Ｙスリット１１との当たり具合から負イオンビー
ムが正しく荷電変換器４の中心部に導入されているか否
かを判定するようにしていたが、固定のＸ−Ｙスリット
では、イオンビームの断面の形状が分からないため、ビ
ームをいずれの方向に振ればよいのか判断することが難
しく、レンズ１０の調整を適確に行うことが容易でなか
った。

【００１０】また高エネルギ側加速管６の出口側にファ
ラデーカップを配置して、マイクロマイクロアンメータ
（微小電流計）によりビーム電流を計測しながら低エネ
ルギ側に配置されたレンズ１０の調整を行うことも行わ
れているが、この方法でも、加速管内でのビームの断面
形状が分からないため、レンズ１０の調整を適確に行う
ことが難しかった。

【００１１】本発明の目的は、イオンビームを加速管の
中心軸線に正しく沿わせて荷電変換器の中心部に導入す
るための調整を容易に行うことができるようにしたタン
デム加速装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、高電圧ターミ
ナルと、該高電圧ターミナルと接地電位部との間に高電
圧を印加する高電圧電源部と、負イオン源と、該負イオ
ン源が発生する負イオンのビームの走行方向を調節する
ステアラーと、該ステアラーを通過した負イオンのビー
ムを収束させるレンズ系と、該レンズ系を通過した負イ
オンのビームを高電圧ターミナル側に向けて加速する低
エネルギ側加速管と、高電圧ターミナルの内側に配置さ
れて低エネルギ側加速管により加速された負イオンを正
イオンに変換する荷電変換器と、該荷電変換器から得ら
れる正イオンを接地電位部に向けて再度加速する高エネ
ルギ側加速管とを備えたタンデム加速装置に係わるもの
である。

【００１３】本発明においては、イオンビームに触れて
該イオンビームの２次元的な強度分布を検出する検出電
極と、該検出電極をイオンビームに触れる検出位置とイ
オンビームの通路から退避した状態になる退避位置とに
変位させる駆動装置とを備えたビームプロファイルモニ
タを、低エネルギ側加速管の中間部に配置した。

【００１４】上記のように、ビームプロファイルモニタ
を低エネルギ側加速管の中間部に配置すると、低エネル
ギ側加速管内における水平方向及び垂直方向のビーム密
度（ビームの大きさ）を観測しながらレンズ系の調整を
行うことができるため、イオンビームを正しく加速管の
中心軸線に沿わせて荷電変換器の中心部に導入するため
の調整を容易に行うことができる。

【００１５】上記ビームプロファイルモニタの駆動装置
を動作させるためには電源を必要とする。加速管には高
電圧が印加されているため、接地電位部に配置された電
源装置から配線を通してビームプロファイルモニタに電
源を与えることは困難である。そこで、上記のようにビ
ームプロファイルモニタを低エネルギ側加速管の中間部
に配置する場合には、ビームプロファイルモニタの近傍
に該ビームプロファイルモニタの駆動装置の電源となる
発電機を配置し、低エネルギ側加速管の外側の接地電位
部に該発電機を絶縁駆動軸を介して駆動する電動機を配
置するようにするのが好ましい。このように構成すれ
ば、ビームプロファイルモニタの駆動装置に安全に電源
を供給することができる。

【００１６】上記ビームプロファイルモニタは、荷電変
換器の入口側に配置することもできる。

【００１７】荷電変換器としては、負イオンがストリッ
パガス中を通過する際に、負イオンとストリッパガスの
分子とを衝突させて負イオンの核外電子をはぎ取ること
により負イオンを正イオンに変換する形式のものが多く
用いられている。この種の荷電変換器は、高電圧ターミ
ナルの内側に配置されてビームの入口が低エネルギ側加
速管に臨むように配置されたチャージストリッパ管と、
電動ターボポンプによりチャージストリッパ管内にスト
リッパガスの流れを生じさせるストリッパガス循環装置
とを有していて、低エネルギ側加速管により加速された
負イオンビームをチャージストリッパ管内に導入して、
ガス中を通過させることにより、正イオンビームに変換
する。このような荷電変換器を用いる場合には、電動タ
ーボポンプに電源を供給するために高電圧ターミナルの
近傍に発電機を配置して、接地電位部側に配置された電
動機により絶縁駆動軸を介して該発電機を駆動するよう
にしている。

【００１８】上記のような荷電変換器が用いられる場合
には、ビームプロファイルモニタをチャージストリッパ
管の入口と低エネルギ側加速管との間に位置させた状態
で配置し、ビームプロファイルモニタの駆動装置を駆動
する電源を、電動ターボポンプを駆動するために設けら
れている発電機から得るようにするのが好ましい。

【００１９】上記のようなタンデム加速装置において
は、通常接地電位部に制御盤を配置して、該制御盤にス
テアラー及びレンズ系を調整するために用いる操作機器
類を設けている。上記のようにビームプロファイルモニ
タを設けてビームの調整を容易にするためには、ＣＲＴ
や液晶ディスプレイなどの表示手段と該表示手段を駆動
する回路とを備えた表示装置を制御盤に設けて、ビーム
プロファイルモニタにより検出されたビームの２次元的
な分布を該表示装置により表示するようにするのが好ま
しい。その場合、ビームプロファイルモニタの検出電極
を通して流れるビーム電流を光信号に変換する光電変換
器をビームプロファイルモニタに設けて、該光電変換器
から得られる光信号を光ファイバを通して制御盤の表示
装置に与えるようにするのが望ましい。

【００２０】このように、ビームプロファイルモニタの
出力信号を光ケーブルを通して制御盤に与えるようにす
れば、加速管または高電圧ターミナルに印加されている
高電圧を制御盤に誘導させることなく、安全にビームプ
ロファイルモニタからの信号を表示装置に与えて、ビー
ムの２次元的な分布を表示させることができる。

【００２１】なお本発明に係わるタンデム加速装置にお
いて用いる荷電変換器は、上記の形式のものに限られる
ものではなく、他の形式のもの、例えば負イオンビーム
を遮るようにフォイルを配置して、負イオンが該フォイ
ルを透過する際に、負イオンの核外電子を剥ぎ取って負
イオンを正イオンに変換する形式の荷電変換器を用いる
こともできる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係わるタンデム加
速装置の要部の構成例を示したもので、同図において２
は高電圧ターミナル、３は高電圧ターミナル２と接地電
位部との間に直流高電圧を印加する高電圧電源部、４は
高電圧ターミナル２の内側に配置された荷電変換器、５
は低エネルギ側加速管、６は高エネルギ側加速管、２０
は本発明において新たに設けられたビームプロファイル
モニタであり、この例では、ビームプロファイルモニタ
２０が低エネルギ側加速管５と荷電変換器４の入口との
間に挿入されている。

【００２３】本発明で新たに設けられるビームプロファ
イルモニタ２０は、イオンビームに触れて該イオンビー
ムの２次元的な強度分布を検出する検出電極２０Ａと、
該検出電極２０Ａを図示のようにイオンビームの通路を
横切る状態になる検出位置と、イオンビームの通路から
退避した状態になる退避位置とに変位させる駆動装置２
０Ｂとを円筒状の容器２０Ｃ内に収容したものからなっ
ている。

【００２４】図示の例では、容器２０Ｃの側壁部の一部
に外側に突出した中空の突出部２０C1が形成されて、該
突出部２０C1の内側に検出電極収納室２０C2が形成さ
れ、検出電極２０Ａが退避位置に移動した際に検出電極
収納室２０c2内に収納されるように、該収納室２０C2の
大きさが設定されている。

【００２５】検出電極収納室２０C2内には、駆動装置２
０Ｂが配置され、駆動装置２０Ｂにより駆動されて容器
２０Ｃの径方向に変位する支持棒２０Ｄの先端に検出電
極２０Ａが支持されている。駆動装置２０Ｂは、モータ
を駆動源として支持棒２０Ｄを容器２０Ｃの径方向に直
線変位させるように構成されていて、該駆動装置２０Ｂ
により支持棒２０Ｄを容器２０Ｃの中心軸線側に変位さ
せた際に、検出電極２０Ａが図示のようにイオンビーム
の通路を横切ってビームに接触し得る状態になる検出位
置に配置され、駆動装置２０Ｂにより支持棒２０Ｄを容
器２０Ｃの中心軸線から離れる側に移動させた際に、検
出電極２０Ａが検出電極収納室２０C2内に退避するよう
になっている。

【００２６】検出電極２０Ａとしては、例えば、図２
（Ａ）に示したように、水平方向（Ｘ方向）に並ぶ多数
の単位電極２０A1と、垂直方向（Ｙ方向）に並ぶ多数の
単位電極２０A2とを互いに絶縁した状態で格子状に設け
て、単位電極２０A1及び２０A2のそれぞれから端子２０
a1及び２０a2を導出したものを用いることができる。こ
のような検出電極２０Ａを、その中心部をイオンビーム
の通路と交差させた状態でビームの通路を横切るように
配置しておくと、イオンビームに触れている単位電極の
みを通してビーム電流が検出されるため、ビーム電流が
検出されている単位電極２０A1，２０A2の交点を結ぶこ
とにより、ビームの横断面のＸ方向及びＹ方向への広が
り（２次元的な強度分布）を検出することができ、その
検出出力をＣＲＴなどの表示装置に画像化して表示させ
ることにより、ビームの断面形状（プロファイル）をモ
ニタすることができる。

【００２７】ビームプロファイルモニタ２０の検出電極
２０Ａの各端子は図示しない配線を通して光電変換器２
０Ｅに与えられて光信号に変換され、光電変換器２０Ｅ
から出力される光信号が光ファイバケーブル２０Ｆを介
して接地電位部に配置された制御盤２１に与えられるよ
うになっている。

【００２８】荷電変換器４は、入口４A1及び出口４A2を
有して、入口４A1及び出口４A2をそれぞれ低エネルギ側
加速管５の出口及び高エネルギ側加速管６の入口に臨ま
せた状態で配置されたチャージスリトッパ管４Ａと、チ
ャージストリッパ管４Ａ内にストリッパガスの流れを生
じさせるストリッパガス循環装置４Ｂとを備えている。
ストリッパガス循環装置４Ｂは、ターボポンプ（分子ポ
ンプ）４ａと、ターボポンプ４ａの吸い込み口をチャー
ジストリッパ管４Ａの入口側の端部付近に及び出口側の
端部付近に接続するガス回収用配管４ｂ及び４ｃと、タ
ーボポンプ４ａの吐出口をチャージストリッパ管４Ａの
中間部に接続するガス供給用配管４ｄと、配管４ｄにバ
ルブ４ｅを介して接続されたストリッパガス供給用ボン
ベ４ｆとを有していて、チャージストリッパ管４Ａの中
間部から該チャージストリッパ管内にガスを供給し、該
チャージストリッパ管の入口側及び出口側から該ストリ
ッパ管内のガスを回収して該チャージストリッパ管内に
ガス流を生じさせる。ストリッパガスとしては、アルゴ
ンや窒素などが用いられ、このストリッパガスはボンベ
４ｆから補給される。

【００２９】低エネルギ側加速管５は、中心部にビーム
を通過させる孔を有して等間隔で配置された多数の電極
５ａ，５ａ，…をガラスなどの絶縁物からなる短管５ｂ
を介して積層した構造を有していて、各隣り合う電極５
ａ，５ａ間に分圧抵抗ｒが接続され、一連の分圧抵抗
ｒ，ｒ，…により分圧回路が構成されている。低エネル
ギ側加速管５の入口側の最端部の電極の電位は大地電位
に固定され、該加速管５の出口側の最端部の電極は高電
圧ターミナル２に電気的に接続されている。

【００３０】低エネルギ側加速管５の出口側の端部は、
ビームプロファイルモニタ２０の円筒状の容器２０Ｃの
一端に接続され、該容器２０Ｃの他端は、仕切り板２２
を介して高電圧ターミナル２の一端に接続されている。
仕切り板２２の中心部には低エネルギ側加速管５の出口
に整合する孔２２ａが設けられ、荷電変換器４のチャー
ジストリッパ管４Ａの入口４A1は、仕切り板２２の孔２
２ａに整合するように配置されている。即ちこの例で
は、チャージストリッパ管４Ａの入口が、孔２２ａと容
器２０Ｃ内とを通して、低エネルギ側加速管５の出口に
臨むように構成されている。

【００３１】高エネルギ側加速管６は、等間隔で配置さ
れた多数の電極６ａ，６ａ，…を絶縁物からなる短管６
ｂを介して積層した構造を有し、各隣り合う電極６ａ，
６ａ間に分圧抵抗ｒが接続されている。第２の加速管６
の入口側の最端部の電極６ａは高電圧ターミナル２に電
気的に接続され、該加速管６の出口側の最端部の電極の
電位は大地電位に固定されている。高エネルギ側加速間
６の入口側の端部は仕切り板２３を介して高電圧ターミ
ナル２の他端に接続され、チャージストリッパ管４Ａの
出口４A2が、端板２３の中心部に設けられた孔２３ａを
通して高エネルギ側加速管６の入口に臨むように構成さ
れている。

【００３２】高電圧ターミナル６には、高電圧電源部３
から大地電位に対して正の加速電圧Ｖが印加され、低エ
ネルギ側加速管５及び高エネルギ側加速管６のそれぞれ
の各隣り合う電極間には、加速電圧Ｖを抵抗ｒ，ｒ，…
からなる分圧回路により分圧して得た等しい電圧Ｖo が
印加されている。

【００３３】上記高電圧ターミナル２、高電圧電源部
３、荷電変換器４、低エネルギ側加速管５，高エネルギ
加速管６、及びビームプロファイルモニタ２０は、図４
に示した従来例で用いられていた圧力タンク１と同様の
タンク内に収容され、低エネルギ側加速管５の入口及び
高エネルギ側加速管６の出口がそれぞれタンク１の一端
及び他端から外部に導出されている。そして、低エネル
ギ側加速管５の入口は、レンズ１０とステアラー９と質
量分析電磁石８とを介して負イオン源７に接続され、高
エネルギ側加速管６の出口は、偏向電磁石１２を介し
て、複数のターゲットチャンバに至るビームダクト１３
ａ，１３ｂ，…に接続される。

【００３４】荷電変換器４のターボポンプ４ａのモータ
とプロファイルモニタ２０の駆動装置２０Ｂのモータと
に電源を与えるため、高電圧ターミナル２の近傍に発電
機２４が配置され、該発電機２４は、高電圧ターミナル
２から離れた接地電位部に配置された電動機２５の出力
軸により絶縁駆動軸２６を介して駆動されるようになっ
ている。発電機２４の出力は、図示しない制御回路と高
電圧ターミナル２を貫通させた配線とを通してターボポ
ンプ４ａのモータに供給されるとともに、プロファイル
モニタ２０の駆動装置２０Ｂのモータに供給されてい
る。

【００３５】制御盤２１には、ＣＲＴや液晶ディスプレ
イなどの表示手段と該表示手段を駆動する駆動回路とか
らなっていて光ファイバケーブル２０Ｆを通して与えら
れたビームプロファイルモニタ２０の出力を画像化して
表示する表示装置２１Ａと、レンズ１０やステアラー９
を操作する操作ダイアルなどの操作器類２１Ｂとが設け
られていて、表示装置２１Ａによりビームのプロファイ
ルをモニタしながら、レンズ及びステアラーを調整し得
るようになっている。

【００３６】上記のタンデム加速装置においては、低エ
ネルギ側加速管５内、高電圧ターミナル２内、及び高エ
ネルギ側加速管６内が真空にされた状態で、負イオン源
により発生させられた負イオンビームが低エネルギ側加
速管５に入射される。低エネルギ側加速管５に入射され
た負イオンビームは、電極５ａ，５ａ，…間の電界によ
り加速されて高電圧ターミナル２内の荷電変換器４に供
給される。低エネルギ側加速管５により加速された負イ
オンは、チャージストリッパ管４Ａ内でガスの分子と衝
突することにより、その核外電子がはぎ取られて正イオ
ンに変換される。荷電変換器４から得られる正イオンビ
ームは、高エネルギ側加速管６に入射される。高エネル
ギ側加速管６内に入射された正イオンビームは、高エネ
ルギ側加速管６の電極６ａ，６ａ，…間の電界により大
地電位に向って再度加速されて、該加速管６の出口から
放射される。

【００３７】上記のタンデム加速装置において、加速装
置を稼働するに先立って加速管内におけるビームの位置
を調整する際には、検出電極２０Ａを図示の検出位置に
配置した状態で低エネルギ側加速管５内に負イオンビー
ムを入射させ、制御盤２１に設けられた表示装置に表示
されたビームの断面形状を見ながら、低エネルギ側加速
管の入口側に配置されたステアラー及びレンズを調整す
ることにより、荷電変換器４に入射するイオンビームの
中心を荷電変換器４の入口の中心位置（加速管５の中心
位置）に合わせる。

【００３８】このように、本発明によれば、荷電変換器
４の入口側におけるビームの断面形状をモニタしながら
荷電変換器４に入射するイオンビームの中心を荷電変換
器４の入口の中心位置に合わせるための調整作業を行う
ことができるため、該調整作業を容易に行うことができ
る。

【００３９】ビーム位置の調整作業が完了した後は、検
出電極２０Ａを退避位置に退避させて、該検出電極２０
Ａが低エネルギ側加速管５により加速されて荷電変換器
４に入射するビームに触れないようにしておく。

【００４０】上記のように荷電変換器４の入口側にビー
ムプロファイルモニタ２０を配置すると、荷電変換器４
に設けるターボポンプ４ａに電源を供給する発電機２４
からビームプロファイルモニタ２０に設ける駆動装置２
０Ｂにも電源を供給できるため、ビームプロファイルモ
ニタへの給電を容易にすることができる。

【００４１】また上記のように、ビームプロファイルモ
ニタ２０の検出電極２０Ａから得られる検出出力を光電
変換器２０Ｅにより光信号に変換して光ファイバケーブ
ル２０Ｆを通して制御盤２１に導くようにすると、高電
圧ターミナル２に印加されている高電圧が制御盤２１に
誘導する恐れを生じさせることなく、ビームプロファイ
ルモニタの出力を制御盤２１に与えることができるので
安全性を高めることができる。

【００４２】上記の例では、ビームプロファイルモニタ
２０の検出電極２０Ａとして、図２（Ａ）に示すよう
に、多数の電極を格子状に配置したものを用いたが、検
出電極２０Ａの構成はこの例に限られるものではない。

【００４３】例えば、図２（Ｂ）に示すように、Ｖ字形
ないしはＬ字形に形成されて頂点Ｐを回動中心として回
動させられる周知の検出電極２０Ａ´を用いることもで
きる。このような検出電極２０Ａ´を左右に回動させる
と、検出電極２０Ａ´がイオンビームＢに触れたときに
該検出電極を通してビーム電流が検出されるため、検出
電極２０Ａ´の回動角度位置と、各回動角度位置で検出
されるビーム電流の大きさとから、イオンビームＢの断
面形状を求めることができる。

【００４４】上記の例では、荷電変換器４の入口側にビ
ームプロファイルモニタ２０を配置したが、図３に示す
ように、低エネルギ側加速管５の中間部（必ずしも加速
管５の長手方向の中央部である必要はない。）にビーム
プロファイルモニタ２０を挿入することもできる。図３
に示したビームプロファイルモニタ２０の構成は図１に
示したものと同様である。

【００４５】このように、低エネルギ側加速管５の中間
部にビームプロファイルモニタ２０を配置する場合に
は、荷電変換器４に給電するための発電機をビームプロ
ファイルモニタの駆動装置に電源を供給するための発電
機として利用することができないため、低エネルギ側加
速管５の近傍に発電機３０を配置するとともに、接地電
位部に該発電機を駆動するための電動機３１を配置し
て、該電動機３１の出力軸を絶縁駆動軸３２を介して発
電機３０の入力軸に連結し、発電機３０からビームプロ
ファイルモニタ２０の駆動装置２０Ｂに給電するように
する。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ビーム
プロファイルモニタを荷電変換器の入口側または低エネ
ルギ側加速管の中間部に配置して、低エネルギ側加速管
内における水平方向及び垂直方向のビーム密度（ビーム
の大きさ）を観測しながらレンズ系の調整を行うことが
できるようにしたため、イオンビームを正しく加速管の
中心軸線に沿わせて荷電変換器の中心部に導入するため
の調整を容易に行うことができる。

【００４７】特にビームプロフアィルモニタを荷電変換
器の入口側に配置した場合には、荷電変換器に給電する
ために設けられる発電機を利用してビームプロファイル
モニタに給電できるため、ビームプロファイルモニタへ
の給電を容易にすることができる。

【００４８】また本発明において、ビームプロファイル
モニタの出力信号を光ケーブルを通して制御盤に導くよ
うにした場合には、加速管または高電圧ターミナルに印
加されている高電圧を制御盤に誘導させることなく、安
全にビームプロファイルモニタからの信号を表示装置に
与えて、ビームの２次元的な分布を表示させることがで
きる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるタンデム加速装置の要部の構成
を示した構成図である。

【図２】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明で用いるビ
ームプロファイルモニタの検出電極の異なる構成例を示
した構成図である。

【図３】本発明に係わるタンデム加速装置の要部の他の
構成例を示した構成図である。

【図４】従来のタンデム加速装置の全体的な構成を示し
た構成図である。

【符号の説明】

２ 高電圧ターミナル ４ 荷電変換器 ５ 低エネルギ側加速管 ６ 高エネルギ側加速管 ２０ ビームプロファイルモニタ ２０Ａ 検出電極 ２０Ｂ 駆動装置 ２１ 制御盤

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧ターミナルと、前記高電圧ターミ
   ナルと接地電位部との間に高電圧を印加する高電圧電源
   部と、負イオン源と、前記負イオン源が発生する負イオ
   ンのビームの走行方向を調節するステアラーと、前記ス
   テアラーを通過した負イオンのビームを収束させるレン
   ズ系と、前記レンズ系を通過した負イオンのビームを前
   記高電圧ターミナル側に向けて加速する低エネルギ側加
   速管と、前記高電圧ターミナルの内側に配置されて前記
   低エネルギ側加速管により加速された負イオンを正イオ
   ンに変換する荷電変換器と、前記荷電変換器から得られ
   る正イオンを接地電位部に向けて再度加速する高エネル
   ギ側加速管とを備えたタンデム加速装置において、 イオンビームに触れて該イオンビームの２次元的な強度
   分布を検出する検出電極と、該検出電極をイオンビーム
   に触れる検出位置とイオンビームの通路から退避した状
   態になる退避位置とに変位させる駆動装置とを備えたビ
   ームプロファイルモニタを、前記低エネルギ側加速管の
   中間部に配置したことを特徴とするタンデム加速装置。
2. 【請求項２】 高電圧ターミナルと、前記高電圧ターミ
   ナルと接地電位部との間に高電圧を印加する高電圧電源
   部と、負イオン源と、前記負イオン源が発生する負イオ
   ンのビームの走行方向を調節するステアラーと、前記ス
   テアラーを通過した負イオンのビームを収束させるレン
   ズ系と、前記レンズ系を通過した負イオンのビームを前
   記高電圧ターミナル側に向けて加速する低エネルギ側加
   速管と、前記高電圧ターミナルの内側に配置されて前記
   低エネルギ側加速管により加速された負イオンビームを
   正イオンビームに変換する荷電変換器と、前記荷電変換
   器から得られる正イオンビームを接地電位部に向けて再
   加速する高エネルギ側加速管とを備えたタンデム加速装
   置において、 イオンビームに触れて該イオンビームの２次元的な強度
   分布を検出する検出電極と、該検出電極をイオンビーム
   に触れる検出位置とイオンビームの通路から退避した状
   態になる退避位置とに変位させる駆動装置とを備えたビ
   ームプロファイルモニタを、前記低エネルギ側加速管の
   中間部に配置するとともに、該ビームプロファイルモニ
   タの近傍に前記駆動装置の電源となる発電機を配置し、 前記低エネルギ側加速管の外側の接地電位部に前記発電
   機を絶縁駆動軸を介して駆動する電動機を配置したこと
   を特徴とするタンデム加速装置。
3. 【請求項３】 高電圧ターミナルと、前記高電圧ターミ
   ナルと接地電位部との間に高電圧を印加する高電圧電源
   部と、負イオン源と、前記負イオン源が発生する負イオ
   ンのビームの走行方向を調節するステアラーと、前記ス
   テアラーを通過した負イオンのビームを収束させるレン
   ズ系と、前記レンズ系を通過した負イオンのビームを前
   記高電圧ターミナル側に向けて加速する低エネルギ側加
   速管と、前記高電圧ターミナルの内側に配置されて前記
   低エネルギ側加速管により加速された負イオンを正イオ
   ンに変換する荷電変換器と、前記荷電変換器から得られ
   る正イオンを接地電位部に向けて再度加速する高エネル
   ギ側加速管とを備えたタンデム加速装置において、 イオンビームに触れて該イオンビームの２次元的な強度
   分布を検出する検出電極と、該検出電極をイオンビーム
   に触れる検出位置とイオンビームの通路から退避した状
   態になる退避位置とに変位させる駆動装置とを備えたビ
   ームプロファイルモニタを、前記荷電変換器の入口側に
   配置したことを特徴とするタンデム加速装置。
4. 【請求項４】 高電圧ターミナルと、前記高電圧ターミ
   ナルと接地電位部との間に高電圧を印加する高電圧電源
   部と、負イオン源と、前記負イオン源が発生する負イオ
   ンのビームの走行方向を調節するステアラーと、前記ス
   テアラーを通過した負イオンのビームを収束させるレン
   ズ系と、前記レンズ系を通過した負イオンのビームを前
   記高電圧ターミナル側に向けて加速する低エネルギ側加
   速管と、前記高電圧ターミナルの内側に配置されてビー
   ムの入口が前記低エネルギ側加速管の出口に臨むように
   配置されたチャージストリッパ管と電動ターボポンプに
   より前記チャージストリッパ管内にストリッパガスの流
   れを生じさせるストリッパガス循環装置とを有して前記
   低エネルギ側加速管により加速された負イオンビームを
   正イオンビームに変換する荷電変換器と、前記荷電変換
   器から得られる正イオンビームを接地電位部に向けて再
   加速する高エネルギ側加速管と、前記高電圧ターミナル
   の近傍に配置されて前記電動ターボポンプに電源電圧を
   供給する発電機と、接地電位部側に配置されて絶縁駆動
   軸を介して前記発電機を駆動する電動機とを備えたタン
   デム加速装置において、 イオンビームに触れて該イオンビームの２次元的な強度
   分布を検出する検出電極と、該検出電極をイオンビーム
   に触れる検出位置とイオンビームの通路から退避した状
   態になる退避位置とに変位させる駆動装置とを備えたビ
   ームプロファイルモニタを、前記チャージストリッパ管
   の入口と前記低エネルギ側加速管との間に位置させた状
   態で配置し、 前記ビームプロファイルモニタの駆動装置を駆動する電
   源を前記発電機から得るようにしたことを特徴とするタ
   ンデム加速装置。
5. 【請求項５】 前記ステアラー及びレンズ系を調整する
   ために用いる操作機器類を備えた制御盤が接地電位部に
   配置されていて、前記ビームプロファイルモニタにより
   検出されたビームの２次元的な分布を表示する表示装置
   が前記制御盤に設けられ、 前記ビームプロファイルモニタは、前記検出電極を通し
   て流れるビーム電流を光信号に変換する光電変換器を備
   えていて、前記光電変換器から得られる光信号が光ファ
   イバを通して前記表示装置に与えられていることを特徴
   とする請求項１，２，３または４のいずれかに記載のタ
   ンデム加速装置。