JP2000164399A - サイクロトロン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな偏向電磁石を使用せずにビーム取出し
角を小さくすることができ、小型軽量なサイクロトロン
装置を得る。 【解決手段】 荷電粒子ビームを円形に周回させる磁場
を発生するコイル６と、ビームの軌道面上の磁場分布を
整形するポールチップ２と、コイル６の周囲に設けられ
上記ポールチップ２と接続して磁路を形成するリターン
・ヨーク４ａとを備えたサイクロトロン装置において、
リターン・ヨーク４ａのヨーク幅ｔをリターン・ヨーク
の磁束密度を飽和させる程度のものとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粒子線を用いた
癌治療装置に用いられるサイクロトロン装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１５は、従来のサイクロトロン装置の
構成を示す横断面図で、荷電粒子の軌道面で切断した図
である。図２０は、図１６の従来のサイクロトロン装置
の縦断面図で、サイクロトロン中心軸に沿って切断した
断面図である。図１５、図１６は、例えば、「Proposal
for a Manufacturing Prototype SUPERCONDUCTING CYC
LOTRON for Advanced Cancer Therapy」National Super
conducting Cyclotron Laboratory, Michigan State Un
iversity, MSUCL--874 (1993)、P14−15に示されたもの
である。

【０００３】図１５において、２は、ポールチップで、
鉄で構成され、コイル６で発生された磁場を、ビーム軌
道面上で所望の磁場分布となるようにするものである。
４は、リターンヨークで、サイクロトロンの外周部を鉄
で囲んで形成され、ポールチップ２と共に磁気回路を形
成するもので、サイクロトロン外部に磁束を漏洩させな
いようにするものである。リターンヨーク４は、漏れ磁
場を低減するために十分厚く構成されており、リターン
ヨーク４中の磁束密度は、リターンヨーク４を構成する
鉄の飽和磁束密度に比べて小さい値である。６は、コイ
ルで、磁束を発生させるものである。８は、加速空洞で
あって、電界が印加されたＲＦ空洞で、荷電粒子ビーム
の加速を行う空間である。１０は、ビーム取り出しポー
トで、リターンヨーク４の一部に開けられた開口であっ
て、加速されたビームを取出す場所である。

【０００４】図１６において、２０はビーム軌道面、２
２はサイクロトロンの中心軸である。その他の符号は図
１５のものと同様のものであるので説明を省略する。

【０００５】次に、従来のシンクロ・サイクロトロン装
置やＡＶＦサイクロトロンの動作を説明する。コイル６
で発生された磁場を、ポールチップ２により整形、増幅
し、ビーム軌道面２０上の磁場分布を所望の形に整形す
る。イオン源（図示なし）により、サイクロトロン中心
軸２２が通るビーム軌道面２０上の中心部に生成された
荷電粒子３２は、コイル６及びポールチップ２で形成さ
れた磁場中を略円形に周回し、ＲＦ空洞８において荷電
粒子ビームが加速される。このように、サイクロトロン
内部で所定の速度に加速された後荷電粒子はビーム取出
しポート１０を通して、サイクロトロン外部に取出され
る。

【０００６】この時、リターンヨーク４の一部に開けら
れたビーム取出しポート１０の内部では、磁場はほぼゼ
ロである。ビーム取出しポート１０内を通過する荷電粒
子ビームの軌道は直線となる。ビーム取出しポート１０
出口での、ビーム取出角は、約３７°となっている。こ
こで、ビーム取出角θとは、ビーム取出しポート１０出
口での荷電粒子ビーム進行方向と、サイクロトロン中心
軸とビーム取出しポート１０から出射されるビームの方
向のなす角度である。

【０００７】図１７は、従来の他のサイクロトロン装置
の構成を示す正面断面図であって、「COMPACT SUPERCON
DUCTING SYNCHROCYCLOTRON SYSTEMS FOR PROTON THERAP
Y」Nuclear Instruments and Methods in Physics Rese
arch B40/41 (1989)、P1326-1330で示された、サイクロ
トロン装置を回転ガントリーに組み込んで使用した例で
ある。ここで回転ガントリーとは、ビームの被照射体を
所定の軸回りに回転させる装置である。図１７におい
て、１００は、サイクロトロン装置、１０２は、ビーム
軌道、１０４は、回転ガントリー回転軸、１０６は、回
転ガントリー偏向電磁石、１０８は、ビーム照射ポー
ト、１１０は、ビーム照射点である。荷電粒子ビーム
が、サイクロトロン装置１００から取出されてから、ビ
ーム照射点１１０に達するまで（ビーム輸送系）の軌道
は、ひとつの平面内に入るように構成されている。サイ
クロトロンの軌道面は、ビーム輸送系と同一の平面内に
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】被照射体の位置を照射
するビーム方向に対して回転させながらビーム照射をお
こなう回転ガントリー方式によるビーム照射装置では、
通常、回転ガントリー装置内部でのビーム経路が、一つ
の平面内に入るように構成される。これは、ビーム照射
点でのビーム特性を調整するパラメータを減少させるこ
とで、ビーム調整機器を簡略化、又は、省略させて、回
転ガントリー全体の大きさを小型化する効果が得られる
ためである。小型サイクロトロン装置１００を回転ガン
トリーに組み込んで使用する場合においても、サイクロ
トロン装置１００からビーム照射点１１０までのビーム
経路１０２を一つの平面内に収めることで、機器の簡略
化、回転ガントリー全体の小型化している。

【０００９】通常のサイクロトロン装置から取り出され
るビームの角度は、３０°から４０°程度の値となるの
で、ビーム経路が一つの平面内に入るように構成するた
めには、図１７の様な方法でサイクロトロン装置を取り
付けるか、図１８のようにサイクロトロン装置のビーム
出口の直後に電磁石を設置して、ビーム軌道を調整する
方法がある。

【００１０】サイクロトロン装置の内部のビーム軌道面
上における磁場は、正確にビーム軌道を設定するために
は、磁場の大きさ、方向の設定に非常に高い精度が求め
られる。このため、サイクロトロン装置を構成するポー
ルチップ２やリターンヨーク４等の磁性体材料は、高い
精度で対称性を保つように配置される。サイクロトロン
装置の外部に設けられる装置の磁性体材料についても、
同様に対称性を保った配置が必要となる。

【００１１】しかしながら、図１７のサイクロトロン装
置においては、サイクロトロン装置に対して外部の磁性
体を対称的に配置しなくてはならず、ビーム経路が、一
つの平面内に入るように構成することは非常に困難であ
った。このため、サイクロトロン装置の周辺部の構造物
を非磁性材料で構成する必要がある等、装置のコストが
増大するという問題があった。

【００１２】図１８は、従来のサイクロトロン装置を配
備したビーム照射装置の構成を示すビーム軌道面で切断
した横断面図であって、回転ガントリー回転軸とサイク
ロトロン中心軸を一致させたものである。ここで同一番
号の符号は、図１７のものと同様のものであるので説明
を省略する。図１８の装置では、回転ガントリーを構成
する鉄等の磁性体材料による非対称な磁場成分を低減す
ることができるが、ビーム経路を１平面内にするため
に、サイクロトロン出口に偏向電磁石を設置する必要が
ある。

【００１３】図１９は、従来のサイクロトロン装置の構
成を示すビーム軌道面で切断した横断面図であって、ビ
ームの出口に偏向電磁石を配置した構成図である。３２
は、ビームで、５０は、出口の偏向電磁石であって、サ
イクロトロン装置からの出力ビームの取出し角度が０°
となるようにビーム３２を偏向させるものである。偏向
電磁石５０は、鉄等の磁性体材料で構成されており、ビ
ーム経路が、一つの平面内に入るように構成するもので
ある。この構成により出力ビームの取出し角度が０°と
なるようにしようとすると、偏向電磁石５０自身も磁場
を発生するものであり、偏向電磁石５０自身が発生する
非対称な磁場成分を消すために、さらに新たな偏向電磁
石と対称な位置に相当する磁性体を配置する必要があ
り、回転ガントリーの重量、外径の増大となり、装置全
体のコストが増大するという問題があった。この発明
は、上記のような問題点を解決するためになされたもの
で、大きな偏向電磁石を使用することなくビーム取出し
角を小さくすることができ、小型軽量なサイクロトロン
装置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わるサイクロトロン装置は、荷電粒子ビームを円形に周
回させる磁場を発生するコイルと、ビームの軌道面上の
磁場分布を整形するポールチップと、コイルの周囲に設
けられ上記ポールチップと接続して磁路を形成するリタ
ーン・ヨークとを備えたサイクロトロン装置において、
リターン・ヨークのヨーク幅をリターン・ヨーク内の磁
束密度を飽和させる幅のものとしたものである。

【００１５】この発明の請求項２に係わるサイクロトロ
ン装置は、ビーム取出しポート近傍のリターンヨークの
ヨーク幅をビーム取出しポートにおけるリターンヨーク
内の磁束密度を飽和させる幅のものとしたものである。

【００１６】この発明の請求項３に係わるサイクロトロ
ン装置は、ビーム取出しポートが形成されているビーム
軌道面上のリターンヨークに、ビーム取出しポートに隣
接して複数個の貫通穴を設けたものである。

【００１７】この発明の請求項４に係わるサイクロトロ
ン装置は、リターン・ヨークのビーム取出しポートに隣
接するビーム軌道面上の部分を非磁性体で構成したもの
である。

【００１８】この発明の請求項５に係わるサイクロトロ
ン装置は、ポールチップの外周部分に対向する部分のヨ
ーク幅が、ポールチップの外周部分に対向しない部分の
ヨーク幅より厚いリターン・ヨークと、厚いヨーク幅の
部分の上記リターン・ヨークを貫通するビーム取出しポ
ートを設けたものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、実施の形
態１のサイクロトロン装置の構成を示すサイクロトロン
中心軸２２で切断した縦断面図である。図２は、図１の
ＡＡ横断面図である。図３は、図１のサイクロトロン装
置のＥＥ縦断面図である。図１において、４ａは、リタ
ーンヨークであって、ヨーク幅ｔが、リターン・ヨーク
内部の磁束密度を飽和させる限界の近傍または、それ以
下の厚さに限定して形成されたものである。３０は、リ
ターンヨーク４内を通る磁束である。その他の符号は、
図１５〜図１９の従来装置のものと同様のものであるの
で、以下説明を省略する。

【００２０】図２において、２２は、サイクロトロン中
心軸、３２は荷電粒子ビームである。θは、ビーム取り
出し角度である。図３で、３０ａは、ビーム取出しポー
ト１０付近の磁束である。その他の符号は、図１、図２
のものと同様のものであるので説明を省略する。

【００２１】次に、実施の形態１のサイクロトロン装置
の動作について説明する。図１において、コイル６によ
り発生した磁束３０は、ポールチップ２で整形され、ビ
ーム軌道面２０上に必要な磁場分布を形成する。荷電粒
子ビーム３２は、ビーム軌道面２０上で、サイクロトロ
ン中心軸２２を中心としてほぼ円形に周回する。荷電粒
子ビーム３２は、加速空洞８において加速され、次第に
周回半径を増大して、最大エネルギーに到達した時点
で、ビーム取出しポート１０からサイクロトロン装置の
外に取出される。

【００２２】コイル６が作る磁束３０は、主にポールチ
ップ２及びリターンヨーク４により磁路を形成する。こ
こで、ビーム取出しポート１０があるヨーク部分の磁束
３０ａの向きと、サイクロトロン中心部のポールチップ
２の部分の磁束３０ｂの向き方向が逆であるので、図２
に示すように、サイクロトロン中心部のビーム３２ａの
軌道は、内側に向かう曲率を描くのに対し、取り出しポ
ート１０を通過するビーム３２ｂの軌道は、外側に広が
る曲率で偏向されるので、取り出しポート１０における
ビーム取出し角度θを小さくする方向に作用する。

【００２３】図３は、実施の形態１のサイクロトロン装
置のビーム取出しポート１０付近の磁束の状態を示すも
ので、図１のＥＥ断面図である。ヨーク幅ｔを調整し
て、リターンヨーク４内の磁束密度が飽和、または、飽
和に近い状態になるように設定しているので、リターン
ヨーク４中の磁束の一部は、取り出しポート１０内の空
間を貫通している。ビーム取出しポート１０の内部を貫
通する磁束は、例えば数千〜数万ガウス等である。取り
出しポート１０内を通過する磁束により、荷電ビームを
外側に広げる曲率方向に偏向することができ、大きな偏
向電磁石を使用することなくビーム取出し角度θの小さ
いサイクロトロン装置を得ることができる。

【００２４】実施の形態２．図４は、実施の形態２のサ
イクロトロン装置の構成を示すサイクロトロン中心軸２
２で切断した断面図である。実施の形態２のサイクロト
ロン装置では、ビーム取出しポート１０のあるビーム軌
道面２０のリターンヨーク４のヨーク幅ｔを、ビーム取
出しポート１０の位置におけるリターンヨーク４内の磁
束密度を飽和させる幅以下のものとしている。これによ
り、取り出しポート１０内を通過するビームは外側に広
がる曲率方向に偏向されるので、大きな偏向電磁石を使
用することなくビーム取出し角度θを小さくすることが
できる。ビーム軌道面２０以外のリターンヨーク４のヨ
ーク幅ｔは、磁束密度が未飽和の状態である厚いものと
して、外部への磁束の漏洩を防止するようにしてもよ
い。

【００２５】実施の形態３．図５は、実施の形態３のサ
イクロトロン装置の構成を示すサイクロトロン中心軸２
２で切断した縦断面図である。図６は、図５のサイクロ
トロン装置のビーム軌道面２０で切断した横断面図であ
る。図７は、図５のサイクロトロン装置のＦＦ断面図
で、ビーム取出しポート１０付近のものである。

【００２６】図５、図６、図７、において、４０は貫通
穴であって、図６に示すように、リターンヨーク４のビ
ーム取出しポート１０が形成されているビーム軌道面２
０上にビーム取出しポート１０に隣接して所定の間隔を
もって、複数個設けられたものである。複数個の貫通穴
４０は、例えばサイクロトロン中心軸２２に対して対称
的に配置している。その他の符号は、図１〜図４のもの
と同様のものであるので説明を省略する。

【００２７】図５において、リターンヨーク４の厚さ
は、リターンヨーク４内の磁束が飽和しない程度の厚さ
のヨーク幅ｔで構成されている。複数個の貫通穴４０
は、リターンヨーク４のヨーク幅から複数個の貫通穴４
０を除いたヨーク幅部分を通過する磁束密度が飽和して
いるか、または、飽和に近い状態となる程度に個数や、
穴径が設定されている。

【００２８】次に、実施の形態３のサイクロトロン装置
の動作について説明する。ビーム取出しポート１０のあ
るビーム軌道面２０から離れたリターンヨーク４の部分
では磁束３０は主に、リターンヨーク４の磁束密度が飽
和していない磁性体部分を通過するが、図７に示すよう
に、ビーム取出しポート１０のあるビーム軌道面２０
に、複数個の貫通穴４０を設けたので、貫通穴４０と貫
通穴４０との間の磁性体中の磁束密度が高まり、リター
ンヨーク４の磁束密度は飽和しているか、または、飽和
に近い状態となる。このため、磁束３０ａの一部３０ａ
ｐは取り出しポート１０内部を貫通する。また、リター
ンヨーク４に複数個の貫通穴４０を設けたので、リター
ンヨーク４の重量を軽減することができる。

【００２９】この取り出しポート１０内部を貫通する磁
束３０ａｐにより、取り出しポート１０内を通過するビ
ーム３２が外側に広げる曲率方向に偏向され、大きな偏
向電磁石を使用することなくビーム取出し角度θを小さ
くすることができ、小型軽量なサイクロトロン装置を得
ることができる。また、貫通穴４０は、リターンヨーク
４を貫通している必要はなく、穴の先端がヨークの途中
までのものとしてもよい。

【００３０】実施の形態４．図８は、実施の形態４のサ
イクロトロン装置の構成を示すサイクロトロン中心軸２
２で切断した縦断面図である。図９は、図８のサイクロ
トロン装置のＧＧ断面図である。図８及び図９におい
て、４２は非磁性リングであって、リターンヨーク４の
ビーム取出しポート１０が形成されているビーム軌道面
２０と交差する部分の全面に設けられたステンレス等の
非磁性材料のリングである。非磁性リング４２は、上下
のリターンヨーク４の間に働く強い吸引力を支持可能の
ものとする。リターンヨーク４の軌道面２０近傍には、
磁性体材料がない。その他の符号は、図１〜図４のもの
と同様のものであるので説明を省略する。

【００３１】次に実施の形態４のサイクロトロン装置の
動作について説明する。図９に示すように、リターンヨ
ーク４がビームの軌道面２０を交差する部分において、
ビームの軌道面２０のビーム取出しポート１０を囲んで
非磁性リング４２が形成されているので、磁束３０ａ
は、ビーム取出しポート１０の内部を、例えば、数千〜
数万ガウスの磁束が貫通することができる。このビーム
取出しポート１０の内部を貫通する磁束３０ａｐによ
り、ビーム３２が外側に広がる曲率方向に偏向される。
これにより大きな偏向電磁石を使用することなくビーム
取出し角度θを小さくすることができる。

【００３２】実施の形態５．図１０は、実施の形態５の
サイクロトロン装置の構成を示すビームの軌道面２０に
おける横断面図である。図１０に示すサイクロトロン装
置のサイクロトロン中心軸２２で切断した縦断面図は、
図１のものと同様のものであるので記載を省略する。実
施の形態５のサイクロトロン装置は、図１０に示すよう
に、ポールチップ２の外周部分に対向するリターン・ヨ
ーク部分４ａのヨーク幅ｔａを、ポールチップに対向し
ないリターン・ヨーク部分４ｂのヨーク幅ｔｂより厚く
構成したものである。ここで、厚い部分のヨーク幅ｔａ
は、リターン・ヨーク内の磁束密度が飽和する程度の幅
か、或いはそれより小さい幅となるように形成してい
る。

【００３３】１０ａは、ビーム取出しポートであって、
リターン・ヨーク４のポールチップ２の外周部分に対向
する部分４ａのヨーク幅ｔａの厚い部分を貫通して設け
られたものである。４４は、リターンヨークの補強であ
って、リターン・ヨーク４のポールチップ２の外周部分
に対向する部分に設けられた磁性体の補強材である。実
施の形態５でいう厚い部分のヨーク幅ｔａは、通常のヨ
ーク幅ｔｂとこの補強材４４の幅を含めたものを示すも
のである。

【００３４】次に、実施の形態５のサイクロトロン装置
の動作を説明する。ヨーク幅ｔａの部分では、リターン
ヨーク４内の磁束密度がほぼ飽和するように設定してい
るので、磁束の一部は、取り出しポート１０ａ内を貫通
する。この磁束により、取り出しポート１０ａ内のビー
ムが外側に広がる曲率方向に偏向される。従って、大き
な偏向電磁石を使用することなくビーム取出し角度θを
小さくすることができる。

【００３５】また、磁束密度が比較的小さいポールチッ
プ２の外周部分に対向しないリターンヨーク部分４ｂの
ヨーク幅ｔｂを薄く構成しているので、リターンヨーク
４の形状を小さく、軽量にすることができ、小型軽量な
サイクロトロン装置を得ることができる。

【００３６】図１１は、実施の形態５のサイクロトロン
装置の一実施例の構成を示す平面図で、リターンヨーク
の補強４４の構成を示したものである。図１２は、図１
１の装置の横断面図である。装置の調整等のために設け
たポールチップ引上げ機構４６を所定の厚さの磁性体で
構成して、リターンヨークの補強４４としたものであ
る。

【００３７】図１３は、実施の形態５のサイクロトロン
装置の他の実施例を示すビームの軌道面２０における横
断面図である。図１４は、図１３の装置のヨーク４の外
観を示す斜視図である。図１３のサイクロトロン装置
は、図１０で示したリターンヨーク４の代わりに、ポー
ルチップ２の外周部分と対向しないリターン・ヨーク部
分４ｂに、複数個の貫通穴４２を設けたものである。ポ
ールチップ２の外周部分に対向しないリターン・ヨーク
部分４ｂの磁束密度は比較的小さいので、貫通穴４２を
設けても飽和することがなく、複数個の貫通穴４２を設
けたことにより更にリターンヨークを軽量化することが
できる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によれば、荷
電粒子ビームを円形に周回させる磁場を発生するコイル
と、ビームの軌道面上の磁場分布を整形するポールチッ
プと、コイルの周囲に設けられ上記ポールチップと接続
して磁路を形成するリターン・ヨークとを備えたサイク
ロトロン装置において、リターン・ヨークのヨーク幅が
リターン・ヨーク内の磁束密度を飽和させる幅のものと
したので、大きな偏向電磁石を使用することなくビーム
取出し角度θを小さくすることができ、小型軽量なサイ
クロトロン装置を得ることができる。

【００３９】第２の発明によれば、ビーム取出しポート
近傍のリターンヨークのヨーク幅を、ビーム取出しポー
ト位置におけるリターンヨーク内の磁束密度が飽和する
幅のものとしたので、重量を軽減したリターンヨークに
より大きな偏向電磁石を使用することなくビーム取出し
角度θを小さくすることができ、小型軽量なサイクロト
ロン装置を得ることができる。

【００４０】第３の発明によれば、ビーム取出しポート
が形成されているビーム軌道面上のリターンヨークに、
ビーム取出しポートに隣接して複数個の貫通穴を設けた
ので、重量を軽減したリターンヨークにより大きな偏向
電磁石を使用することなくビーム取出し角度θを小さく
することができ、小型軽量なサイクロトロン装置を得る
ことができる。

【００４１】第４の発明によれば、リターン・ヨークの
ビーム取出しポートに隣接するビーム軌道面上の部分を
非磁性体で構成したので、簡易な構造で、大きな偏向電
磁石を使用することなくビーム取出し角度θを小さくす
ることができ、小型軽量なサイクロトロン装置を得るこ
とができる。

【００４２】第５の発明によれば、ポールチップの外周
部分に対向する部分のヨーク幅が、ポールチップの外周
部分に対向しない部分のヨーク幅より厚いリターン・ヨ
ークと、厚いヨーク幅の部分のリターン・ヨーク部分を
貫通するビーム取出しポートを設けたので、重量を軽減
したリターンヨークにより大きな偏向電磁石を使用する
ことなくビーム取出し角度θを小さくすることができ、
小型軽量なサイクロトロン装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１のサイクロトロン
装置の構成を示すサイクロトロン中心軸で切断した縦断
面図である。

【図２】 実施の形態１のサイクロトロン装置の構成
を示す図１のＡＡ横断面図である。

【図３】 実施の形態１のサイクロトロン装置の構成
を示す図１のＥＥ横断面図である。

【図４】 実施の形態２のサイクロトロン装置の構成
を示すサイクロトロン中心軸で切断した縦断面図であ
る。

【図５】 実施の形態３のサイクロトロン装置の構成
を示すサイクロトロン中心軸で切断した縦断面図であ
る。

【図６】 図５のサイクロトロン装置ビーム軌道面２
０で切断した横断面図である。

【図７】 図５のサイクロトロン装置のＦＦ断面図で
ある。

【図８】 実施の形態４のサイクロトロン装置の構成
を示すサイクロトロン中心軸で切断した縦断面図であ
る。

【図９】 図８のサイクロトロン装置のＧＧ断面図で
ある。

【図１０】 実施の形態５のサイクロトロン装置の構成
を示すビームの軌道面２０における横断面図である。

【図１１】 実施の形態５のサイクロトロン装置の構成
を示す平面図である。

【図１２】 図１１の装置の横断面図である。

【図１３】 実施の形態５のサイクロトロン装置の他の
実施例を示すビームの軌道面２０における横断面図であ
る。

【図１４】 図１３のサイクロトロン装置のヨーク４の
外観を示す斜視図である。

【図１５】 従来のサイクロトロン装置の構成を示すサ
イクロトロン中心軸で切断した縦断面図である。

【図１６】 図１９のサイクロトロン装置をビーム軌道
面で切断した横断面図である。

【図１７】 従来のサイクロトロン装置を配備したビー
ム照射装置の構成を示すビーム軌道面で切断した横断面
図である。

【図１８】 従来のサイクロトロン装置を配備したビー
ム照射装置の構成を示すビーム軌道面で切断した横断面
図である。

【図１９】 従来のサイクロトロン装置の構成を示すビ
ーム軌道面で切断した横断面図である。

【符号の説明】

２ ポールチップ、 ３ 空洞部 ４ リターンヨーク、 ６ コイル、 ８ 加速空洞、 １０、１０ａ ビーム取出しポート、 ２０ ビーム軌道面、 ２２ サイクロトロン中心軸、 ３０、３０ａ、３０ｂ 磁束線、 ３２ ビーム、 ４０ 貫通穴、 ４２ 非磁性リング、 ４４ リターンヨーク補強、 ４６ ポールチップ引き上げ機構、 ５０ 偏向電磁石、 １００ サイクロトロン装置、 １０２ ビーム軌道、 １０４ 回転ガントリー回転軸、 １０６ 回転ガントリー偏向電磁石、 １０８ ビーム照射ポート、 １１０ ビーム照射点。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子ビームを円形に周回させる磁場
   を発生するコイルと、上記ビームの軌道面上の磁場分布
   を整形するポールチップと、上記コイルの周囲に設けら
   れ上記ポールチップと接続して磁路を形成するリターン
   ・ヨークとを備えたサイクロトロン装置において、上記
   リターン・ヨークのヨーク幅が上記リターン・ヨーク内
   の磁束密度を飽和させる幅のものであることを特徴とす
   るサイクロトロン装置。
2. 【請求項２】 ビーム取出しポート近傍のリターンヨー
   クのヨーク幅が、上記ビーム取出しポートの位置におけ
   る上記リターンヨーク内の磁束密度を飽和させる幅のも
   のであることを特徴とする請求項１に記載のサイクロト
   ロン装置。
3. 【請求項３】 ビーム取出しポートが形成されているビ
   ーム軌道面上のリターンヨークに、ビーム取出しポート
   に隣接して複数個の貫通穴を設けたことを特徴とする請
   求項１に記載のサイクロトロン装置。
4. 【請求項４】 リターン・ヨークのビーム取出しポート
   に隣接するビーム軌道面上の部分を非磁性体で構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載のサイクロトロン装
   置。
5. 【請求項５】 ポールチップの外周部分に対向する部分
   のヨーク幅が、上記ポールチップの外周部分に対向しな
   い部分のヨーク幅より厚いリターン・ヨークと、厚いヨ
   ーク幅の部分の上記リターン・ヨークを貫通するビーム
   取出しポートを設けたことを特徴とする請求項１に記載
   のサイクロトロン装置。