JP2001305293A - Open type gas target equipped with gas flow regulating mechanism - Google Patents

Open type gas target equipped with gas flow regulating mechanism

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JP2001305293A
JP2001305293A JP2000119599A JP2000119599A JP2001305293A JP 2001305293 A JP2001305293 A JP 2001305293A JP 2000119599 A JP2000119599 A JP 2000119599A JP 2000119599 A JP2000119599 A JP 2000119599A JP 2001305293 A JP2001305293 A JP 2001305293A
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JP
Japan
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gas
canal
vacuum
degree
target
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JP2000119599A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromi Kaneko
博実 金子
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Nissin High Voltage Co Ltd
Original Assignee
Nissin High Voltage Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an open type gas target equipped with gas flow regulating mechanism capable of independently regulating the gas quantity flowing into a beam chamber and the gas quantity supplied into the gas target. SOLUTION: One-side ends of auxiliary canals 11 and 12 are connected to the central gas feed part 3A of a gas target canal 3 through a flow regulating valve 10. The other end of the auxiliary canal 11 is connected to the part closer to a first beam chamber from the one-end side gas extraction part 3B1 of the gas, target canal 3, and the other end of the auxiliary canal 12 is connected to the part closer to a second beam chamber 2 fpm the other-end side gas extraction part 3C1 of the gas target canal. The gas flow regulating mechanism is formed of the flow regulating valve 10 and the first and second auxiliary canals 11 and 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、癌治療、PIX
E、RBS、イオンドーピング等を行う各種のイオンビ
ーム応用機器に用いられるオープン形のガスターゲット
に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to the treatment of cancer, PIX
The present invention relates to an open-type gas target used for various ion beam application devices for performing E, RBS, ion doping, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】癌治療、PIXE、RBS、イオンドー
ピング等を行う各種のイオンビーム応用機器において
は、イオンビームを照射するガスを内在させたオープン
形のガスターゲットを設けることがある。
2. Description of the Related Art In various ion beam applied devices for performing cancer treatment, PIXE, RBS, ion doping, and the like, an open gas target containing a gas for irradiating an ion beam may be provided.

【0003】例えば、低エネルギ側加速管と荷電変換器
と高エネルギ側加速管とを備えて、低エネルギ側加速管
により加速した負イオンを正イオンに荷電変換した後高
エネルギ側加速管により再度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器においては、
低エネルギ側の加速管と高エネルギ加速管との間に設け
る荷電変換器の部分に、負イオンから電子をはぎ取るた
めに負イオンと衝突させるガスを内在させたオープン形
のガスターゲットが設けられる。
[0003] For example, a low energy side acceleration tube, a charge converter, and a high energy side acceleration tube are provided. Negative ions accelerated by the low energy side acceleration tube are charge-converted into positive ions, and then the high energy side acceleration tube is used again. In a tandem accelerator that obtains a high energy ion beam by accelerating,
An open gas target in which a gas that collides with negative ions in order to strip electrons from negative ions is provided at a portion of the charge converter provided between the low energy side acceleration tube and the high energy acceleration tube.

【0004】通常この種のガスターゲットは、イオンビ
ームを通す第1及び第2のビームチャンバーに一端及び
他端がそれぞれ接続されて第1のビームチャンバー内を
通ったイオンビームが一端側から導入されるガスターゲ
ットカナールと、このガスターゲットカナールの中間部
に設けられたガス供給部にガスレギュレータを介して接
続されてガスターゲットカナール内にガスを供給するガ
ス供給源と、ガスターゲットカナールの一端寄りに設け
られた一端側ガス抽出部から該ガスターゲットカナール
内のガスの一部をポンプにより吸引してガスターゲット
カナールのガス供給部に還流させる少なくとも1つの一
端側ガス還流手段と、ガスターゲットカナールの他端寄
りに設けられた他端側ガス抽出部から該ガスターゲット
カナール内のガスの一部をポンプにより吸引してガスタ
ーゲットカナールのガス供給部に還流させる少なくとも
1つの他端側ガス還流手段とを備えている。
Usually, this type of gas target is connected at one end and the other end to first and second beam chambers through which an ion beam passes, and the ion beam passing through the first beam chamber is introduced from one end side. A gas target canal, a gas supply source connected to a gas supply unit provided at an intermediate portion of the gas target canal via a gas regulator to supply gas into the gas target canal, and a gas target canal near one end of the gas target canal. At least one end gas recirculation means for sucking a part of the gas in the gas target canal by a pump from the provided one end gas extraction unit and returning the gas to the gas supply unit of the gas target canal; The gas in the gas target canal is extracted from the other end side gas extraction unit provided near the end. Part was sucked by a pump and a least one other end-gas recirculation means recirculates the gas supply portion of the gas target Canal.

【0005】タンデム加速器の場合には、低エネルギ側
加速管が上記第1のビームチャンバーに相当し、高エネ
ルギ側加速管が上記第2のビームチャンバーに相当す
る。
[0005] In the case of a tandem accelerator, the low energy side acceleration tube corresponds to the first beam chamber, and the high energy side acceleration tube corresponds to the second beam chamber.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】加速管等のビームチャ
ンバーを備えたイオンビーム応用機器においては、ビー
ムチャンバー内の真空度が高過ぎると、その内部で放電
が生じる。そのため、この種の機器を安定に運転するた
めには、ビームチャンバー内に適量のガスを供給して、
該ビームチャンバー内の真空度を適当な範囲に保つ必要
がある。
In an ion beam apparatus equipped with a beam chamber such as an accelerating tube, if the degree of vacuum in the beam chamber is too high, discharge occurs inside the beam chamber. Therefore, to operate this kind of equipment stably, supply an appropriate amount of gas into the beam chamber,
It is necessary to keep the degree of vacuum in the beam chamber in an appropriate range.

【0007】ビームチャンバーにオープン形のガスター
ゲットを接続した場合、ガスターゲットカナール内に供
給したガスの一部がビームチャンバー内に流入する。こ
の場合、ガスターゲットカナールからビームチャンバー
内に流入するガスの量と、ガスターゲットカナール内を
流れるガスの量とを別個に調整することができれば、ガ
スターゲットカナール内のガス圧及びビームチャンバー
内の真空度をそれぞれ適正な範囲に保つことができる。
When an open gas target is connected to the beam chamber, a part of the gas supplied into the gas target canal flows into the beam chamber. In this case, if the amount of gas flowing into the beam chamber from the gas target canal and the amount of gas flowing in the gas target canal can be separately adjusted, the gas pressure in the gas target canal and the vacuum in the beam chamber can be adjusted. The degree can be kept in an appropriate range.

【0008】しかしながら、従来のガスターゲットで
は、ガスターゲットカナール内へのガスの供給量を調節
すると、それに伴ってガスターゲットカナールからビー
ムチャンバー内に流入するガスの量も変ってしまうた
め、ビームチャンバー内の真空度を適当な範囲に保つこ
とができなかった。
However, in the conventional gas target, when the amount of gas supplied to the gas target canal is adjusted, the amount of gas flowing from the gas target canal into the beam chamber changes accordingly. Could not be maintained in an appropriate range.

【0009】そのため、従来は、ガスターゲットカナー
ル内にガスを供給するガス供給システムの外に、ビーム
チャンバー内にガスを供給するガス供給システムを設け
て、ガスターゲットカナール内へのガスの供給量とビー
ムチャンバー内へのガスの供給量とを別個に調整し得る
ようにする必要があり、イオンビーム応用機器の構成が
複雑になるのを避けられなかった。
Therefore, conventionally, a gas supply system for supplying gas into the beam chamber is provided in addition to the gas supply system for supplying gas into the gas target canal, so that the amount of gas supplied into the gas target canal can be reduced. It was necessary to be able to separately adjust the supply amount of gas into the beam chamber, and it was inevitable that the configuration of ion beam applied equipment became complicated.

【0010】本発明の目的は、ガスターゲットカナール
内に供給したガスの一部をビームチャンバー側に供給す
る構成をとって、しかもガスターゲットカナール内への
ガスの供給量とビームチャンバー内へのガスの供給量と
を個別に調整し得るようにしたガス流量調整機構付きオ
ープン形ガスターゲットを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a structure in which a part of the gas supplied to the gas target canal is supplied to the beam chamber, and furthermore, the supply amount of the gas to the gas target canal and the gas supply to the beam chamber. To provide an open-type gas target with a gas flow rate adjusting mechanism capable of individually adjusting the supply amount of the gas.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、イオンビーム
を通す第1及び第2のビームチャンバーに一端及び他端
がそれぞれ接続されて第1のビームチャンバー内を通っ
たイオンビームが一端側から導入されるガスターゲット
カナールと、ガスターゲットカナールの中間部に設けら
れたガス供給部にガスレギュレータを介して接続されて
ガスターゲットカナール内にガスを供給するガス供給源
と、ガスターゲットカナールの一端寄りに設けられた一
端側ガス抽出部から該ガスターゲットカナール内のガス
の一部をポンプにより吸引してガスターゲットカナール
のガス供給部に還流させる少なくとも1つの一端側ガス
還流手段と、ガスターゲットカナールの他端寄りに設け
られた他端側ガス抽出部から該ガスターゲットカナール
内のガスの一部をポンプにより吸引してガスターゲット
カナールのガス供給部に還流させる少なくとも1つの他
端側ガス還流手段とを備えたオープン形ガスターゲット
に係わるものである。
According to the present invention, one end and the other end are respectively connected to first and second beam chambers through which an ion beam passes, and the ion beam passing through the first beam chamber from one end side. A gas target canal to be introduced, a gas supply source connected to a gas supply unit provided at an intermediate portion of the gas target canal via a gas regulator to supply gas into the gas target canal, and a gas target canal near one end. At least one end-side gas recirculation means for sucking a part of the gas in the gas target canal by a pump from the one end side gas extraction unit provided to the gas target canal and returning the gas to the gas supply unit of the gas target canal; A part of the gas in the gas target canal is extracted from the other end side gas extraction unit provided near the other end. Those related to the open-type gas targets and at least one other end gas recirculation means for recirculating the gas supply portion of the gas target Canard by suction by pump.

【0012】本発明においては、ガスターゲットカナー
ルの第1のビームチャンバー側の部分及び第2のビーム
チャンバー側の部分にそれぞれ第1の補助カナール及び
第2の補助カナールを並列に接続し、流量調整バルブに
より第1の補助カナール及び第2の補助カナールのそれ
ぞれのコンダクタンスを調整し得るようにする。
In the present invention, a first auxiliary canal and a second auxiliary canal are connected in parallel to a first beam chamber side portion and a second beam chamber side portion of a gas target canal, respectively, to adjust a flow rate. The valve allows the conductance of each of the first auxiliary canal and the second auxiliary canal to be adjusted.

【0013】更に詳細に説明すると、第1の補助カナー
ルは、その一端を、ガスターゲットカナールのガス供給
部に流量調整バルブを介して接続し、他端をガスターゲ
ットカナールの一端側ガス抽出部よりも第1のビームチ
ャンバー寄りの部分に接続した状態で設ける。また第2
の補助カナールは、その一端をガスターゲットカナール
のガス供給部に上記流量調整バルブを介して接続し、他
端をガスターゲットカナールの他端側ガス抽出部よりも
第2のビームチャンバー寄りの部分に接続した状態で設
ける。
More specifically, the first auxiliary canal has one end connected to a gas supply section of the gas target canal via a flow rate control valve, and the other end connected to a gas extraction section on one end side of the gas target canal. Is also provided in a state of being connected to a portion near the first beam chamber. Also the second
The auxiliary canal is connected at one end to the gas supply unit of the gas target canal via the flow control valve, and the other end is closer to the second beam chamber than the gas extraction unit at the other end of the gas target canal. Provided in a connected state.

【0014】そして流量調整バルブと第1及び第2の補
助カナールとによりガス流量調整機構を構成し、流量調
整バルブを調整することにより第1及び第2の補助カナ
ール内に流入するガスの量を調節して、ガスターゲット
カナール内に供給するガスの量を調節し得るようにす
る。
A gas flow control mechanism is constituted by the flow control valve and the first and second auxiliary canals. By adjusting the flow control valve, the amount of gas flowing into the first and second auxiliary canals is reduced. Adjust so that the amount of gas supplied into the gas target canal can be adjusted.

【0015】上記のガスターゲットにおいて、ガス供給
源からガスターゲットカナール内に一定量のガスを供給
している状態で流量調整バルブを絞ると、補助カナール
内に流入するガスの量が減少し、ガスターゲットカナー
ル内に供給されるガスの量が増加する。このとき補助カ
ナールからビームチャンバー内に供給されるガスの量が
減少するが、ガスターゲットカナールからビームチャン
バーに供給されるガスの量は補助カナールからビームチ
ャンバ内に供給されるガスの減少分だけ増加するため、
ガスターゲットカナール及び補助カナールからビームチ
ャンバー内に供給されるガスの全体量は流量調整バルブ
を絞る前と変らない。
In the above-mentioned gas target, if the flow control valve is throttled while a fixed amount of gas is supplied from the gas supply source into the gas target canal, the amount of gas flowing into the auxiliary canal decreases, The amount of gas supplied into the target canal increases. At this time, the amount of gas supplied from the auxiliary canal into the beam chamber decreases, but the amount of gas supplied from the gas target canal into the beam chamber increases by the amount of gas supplied from the auxiliary canal into the beam chamber. To do
The total amount of gas supplied from the gas target canal and the auxiliary canal into the beam chamber is the same as before the flow control valve is throttled.

【0016】また流量調整バルブを開くと、補助カナー
ル内に流入するガスの量が増加し、ガスターゲットカナ
ール内に供給されるガスの量が減少する。このとき補助
カナールからビームチャンバー内に供給されるガスの量
が増加するが、ガスターゲットカナールからビームチャ
ンバー内に供給されるガスの量は、補助カナールからビ
ームチャンバーに供給されるガスの量の増加分だけ減少
するため、ガスターゲットカナール及び補助カナールか
らビームチャンバー内に供給されるガスの全体量は流量
調整バルブを開く前と変らない。
When the flow control valve is opened, the amount of gas flowing into the auxiliary canal increases, and the amount of gas supplied into the gas target canal decreases. At this time, the amount of gas supplied from the auxiliary canal into the beam chamber increases, but the amount of gas supplied from the gas target canal into the beam chamber increases as the amount of gas supplied from the auxiliary canal to the beam chamber increases. Since the amount is reduced by the amount, the total amount of gas supplied from the gas target canal and the auxiliary canal into the beam chamber is the same as before opening the flow control valve.

【0017】また、ビームチャンバー内に供給されるガ
スの量は、ガス供給源からガスターゲットカナール内に
供給されるガスの量により決まり、ガスターゲットカナ
ール内を流れるガスの量の影響を受けない。
The amount of gas supplied into the beam chamber is determined by the amount of gas supplied from the gas supply source into the gas target canal, and is not affected by the amount of gas flowing through the gas target canal.

【0018】したがって、上記のように構成すると、ガ
ス供給源からガスターゲットカナール内に供給するガス
の量により第1及び第2のビームチャンバー内に供給さ
れるガスの量を調整することができる。またガス供給源
からガスターゲットカナール内に供給するガスの量を一
定として、流量調整バルブを調整することにより、ビー
ムチャンバー内に供給するガスの量を変えることなく、
ガスターゲットチャンバー内に供給するガスの量を調整
することができる。
Therefore, with the above configuration, the amount of gas supplied into the first and second beam chambers can be adjusted by the amount of gas supplied from the gas supply source into the gas target canal. Also, by keeping the amount of gas supplied from the gas supply source into the gas target canal constant and adjusting the flow control valve, without changing the amount of gas supplied into the beam chamber,
The amount of gas supplied into the gas target chamber can be adjusted.

【0019】したがって、本発明によれば、ビームチャ
ンバー内にガスを供給するガス供給システムを別個に設
けることなく、ガスターゲットカナール内に供給したガ
スの一部をビームチャンバー側に供給する構成をとっ
て、しかもガスターゲットカナール内へのガスの供給量
とビームチャンバー内へのガスの供給量とを個別に調整
することができ、構成を複雑にすることなく、ガスター
ゲットカナール内の真空度分布及びビームチャンバー内
の真空度の双方を最適な状態に調整することができる。
Therefore, according to the present invention, a part of the gas supplied into the gas target canal is supplied to the beam chamber side without separately providing a gas supply system for supplying the gas into the beam chamber. In addition, the supply amount of gas into the gas target canal and the supply amount of gas into the beam chamber can be individually adjusted. Both the degree of vacuum in the beam chamber can be adjusted to an optimum state.

【0020】上記の構成では、流量調整バルブを第1の
補助カナール及び第2の補助カナールに対して共通に設
けているが、第1の補助カナール及び第2の補助カナー
ルに対してそれぞれ第1及び第2の流量調整バルブを設
けて、第1の補助カナールの一端を第1の流量調整バル
ブを介してガスターゲットカナールのガス供給部に接続
し、第2の補助カナールの一端を第2の流量調整バルブ
を介してガスターゲットカナールのガス供給部に接続す
るようにしてもよい。
In the above configuration, the flow control valve is provided in common for the first auxiliary canal and the second auxiliary canal, but the first and second auxiliary canals are respectively provided with the first and second auxiliary canals. And a second flow control valve is provided, one end of the first auxiliary canal is connected to the gas supply unit of the gas target canal via the first flow control valve, and one end of the second auxiliary canal is connected to the second canal. The gas target canal may be connected to a gas supply unit via a flow rate adjustment valve.

【0021】本発明においてはまた、ガスターゲットカ
ナールのガス供給部内の真空度を計測する第1の真空計
と、ガスターゲットカナールの長手方向に沿った複数箇
所の真空度をそれぞれ計測する複数の第2の真空計と、
第1の真空計が計測した真空度からガスターゲットカナ
ールのガス供給部内のガス圧を算定するガス圧算定手段
と、ガス圧算定手段により算定されたガス圧から複数の
第2の真空計が設けられた箇所の真空度を推定する真空
度分布推定手段と、複数の第2の真空計によりそれぞれ
計測された真空度と真空度分布推定手段により推定され
た真空度とを比較して、ガスターゲットカナール内の真
空度分布が正常であるか否かを判定する判定手段と、判
定手段により真空度分布が正常であると判定されている
状態でガスターゲットカナールのガス供給部内の真空度
が設定値よりも高いときに流量調整バルブを通して流れ
るガスの流量を減少させ、判定手段により真空度分布が
正常であると判定されている状態でガスターゲットカナ
ールのガス供給部内の真空度が設定値よりも低いときに
流量調整バルブを通して流れるガスの流量を増加させる
ように流量調整バルブを制御するバルブ制御手段とを更
に設けることが好ましい。
In the present invention, a first vacuum gauge for measuring the degree of vacuum in the gas supply section of the gas target canal, and a plurality of first vacuum gauges for measuring the degree of vacuum at a plurality of locations along the longitudinal direction of the gas target canal, respectively. Two vacuum gauges,
Gas pressure calculating means for calculating the gas pressure in the gas supply unit of the gas target canal from the degree of vacuum measured by the first vacuum gauge, and a plurality of second vacuum gauges are provided from the gas pressure calculated by the gas pressure calculating means. A vacuum degree distribution estimating means for estimating the degree of vacuum at the determined location, and comparing the degree of vacuum measured by each of the plurality of second vacuum gauges with the degree of vacuum estimated by the degree of vacuum distribution estimating means, the gas target Determining means for determining whether or not the degree of vacuum distribution in the canal is normal; and setting the degree of vacuum in the gas supply unit of the gas target canal in a state where the degree of vacuum is determined to be normal by the determining means. The gas supply unit of the gas target canal in a state where the flow rate of the gas flowing through the flow rate control valve is decreased when the pressure is higher than Further it is preferable to provide a valve control means for controlling the flow rate control valve such that a vacuum degree increases the flow rate of the gas flowing through the flow rate adjusting valve is lower than the set value of.

【0022】このように構成すると、ガスターゲットカ
ナール内のガス圧及び真空度の管理を自動的に行わせる
ことができる。またガスターゲットカナール内の真空度
分布が正常であるか異常であるかを判定できるので、真
空度分布が異常なままで運転が行われるのを防ぐことが
できる。
With this configuration, it is possible to automatically control the gas pressure and the degree of vacuum in the gas target canal. In addition, since it is possible to determine whether the degree of vacuum distribution in the gas target canal is normal or abnormal, it is possible to prevent the operation from being performed while the degree of vacuum distribution is abnormal.

【0023】なお上記の構成では、ガスターゲットカナ
ールのガス供給部内の真空度から該ガス供給部内のガス
圧(ガスターゲットカナール内の最大ガス圧)を算定す
るようにしたが、流量調整バルブを流れるガスの流量か
らガスターゲットカナールのガス供給部内のガス圧を算
定するようにしてもよい。
In the above configuration, the gas pressure in the gas supply unit (the maximum gas pressure in the gas target canal) is calculated from the degree of vacuum in the gas supply unit of the gas target canal. The gas pressure in the gas supply unit of the gas target canal may be calculated from the gas flow rate.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係わるオープン
形ガスターゲットの一例として、タンデム加速器に用い
る荷電変換器に用いられるものを例にとって、その構成
例を示したものである。同図において1及び2はそれぞ
れ軸線を一致させた状態で配置された管状の第1及び第
2のビームチャンバー(この例では加速管)、3はビー
ムチャンバー1及び2の間に配置された管状のガスター
ゲットカナールである。ガスターゲットカナール3は、
ビームチャンバー1及び2と軸線を一致させた状態で配
置されて、その一端は第1のビームチャンバー1に接続
され、他端は第2のビームチャンバー2に接続されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of the structure of an open gas target used in a tandem accelerator as an example of an open gas target according to the present invention. In the figure, reference numerals 1 and 2 denote tubular first and second beam chambers (accelerating tubes in this example) arranged with their axes aligned, and reference numeral 3 denotes a tubular beam chamber arranged between the beam chambers 1 and 2. The gas target is Canal. Gas Target Canal 3
The beam chambers 1 and 2 are arranged so that their axes are aligned with each other, and one end is connected to the first beam chamber 1 and the other end is connected to the second beam chamber 2.

【0025】ガスターゲットカナール3の中央部にはガ
ス供給部3Aが設けられ、該ガス供給部3Aにレギュレ
ータ4を介してガス供給源としてのガスボンベ5が接続
されるとともに、ガス帰還用ヘッダ6と補助カナール接
続用パイプ7の一端とが接続されている。ガスターゲッ
トカナール3の一端側には第1及び第2の一端側ガス抽
出部3B1及び3B2が設けられ、ガスターゲットカナール
3の他端側には第1及び第2の他端側ガス抽出部3C1及
び3C2が設けられている。第1の一端側ガス抽出部3B1
及び第1の他端側ガス抽出部3C1はガス供給部3Aに対
して対称に設けられ、これらのガス抽出部3B1及び3C1
にそれぞれガスターゲットカナール内のガスの一部を吸
引して抽出する第1の一端側ポンプ8B1及び第1の他端
側ポンプ8C1が接続されている。ポンプ8B1の吐出口は
ガス帰還パイプ9B1を通してヘッダ6に接続され、ポン
プ8C1の吐出口はガス帰還パイプ9C1を通してヘッダ6
に接続されている。
A gas supply unit 3A is provided at the center of the gas target canal 3. A gas cylinder 5 as a gas supply source is connected to the gas supply unit 3A via a regulator 4, and a gas return header 6 is connected to the gas supply unit 3A. One end of the auxiliary canal connection pipe 7 is connected. At one end of the gas target canal 3, first and second one-side gas extraction units 3B1 and 3B2 are provided. At the other end of the gas target canal 3, first and second other-side gas extraction units 3C1 are provided. And 3C2 are provided. First end side gas extraction unit 3B1
And the first other end side gas extraction unit 3C1 is provided symmetrically with respect to the gas supply unit 3A, and these gas extraction units 3B1 and 3C1
Are connected to a first end-side pump 8B1 and a first other-end side pump 8C1 for sucking and extracting a part of the gas in the gas target canal, respectively. The discharge port of the pump 8B1 is connected to the header 6 through a gas return pipe 9B1, and the discharge port of the pump 8C1 is connected to the header 6 through a gas return pipe 9C1.
It is connected to the.

【0026】同様に、第2の一端側ガス抽出部3B2及び
第2の他端側ガス抽出部3C2はガス供給部3Aに対して
対称に設けられ、これらのガス抽出部3B2及び3C2にそ
れぞれガスターゲットカナール内のガスの一部を吸引し
て抽出する第2の一端側ポンプ8B2及び第2の他端側ポ
ンプ8C2が接続されている。ポンプ8B2の吐出口はガス
帰還パイプ9B2を通してヘッダ6に接続され、ポンプ8
C2の吐出口はガス帰還パイプ9C2を通してヘッダ6に接
続されている。
Similarly, the second one-side gas extraction section 3B2 and the second other-side gas extraction section 3C2 are provided symmetrically with respect to the gas supply section 3A, and the gas extraction sections 3B2 and 3C2 are provided with gas respectively. A second one-side pump 8B2 and a second other-side pump 8C2 for sucking and extracting a part of the gas in the target canal are connected. The outlet of the pump 8B2 is connected to the header 6 through a gas return pipe 9B2.
The outlet of C2 is connected to the header 6 through a gas return pipe 9C2.

【0027】この例では、ポンプ8B1と帰還パイプ9B1
とヘッダ6とにより第1の一端側ガス還流手段G11が構
成され、ポンプ8B2と帰還パイプ9B2とヘッダ6とによ
り第2の一端側ガス還流手段G12が構成されている。ま
たポンプ8C1と帰還パイプ9C1とヘッダ6とにより第1
の他端側ガス還流手段G21が構成され、ポンプ8C2と帰
還パイプ9C2とヘッダ6とにより第2の他端側ガス還流
手段G22が構成されている。
In this example, the pump 8B1 and the return pipe 9B1
The first end-side gas recirculation means G11 is constituted by the pump and the header 6, and the second end-side gas recirculation means G12 is constituted by the pump 8B2, the return pipe 9B2 and the header 6. The pump 8C1, the return pipe 9C1 and the header 6 make the first
The other end side gas recirculation means G21 is constituted, and the pump 8C2, the return pipe 9C2 and the header 6 constitute the second other end side gas recirculation means G22.

【0028】ポンプ8B1,8B2,8C1及び8C2として
は、ターボモレキュラーポンプが用いられている。
As the pumps 8B1, 8B2, 8C1 and 8C2, turbo molecular pumps are used.

【0029】補助カナール接続パイプ7の他端には、流
量調整バルブ10を介して管状の第1の補助カナール1
1の一端及び第2の補助カナール12の一端が接続され
ている。第1の補助カナール11の他端はガスターゲッ
トカナール3の一端側ガス抽出部3B1よりも第1のビー
ムチャンバー1寄りの部分に接続され、第2の補助カナ
ール12の他端は、ガスターゲットカナール3の他端側
ガス抽出部3C1よりも第2のビームチャンバー2寄りの
部分に接続されている。
The other end of the auxiliary canal connecting pipe 7 is connected to the first tubular auxiliary canal 1 through a flow control valve 10.
One end of one and one end of the second auxiliary canal 12 are connected. The other end of the first auxiliary canal 11 is connected to a portion closer to the first beam chamber 1 than the gas extraction unit 3B1 on one end side of the gas target canal 3, and the other end of the second auxiliary canal 12 is connected to the gas target canal 11. The other end 3 is connected to a portion closer to the second beam chamber 2 than the gas extraction unit 3C1.

【0030】上記流量調整バルブ10と、補助カナール
11及び12とによりガス流量調整機構が構成されてい
る。
The gas flow control mechanism is constituted by the flow control valve 10 and the auxiliary canals 11 and 12.

【0031】ガスターゲットカナール3の中間部に設定
されたガス供給部3Aには、その内部の真空度を計測す
る第1の真空計13が取り付けられ、補助カナール11
の他端とガスターゲットカナール3との接続点、ガス抽
出部3B1及び3B2の間の中間点、ガス抽出部3C1と3C2
との間の中間点、及び補助カナール12の他端とガスタ
ーゲットカナール3との接続点のそれぞれの内部の真空
度を計測する4つの第2の真空計14が取り付けられて
いる。
A first vacuum gauge 13 for measuring the degree of vacuum inside the gas supply unit 3A set at an intermediate portion of the gas target canal 3 is attached to the gas supply unit 3A.
Connection point between the other end of the gas target canal 3 and the intermediate point between the gas extraction units 3B1 and 3B2, gas extraction units 3C1 and 3C2
And four second vacuum gauges 14 for measuring the degree of vacuum inside each of the intermediate point between them and the connection point between the other end of the auxiliary canal 12 and the gas target canal 3 are attached.

【0032】真空計13及び14はそれぞれが計測した
真空度を示す電気的な検出信号を出力するようになって
いて、これらの真空計から出力される検出信号がマイク
ロコンピュータを備えた制御装置15に入力されてい
る。制御装置15は、真空計13及び14から与えられ
る信号を後記するアルゴリズムにより処理して、ガスタ
ーゲットカナール3内のガス圧を設定値に保つように流
量調整バルブ10の操作部10aに制御信号を与える。
Each of the vacuum gauges 13 and 14 outputs an electrical detection signal indicating the degree of vacuum measured by the vacuum gauge. The detection signals output from these vacuum gauges are output to a control unit 15 having a microcomputer. Has been entered. The control device 15 processes signals given from the vacuum gauges 13 and 14 by an algorithm described later, and sends a control signal to the operation unit 10a of the flow rate adjustment valve 10 so as to keep the gas pressure in the gas target canal 3 at a set value. give.

【0033】図1に示した例では、ガスターゲットカナ
ール3と、ガス還流手段G11,G12,G21及びG22と流
量調整バルブ10と補助カナール11及び12とにより
荷電変換器として機能するガスターゲットが構成されて
いる。
In the example shown in FIG. 1, the gas target functioning as a charge converter is constituted by the gas target canal 3, the gas recirculation means G11, G12, G21 and G22, the flow regulating valve 10 and the auxiliary canals 11 and 12. Have been.

【0034】図示してないが、ビームチャンバー1及び
2内を真空引きする真空ポンプが設けられていて、該真
空ポンプにより、ビームチャンバー1及び2内が真空引
きされるとともに、ガスターゲットカナール3内及び補
助カナール11,12内が真空引きされる。
Although not shown, a vacuum pump for evacuating the inside of the beam chambers 1 and 2 is provided, and the inside of the beam chambers 1 and 2 is evacuated by the vacuum pump. The inside of the auxiliary canals 11 and 12 is evacuated.

【0035】図1に示したガスターゲットにおいては、
ガスボンベ5からガスターゲットカナール3の中央部に
ガスが供給されるため、ガスターゲットカナール3内の
ガス圧はその中央部で最大になり、その一端側及び他端
側に向かうにしたがって内部のガス圧が低くなってい
く。図1に示したガスターゲットカナール3内の圧力分
布を概略的に示すと図2に示す通りである。図2におい
て、横軸に示したa点ないしi点はそれぞれ図1に示し
たa点ないしi点に相応している。a点及びb点はそれ
ぞれ第1の一端側ガス抽出部3B1に設けられたガス抽出
口のビームチャンバー1側のエッジ及びビームチャンバ
ー1と反対側のエッジに相応する点であり、c点及びd
点はそれぞれ第2の一端側ガス抽出部3B2に設けられた
ガス抽出口のビームチャンバー1側のエッジ及びビーム
チャンバー1と反対側のエッジに相応する点である。ま
たe点はガスターゲットカナールのガス供給部3Aの中
心点であり、f点及びg点はそれぞれ第2の他端側ガス
抽出部3C2に設けられたガス抽出口のビームチャンバー
2と反対側のエッジ及びビームチャンバー2側のエッジ
に相応する点である。更に、h点及びi点はそれぞれ第
1の他端側ガス抽出部3C1に設けられたガス抽出口のビ
ームチャンバー2と反対側のエッジ及びビームチャンバ
ー2側のエッジに相応する点である。
In the gas target shown in FIG.
Since the gas is supplied from the gas cylinder 5 to the central portion of the gas target canal 3, the gas pressure in the gas target canal 3 becomes maximum at the central portion, and the gas pressure inside the gas target canal 3 increases toward one end and the other end. Is getting lower. The pressure distribution in the gas target canal 3 shown in FIG. 1 is schematically shown in FIG. 2, points a to i shown on the horizontal axis correspond to points a to i shown in FIG. 1, respectively. Points a and b are points corresponding to the edge on the beam chamber 1 side and the edge on the opposite side of the beam chamber 1 of the gas extraction port provided in the first end side gas extraction unit 3B1, respectively, and points c and d.
The points correspond to the edge on the beam chamber 1 side and the edge on the opposite side of the beam chamber 1 of the gas extraction port provided in the second one-side gas extraction unit 3B2. The point e is the center point of the gas supply section 3A of the gas target canal, and the points f and g are located on the opposite side of the beam chamber 2 of the gas extraction port provided in the second other end gas extraction section 3C2. This is a point corresponding to the edge and the edge on the beam chamber 2 side. Further, points h and i correspond to the edge of the gas extraction port provided in the first other end side gas extraction unit 3C1 on the side opposite to the beam chamber 2 and the edge on the side of the beam chamber 2, respectively.

【0036】図1に示した例は、タンデム加速器の荷電
変換器部分を示しているが、タンデム加速器では、ビー
ムチャンバー1が低エネルギ側の加速管であり、ビーム
チャンバー2が高エネルギ側の加速管である。この場合
ビームチャンバー1及び2のガスターゲット側の端部と
ガスターゲットカナール3とは同電位になるように相互
に電気的に接続され、ビームチャンバー1及び2の図示
しない端部は接地されている。そして、接地電位部とガ
スターゲットカナール3との間に高電圧が印加され、ビ
ームチャンバー(加速管)1の図示しない端部から該チ
ャンバー1内に負イオンビームが導入される。負イオン
ビームはイオンチャンバー1内を通過する過程で加速さ
れてガスターゲットカナール3内に導入される。カナー
ル3内に導入された負イオンはカナール3内のガスの分
子に衝突してその電子が奪われるため正イオンに変換さ
れる。この正イオンは、ビームチャンバー2(加速器)
内で再度加速されて図示しないターゲットに照射され
る。
The example shown in FIG. 1 shows a charge converter portion of a tandem accelerator. In the tandem accelerator, the beam chamber 1 is a low energy side acceleration tube, and the beam chamber 2 is a high energy side acceleration tube. Tube. In this case, the ends of the beam chambers 1 and 2 on the gas target side and the gas target canal 3 are electrically connected to each other so as to have the same potential, and the ends (not shown) of the beam chambers 1 and 2 are grounded. . Then, a high voltage is applied between the ground potential section and the gas target canal 3, and a negative ion beam is introduced into the beam chamber (acceleration tube) 1 from an end (not shown) of the chamber 1. The negative ion beam is accelerated while passing through the ion chamber 1 and is introduced into the gas target canal 3. Negative ions introduced into the canal 3 are converted into positive ions because they collide with gas molecules in the canal 3 and lose their electrons. The positive ions are supplied to beam chamber 2 (accelerator)
Then, it is accelerated again and irradiated to a target (not shown).

【0037】この種のガスターゲットにおいて荷電変換
を的確に行なわせるためには、ガスターゲットカナール
3内のガス圧(特に図2の最大圧力)を設定値に保つこ
とが必要である。またビームチャンバー1及び2内で放
電が生じるのを防ぐためには、ビームチャンバー1及び
2内に適量のガスを供給する必要がある。図1に示した
ガスターゲットでは、流量調整バルブ10を調節するこ
とにより、ガスターゲットカナール3内のガス圧を調整
することができ、ガスボンベ5からガスターゲットカナ
ール3内に供給するガスの量を調節することにより、ビ
ームチャンバー1及び2内に供給するガスの量を調整す
ることができる。
In order to properly perform charge conversion in this type of gas target, it is necessary to keep the gas pressure in the gas target canal 3 (particularly, the maximum pressure in FIG. 2) at a set value. In order to prevent discharge from occurring in the beam chambers 1 and 2, it is necessary to supply an appropriate amount of gas into the beam chambers 1 and 2. In the gas target shown in FIG. 1, the gas pressure in the gas target canal 3 can be adjusted by adjusting the flow rate adjustment valve 10, and the amount of gas supplied from the gas cylinder 5 into the gas target canal 3 is adjusted. By doing so, the amount of gas supplied into the beam chambers 1 and 2 can be adjusted.

【0038】上記のガスターゲットにおいて、ガスボン
ベ5からガスターゲットカナール3内に一定量のガスを
供給している状態で流量調整バルブ10を絞ると、補助
カナール11及び12内に流入するガスの量が減少し、
ガスターゲットカナール3内に供給されるガスの量が増
加する。このとき補助カナール11からビームチャンバ
ー1内に供給されるガス及び補助カナール12からビー
ムチャンバー2内に供給されるガスの量が減少するが、
ガスターゲットカナール3からビームチャンバー1及び
2に供給されるガスの量は補助カナール11及び12か
らそれぞれビームチャンバ1内及び2内に供給されるガ
スの減少分だけ増加するため、ガスターゲットカナール
3及び補助カナール11からビームチャンバー1内に供
給されるガスの全体量及びガスターゲットカナール3及
び補助カナール12からビームチャンバー2内に供給さ
れるガスの全体量は流量調整バルブ10を絞る前と変ら
ない。
In the above gas target, when the flow control valve 10 is squeezed while a constant amount of gas is being supplied from the gas cylinder 5 into the gas target canal 3, the amount of gas flowing into the auxiliary canals 11 and 12 is reduced. Decreased,
The amount of gas supplied into the gas target canal 3 increases. At this time, the amount of gas supplied from the auxiliary canal 11 into the beam chamber 1 and the amount of gas supplied from the auxiliary canal 12 into the beam chamber 2 decrease.
Since the amount of gas supplied from the gas target canal 3 to the beam chambers 1 and 2 increases by the amount of gas supplied from the auxiliary canals 11 and 12 into the beam chambers 1 and 2, respectively, the gas targets canal 3 and The total amount of gas supplied from the auxiliary canal 11 into the beam chamber 1 and the total amount of gas supplied from the gas target canal 3 and the auxiliary canal 12 into the beam chamber 2 are the same as before the flow control valve 10 is throttled.

【0039】また流量調整バルブ10を開くと、補助カ
ナール11及び12内に流入するガスの量が増加し、ガ
スターゲットカナール3内に供給されるガスの量が減少
する。このとき補助カナール11及び12からそれぞれ
ビームチャンバー1及び2内に供給されるガスの量が増
加するが、ガスターゲットカナール3からビームチャン
バー1及び2内に供給されるガスの量は、補助カナール
11及び12からビームチャンバー1及び2に供給され
るガスの量の増加分だけ減少する。そのため、ガスター
ゲットカナール3及び補助カナール11からビームチャ
ンバー1内に供給されるガスの全体量及びガスターゲッ
トカナール3及び補助カナール12からビームチャンバ
ー2に供給されるガスの全体量は流量調整バルブを開く
前と変らない。
When the flow control valve 10 is opened, the amount of gas flowing into the auxiliary canals 11 and 12 increases, and the amount of gas supplied into the gas target canals 3 decreases. At this time, the amount of gas supplied into the beam chambers 1 and 2 from the auxiliary canals 11 and 12 respectively increases. And 12 decrease by the increase in the amount of gas supplied to the beam chambers 1 and 2. Therefore, the total amount of gas supplied from the gas target canal 3 and the auxiliary canal 11 into the beam chamber 1 and the total amount of gas supplied from the gas target canal 3 and the auxiliary canal 12 to the beam chamber 2 open the flow control valve. Same as before.

【0040】また、ビームチャンバー1及び2内にそれ
ぞれ供給されるガスの量は、ガスボンベ5からガスター
ゲットカナール内に供給されるガスの量により決まり、
ガスターゲットカナール3内を流れるガスの量の影響を
受けない。
The amount of gas supplied to each of the beam chambers 1 and 2 is determined by the amount of gas supplied from the gas cylinder 5 to the gas target canal.
It is not affected by the amount of gas flowing in the gas target Canal 3.

【0041】したがって、上記のように構成すると、ガ
スボンベ5からガスターゲットカナール3内に供給する
ガスの量により第1及び第2のビームチャンバー1及び
2内に供給されるガスの量を調整することができる。ま
たガスボンベ5からガスターゲットカナール3内に供給
するガスの量を一定として、流量調整バルブ7を調整す
ることにより、ビームチャンバー1及び2内に供給する
ガスの量を変えることなく、ガスターゲットチャンバー
3内に供給するガスの量を調整することができる。
Therefore, with the above configuration, the amount of gas supplied into the first and second beam chambers 1 and 2 can be adjusted by the amount of gas supplied from the gas cylinder 5 into the gas target canal 3. Can be. By adjusting the flow control valve 7 while keeping the amount of gas supplied from the gas cylinder 5 into the gas target canal 3 constant, the gas target chamber 3 can be supplied without changing the amount of gas supplied into the beam chambers 1 and 2. The amount of gas supplied into the inside can be adjusted.

【0042】したがって、本発明によれば、ビームチャ
ンバー1及び2内にガスを供給するガス供給システムを
別個に設けることなく、ガスターゲットカナール3内に
供給したガスの一部をビームチャンバー1及び2側に供
給する構成をとって、しかもガスターゲットカナール3
内へのガスの供給量とビームチャンバー1及び2内への
ガスの供給量とを個別に調整することができ、構成を複
雑にすることなく、ガスターゲットカナール3内の真空
度分布及びビームチャンバー1及び2内の真空度の双方
を最適な状態に調整することができる。
Therefore, according to the present invention, a part of the gas supplied into the gas target canal 3 is supplied to the beam chambers 1 and 2 without separately providing a gas supply system for supplying the gas into the beam chambers 1 and 2. And the gas target canal 3
The amount of gas supplied into the gas target and the amount of gas supplied into the beam chambers 1 and 2 can be individually adjusted, and the vacuum distribution and beam chamber in the gas target canal 3 can be adjusted without complicating the configuration. Both the degree of vacuum in 1 and 2 can be adjusted to an optimal state.

【0043】ガスターゲットカナール3内のガス圧の調
整を自動的に行なわせるため、制御装置15のマイクロ
コンピュータに実行させるプログラムのアルゴリズムを
示したフローチャートを図3に示した。
FIG. 3 is a flowchart showing an algorithm of a program executed by the microcomputer of the control device 15 in order to automatically adjust the gas pressure in the gas target canal 3.

【0044】図3のアルゴリズムに従う場合には、ステ
ップ1で真空計13が検出するe点の真空度Veを読み
込み、次いでステップ2で、複数の真空計14が検出し
ているe点以外の各部の真空度Vnを読み込む。次いで
ステップ3においてe点の真空度Veから圧力算出用テ
ーブルを用いてe点のガス圧Peを演算し、ステップ4
で、予め用意した圧力/真空度換算テーブルを用いて、
e点のガス圧がPeのときの各部の真空度(真空計14
が設けられた各部の真空度)の推定値Vn´を演算す
る。次いでステップ5において各部の真空度の推定値V
n´と真空計14により計測された各部の実際の真空度
Vnとを比較して、真空度の推定値Vn´と実際の真空
度Vnとが誤差範囲内で一致しているか否かを判定す
る。
When the algorithm shown in FIG. 3 is followed, the degree of vacuum Ve at point e detected by the vacuum gauge 13 is read in step 1 and then, in step 2, each part other than point e is detected by the plurality of vacuum gauges 14. Is read. Next, in step 3, the gas pressure Pe at point e is calculated from the degree of vacuum Ve at point e using a pressure calculation table.
Then, using the pressure / vacuum conversion table prepared in advance,
The degree of vacuum of each part when the gas pressure at point e is Pe (vacuum gauge 14
The estimated value Vn 'of the degree of vacuum of each part provided with is calculated. Next, in step 5, the estimated value V of the degree of vacuum of each part is obtained.
By comparing n ′ with the actual vacuum degree Vn of each part measured by the vacuum gauge 14, it is determined whether or not the estimated value Vn ′ of the vacuum degree and the actual vacuum degree Vn match within an error range. I do.

【0045】ガスターゲット内のガスの流れが正常であ
る場合には、上記真空度の推定値Vn´と実際の真空度
Vnとが所定の誤差範囲内で一致する。
When the gas flow in the gas target is normal, the estimated value Vn 'of the degree of vacuum and the actual degree of vacuum Vn match within a predetermined error range.

【0046】ステップ5において、各部の真空度の推定
値と実際の真空度とが誤差範囲内であると判定された場
合には、ガスターゲットカナール3内の真空度分布が正
常であると判断してステップ6に進み、ステップ4で演
算されたガスターゲットカナール3の中央部e点のガス
圧Peを設定値と比較する。ガス圧Peを設定値と比較
した結果、ガス圧Peが設定値よりも高い場合には、ス
テップ7に進んで流量調整バルブ10を通して流れるガ
スの流量を増加させ、ステップ1に戻る。
If it is determined in step 5 that the estimated value of the degree of vacuum of each part and the actual degree of vacuum are within the error range, it is determined that the degree of vacuum distribution in the gas target canal 3 is normal. In step 6, the gas pressure Pe at the center e of the gas target canal 3 calculated in step 4 is compared with a set value. As a result of comparing the gas pressure Pe with the set value, if the gas pressure Pe is higher than the set value, the process proceeds to step 7 to increase the flow rate of the gas flowing through the flow control valve 10, and returns to step 1.

【0047】ステップ6においてガス圧Peが設定値に
誤差範囲内で一致していると判定されたときには、ステ
ップ8に進んで流量調整バルブ10をそのままとし、ス
テップ1に戻る。
If it is determined in step 6 that the gas pressure Pe matches the set value within the error range, the process proceeds to step 8, leaving the flow control valve 10 as it is, and returns to step 1.

【0048】ステップ6においてガス圧Peが設定値よ
りも低いと判定されたときには、ステップ9に進んで流
量調整バルブ10を絞り、ステップ1に戻る。
When it is determined in step 6 that the gas pressure Pe is lower than the set value, the routine proceeds to step 9 where the flow regulating valve 10 is throttled, and the routine returns to step 1.

【0049】またステップ5において各部の真空度の推
定値と実際の真空度とが一致しないと判定されたときに
は、ステップ10に進んで異常検出信号を出力させる。
この異常検出信号が出力されたときには、赤ランプの点
灯などの警告表示を行なうとともに、ガスターゲットが
用いられている機器の運転を停止させる等の措置をと
る。
If it is determined in step 5 that the estimated value of the degree of vacuum of each part does not match the actual degree of vacuum, the process proceeds to step 10 to output an abnormality detection signal.
When the abnormality detection signal is output, a warning display such as lighting of a red lamp is performed, and measures such as stopping the operation of the device using the gas target are taken.

【0050】図3に示した例では、ステップ3により、
第1の真空計13が計測した真空度からガスターゲット
カナール3のガス供給部3A内のガス圧を算定するガス
圧算定手段が実現される。
In the example shown in FIG.
A gas pressure calculating means for calculating the gas pressure in the gas supply unit 3A of the gas target canal 3 from the degree of vacuum measured by the first vacuum gauge 13 is realized.

【0051】またステップ4により、ガス圧算定手段に
より算定されたガス圧Peから複数の第2の真空計14
が設けられた箇所の真空度を推定する真空度分布推定手
段が実現される。
In step 4, the plurality of second vacuum gauges 14 are calculated from the gas pressure Pe calculated by the gas pressure calculating means.
Is realized, a degree-of-vacuum distribution estimating means for estimating the degree of vacuum at the location where is provided.

【0052】更に、ステップ5により、複数の第2の真
空計14によりそれぞれ計測された真空度と真空度分布
推定手段により推定された真空度とを比較して、ガスタ
ーゲットカナール内の真空度分布が正常であるか否かを
判定する判定手段が実現される。
Further, in step 5, the degree of vacuum measured by the plurality of second vacuum gauges 14 is compared with the degree of vacuum estimated by the degree-of-vacuum distribution estimating means to determine the degree of vacuum distribution in the gas target canal. Is realized, which determines whether or not is normal.

【0053】またステップ6ないし9により、上記判定
手段により真空度分布が正常であると判定されている状
態でガスターゲットカナール3のガス供給部3A内のガ
ス圧が設定値よりも高いときに流量調整バルブを通して
流れるガスの流量を減少させ、判定手段により真空度分
布が正常であると判定されている状態でガスターゲット
カナール3のガス供給部3A内のガス圧Peが設定値よ
りも低いときに流量調整バルブ10を通して流れるガス
の流量を増加させるように流量調整バルブを制御するバ
ルブ制御手段が実現される。
In steps 6 to 9, when the gas pressure in the gas supply section 3A of the gas target canal 3 is higher than the set value in a state where the vacuum degree distribution is determined to be normal by the determination means, the flow rate is determined. When the gas pressure in the gas supply unit 3A of the gas target canal 3 is lower than the set value while the flow rate of the gas flowing through the adjustment valve is reduced and the determination unit determines that the degree of vacuum distribution is normal, Valve control means for controlling the flow control valve so as to increase the flow rate of the gas flowing through the flow control valve 10 is realized.

【0054】またステップ10によりガスターゲット内
のガスの流れが異常であることを示す異常検出信号を発
生する異常検出信号発生手段が実現される。
Step 10 implements an abnormality detection signal generating means for generating an abnormality detection signal indicating that the gas flow in the gas target is abnormal.

【0055】上記のような機能を有する制御装置15を
設けておくと、流量調整バルブ10の調整を自動的に行
なわせて、ガスターゲットカナール3内のガス圧を自動
的に適性値に保つことができる。
If the control device 15 having the above functions is provided, the flow control valve 10 is automatically adjusted to automatically maintain the gas pressure in the gas target canal 3 at an appropriate value. Can be.

【0056】上記の例では、ガスターゲットカナール3
のガス供給部3A内の真空度(真空計13により計測さ
れた真空度)から該ガス供給部内のガス圧(ガスターゲ
ットカナール内の最大ガス圧)Peを算定するようにし
たが、流量調整バルブ10を流れるガスの流量を計測す
るセンサを設けて、該センサにより検出されるガスの流
量から、ガスターゲットカナールのガス供給部3A内の
ガス圧を算定するようにしてもよい。この算定は、流量
調整バルブ10を流れるガス流量とガス圧Peとの関係
を与えるガス流量/ガス圧換算テーブルから読み出した
データに補間演算を行なう公知の手法により行なうこと
もできる。
In the above example, the gas target canal 3
The gas pressure in the gas supply unit (the maximum gas pressure in the gas target canal) Pe is calculated from the degree of vacuum in the gas supply unit 3A (the degree of vacuum measured by the vacuum gauge 13). A sensor for measuring the flow rate of the gas flowing through 10 may be provided, and the gas pressure in the gas supply unit 3A of the gas target canal may be calculated from the flow rate of the gas detected by the sensor. This calculation can also be performed by a known method of performing an interpolation operation on data read from a gas flow rate / gas pressure conversion table that gives a relationship between the gas flow rate flowing through the flow rate adjustment valve 10 and the gas pressure Pe.

【0057】上記の例では、第1の補助カナール11及
び第2の補助カナール12に対して共通に1つの流量調
整バルブ10を設けているが、図4に示したように、第
1の補助カナール11及び第2の補助カナール12に対
してそれぞれ第1及び第2の流量調整バルブ10A及び
10Bを設けて、第1の補助カナール11の一端を第1
の流量調整バルブ10Aを介してガスターゲットカナー
ル3のガス供給部3Aに接続し、第2の補助カナール1
2の一端を第2の流量調整バルブ10Bを介してガスタ
ーゲットカナールのガス供給部3Aに接続するようにし
てもよい。
In the above example, one flow control valve 10 is provided in common for the first auxiliary canal 11 and the second auxiliary canal 12, but as shown in FIG. First and second flow control valves 10A and 10B are provided for the canal 11 and the second auxiliary canal 12, respectively, so that one end of the first auxiliary canal 11 is connected to the first auxiliary canal 11.
Connected to the gas supply unit 3A of the gas target canal 3 via the flow control valve 10A of
2 may be connected to the gas supply unit 3A of the gas target canal via the second flow control valve 10B.

【0058】上記の例では、ガスターゲットカナール3
の一端側に第1及び第2の一端側ガス還流手段G11及び
G12を設け、ガスターゲットカナール3の他端側に第1
及び第2の他端側ガス還流手段G21及びG22を設けた
が、これらのガス還流手段は、ガスターゲットカナール
の一端側及び他端側にそれぞれ少なくとも1つ設ければ
よく、ガス還流手段の設け方は上記の例に限定されな
い。
In the above example, the gas target canal 3
The first and second one end gas recirculation means G11 and G12 are provided at one end of the gas target, and the first end is provided at the other end of the gas target canal 3.
And the second other end gas recirculation means G21 and G22 are provided. At least one of these gas recirculation means may be provided on one end side and the other end side of the gas target canal, respectively. One is not limited to the above example.

【0059】上記の例では、タンデム加速器において荷
電変換器として用いられるガスターゲットを例にとった
が、本発明はこれに限定されるものではなく、イオンビ
ーム応用機器に設けられるオープン形のガスターゲット
(イオンビームが照射されるターゲットがガスであっ
て、該ガスを両端が開放されたカナール内に所定の内圧
で内在させる構造のもの)に広く本発明を適用すること
ができる。
In the above example, a gas target used as a charge converter in a tandem accelerator is taken as an example. However, the present invention is not limited to this, and an open type gas target provided in an ion beam application device is used. The present invention can be widely applied to (a target in which an ion beam is irradiated is a gas and the gas is contained in a canal having both ends opened at a predetermined internal pressure).

【0060】[0060]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ガスタ
ーゲットカナールの一端側及び他端側にそれぞれ並列に
第1及び第2の補助カナールを接続するとともに、ガス
ターゲットカナールから第1及び第2の補助カナール側
に流れるガスの流量を調整する流量調整バルブを設け
て、該流量調整バルブを調節することにより、ガスター
ゲットカナール内のガス圧を調整するようにしたので、
ガス供給源からガスターゲットカナール内に供給するガ
スの量により第1及び第2のビームチャンバー内にそれ
ぞれ供給されるガスの量を設定することができる。また
ガス供給源からガスターゲットカナール内に供給される
ガスの流量を一定とした状態で流量調整バルブを調整す
ることにより、第1及び第2のビームチャンバー内に供
給するガスの量を変えることなく、ガスターゲットチャ
ンバー内に供給するガスの量を調整することができる。
As described above, according to the present invention, the first and second auxiliary canals are connected in parallel to one end and the other end of the gas target canal, respectively. Since a flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate of the gas flowing to the second auxiliary canal side was provided, and the gas pressure in the gas target canal was adjusted by adjusting the flow rate adjusting valve,
The amount of gas supplied into the first and second beam chambers can be set according to the amount of gas supplied from the gas supply source into the gas target canal. In addition, by adjusting the flow control valve while keeping the flow rate of the gas supplied from the gas supply source into the gas target canal constant, the amount of gas supplied into the first and second beam chambers is not changed. The amount of gas supplied into the gas target chamber can be adjusted.

【0061】したがって、本発明によれば、ビームチャ
ンバー内にガスを供給するガス供給システムを別個に設
けることなく、ガスターゲットカナール内に供給したガ
スの一部をビームチャンバー側に供給する構成をとっ
て、しかもガスターゲットカナール内へのガスの供給量
とビームチャンバー内へのガスの供給量とを個別に調整
することができ、構成を複雑にすることなく、ガスター
ゲットカナール内の真空度分布及びビームチャンバー内
の真空度の双方を最適な状態に調整することができる。
Therefore, according to the present invention, a part of the gas supplied into the gas target canal is supplied to the beam chamber without providing a gas supply system for supplying the gas into the beam chamber. In addition, the supply amount of gas into the gas target canal and the supply amount of gas into the beam chamber can be individually adjusted. Both the degree of vacuum in the beam chamber can be adjusted to an optimum state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係わるガスターゲットの構成例を示し
た構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of a gas target according to the present invention.

【図2】図1のガスターゲットのガスターゲットカナー
ル内の圧力分布を概略的に示した線図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a pressure distribution in a gas target canal of the gas target of FIG. 1;

【図3】図1のガスターゲットに設ける制御装置の処理
のアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of an algorithm of a process performed by a control device provided in the gas target of FIG. 1;

【図4】本発明に係わるガスターゲットの他の構成例を
示した構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing another configuration example of the gas target according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1のビームチャンバー、2…第2のビームチャン
バー、3…ガスターゲットカナール、3A…ガス供給
部、3B1,3B2…一端側ガス抽出部、3C1,3C2…他端
側ガス抽出部、4…レギュレータ、5…ガスボンベ、1
0,10A,10B…流量調整バルブ、11…第1の補
助カナール、12…第2の補助カナール、13…第1の
真空計、14…第2の真空計、15…制御装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st beam chamber, 2 ... 2nd beam chamber, 3 ... gas target canal, 3A ... gas supply part, 3B1, 3B2 ... one end side gas extraction part, 3C1, 3C2 ... other end side gas extraction part, 4 ... Regulator, 5 ... Gas cylinder, 1
0, 10A, 10B: flow control valve, 11: first auxiliary canal, 12: second auxiliary canal, 13: first vacuum gauge, 14: second vacuum gauge, 15: control device.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 イオンビームを通す第1及び第2のビー
ムチャンバーに一端及び他端がそれぞれ接続されて前記
第1のビームチャンバー内を通ったイオンビームが前記
一端側から導入されるガスターゲットカナールと、前記
ガスターゲットカナールの中間部に設けられたガス供給
部にガスレギュレータを介して接続されて前記ガスター
ゲットカナール内にガスを供給するガス供給源と、前記
ガスターゲットカナールの一端寄りに設けられた一端側
ガス抽出部から該ガスターゲットカナール内のガスの一
部をポンプにより吸引して前記ガスターゲットカナール
の前記ガス供給部に還流させる少なくとも1つの一端側
ガス還流手段と、前記ガスターゲットカナールの他端寄
りに設けられた他端側ガス抽出部から該ガスターゲット
カナール内のガスの一部をポンプにより吸引して前記ガ
スターゲットカナールの前記ガス供給部に還流させる少
なくとも1つの他端側ガス還流手段とを備えたオープン
形ガスターゲットにおいて、 前記ガスターゲットカナールの前記ガス供給部に流量調
整バルブを介して一端が接続され、前記ガスターゲット
カナールの前記一端側ガス抽出部よりも前記第1のビー
ムチャンバー寄りの部分に他端が接続された第1の補助
カナールと、 前記ガスターゲットカナールの前記ガス供給部に前記流
量調整バルブを介して一端が接続され、前記ガスターゲ
ットカナールの前記他端側ガス抽出部よりも前記第2の
ビームチャンバー寄りの部分に他端が接続された第2の
補助カナールとを具備し、 前記流量調整バルブと前記第1及び第2の補助カナール
とによりガス流量調整機構が構成されているガス流量調
整機構付きオープン形ガスターゲット。
1. A gas target canal having one end and the other end connected to first and second beam chambers for passing an ion beam, respectively, and an ion beam passing through the first beam chamber being introduced from the one end side. A gas supply source connected to a gas supply unit provided at an intermediate portion of the gas target canal via a gas regulator to supply gas into the gas target canal, and a gas supply source provided near one end of the gas target canal. At least one end gas recirculation means for sucking a part of the gas in the gas target canal from the one end gas extraction unit by a pump and returning the gas to the gas supply unit of the gas target canal; The gas in the gas target canal is extracted from the other end side gas extraction unit provided near the other end. An open-type gas target comprising at least one other gas recirculation means for sucking a part of the gas by the pump and returning the gas to the gas supply unit of the gas target canal; A first auxiliary canal having one end connected via an adjustment valve and having the other end connected to a portion of the gas target canal closer to the first beam chamber than the one end side gas extraction unit; and One end is connected to the gas supply unit via the flow control valve, and the other end is connected to a portion closer to the second beam chamber than the other end side gas extraction unit of the gas target canal. Gas flow adjustment by the flow control valve and the first and second auxiliary canals. Open type gas target with the gas flow rate adjusting mechanism configured is configured.
【請求項2】 イオンビームを通す第1及び第2のビー
ムチャンバーに一端及び他端がそれぞれ接続されて前記
第1のビームチャンバー内を通ったイオンビームが前記
一端側から導入されるガスターゲットカナールと、前記
ガスターゲットカナールの中間部に設けられたガス供給
部にガスレギュレータを介して接続されて前記ガスター
ゲットカナール内にガスを供給するガス供給源と、前記
ガスターゲットカナールの一端寄りに設けられた一端側
ガス抽出部から該ガスターゲットカナール内のガスの一
部をポンプにより吸引して前記ガスターゲットカナール
の前記ガス供給部に還流させる少なくとも1つの一端側
ガス還流手段と、前記ガスターゲットカナールの他端寄
りに設けられた他端側ガス抽出部から該ガスターゲット
カナール内のガスの一部をポンプにより吸引して前記ガ
スターゲットカナールの前記ガス供給部に還流させる少
なくとも1つの他端側ガス還流手段とを備えたオープン
形ガスターゲットにおいて、 前記ガスターゲットカナールの前記ガス供給部に第1の
流量調整バルブを介して一端が接続され、前記ガスター
ゲットカナールの前記一端側ガス抽出部よりも前記第1
のビームチャンバー寄りの部分に他端が接続された第1
の補助カナールと、 前記ガスターゲットカナールの前記ガス供給部に第2の
流量調整バルブを介して一端が接続され、前記ガスター
ゲットカナールの前記他端側ガス抽出部よりも前記第2
のビームチャンバー寄りの部分に他端が接続された第2
の補助カナールとを具備し、 前記第1及び第2の流量調整バルブと前記第1及び第2
の補助カナールとによりガス流量調整機構が構成されて
いるガス流量調整機構付きオープン形ガスターゲット。
2. A gas target canal having one end and the other end connected to first and second beam chambers for passing an ion beam, respectively, and an ion beam passing through the first beam chamber being introduced from the one end side. A gas supply source connected to a gas supply unit provided at an intermediate portion of the gas target canal via a gas regulator to supply gas into the gas target canal, and a gas supply source provided near one end of the gas target canal. At least one end gas recirculation means for sucking a part of gas in the gas target canal from the one end gas extraction unit by a pump and returning the gas to the gas supply unit of the gas target canal; The gas in the gas target canal is extracted from the other end side gas extraction unit provided near the other end. An open-type gas target having at least one other end-side gas recirculation means for sucking a part of the gas by the pump and recirculating the gas to the gas supply unit of the gas target canal; One end is connected via a flow control valve of the first gas target canal, and the first gas extraction unit of the gas target canal is connected to the first end.
The other end of which is connected to the portion near the beam chamber of
One end of the gas target canal is connected to the gas supply section of the gas target canal via a second flow control valve, and the second end of the gas target canal is connected to the second end of the gas target canal.
The other end of which is connected to the portion near the beam chamber of
And the first and second flow control valves and the first and second canal.
An open type gas target with a gas flow rate adjustment mechanism in which a gas flow rate adjustment mechanism is constituted by the auxiliary canal.
【請求項3】 前記ガスターゲットカナールの前記ガス
供給部内の真空度を計測する第1の真空計と、前記ガス
ターゲットカナールの長手方向に沿った複数箇所の真空
度をそれぞれ計測する複数の第2の真空計と、前記第1
の真空計が計測した真空度から前記ガスターゲットカナ
ールの前記ガス供給部内のガス圧を算定するガス圧算定
手段と、前記ガス圧算定手段により算定されたガス圧か
ら前記複数の第2の真空計が設けられた箇所の真空度を
推定する真空度分布推定手段と、前記複数の第2の真空
計によりそれぞれ計測された真空度と前記真空度分布推
定手段により推定された真空度とを比較して、前記ガス
ターゲットカナール内の真空度分布が正常であるか否か
を判定する判定手段と、前記判定手段により真空度分布
が正常であると判定されている状態で前記ガスターゲッ
トカナールの前記ガス供給部内の真空度が設定値よりも
高いときに前記流量調整バルブを通して流れるガスの流
量を減少させ、前記判定手段により真空度分布が正常で
あると判定されている状態で前記ガスターゲットカナー
ルの前記ガス供給部内の真空度が前記設定値よりも低い
ときに前記流量調整バルブを通して流れるガスの流量を
増加させるように前記流量調整バルブを制御するバルブ
制御手段とを更に備えている請求項1または2に記載の
ガス流量調整機構付きオープン形ガスターゲット。
3. A first vacuum gauge for measuring the degree of vacuum in the gas supply section of the gas target canal, and a plurality of second gauges for measuring the degree of vacuum at a plurality of locations along a longitudinal direction of the gas target canal. Vacuum gauge and the first
Gas pressure calculating means for calculating the gas pressure in the gas supply unit of the gas target canal from the degree of vacuum measured by the vacuum gauge, and the plurality of second vacuum gauges based on the gas pressure calculated by the gas pressure calculating means. A vacuum degree distribution estimating means for estimating the degree of vacuum at a location provided with, and comparing the degree of vacuum measured by the plurality of second vacuum gauges with the degree of vacuum estimated by the vacuum degree distribution estimating means. Determining means for determining whether or not the degree of vacuum distribution in the gas target canal is normal, and the gas of the gas target canal in a state where the degree of vacuum is determined to be normal by the determining means. When the degree of vacuum in the supply unit is higher than a set value, the flow rate of the gas flowing through the flow rate control valve is reduced, and the determination unit determines that the degree of vacuum distribution is normal. Valve control means for controlling the flow rate control valve so as to increase the flow rate of gas flowing through the flow rate control valve when the degree of vacuum in the gas supply unit of the gas target canal is lower than the set value in a state where The open gas target with a gas flow rate adjusting mechanism according to claim 1 or 2, further comprising:
【請求項4】 前記ガスターゲットカナールの長手方向
に沿った複数箇所の真空度をそれぞれ計測する複数の真
空計と、前記流量調整バルブを通して流れるガスの流量
を検出する流量センサと、前記流量センサにより検出さ
れたガスの流量から前記ガスターゲットカナールの前記
ガス供給部内のガス圧を算定するガス圧算定手段と、前
記ガス圧算定手段により算定されたガス圧から前記複数
の真空計が設けられた箇所の真空度を推定する真空度分
布推定手段と、前記複数の真空計によりそれぞれ計測さ
れた真空度と前記真空度分布推定手段により推定された
真空度とを比較して、前記ガスターゲットカナール内の
真空度分布が正常であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により真空度分布が正常であると判定され
ている状態で前記ガスターゲットカナールの前記ガス供
給部内の真空度が設定値よりも高いときに前記流量調整
バルブを通して流れるガスの流量を減少させ、前記判定
手段により真空度分布が正常であると判定されている状
態で前記ガスターゲットカナールの前記ガス供給部内の
真空度が前記設定値よりも低いときに前記流量調整バル
ブを通して流れるガスの流量を増加させるように前記流
量調整バルブを制御するバルブ制御手段とを更に備えて
いる請求項1に記載のガス流量調整機構付きオープン形
ガスターゲット。
4. A plurality of vacuum gauges for measuring a degree of vacuum at a plurality of locations along a longitudinal direction of the gas target canal, a flow sensor for detecting a flow rate of gas flowing through the flow control valve, and the flow sensor. Gas pressure calculating means for calculating the gas pressure in the gas supply unit of the gas target canal from the detected gas flow rate, and a place where the plurality of vacuum gauges are provided from the gas pressure calculated by the gas pressure calculating means Vacuum degree distribution estimating means for estimating the degree of vacuum, and comparing the degree of vacuum measured by the plurality of vacuum gauges with the degree of vacuum estimated by the vacuum degree distribution estimating means, the gas target canal Determining means for determining whether the vacuum degree distribution is normal,
When the degree of vacuum is determined to be normal by the determination means and the degree of vacuum in the gas supply unit of the gas target canal is higher than a set value, the flow rate of the gas flowing through the flow rate control valve is reduced. The flow rate of the gas flowing through the flow rate control valve when the degree of vacuum in the gas supply unit of the gas target canal is lower than the set value in a state where the degree of vacuum distribution is determined to be normal by the determination means. The open type gas target with a gas flow rate adjusting mechanism according to claim 1, further comprising valve control means for controlling the flow rate adjusting valve so as to increase the flow rate.
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