JP2002151300A - Tune display device and circular accelerator system having same - Google Patents

Tune display device and circular accelerator system having same

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JP2002151300A JP2000347439A JP2000347439A JP2002151300A JP 2002151300 A JP2002151300 A JP 2002151300A JP 2000347439 A JP2000347439 A JP 2000347439A JP 2000347439 A JP2000347439 A JP 2000347439A JP 2002151300 A JP2002151300 A JP 2002151300A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tune display device and a circular accelerator system having the same which can operate a control easily to keep the tune away from a resonant point. SOLUTION: A betatron vibration amplitude is increased with impressing high-frequency electromagnetic field by a high-frequency impressing electrode 16 to charged particles beam going round a synchrotron 1, an orbit displacement of the charged particles beam with increased betatron vibration amplitude is detected by a position monitoring electrode 18, and a signal processing device 5 calculates a tune of charged particles beam based on the detected orbit displacement by the position monitoring electrode 18. A time change of the calculated tune and a parameter time change relating to a machine structuring the synchrotron 1, are displayed on the same time axis by a display device 6.

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、円形加速器内を周
回しながら加速される荷電粒子ビームのチューンを表示
するチューン表示装置及びそれを有する円形加速器シス
テムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tune display device for displaying the tune of a charged particle beam accelerated while orbiting in a circular accelerator, and a circular accelerator system having the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】シンクロトロンに代表される円形加速器
では、荷電粒子ビーム(以下、ビームという)を周回さ
せながら加速するが、シンクロトロン内を周回するビー
ムは振動(ベータトロン振動という)しており、1周あ
たりのベータトロン振動数はチューンと呼ばれている。
このチューンがある所定値になると、ビームのベータト
ロン振動振幅が急激に大きくなる「共鳴」が生じる。な
お、共鳴を生じるチューンの値を共鳴点と呼ぶ。この共
鳴によってビームの振動振幅が増大し続けると、最終的
にはビームが真空ダクト等に衝突して失われてしまうた
め、ビームのチューンは共鳴点から遠ざけておく必要が
ある。
2. Description of the Related Art In a circular accelerator represented by a synchrotron, a charged particle beam (hereinafter, referred to as a beam) is accelerated while rotating. The betatron frequency per round is called tune.
When this tune reaches a predetermined value, "resonance" occurs in which the betatron oscillation amplitude of the beam sharply increases. The value of the tune that causes resonance is called a resonance point. If the oscillation amplitude of the beam continues to increase due to this resonance, the beam eventually hits a vacuum duct or the like and is lost. Therefore, it is necessary to keep the beam tune away from the resonance point.

【0003】チューンを制御するために周回するビーム
のチューンを測定する技術が考案されており、その一例
として特開平5−3100号公報には、RFノックアウ
ト法を用いてビームのチューンを測定し、表示すること
が記載されている。具体的には、電界を発生させるため
の電極に対して周波数を変えながら高周波信号を印加
し、変動するビーム位置に応じて検出用電極から得られ
る信号の周波数毎の出力レベルを求めて表示する。
[0003] Techniques have been devised for measuring the tune of a circulating beam in order to control the tune. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-3100 discloses a technique for measuring the tune of a beam using an RF knockout method. It is described that it is displayed. Specifically, a high-frequency signal is applied to an electrode for generating an electric field while changing the frequency, and an output level for each frequency of a signal obtained from the detection electrode is obtained and displayed according to the changing beam position. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、チ
ューンの表示方法について具体的には記載されていない
が、単にチューンの値を表示しても、共鳴点からチュー
ンを遠ざけるのにどの機器をどのように制御すべきか判
断するのは難しい。
The above prior art does not specifically describe a tune display method. However, even if the tune value is simply displayed, any device is required to keep the tune away from the resonance point. It is difficult to judge how to control.

【0005】本発明の目的は、チューンを共鳴点から遠
ざけるための制御を簡単に行えるようにするチューン表
示装置及びそれを有する円形加速器システムを提供する
ことにある。
[0005] It is an object of the present invention to provide a tune display device and a circular accelerator system having the tune display device, which can easily perform control for moving the tune away from the resonance point.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、複数の機器で構成される円形加速器内を周
回しながら加速される荷電粒子ビームのチューンの時間
変化と、機器に関するパラメータの時間変化とを同じ時
間軸上に表示することにある。
A feature of the present invention that achieves the above object is that a charged particle beam accelerated while circulating in a circular accelerator composed of a plurality of instruments is changed over time and parameters related to the instruments are changed. Is displayed on the same time axis.

【0007】チューンの時間変化と機器に関するパラメ
ータの時間変化とを同じ時間軸上に表示するので、チュ
ーンの変化を機器の状態と対応づけて確認することがで
き、チューンを制御するためにどの機器をどのタイミン
グでどのように制御すべきかが判断し易くなる。従っ
て、チューンを共鳴点から遠ざけるための制御を簡単に
行うことができる。
[0007] Since the time change of the tune and the time change of the parameter relating to the device are displayed on the same time axis, the change in the tune can be confirmed in association with the state of the device. It is easy to determine at what timing and how should be controlled. Therefore, control for keeping the tune away from the resonance point can be easily performed.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を詳細に説明する。 (実施例1)図1は、本発明の好適な一実施例である円
形加速器システムの構成を示す。本実施例の円形加速器
システムでは、低エネルギーの荷電粒子ビーム(以下、
ビームという)を入射し、入射したビームを予め設定さ
れたエネルギーまで加速した後、出射するシンクロトロ
ン1を円形加速器として用いている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 shows a configuration of a circular accelerator system which is a preferred embodiment of the present invention. In the circular accelerator system of the present embodiment, a low-energy charged particle beam (hereinafter, referred to as
A synchrotron 1 is used as a circular accelerator after the incident beam is accelerated to a predetermined energy.

【0009】まず、シンクロトロン1を構成する機器に
ついて説明する。入射器11は、前段加速器4から出射
される低エネルギーのビームをシンクロトロン1に入射
させる。偏向電磁石12は、シンクロトロン1に入射さ
れたビームを偏向してビームの軌道を調節し、ビームを
周回させる。四極電磁石13は、ビームを水平方向に発
散させて垂直方向に収束させる四極発散電磁石と、ビー
ムを垂直方向に発散させて水平方向に収束させる四極収
束電磁石からなり、周回するビームのチューンを調節す
る。なお、水平方向とはビームの進行方向に垂直で偏向
電磁石12の偏向面に水平な方向をいい、垂直方向とは
ビームの進行方向に垂直で偏向電磁石12の偏向面にも
垂直な方向をいう。以下の説明でも同様である。
First, the equipment constituting the synchrotron 1 will be described. The injector 11 makes the low-energy beam emitted from the pre-accelerator 4 incident on the synchrotron 1. The deflection electromagnet 12 deflects the beam incident on the synchrotron 1, adjusts the trajectory of the beam, and orbits the beam. The quadrupole magnet 13 includes a quadrupole diverging electromagnet that diverges the beam in the horizontal direction and converges in the vertical direction, and a quadrupole focusing magnet that diverges the beam in the vertical direction and converges in the horizontal direction, and adjusts the tune of the circulating beam. . The horizontal direction refers to a direction perpendicular to the beam traveling direction and horizontal to the deflection surface of the deflection electromagnet 12, and the vertical direction refers to a direction perpendicular to the beam traveling direction and perpendicular to the deflection surface of the deflection electromagnet 12. . The same applies to the following description.

【0010】高周波加速空胴14は、周回するビームに
高周波電場を印加することによりビームにエネルギーを
与え、予め決められたエネルギーまでビームを加速す
る。六極電磁石15はビームの加速終了後に励磁され、
六極電磁石15が励磁された状態で、高周波印加用電極
16は周回するビームに高周波電磁場を印加してビーム
のベータトロン振動振幅を増大させる。六極電磁石15
が発生する六極磁場の影響により、振動振幅の増大に応
じてビームのチューンが変化し、チューンが共鳴点に達
したビームは共鳴を起こす。出射用デフレクター17
は、共鳴により振動振幅が増大したビームを偏向してシ
ンクロトロン1から出射する。
The high-frequency accelerating cavity 14 gives energy to the orbiting beam by applying a high-frequency electric field to the beam and accelerates the beam to a predetermined energy. The hexapole electromagnet 15 is excited after the end of the beam acceleration,
While the hexapole electromagnet 15 is excited, the high frequency applying electrode 16 applies a high frequency electromagnetic field to the circulating beam to increase the betatron oscillation amplitude of the beam. Hexapole electromagnet 15
The tune of the beam changes in accordance with the increase in the vibration amplitude due to the effect of the hexapole magnetic field generated by the, and the beam at which the tune reaches the resonance point causes resonance. Outgoing deflector 17
Deflects the beam whose oscillation amplitude is increased by resonance and emits the beam from the synchrotron 1.

【0011】以上のように構成されるシンクロトロン1
から出射されたビームは、癌患者の患部にビームを照射
するための照射装置7に導かれ、癌治療に用いられる。
なお、図1において、電源21は、偏向電磁石12,四
極電磁石13,高周波加速空胴14及び六極電磁石15
に電力を供給する電源であり、電源22は、高周波印加
用電極16に電力(高周波信号)を供給する電源であ
る。これらの電源21,22は、制御装置3によって制
御される。また、位置モニタ用電極18はシンクロトロ
ン1内を周回するビームの位置を計測するための電極で
あり、信号処理装置5により位置モニタ用電極18から
の信号を処理して、表示装置6にビーム位置計測結果を
表示する。
Synchrotron 1 configured as above
Is guided to an irradiation device 7 for irradiating the affected part of the cancer patient with the beam, and used for cancer treatment.
In FIG. 1, the power source 21 includes a bending electromagnet 12, a quadrupole electromagnet 13, a high-frequency accelerating cavity 14, and a hexapole electromagnet 15.
The power supply 22 supplies power (high-frequency signal) to the high-frequency application electrode 16. These power supplies 21 and 22 are controlled by the control device 3. The position monitoring electrode 18 is an electrode for measuring the position of the beam circulating in the synchrotron 1. The signal from the position monitoring electrode 18 is processed by the signal processing device 5, and the beam is transmitted to the display device 6. Displays the position measurement result.

【0012】このようなシンクロトロン1において、実
際に運転する(ビームを出射して患者の治療を行う)前
に、予め決定した運転計画で所望のビームが出射できる
か確認するための試運転(ビーム調整)が行われ、その
ときにビームのチューンが計測される。
In such a synchrotron 1, before actual operation (emission of a beam and treatment of a patient), test operation (beam operation) for confirming whether a desired beam can be emitted with a predetermined operation plan is performed. Adjustment), at which time the tune of the beam is measured.

【0013】ここで、本実施例におけるチューン計測の
概念について説明する。ビームに高周波電磁場を印加す
ると、その高周波電磁場の周波数に応じたチューンを有
するビームの振動振幅が増大するので、その振動振幅の
増大を検知することでビームのチューンを知ることがで
きる。その原理は以下の通りである。
Here, the concept of tune measurement in this embodiment will be described. When a high-frequency electromagnetic field is applied to the beam, the oscillation amplitude of the beam having a tune corresponding to the frequency of the high-frequency electromagnetic field increases. Therefore, the tune of the beam can be known by detecting the increase in the oscillation amplitude. The principle is as follows.

【0014】ビームに高周波電磁場を印加した時に位置
モニタ用電極18で得られる信号の周波数成分を解析す
ると、図2(a)に示すようなスペクトラムとなること
が分かった。図2(a)に示すように、ビームの周回周
波数fのn倍周波数nf(n=1,2,…)と(n−ν)
f及び(n+ν)fで信号強度が強くなる。なお、νはチ
ューンの小数部である。このことから、nfと(n−
ν)f又は(n+ν)fとが分かれば、(数1)或いは
(数2)にてチューンνを求めることができる。
When a frequency component of a signal obtained by the position monitoring electrode 18 when a high-frequency electromagnetic field is applied to the beam is analyzed, it is found that a spectrum as shown in FIG. 2A is obtained. As shown in FIG. 2A, the frequency nf (n = 1, 2,...) Of n times the orbital frequency f of the beam and (n−ν)
The signal intensity increases at f and (n + ν) f. Here, ν is a decimal part of the tune. From this, nf and (n−
If ν) f or (n + ν) f is known, the tune ν can be obtained by (Equation 1) or (Equation 2).

【0015】[0015]

【数1】 (Equation 1)

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】このとき、原理的にはnとしてどのような
値を選択しても構わないのだが、現実的にはnが小さい
と低周波数領域に高いレベルで存在するノイズの影響に
よりスペクトラムの検出が困難となる。逆に、nが大き
いと図2(b)に示すようにビーム加速時の周波数の変
化が大きくなるので、周波数スペクトラム解析時の周波
数帯域を広くとらなければならず、スペクトラムを測定
する装置には広い周波数範囲で高分解能が必要となる。
以上の2点を考慮して適切なnを設定するとよい。な
お、本実施例ではn=2とし、制御装置3に予め設定さ
れる。
At this time, in principle, any value may be selected as n. However, in reality, if n is small, the spectrum is detected by the influence of noise existing at a high level in a low frequency region. Becomes difficult. Conversely, when n is large, the frequency change at the time of beam acceleration increases as shown in FIG. 2B, so that the frequency band at the time of frequency spectrum analysis must be widened. High resolution is required over a wide frequency range.
An appropriate n may be set in consideration of the above two points. In the present embodiment, n is set to 2 and is set in the control device 3 in advance.

【0018】nが決まると、高周波印加用電極16から
ビームに印加する高周波電磁場の周波数帯域を決めるこ
とができる。高周波電磁場の周波数帯域は、加速前のビ
ームの周回周波数をfa、加速後のビームの周回周波数
をfbとした場合に、(数3)で求められる最低周波数f
lから(数4)で求められる最高周波数fhまでの周波
数帯域とすればよい。このように周波数帯域を設定する
ことで、ビームの加速前から加速終了までのどの時点で
もビームの振動振幅を増大させることができ、連続的な
チューンの計測が可能となる。
When n is determined, the frequency band of the high-frequency electromagnetic field applied from the high-frequency application electrode 16 to the beam can be determined. The frequency band of the high-frequency electromagnetic field is the lowest frequency f obtained by (Equation 3) when the circulating frequency of the beam before acceleration is fa and the circulating frequency of the beam after acceleration is fb.
The frequency band may be from l to the maximum frequency fh obtained by (Equation 4). By setting the frequency band in this manner, the vibration amplitude of the beam can be increased at any time from before the acceleration of the beam to the end of the acceleration, and continuous tune measurement can be performed.

【0019】[0019]

【数3】 (Equation 3)

【0020】[0020]

【数4】 (Equation 4)

【0021】次に、上述の概念に基づいたチューン計測
の具体的な方法について説明する。試運転時におけるチ
ューン計測にあたり、まずビーム入射が完了した時点で
ビームに高周波電磁場を印加する。本実施例では、ビー
ム出射時に用いる高周波印加用電極16によりチューン
計測用の高周波電磁場をビームに印加する。なお、本実
施例では、水平方向のチューンを計測する。
Next, a specific method of tune measurement based on the above concept will be described. In the tune measurement at the time of the test operation, a high-frequency electromagnetic field is applied to the beam when the beam injection is completed. In this embodiment, a high-frequency electromagnetic field for tune measurement is applied to the beam by the high-frequency application electrode 16 used at the time of beam emission. In this embodiment, the tune in the horizontal direction is measured.

【0022】図3は、高周波印加用電極16とその電源
22とを示す。電源22の発振器221には制御装置3
から出力すべき高周波信号の周波数帯域が指示される。
なお、制御装置3は、高周波加速空胴14からビームに
印加する高周波電場の周波数も指示しており、その周波
数とはビームのエネルギーから求められた周回周波数で
あるので、チューン計測時にビームに印加する高周波電
磁場の周波数の設定に利用することができる。なお、高
周波加速空胴14はビームを加速するためにその時点の
周回周波数に応じた高周波電場を印加しなければならな
いので、入射時のビームエネルギーと加速終了時のビー
ムエネルギーとに基づいて入射時の周回周波数faと加
速終了時の周回周波数fbとが予め制御装置3に設定さ
れている。この予め設定された周回周波数fa,fbを
前述の(数3)及び(数4)に代入することで、発振器
221に指示する周波数帯域の最低周波数fl及び最高
周波数fhが求められる。制御装置3は、(数3)及び
(数4)により求めた最低周波数flから最高周波数f
hまでの周波数帯域をもつ高周波信号を出力するように
発振器221を制御する。なお、(数3)及び(数4)
で用いられるνは水平方向チューンの設計値であり、実
際の水平方向チューンとは異なっている可能性があるの
で、余裕を見て、最低周波数flは(数3)で求められ
た値よりも更に小さな値とし、最高周波数fhも(数
4)で求められた値よりも更に大きな値とするのが望ま
しい。具体的には、図2(b)に示すようにfl,fh
が設定される。
FIG. 3 shows the high frequency applying electrode 16 and its power supply 22. The control device 3 includes an oscillator 221 of the power supply 22.
Indicates the frequency band of the high-frequency signal to be output.
The control device 3 also indicates the frequency of the high-frequency electric field applied to the beam from the high-frequency accelerating cavity 14, and the frequency is the orbital frequency obtained from the energy of the beam. It can be used for setting the frequency of the high-frequency electromagnetic field. Since the high-frequency accelerating cavity 14 must apply a high-frequency electric field corresponding to the orbital frequency at that time in order to accelerate the beam, the high-frequency accelerating cavity 14 determines the time of incidence based on the beam energy at the time of incidence and the beam energy at the end of acceleration. And the circulating frequency fb at the end of acceleration are set in the control device 3 in advance. By substituting the preset circulating frequencies fa and fb into the above (Equation 3) and (Equation 4), the lowest frequency fl and the highest frequency fh of the frequency band indicated to the oscillator 221 are obtained. The control device 3 calculates the maximum frequency f from the lowest frequency fl obtained by (Expression 3) and (Expression 4).
The oscillator 221 is controlled so as to output a high-frequency signal having a frequency band up to h. (Equation 3) and (Equation 4)
Is the design value of the horizontal tune, and may be different from the actual horizontal tune. Therefore, considering the margin, the minimum frequency fl is more than the value obtained by (Equation 3). It is desirable that the frequency be smaller and the maximum frequency fh be larger than the value obtained by (Equation 4). Specifically, as shown in FIG.
Is set.

【0023】発振器221は、制御装置3によって制御
され、flからfhの周波数帯域を有する高周波信号を
増幅器222に出力する。増幅器222は発振器221
から出力された高周波信号を増幅して高周波印加用電極
16に印加する。なお、増幅器222における増幅率
は、ビームの振動振幅が急激に増加してビーム電流が急
激に減衰することのないように、制御装置3により調節
される。
The oscillator 221 is controlled by the control device 3 and outputs a high-frequency signal having a frequency band from fl to fh to the amplifier 222. The amplifier 222 includes an oscillator 221
Is amplified and applied to the high-frequency application electrode 16. The amplification factor in the amplifier 222 is adjusted by the control device 3 so that the oscillation amplitude of the beam does not suddenly increase and the beam current does not abruptly attenuate.

【0024】増幅器222から高周波信号が印加された
高周波印加用電極16は、高周波信号の周波数成分を有
する高周波電磁場を発生し、2つの電極16の間を通過
するビームに高周波電磁場が印加される。このとき六極
電磁石15は無励磁状態とする。なお、本実施例の電極
16は、水平方向におけるビームの振動振幅を増大させ
る電極である。
The high-frequency applying electrode 16 to which the high-frequency signal is applied from the amplifier 222 generates a high-frequency electromagnetic field having a frequency component of the high-frequency signal, and the high-frequency electromagnetic field is applied to a beam passing between the two electrodes 16. At this time, the hexapole electromagnet 15 is in a non-excited state. Note that the electrode 16 of the present embodiment is an electrode for increasing the vibration amplitude of the beam in the horizontal direction.

【0025】高周波電磁場が印加されたビームは、水平
方向の振動振幅が増大して軌道が変化するが、その変化
によって位置モニタ用電極18に誘起される電圧が変化
する。図4は、位置モニタ用電極18と信号処理装置5
を示す。図に示すように、位置モニタ用電極18は、ビ
ームを挟んで対向するように設けられた三角形の電極1
81L,181R,182L,182Rからなり、また
電極181Lと電極182Lが電気的に接続されると共
に電極181Rと電極182Rが電気的に接続される。
そして、電極181L,182Lに誘起される電圧に応
じた信号と、電極181R,182Rに誘起される電圧
に応じた信号とが信号処理装置5の位置検出回路51に
入力される。
The trajectory of the beam to which the high-frequency electromagnetic field is applied changes due to an increase in the amplitude of the vibration in the horizontal direction. The change causes a change in the voltage induced in the position monitoring electrode 18. FIG. 4 shows the position monitoring electrode 18 and the signal processing device 5.
Is shown. As shown in the figure, the position monitoring electrode 18 is a triangular electrode 1 provided so as to face the beam.
81L, 181R, 182L, and 182R. The electrodes 181L and 182L are electrically connected, and the electrodes 181R and 182R are electrically connected.
Then, a signal corresponding to the voltage induced on the electrodes 181L and 182L and a signal corresponding to the voltage induced on the electrodes 181R and 182R are input to the position detection circuit 51 of the signal processing device 5.

【0026】位置検出回路51は、入力された2つの信
号の差を求めて、求めた差信号をスペクトラム測定回路
52に出力する。スペクトラム測定回路52は、入力さ
れた差信号の周波数成分を解析し、各周波数成分の信号
強度を測定する。なお、スペクトラム測定回路52にお
いて解析する周波数帯域は、ビームに印加する高周波電
磁場の周波数帯域と同じで良いので、制御装置3より発
振器221に指示される最低周波数fl及び最高周波数
fhをスペクトラム測定回路52に入力し、それに基づ
いて周波数帯域を設定する。このスペクトラム測定回路
52にて得られる周波数スペクトルは、前述の図2のよ
うになる。
The position detection circuit 51 calculates the difference between the two input signals and outputs the obtained difference signal to the spectrum measurement circuit 52. The spectrum measurement circuit 52 analyzes the frequency components of the input difference signal and measures the signal strength of each frequency component. Since the frequency band analyzed by the spectrum measuring circuit 52 may be the same as the frequency band of the high-frequency electromagnetic field applied to the beam, the minimum frequency fl and the maximum frequency fh instructed by the control device 3 to the oscillator 221 are determined. And set the frequency band based on it. The frequency spectrum obtained by the spectrum measuring circuit 52 is as shown in FIG.

【0027】スペクトラム測定回路52にて得られた周
波数スペクトラムのデータは、チューン演算回路53に
入力される。チューン演算回路53では、入力された周
波数スペクトラムのデータからnfを抽出する。nfの
抽出にあたり、チューン演算回路53は、まず制御装置
3からビーム入射時の周回周波数faとnの値を取り込
む。なお、制御装置3から与えられる周回周波数faは
入射時のビームエネルギーに応じて求められた計算値で
あり、また、nは本実施例では2に設定されている。制
御装置3より与えられたfa及びnによりnfは求める
ことができるが、周回周波数は計算値faと実際の値と
でずれが生じていることもあるので、周波数スペクトラ
ムのデータから計算によって求められたnfの近傍で信
号強度が最も高い周波数を検索し、その周波数をnfと
して抽出する。また、(n−ν)f及び(n+ν)fも信
号強度が突出しているので、抽出したnfの近傍で信号
強度の突出している周波数を低周波側と高周波側の両方
で検索し、(n+ν)f及び(n−ν)fを決定する。
The frequency spectrum data obtained by the spectrum measurement circuit 52 is input to a tune calculation circuit 53. The tune calculation circuit 53 extracts nf from the input frequency spectrum data. In extracting nf, the tune calculation circuit 53 first takes in the orbital frequency fa and the value of n at the time of beam incidence from the control device 3. The orbital frequency fa given by the control device 3 is a calculated value obtained according to the beam energy at the time of incidence, and n is set to 2 in this embodiment. Although nf can be obtained from fa and n given by the control device 3, since the circulating frequency may be different between the calculated value fa and the actual value, nf can be obtained by calculation from the data of the frequency spectrum. Then, a frequency having the highest signal strength is searched for near nf, and the frequency is extracted as nf. In addition, since the signal intensities of (n−ν) f and (n + ν) f are also prominent, a frequency in which the signal strength protrudes near the extracted nf is searched on both the low frequency side and the high frequency side, and (n + ν) ) Determine f and (n−ν) f.

【0028】このようにして決定したnf,(n−ν)
f,(n+ν)fを(数1)及び(数2)に代入するこ
とにより、2つのチューンνが求められる。この時、正
しいnf,(n−ν)f,(n+ν)fが選択されてい
れば2つのチューンνは等しくなるはずであり、等しい
チューンνが求められた場合には、その値をチューン演
算回路53が有するメモリ(図示せず)に記憶する。一
方、(数1)及び(数2)により求められた2つのチュ
ーンνが異なる値となった場合には、(n−ν)f或い
は(n+ν)fを誤って決定した可能性が高いので、2
つのチューンをチューンの設計値と比較して、設計値と
大きく異なる方を誤りと判断する。そして、その誤りの
もととなった(n−ν)f或いは(n+ν)fを決定し
直す。具体的には、誤って決定した(n−ν)f或いは
(n+ν)fの近傍で突出している他の周波数を(n−
ν)f或いは(n+ν)fとして再度決定する。(n−
ν)f或いは(n+ν)fを決定し直したら、再度チュ
ーンνの演算を行い、2つのチューンνが等しくなるま
でこれを繰り返す。
Nf, (n−ν) thus determined
By substituting f, (n + ν) f into (Equation 1) and (Equation 2), two tunes ν are obtained. At this time, if the correct nf, (n−ν) f, and (n + ν) f are selected, the two tunes ν should be equal, and if the same tune ν is obtained, the tune calculation is performed. The data is stored in a memory (not shown) of the circuit 53. On the other hand, if the two tunes ν obtained by (Equation 1) and (Equation 2) have different values, it is highly likely that (n−ν) f or (n + ν) f has been erroneously determined. , 2
One tune is compared with the tune design value, and the one that is significantly different from the design value is determined to be an error. Then, (n−ν) f or (n + ν) f that caused the error is determined again. Specifically, other frequencies protruding in the vicinity of (n−ν) f or (n + ν) f determined erroneously are represented by (n−ν) f.
ν) f or (n + ν) f. (N-
When ν) f or (n + ν) f is determined again, the tune ν is calculated again, and this operation is repeated until the two tunes ν become equal.

【0029】以上説明したチューンの計測を、試運転に
おいてビーム入射完了時点から加速終了時点まで継続し
て行い、チューンの時間変化(時系列データ)を計測し
てメモリに記憶する。具体的には、入射完了から加速終
了まで高周波印加用電極16より高周波電磁場を継続し
て印加し、信号処理装置5では可能な限り短い周期で上
述の信号処理を行うことで、チューンの時間変化を計測
する。なお、信号処理装置5の信号処理において2回目
以降のnfの決定は、前回決定したnfの近傍で信号強
度が突出している周波数を検索すればよい。また、2回
目以降のチューンの演算時には、求められたチューンが
正しいか確かめるのに、設計値を用いずに前回演算され
たチューンとの差が大きい方を誤りと判断してもよい。
The above-described tune measurement is continuously performed from the completion of the beam incidence to the end of the acceleration in the test operation, and the time change (time series data) of the tune is measured and stored in the memory. Specifically, a high-frequency electromagnetic field is continuously applied from the high-frequency application electrode 16 from the completion of the incidence to the end of the acceleration, and the signal processing device 5 performs the above-described signal processing in a cycle as short as possible, thereby changing the time of the tune. Is measured. In the signal processing of the signal processing device 5, the second and subsequent determinations of nf may be made by searching for a frequency where the signal strength is prominent near the previously determined nf. Further, at the time of the second and subsequent tune calculations, it may be determined that the difference between the previously calculated tune and the previously calculated tune is incorrect, without using the design value, in order to check whether the obtained tune is correct.

【0030】チューン演算回路53は、入射完了から加
速終了までのチューンの計測が完了したら、メモリに記
憶したチューンの時系列データを表示装置6に出力す
る。表示装置6は、入力されたチューンの時系列データ
を、シンクロトロン1を構成する機器のパラメータ(偏
向電磁石の励磁電流B,四極発散電磁石の励磁電流QD
及び四極収束電磁石の励磁電流QF)やビームのパラメ
ータ(電流値IDC)と共に表示する。図5は、表示画
面の一例を示す。図示するように、チューンと各パラメ
ータが同じ時間軸上に表示される。なお、シンクロトロ
ン1を構成する機器のパラメータ(偏向電磁石,四極発
散電磁石及び四極収束電磁石の励磁電流)やビームのパ
ラメータ(電流値)は、制御装置3から与えられる。
When the tune measurement from the completion of the incidence to the end of the acceleration is completed, the tune calculation circuit 53 outputs the tune time-series data stored in the memory to the display device 6. The display device 6 compares the input tune time-series data with the parameters of the equipment constituting the synchrotron 1 (the excitation current B of the bending electromagnet, the excitation current QD of the quadrupole diverging electromagnet).
And the excitation current QF of the quadrupole focusing electromagnet and the beam parameters (current value IDC). FIG. 5 shows an example of the display screen. As shown, the tune and each parameter are displayed on the same time axis. The parameters (currents for exciting the bending electromagnet, the quadrupole diverging electromagnet, and the quadrupole converging electromagnet) of the devices constituting the synchrotron 1 and the parameters (current values) of the beam are given from the control device 3.

【0031】本実施例によれば、偏向電磁石,四極発散
電磁石及び四極収束電磁石の励磁電流といったシンクロ
トロン1を構成する機器のパラメータやビーム電流値と
いったビームのパラメータと共にチューンを表示するた
め、機器やビームの状態とチューンの変化との関係が明
確となり、チューンを共鳴点から遠ざけるためにどの機
器をどのように制御すればよいのかが判断し易く、チュ
ーンを共鳴点から遠ざけるための制御を簡単に行うこと
ができる。
According to the present embodiment, the tune is displayed together with the parameters of the equipment constituting the synchrotron 1 such as the exciting currents of the bending electromagnet, the quadrupole diverging electromagnet and the quadrupole focusing electromagnet, and the beam parameters such as the beam current value. The relationship between the state of the beam and the change in tune becomes clear, and it is easy to determine which device should be controlled and how to move the tune away from the resonance point, and it is easy to control the movement of the tune away from the resonance point. It can be carried out.

【0032】また、本実施例によれば、ビームの出射用
に設けられた高周波印加用電極16を用いてチューンを
計測するための高周波電磁場を発生させるので、チュー
ン計測用に新たな電極を設ける必要がなく、シンクロト
ロン1を構成する機器の数を低減できる。また、ビーム
位置の測定に用いられる位置モニタ用電極18をチュー
ン計測に用いるので、シンクロトロン1を構成する機器
の数を低減できる。よって、シンクロトロン1のコスト
とサイズを低減できる。
Further, according to the present embodiment, a high-frequency electromagnetic field for measuring tune is generated by using the high-frequency application electrode 16 provided for beam emission, so that a new electrode is provided for tune measurement. It is not necessary, and the number of devices constituting the synchrotron 1 can be reduced. Further, since the position monitoring electrode 18 used for measuring the beam position is used for tune measurement, the number of devices constituting the synchrotron 1 can be reduced. Therefore, the cost and size of the synchrotron 1 can be reduced.

【0033】なお、本実施例の制御装置3に信号処理装
置5の機能を持たせてもよい。 (実施例2)本発明の他の実施例である円形加速器シス
テムについて図6乃至図8を用いて説明する。本実施例
の円形加速器システムは、水平方向チューンに加えて垂
直方向チューンについても時間変化を表示装置に表示す
る点で実施例1と異なる。以下、実施例1と異なる点に
ついて説明する。
The control device 3 of this embodiment may have the function of the signal processing device 5. Embodiment 2 A circular accelerator system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The circular accelerator system according to the present embodiment is different from the first embodiment in that a time change is displayed on the display device for the vertical tune in addition to the horizontal tune. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

【0034】本実施例の円形加速器システムの全体構成
は実施例1(図1)と同様であるが、電源22と高周波
印加用電極16の構成は実施例1と異なる。図6は、本
実施例の電源22と高周波印加用電極16の構成を示
す。前述の通り、本実施例では水平方向及び垂直方向の
チューンを計測するため、ビームの水平方向及び垂直方
向の振動振幅を増大させる必要がある。そのために、本
実施例の高周波印加用電極16は、ビームを挟んで対向
する2組の高周波印加用電極16x,16yからなる。
なお、高周波印加用電極16xが水平方向の振動振幅を
増大させるための高周波電磁場を発生する電極であり、
高周波印加用電極16yが垂直方向の振動振幅を増大さ
せるための高周波電磁場を発生する電極である。
The overall configuration of the circular accelerator system of this embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1), but the configurations of the power supply 22 and the high-frequency application electrode 16 are different from those of the first embodiment. FIG. 6 shows the configuration of the power supply 22 and the high-frequency application electrode 16 of this embodiment. As described above, in the present embodiment, in order to measure the tune in the horizontal direction and the vertical direction, it is necessary to increase the amplitude of the horizontal and vertical vibrations of the beam. For this purpose, the high-frequency application electrode 16 of the present embodiment includes two sets of high-frequency application electrodes 16x and 16y opposed to each other with a beam interposed therebetween.
The high-frequency application electrode 16x is an electrode that generates a high-frequency electromagnetic field for increasing the vibration amplitude in the horizontal direction,
The high-frequency application electrode 16y is an electrode for generating a high-frequency electromagnetic field for increasing the vertical vibration amplitude.

【0035】本実施例では、水平方向チューンと垂直方
向チューンとを別々に計測するので、まずは水平方向チ
ューンを計測する場合について説明する。試運転におけ
るビーム入射が完了したら、制御装置3は、まず切換回
路223を制御して端子aと端子bとを接続させる。端
子aと端子bとを接続させることによって、電源22か
ら出力される高周波信号は高周波印加用電極16xに出
力されるようになるため、水平方向の振動振幅を増大可
能となる。次に、制御装置3は、発振器221を制御す
るが、これ以降の動作は上述の実施例1と同様であるの
で説明は省略する。
In this embodiment, since the horizontal tune and the vertical tune are measured separately, first, the case of measuring the horizontal tune will be described. When the beam incidence in the test operation is completed, the control device 3 first controls the switching circuit 223 to connect the terminals a and b. By connecting the terminal a and the terminal b, the high-frequency signal output from the power supply 22 is output to the high-frequency application electrode 16x, so that the horizontal vibration amplitude can be increased. Next, the control device 3 controls the oscillator 221. The operation thereafter is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0036】図7は、本実施例の位置モニタ用電極18
と信号処理装置5の構成を示す。図に示すように、本実
施例の位置モニタ用電極18は、水平方向におけるビー
ムの軌道変位に応じた信号を出力する181L,181
R,182L,182Rと、垂直方向におけるビームの
軌道変位に応じた信号を出力する183U,183D,
184U,184Dからなる。なお、位置モニタ用電極
183U,184Uは電気的に接続されており、位置モ
ニタ用電極183D,184Dも電気的に接続されてい
る。
FIG. 7 shows the position monitoring electrode 18 of this embodiment.
And a configuration of the signal processing device 5. As shown in the figure, the position monitoring electrode 18 of the present embodiment outputs signals according to the trajectory displacement of the beam in the horizontal direction.
R, 182L, 182R, and 183U, 183D, which output signals corresponding to the orbital displacement of the beam in the vertical direction,
184U and 184D. The position monitoring electrodes 183U and 184U are electrically connected, and the position monitoring electrodes 183D and 184D are also electrically connected.

【0037】水平方向チューンの計測をするにあたり、
制御装置3は、信号処理装置5の切換回路54を制御し
て端子dと端子h,端子fと端子iをそれぞれ接続させ
る。これにより、位置モニタ用電極181L,182L
と位置モニタ用電極181R,182Rに誘起される電
圧に応じた信号が位置検出回路51に入力される。これ
以降の動作は、実施例1と同様であるので説明は省略す
る。
In measuring the horizontal tune,
The control device 3 controls the switching circuit 54 of the signal processing device 5 to connect the terminal d to the terminal h and the terminal f to the terminal i. Thus, the position monitoring electrodes 181L and 182L
And a signal corresponding to the voltage induced on the position monitoring electrodes 181R and 182R is input to the position detection circuit 51. Subsequent operations are the same as in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated.

【0038】水平方向チューンの測定が完了したら、次
に垂直方向チューンの測定を行う。本実施例では、垂直
方向チューンの測定を行うために、水平方向チューンの
測定を行ったときと同様の試運転を再度行う。試運転に
おけるビーム入射が完了したら、制御装置3は、まず切
換回路223を制御して端子aと端子cとを接続させ
る。端子aと端子cとを接続させることによって、電源
22から出力される高周波信号は高周波印加用電極16
yに出力されるようになるため、垂直方向の振動振幅を
増大可能となる。次に、制御装置3は、発振器221を
制御するが、発振器221から出力させる高周波信号の
周波数帯域は、水平方向チューンの計測の場合と同様に
(数3),(数4)を用いて決定する。ただし、チュー
ンνとして垂直方向チューンの設計値を用いて計算す
る。これ以降の動作は水平方向チューン計測の場合と同
様であるので説明は省略する。
When the measurement of the horizontal tune is completed, the measurement of the vertical tune is performed next. In the present embodiment, in order to measure the vertical tune, the same test run as when the horizontal tune was measured is performed again. When the beam injection in the test operation is completed, the control device 3 first controls the switching circuit 223 to connect the terminals a and c. By connecting the terminal a and the terminal c, the high-frequency signal output from the power source 22 is applied to the high-frequency application electrode 16.
Since the signal is output to y, the vibration amplitude in the vertical direction can be increased. Next, the control device 3 controls the oscillator 221, and determines the frequency band of the high-frequency signal to be output from the oscillator 221 using (Equation 3) and (Equation 4) as in the case of the horizontal tune measurement. I do. However, the calculation is performed using the design value of the vertical tune as the tune ν. Subsequent operations are the same as those in the case of the horizontal tune measurement, and a description thereof will be omitted.

【0039】垂直方向チューンの計測をするにあたり、
制御装置3は、信号処理装置5の切換回路54を制御し
て端子eと端子h,端子gと端子iをそれぞれ接続させ
る。これにより、位置モニタ用電極183U,184U
と位置モニタ用電極183D,184Dに誘起される電
圧に応じた信号が位置検出回路51に入力される。これ
以降の動作は、水平方向チューン計測の場合と同様であ
るので説明は省略する。
In measuring the vertical tune,
The control device 3 controls the switching circuit 54 of the signal processing device 5 to connect the terminal e to the terminal h and the terminal g to the terminal i. As a result, the position monitoring electrodes 183U and 184U
And a signal corresponding to the voltage induced on the position monitoring electrodes 183D and 184D is input to the position detection circuit 51. Subsequent operations are the same as in the case of the horizontal tune measurement, and a description thereof will be omitted.

【0040】このようにして、水平方向チューン及び垂
直方向チューンの時系列データが得られたら、チューン
演算回路53はその時系列データを表示装置6に出力
し、表示装置6はチューンの時間変化を表示画面に表示
する。図8は、表示画面における表示の一例を示す。図
に示すように、入力された水平方向チューンνxの時系
列データと垂直方向チューンνyの時系列データを、偏
向電磁石,四極発散電磁石及び四極収束電磁石の励磁電
流やビーム電流値と共に表示画面に表示する。
When the time series data of the horizontal tune and the vertical tune is obtained in this way, the tune calculation circuit 53 outputs the time series data to the display device 6, and the display device 6 displays the time change of the tune. Display on the screen. FIG. 8 shows an example of display on the display screen. As shown in the figure, the input time-series data of the horizontal tune νx and the time-series data of the vertical tune νy are displayed on the display screen together with the exciting current and beam current values of the bending electromagnet, the quadrupole diverging electromagnet, and the quadrupole converging electromagnet. I do.

【0041】本実施例によれば、シンクロトロン1を構
成する機器のパラメータやビームのパラメータと垂直方
向チューンとを同じ時間軸上に表示するため、垂直方向
チューンを共鳴点から遠ざけるための制御を簡単に行う
ことができる。なお、この効果と共に実施例1と同様の
効果を生じ得ることは言うまでもない。 (実施例3)本発明の他の実施例である円形加速器シス
テムについて図9及び図10を用いて説明する。本実施
例の円形加速器システムは、水平方向チューンと垂直方
向チューンを同時に計測する点で実施例2と異なる。以
下、実施例2と異なる点について説明する。
According to this embodiment, in order to display the parameters of the equipment constituting the synchrotron 1 and the parameters of the beam and the vertical tune on the same time axis, control for moving the vertical tune away from the resonance point is performed. Easy to do. It goes without saying that an effect similar to that of the first embodiment can be obtained together with this effect. (Embodiment 3) A circular accelerator system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The circular accelerator system according to the present embodiment differs from the second embodiment in that the horizontal tune and the vertical tune are simultaneously measured. Hereinafter, points different from the second embodiment will be described.

【0042】図9は、本実施例の電源22及び高周波印
加用電極16を示す。図に示すように、本実施例の電源
22は、発振器221に接続された2つの増幅器222
a,222bを有しており、増幅器222aは高周波印
加用電極16xに接続され、増幅器222bは高周波印
加用電極16yに接続される。このような構成とするこ
とで、発振器221から出力される高周波信号が高周波
印加用電極16x,16yの両方に同時に印加されるの
で、ビームの水平方向の振動振幅と垂直方向の振動振幅
を同時に増大させることができる。なお、制御装置3か
ら発振器221に指示する周波数帯域は、水平方向用の高
周波電磁波に必要とされる周波数帯域と垂直方向用の高
周波電磁波に必要とされる周波数帯域の両方を含む周波
数帯域とする。
FIG. 9 shows the power supply 22 and the high-frequency application electrode 16 of this embodiment. As shown in the figure, the power supply 22 of this embodiment includes two amplifiers 222 connected to an oscillator 221.
a, 222b, the amplifier 222a is connected to the high-frequency application electrode 16x, and the amplifier 222b is connected to the high-frequency application electrode 16y. With this configuration, the high-frequency signal output from the oscillator 221 is simultaneously applied to both the high-frequency application electrodes 16x and 16y, so that the horizontal vibration amplitude and the vertical vibration amplitude of the beam are simultaneously increased. Can be done. The frequency band instructed from the control device 3 to the oscillator 221 is a frequency band including both the frequency band required for the high-frequency electromagnetic wave in the horizontal direction and the frequency band required for the high-frequency electromagnetic wave in the vertical direction. .

【0043】図10は、本実施例の位置モニタ用電極1
8と信号処理装置5の構成を示す。図に示すように、本
実施例の信号処理装置5は、2つの位置検出回路51
a,51bと2つのスペクトラム測定回路52a,52
bとを有する。位置モニタ用電極181L,182L及
び位置モニタ用電極181R,182Rから引き出され
た信号は位置検出回路51aに入力され、位置モニタ用
電極183U,184U及び位置モニタ用電極183
D,184Dから引き出された信号は位置検出回路51
bに入力される。位置検出回路51aは、入力された2
つの信号の差を求め、得られた差信号をスペクトラム測
定回路52aに出力する。スペクトラム測定回路52a
は、差信号の周波数スペクトラムを求め、チューン演算
回路53に出力する。一方、位置検出回路51bは、入
力された2つの信号の差を求め、得られた差信号をスペ
クトラム測定回路52bに出力する。スペクトラム測定
回路52bは、差信号の周波数スペクトラムを求め、チ
ューン演算回路53に出力する。チューン演算回路53
は、位置検出回路51aから与えられた周波数スペクト
ラムより水平方向チューンを演算すると共に、位置検出
回路51bから与えられた周波数スペクトラムより垂直
方向チューンを演算して、演算した水平方向チューン及
び垂直方向チューンを表示装置6に出力する。表示装置
6は、実施例2と同様に各機器のパラメータと共にチュ
ーンを表示する。
FIG. 10 shows the position monitoring electrode 1 of this embodiment.
8 and the configuration of the signal processing device 5 are shown. As shown in the drawing, the signal processing device 5 of the present embodiment includes two position detection circuits 51.
a, 51b and two spectrum measuring circuits 52a, 52
b. Signals extracted from the position monitoring electrodes 181L and 182L and the position monitoring electrodes 181R and 182R are input to the position detection circuit 51a, and are output to the position monitoring electrodes 183U and 184U and the position monitoring electrode 183.
D and 184D are output from the position detection circuit 51.
b. The position detection circuit 51a receives the input 2
The difference between the two signals is obtained, and the obtained difference signal is output to the spectrum measuring circuit 52a. Spectrum measurement circuit 52a
Finds the frequency spectrum of the difference signal and outputs it to the tune calculation circuit 53. On the other hand, the position detection circuit 51b obtains a difference between the two input signals, and outputs the obtained difference signal to the spectrum measurement circuit 52b. The spectrum measurement circuit 52b obtains the frequency spectrum of the difference signal and outputs the frequency spectrum to the tune calculation circuit 53. Tune operation circuit 53
Calculates the horizontal tune from the frequency spectrum given from the position detection circuit 51a, calculates the vertical tune from the frequency spectrum given from the position detection circuit 51b, and calculates the calculated horizontal tune and vertical tune. Output to the display device 6. The display device 6 displays the tune together with the parameters of each device as in the second embodiment.

【0044】本実施例によれば、水平方向チューン及び
垂直方向チューンを同時に計測するため、試運転を2回
行う必要がなく、チューン計測にかかる時間を短縮する
ことができる。 (実施例4)本発明の他の実施例である円形加速器シス
テムについて図11を用いて説明する。本実施例の円形
加速器システムは、実際の運転(患者にビームを照射す
る)にてチューンを計測する点で実施例1と異なる。以
下、実施例1と異なる点について説明する。
According to this embodiment, since the horizontal tune and the vertical tune are simultaneously measured, it is not necessary to perform the test operation twice, and the time required for the tune measurement can be reduced. (Embodiment 4) A circular accelerator system according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The circular accelerator system according to the present embodiment differs from the first embodiment in that the tune is measured in an actual operation (irradiation of a beam to a patient). Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

【0045】本実施例では、患者に照射するためのビー
ムをシンクロトロン1に入射して加速する際にチューン
の計測を行う。チューンの計測方法は実施例1と同様で
あるので、説明は省略する。本実施例の信号処理装置5
は、求めたチューンの値を表示装置6に出力すると共
に、制御装置3に出力する。制御装置3は、入力された
チューンの値と予めオペレータによって設定されたチュ
ーンの閾値とを比較し、信号処理装置5より与えられた
チューンの値が閾値を超えている場合にはシンクロトロ
ン1からのビームの出射を中止する。具体的には、ビー
ム出射用の高周波電磁場の印加を中止すると共に、駆動
装置8を制御してシンクロトロン1と照射装置7との間
に設けられたシャッター9を閉じさせる。シャッター9
はシンクロトロン1から出射されるビームを遮断するた
めのものである。なお、閾値としては、患者の治療に影
響を与える可能性のある値が設定される。また、制御装
置3は、信号処理装置5より与えられたチューンの値が
閾値を超えている場合に、表示装置6の表示画面に「チ
ューンが所定の値から外れています」との警告を表示さ
せる。
In this embodiment, a tune is measured when a beam for irradiating a patient is incident on the synchrotron 1 and accelerated. The tune measurement method is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated. Signal processing device 5 of the present embodiment
Outputs the calculated tune value to the display device 6 and to the control device 3. The control device 3 compares the input tune value with a tune threshold value set in advance by the operator, and if the tune value provided from the signal processing device 5 exceeds the threshold value, the synchrotron 1 The emission of the beam is stopped. Specifically, the application of the high-frequency electromagnetic field for beam emission is stopped, and the driving device 8 is controlled to close the shutter 9 provided between the synchrotron 1 and the irradiation device 7. Shutter 9
Is for blocking the beam emitted from the synchrotron 1. As the threshold, a value that may affect the treatment of the patient is set. When the value of the tune given by the signal processing device 5 exceeds the threshold value, the control device 3 displays a warning on the display screen of the display device 6 that “the tune is out of the predetermined value”. Let it.

【0046】本実施例によれば、チューンが所定の値か
ら外れたときにシンクロトロン1からのビームの出射を
中止し、表示装置6に警告を表示させるので、癌治療が
安全に行われる。
According to the present embodiment, when the tune deviates from the predetermined value, the beam emission from the synchrotron 1 is stopped and a warning is displayed on the display device 6, so that the cancer treatment can be performed safely.

【0047】以上説明した各実施例では、癌治療を行う
円形加速器システムについて説明したが、本発明は癌治
療用の円形加速器システムに限らず、物理実験用の円形
加速器システム等にも適用可能である。
In each of the embodiments described above, the circular accelerator system for treating cancer is described. However, the present invention is not limited to the circular accelerator system for treating cancer, but can be applied to a circular accelerator system for physical experiments and the like. is there.

【0048】なお、本発明でいうチューン測定装置と
は、高周波印加用電極16,位置モニタ用電極18及び
信号処理装置5のことである。
The tune measuring device in the present invention refers to the high-frequency application electrode 16, the position monitoring electrode 18, and the signal processing device 5.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、チューンを共鳴点から
遠ざけるための制御を簡単に行うことができる。
According to the present invention, control for keeping the tune away from the resonance point can be easily performed.

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

【図1】本発明の好適な一実施例である円形加速器シス
テムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a circular accelerator system according to a preferred embodiment of the present invention.

【図2】図1の位置モニタ用電極18から得られる信号
の周波数スペクトルを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a frequency spectrum of a signal obtained from a position monitoring electrode 18 of FIG.

【図3】図1の電源22及び高周波印加用電極16の構
成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a power supply 22 and a high-frequency application electrode 16 of FIG. 1;

【図4】図1の位置モニタ用電極18及び信号処理装置
5の構成図である。
4 is a configuration diagram of the position monitoring electrode 18 and the signal processing device 5 of FIG.

【図5】図1の表示装置6における表示画面の一例であ
る。
FIG. 5 is an example of a display screen on the display device 6 of FIG. 1;

【図6】本発明の他の実施例である円形加速器システム
の電源22及び高周波印加用電極16の構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a power supply 22 and a high-frequency application electrode 16 of a circular accelerator system according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例である円形加速器システム
の位置モニタ用電極18及び信号処理装置5の構成図で
ある。
FIG. 7 is a configuration diagram of a position monitoring electrode 18 and a signal processing device 5 of a circular accelerator system according to another embodiment of the present invention.

【図8】表示装置6における表示画面の一例である。FIG. 8 is an example of a display screen on the display device 6;

【図9】本発明の他の実施例である円形加速器システム
の電源22及び高周波印加用電極16の構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a power supply 22 and a high-frequency application electrode 16 of a circular accelerator system according to another embodiment of the present invention.

【図10】本発明の他の実施例である円形加速器システ
ムの位置モニタ用電極18及び信号処理装置5の構成図
である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a position monitoring electrode 18 and a signal processing device 5 of a circular accelerator system according to another embodiment of the present invention.

【図11】本発明の他の実施例である円形加速器システ
ムの構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a circular accelerator system according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シンクロトロン、3…制御装置、4…前段加速器、
5…信号処理装置、6…表示装置、7…照射装置、11
…入射器、12…偏向電磁石、13…四極電磁石、14
…高周波加速空胴、15…六極電磁石、16…高周波印
加用電極、17…出射器、18…位置モニタ用電極、2
1,22…電源。
1. Synchrotron, 3. Control device, 4. Pre-accelerator,
5 ... Signal processing device, 6 ... Display device, 7 ... Irradiation device, 11
... Injector, 12 ... Bending electromagnet, 13 ... Quadrupole electromagnet, 14
... High-frequency accelerating cavity, 15 ... Six-pole electromagnet, 16 ... High-frequency application electrode, 17 ... Ejector, 18 ... Position monitoring electrode, 2
1, 22 ... power supply.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 齋藤 一義 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Fターム(参考) 2G085 AA13 BA11 CA03 CA27 CA29 4C082 AA01 AC05 AE02 AG43 AP01 AP12 AP20  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Kazuyoshi Saito 7-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture F-term in Hitachi, Ltd. Electric Power & Electric Development Laboratory 2G085 AA13 BA11 CA03 CA27 CA29 4C082 AA01 AC05 AE02 AG43 AP01 AP12 AP20

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の機器で構成される円形加速器内を周
回しながら加速される荷電粒子ビームのチューンの時間
変化と、前記機器に関するパラメータの時間変化とを同
じ時間軸上に表示することを特徴とするチューン表示装
置。
1. Displaying, on the same time axis, a time change of a tune of a charged particle beam accelerated while circulating in a circular accelerator constituted by a plurality of devices and a time change of a parameter related to the device. A tune display device.
【請求項2】複数の機器で構成され、かつ荷電粒子ビー
ムを周回させながら加速する円形加速器を備えた円形加
速器システムにおいて、 周回する荷電粒子ビームのチューンを測定するチューン
測定装置と、前記チューン測定装置によって測定された
チューンの時間変化と前記機器に関するパラメータの時
間変化とを同じ時間軸上に表示する表示装置とを有する
ことを特徴とする円形加速器システム。
2. A circular accelerator system comprising a plurality of devices and having a circular accelerator for accelerating while rotating a charged particle beam, a tune measuring device for measuring the tune of the orbiting charged particle beam, and the tune measurement. A circular accelerator system comprising: a display device that displays a time change of a tune measured by the device and a time change of a parameter related to the device on the same time axis.
【請求項3】前記チューン測定装置は、周回する荷電粒
子ビームに高周波電磁場を印加して荷電粒子ビームのベ
ータトロン振動振幅を増大させる高周波印加用電極と、
前記高周波電磁場の印加によりベータトロン振動振幅が
増大した荷電粒子ビームの軌道変位を検出する位置モニ
タ用電極と、前記位置モニタ用電極が検知した軌道変位
に基づいて荷電粒子ビームのチューンを演算する信号処
理装置とを有することを特徴とする請求項2記載の円形
加速器システム。
3. A high-frequency application electrode for applying a high-frequency electromagnetic field to a circulating charged particle beam to increase the betatron oscillation amplitude of the charged particle beam;
A position monitoring electrode for detecting the orbital displacement of the charged particle beam whose betatron oscillation amplitude is increased by application of the high-frequency electromagnetic field, and a signal for calculating the tune of the charged particle beam based on the orbital displacement detected by the position monitoring electrode The circular accelerator system according to claim 2, further comprising a processing device.
【請求項4】前記円形加速器は、加速した荷電粒子ビー
ムを出射する円形加速器であり、 前記高周波印加用電極は、荷電粒子ビームを出射する際
に高周波電磁場を荷電粒子ビームに印加することを特徴
とする請求項3記載の円形加速器システム。
4. The circular accelerator is a circular accelerator that emits an accelerated charged particle beam, and the high-frequency application electrode applies a high-frequency electromagnetic field to the charged particle beam when emitting the charged particle beam. The circular accelerator system according to claim 3, wherein
【請求項5】前記円形加速器は、加速した荷電粒子ビー
ムを出射する円形加速器であり、 前記チューン測定装置により測定されたチューンが予め
設定された閾値を超えた場合に、前記円形加速器からの
荷電粒子ビームの出射を中止させる制御装置を有するこ
とを特徴とする請求項2記載の円形加速器システム。
5. A circular accelerator for emitting an accelerated charged particle beam, wherein when the tune measured by the tune measuring device exceeds a preset threshold, the circular accelerator is charged. 3. The circular accelerator system according to claim 2, further comprising a control device for stopping emission of the particle beam.
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