JP2002237399A - 電子ビーム加速装置及び電子ビーム加速方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、大出力の加速が難しく、電力効率が悪
い等の課題があった。 【解決手段】 電子ビームの位置を検出するビーム位置
モニタ７と、前記検出されたビーム位置からビーム位置
ずれを求め、それに基き必要な周波数変更量を計算する
コンピュータ８と、前記周波数変更量に基き高周波基準
信号を発生するシンセサイザー９と、前記発生された高
周波基準信号を増幅する高周波電源１０と、前記増幅さ
れた高周波電界をＲＦ空洞２へ印加するカプラー１３
と、前記ＲＦ空洞２から高周波電界を抽出するピックア
ップ１４と、前記抽出した高周波電界と前記増幅された
高周波電界との間の電圧差、位相差を測定する電圧／位
相差測定装置１１と、位相差に基きチューナー６を駆動
して、高周波基準信号の周波数とＲＦ空洞２の共振周波
数が一致する様にフィードバック制御するチューナーコ
ントローラ１２とを備えた。 【効果】 出力安定度の悪い高周波電源を用いた加速が
可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子ビーム加速
装置、及び電子ビーム加速方法に関し、特に、食品照
射、検疫照射、汚泥処理、排水処理、医療殺菌、低速陽
電子発生等に用いる大強度の電子ビームを加速する電子
ビーム加速装置及び電子ビーム加速方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子ビーム加速装置について図面
を参照しながら説明する。図１５は、例えば『「小型シ
ンクロトロン放射光源”オーロラ”の開発」（高橋、山
田著、住友重機械技法、Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．１１６，
１９９１，２〜１０頁）』に示された従来の電子ビーム
加速装置の構成を示す図である。このようなタイプの電
子ビーム加速器は、レーストラック・マイクロトロンと
呼ばれている。

【０００３】図１５において、９１は電子銃、９２は入
射電磁石、９３は高周波空洞（ライナック）、９４は偏
向電磁石、９５は電子ビーム軌道である。

【０００４】つぎに、従来の電子ビーム加速装置の動作
について図面を参照しながら説明する。

【０００５】電子は、電子銃９１で発生する。発生する
電子ビームは、周波数が数Ｈｚ〜数１００Ｈｚ、パルス
幅が１０ｎｓ〜数μｓ程度のパルスビームである。

【０００６】発生した電子は、入射電磁石９２によりレ
ーストラック・マイクロトロンに入射される。このレー
ストラック・マイクロトロン中では電子ビーム軌道９５
を通りながら、高周波空洞９３を通過する毎に加速され
る。レーストラック・マイクロトロンでは、主としてｓ
バンド帯（２．８ＧＨｚ）の高周波電界により加速を行
う。

【０００７】高周波空洞９３を１回通過するときに得る
エネルギーは、５ＭｅＶ程度であることが多い。電子ビ
ーム軌道９５を作るために、高周波空洞９３の両側に、
偏向電磁石９４が配設されている。なお、共振周波数制
御手段はなく、共振周波数の制御は行われていない。ま
た、加速周波数が高いので、低エネルギー入射による連
続ビーム（ＣＷビーム）の加速は難しい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電子ビーム加速装置では、大出力の加速が難しく、電力
効率が悪いという問題点があった。

【０００９】また、低エネルギー入射で直流ビームの加
速が難しいという問題点があった。

【００１０】さらに、ＲＦ電源が高コストであるという
問題点があった。

【００１１】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、時間変動が少ない安定な電子ビー
ムを加速することができ、また、電子ビ−ム加速手段の
高周波電磁界発生用の高周波電源の出力パワー安定度を
緩くすることができ、電源コストを下げることができる
電子ビーム加速装置及び電子ビーム加速方法を得ること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る電子ビーム加速装置は、電子ビームを発生する電子ビ
ーム発生手段と、前記電子ビームの加速を行う電子ビー
ム加速手段と、前記電子ビーム加速手段に投入する高周
波電界の基準信号の周波数を電子ビームの時間変動に応
じて変化させる高周波基準信号発生手段と、前記電子ビ
ーム加速手段の一端に近接して設けられ、前記加速され
た電子ビームを時間的に一定の磁場で偏向する第１の電
子ビーム偏向手段と、前記電子ビーム加速手段の他端に
近接して設けられ、前記加速された電子ビームを時間的
に一定の磁場で偏向する第２の電子ビーム偏向手段と、
前記電子ビーム加速手段に設けられ、可動して共振周波
数を調整する共振周波数調整手段とを備えたものであ
る。

【００１３】この発明の請求項２に係る電子ビーム加速
装置は、前記子ビームの位置を検出する電子ビーム位置
検出手段と、前記電子ビーム位置検出手段により検出さ
れた前記電子ビームの位置からビーム位置ずれを求め、
それに基いて必要な周波数変更量を計算する周波数変更
量計算手段と、前記周波数変更量に基いて高周波基準信
号を発生する高周波基準信号発生手段と、前記高周波基
準信号発生手段により発生された高周波基準信号を増幅
する高周波増幅手段と、前記高周波増幅手段により増幅
された高周波電界を前記電子ビーム加速手段へ印加する
高周波電界印加手段と、前記電子ビーム加速手段から高
周波電界を抽出する高周波電界抽出手段と、前記高周波
電界抽出手段からの高周波電界と前記高周波増幅手段か
らの高周波電界との間の電圧差、及び位相差を測定する
電圧／位相差測定手段と、前記電圧／位相差測定手段に
より測定された位相差に基いて前記共振周波数調整手段
を駆動して、前記高周波基準信号発生手段により発生さ
れた高周波基準信号の周波数と前記電子ビーム加速手段
の共振周波数が一致する様にフィードバック制御する調
整制御手段とをさらに備えたものである。

【００１４】この発明の請求項３に係る電子ビーム加速
装置は、前記電子ビームのビーム強度を検出する電子ビ
ーム強度検出手段と、前記電子ビーム強度検出手段によ
り検出された前記電子ビームの強度からビーム強度ずれ
を求め、それに基いて必要な周波数変更量を計算する周
波数変更量計算手段と、前記周波数変更量に基いて高周
波基準信号を発生する高周波基準信号発生手段と、前記
高周波基準信号発生手段により発生された高周波基準信
号を増幅する高周波増幅手段と、前記高周波増幅手段に
より増幅された高周波電界を前記電子ビーム加速手段へ
印加する高周波電界印加手段と、前記電子ビーム加速手
段から高周波電界を抽出する高周波電界抽出手段と、前
記高周波電界抽出手段からの高周波電界と前記高周波増
幅手段からの高周波電界との間の電圧差、及び位相差を
測定する電圧／位相差測定手段と、前記電圧／位相差測
定手段により測定された位相差に基いて前記共振周波数
調整手段を駆動して、前記高周波基準信号発生手段によ
り発生された高周波基準信号の周波数と前記電子ビーム
加速手段の共振周波数が一致する様にフィードバック制
御する調整制御手段とをさらに備えたものである。

【００１５】この発明の請求項４に係る電子ビーム加速
装置は、前記電子ビームのビーム強度分布を検出する電
子ビーム強度分布検出手段と、前記電子ビーム強度分布
検出手段により検出された前記電子ビームの強度分布か
らビーム強度分布ずれを求め、それに基いて必要な周波
数変更量を計算する周波数変更量計算手段と、前記周波
数変更量に基いて高周波基準信号を発生する高周波基準
信号発生手段と、前記高周波基準信号発生手段により発
生された高周波基準信号を増幅する高周波増幅手段と、
前記高周波増幅手段により増幅された高周波電界を前記
電子ビーム加速手段へ印加する高周波電界印加手段と、
前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出する高周
波電界抽出手段と、前記高周波電界抽出手段からの高周
波電界と前記高周波増幅手段からの高周波電界との間の
電圧差、及び位相差を測定する電圧／位相差測定手段
と、前記電圧／位相差測定手段により測定された位相差
に基いて前記共振周波数調整手段を駆動して、前記高周
波基準信号発生手段により発生された高周波基準信号の
周波数と前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致す
る様にフィードバック制御する調整制御手段とをさらに
備えたものである。

【００１６】この発明の請求項５に係る電子ビーム加速
装置は、前記高周波電界抽出手段からの高周波電界に基
いて、前記電子ビーム加速手段の共振周波数と概等しく
なるように、前記電子ビーム発生手段から発生される電
子ビームの発生周期を調整する発生周期調整手段をさら
に備えたものである。

【００１７】この発明の請求項６に係る電子ビーム加速
方法は、電子ビームを発生するステップと、前記発生さ
れた電子ビームを加速するステップと、前記加速された
電子ビームを偏向するステップと、電子ビームを加速す
る電子ビーム加速手段に設けられた共振周波数調整手段
を可動して前記電子ビーム加速手段の共振周波数を調整
する共振周波数調整ステップとを含み、前記共振周波数
調整ステップは、前記電子ビームの位置を検出するステ
ップと、前記検出された電子ビーム位置からビーム位置
ずれを求め、それに基いて必要な周波数変更量を計算す
るステップと、前記周波数変更量に基いて高周波基準信
号を発生するステップと、前記発生された高周波基準信
号を増幅し高周波電界を発生させるステップと、前記高
周波電界を前記電子ビーム加速手段へ印加するステップ
と、前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出する
ステップと、前記抽出された高周波電界と前記増幅され
た高周波電界との間の電圧差、及び位相差を測定するス
テップと、前記測定された位相差に基いて前記共振周波
数調整手段を駆動して、前記発生された高周波基準信号
の周波数と前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致
する様にフィードバック制御するステップとを有するも
のである。

【００１８】この発明の請求項７に係る電子ビーム加速
方法は、電子ビームを発生するステップと、前記発生さ
れた電子ビームを加速するステップと、前記加速された
電子ビームを偏向するステップと、電子ビームを加速す
る電子ビーム加速手段に設けられた共振周波数調整手段
を可動して前記電子ビーム加速手段の共振周波数を調整
する共振周波数調整ステップとを含み、前記共振周波数
調整ステップは、前記電子ビームの強度を検出するステ
ップと、前記検出された電子ビーム強度からビーム強度
ずれを求め、それに基いて必要な周波数変更量を計算す
るステップと、前記周波数変更量に基いて高周波基準信
号を発生するステップと、前記発生された高周波基準信
号を増幅し高周波電界を発生させるステップと、前記高
周波電界を前記電子ビーム加速手段へ印加するステップ
と、前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出する
ステップと、前記抽出された高周波電界と前記増幅され
た高周波電界との間の電圧差、及び位相差を測定するス
テップと、前記測定された位相差に基いて前記共振周波
数調整手段を駆動して、前記発生された高周波基準信号
の周波数と前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致
する様にフィードバック制御するステップとを有するも
のである。

【００１９】この発明の請求項８に係る電子ビーム加速
方法は、電子ビームを発生するステップと、前記発生さ
れた電子ビームを加速するステップと、前記加速された
電子ビームを偏向するステップと、電子ビームを加速す
る電子ビーム加速手段に設けられた共振周波数調整手段
を可動して前記電子ビーム加速手段の共振周波数を調整
する共振周波数調整ステップとを含み、前記共振周波数
調整ステップは、前記電子ビームの強度分布を検出する
ステップと、前記検出された電子ビーム強度分布からビ
ーム強度分布ずれを求め、それに基いて必要な周波数変
更量を計算するステップと、前記周波数変更量に基いて
高周波基準信号を発生するステップと、前記発生された
高周波基準信号を増幅し高周波電界を発生させるステッ
プと、前記高周波電界を前記電子ビーム加速手段へ印加
するステップと、前記電子ビーム加速手段から高周波電
界を抽出するステップと、前記抽出された高周波電界と
前記増幅された高周波電界との間の電圧差、及び位相差
を測定するステップと、前記測定された位相差に基いて
前記共振周波数調整手段を駆動して、前記発生された高
周波基準信号の周波数と前記電子ビーム加速手段の共振
周波数が一致する様にフィードバック制御するステップ
とを有するものである。

【００２０】この発明の請求項９に係る電子ビーム加速
方法は、前記抽出された高周波電界に基いて、前記電子
ビーム加速手段の共振周波数と概等しくなるように、電
子ビーム発生手段から発生される電子ビームの発生周期
を調整するステップをさらに含むものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係る電子ビーム加速装置について図面を参照し
ながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係
る電子ビーム加速装置の上からみた概略構成及びビーム
軌道を示す図である。また、図２は、この発明の実施の
形態１に係る電子ビーム加速装置の共振周波数調整制御
データの流れを示す図である。なお、各図中、同一符号
は同一又は相当部分を示す。

【００２２】図１において、１は電子銃（電子ビーム発
生手段）、２は加速を行う高周波加速空洞（ＲＦ空洞：
電子ビーム加速手段）、３は偏向電磁石（第１の電子ビ
ーム偏向手段）、４は偏向電磁石（第２の電子ビーム偏
向手段）、５は電子ビーム軌道、６はチューナー（共振
周波数調整手段）、７はビーム位置モニタ（電子ビーム
位置検出手段）である。なお、本実施の形態１では、高
周波加速空洞２は、２つのセルを有し、５００ＭＨｚの
高周波電磁界を投入する。

【００２３】図２において、２は加速を行う高周波加速
空洞（ＲＦ空洞）、７はビーム位置モニタ、８はコンピ
ュータ（ＣＰＵ：周波数変更量計算手段）、９はシンセ
サイザー（高周波基準信号発生手段）、１０は高周波電
源（高周波増幅手段）、１１は電圧／位相差測定装置
（電圧／位相差測定手段）、１２はチューナーコントロ
ーラ（調整制御手段）、１３はカプラー（高周波電界印
加手段）、１４はピックアップ（高周波電界抽出手段）
である。

【００２４】つぎに、この実施の形態１に係る電子ビー
ム加速装置の動作について図面を参照しながら説明す
る。

【００２５】図３は、この発明の実施の形態１に係る電
子ビーム加速装置の電子ビームの加速される軌道方向を
模式的に示す図である。また、図４は、この発明の実施
の形態１に係る電子ビーム加速装置の加速中のビームの
運動を表す座標系を示す図である。

【００２６】図５は、この発明の実施の形態１に係る電
子ビーム加速装置の高周波加速電界の位相と電子ビーム
の位相の関係を模式的に示す図である。また、図６は、
この発明の実施の形態１に係る電子ビーム加速装置の周
波数調整のアルゴリズムを示すフローチャートである。

【００２７】また、図７は、この発明の実施の形態１に
係る電子ビーム加速装置の制御を適用したシミュレーシ
ョン実験結果を示す図である。

【００２８】図１に示すように、電子ビームは、電子銃
１で発生する。高周波加速空洞２を通過する毎に加速さ
れる。偏向電磁石３及び４で偏向され、何度も高周波加
速空洞２を通過させる。電子ビームは、高周波加速空洞
２を通過する毎に、エネルギーが高くなるので偏向電磁
石３、４での偏向半径が大きくなり、高周波加速空洞２
の対向側の電子ビーム軌道は、周回毎に異なる軌道とな
る。

【００２９】図３に示す偏向電磁石３及び４の形状や電
子銃１の位置が、図１とは若干異なるが本質は同じであ
る。安定に加速する為には、高周波加速空洞２を通過す
る時の高周波電磁界の位相は、同期がとれている必要が
あり、本実施の形態１では、偏向電磁石３及び４はそれ
ぞれ２分割されている。本実施の形態１では、高周波加
速空洞２を６回通過し、５ＭｅＶまで加速し、装置外へ
取り出される。

【００３０】図４の様な座標系で、加速中のビームの運
動を考えることが多い。ビーム進行方向をｓ、水平方向
をｘ、垂直方向をｙとする。安定に加速させる為には、
ｓ、ｘ、ｙ方向にビームを広げないで加速を行う必要が
ある。図４に示すように、通常、理想的な軌道の周りを
ｓ、ｘ、ｙ方向に電子ビームは微小振動しながら安定に
加速される。

【００３１】高周波加速空洞２の中の複雑な電磁界分布
の中を電子ビームは通過するので、上記ｓ、ｘ、ｙ方向
の運動は互いに結合し、複雑な運動をする。また、高周
波加速空洞２を通過する時には、必ず高周波電界のある
特定の位相の範囲になる様に、電子ビームの同期をとる
必要がある。

【００３２】図５に、高周波加速電界の位相と電子ビー
ムの位相の関係を模式的に示す。本実施の形態１では、
高周波電界の位相幅が±１５度程度の範囲に保って加速
される（図５中の符号１５）。一方、同期がとれていな
いと、図５中の符号１６の様に加速位相からはずれ、う
まく加速できない。

【００３３】本実施の形態１では、水平方向ｘにビーム
が１ｍｍずれない様にする為には、高周波電界の出力強
度（電力パワー）に要求される電源安定度は、±０．１
２％程度である。しかしながら、この様な高精度の高周
波電源は、電子回路を温度安定装置の中に入れる必要が
生じ、高コストになる。

【００３４】上記の様な高精度な高周波電源を用いなく
て済む様に、本実施の形態１では、図１に示すように、
高周波加速空洞２にチューナー６を設けた。具体的に
は、金属の筒状物体であるチューナー６を高周波加速空
洞２に出し入れすることで共振周波数を調整する。

【００３５】また、図１に示すように、ビーム位置モニ
タ７を設置した。このビーム位置モニタ７は、例えば真
空ダクト内に４つの電極を配置し、ビームが通過する時
に誘起する電荷強度の差からビーム位置を検出する様な
装置である。

【００３６】この実施の形態１に係る電子ビーム加速装
置は、図１及び図２に示す構成を用いて、後述する図６
に示すアルゴリズム、図２に示す制御データの流れに従
ってビーム位置を制御する。

【００３７】図６のステップ１０１において、ビーム位
置の制御を開始する。

【００３８】次に、ステップ１０２において、ビーム位
置モニタ７によりビーム位置の検出を行う。

【００３９】次に、ステップ１０３において、コンピュ
ータ８により、ビーム位置ずれが所定の値以下であるか
を判断し、所定の範囲内であれば、ステップ１０２に戻
る。ビーム位置ずれが所定の値以上であれば、次のステ
ップ１０４に進む。

【００４０】次に、ステップ１０４において、ビーム位
置ずれデータから必要な周波数変更量をコンピュータ
（ＣＰＵ）８で計算する。ビーム位置ずれ量と必要な周
波数変更量は、予めビーム解析や実験で決定しておくの
が望ましい。

【００４１】そして、ステップ１０５において、シンセ
サイザー９の高周波周波数をステップ１０４で求めた周
波数変更量に基づき変更する。その後、ステップ１０２
へ戻る。

【００４２】つづいて、図２を参照して制御データの流
れについて説明する。ビーム位置モニタ７で電子ビーム
の位置を測定する。この測定データは、コンピュータ８
の中に取り込まれ、必要な周波数変更量を計算する。そ
の周波数変更量は、シンセサイザー９へ送られ、所定の
高周波基準信号を発生させる。換言すると、シンセサイ
ザー９は、周波数変更量に基き所定の周波数の電磁界を
発生させる。その後、高周波電源１０へ所定の高周波基
準信号が送られ、増幅される。

【００４３】大出力の高周波基準信号、つまり高周波電
磁界は、ＲＦ空洞（高周波加速空洞）２のカプラー１３
から投入される。このＲＦ空洞２内の電磁界の情報は、
ピックアップ１４から取り出され、電圧／位相差測定装
置１１に導かれる。そこで、ピックアップ１４から取得
した高周波信号（高周波電磁界）と高周波電源１０から
の高周波基準信号との間の電圧差（電界強度差）、及び
位相差が測定される。

【００４４】位相差情報は、チューナーコントローラ１
２に送られ、ＲＦ空洞２に取り付けられたチューナー６
を駆動するモータを制御し、このチューナー６のＲＦ空
洞２内への出し入りにより、シンセサイザー９で設定さ
れた新しい周波数の電磁界と、ＲＦ空洞２の共振周波数
が一致する様にフィードバック制御が行われる。また、
電圧／位相差測定装置１１で測定された電圧差情報（電
圧強度信号）は、高周波電源１０に再度、戻され、フィ
ードバック制御される。

【００４５】上記の様な制御を行なわない場合は、水平
方向ｘにビームが１ｍｍずれない様にする為には、上述
したように、高周波電界の出力強度に要求されるスペッ
ク（電源安定度）は、±０．１２％程度であった。しか
しながら、上記制御を行うことにより、高周波電界の出
力強度に要求されるスペック（電源安定度）は、±０．
５％程度以上に緩くすることが可能となり、電源コスト
の大幅な低減が可能となる。ちなみに、上記制御を行う
ことにより、例えば水平方向ｘにビームが２ｍｍずれな
い様にする為には、高周波電界の出力強度に要求される
スペック（電源安定度）は、±１．０％程度である。

【００４６】図７を参照して本実施の形態１の制御を適
用したシミュレーション実験例について説明する。図７
において、横軸はシンセサイザー９の周波数を基準値か
ら変化させた量である制御周波数（ｋＨｚ）、縦軸は水
平方向ｘの位置ずれの値（ｍｍ）を示している。

【００４７】この図７は、高周波電磁界の強度が設計値
より＋０．５％ずれた場合のビームシミュレーション結
果である。図７中の中心（◇印）、後１５度（△印）、
及び前１５度（□印）は、それぞれ図５の中心、−１５
度、及び＋１５度を表す。即ち、高周波加速位相のどの
位相で加速されているかを表している。加速位相が異な
ると、電子ビームの位置ずれ量や方向が異なる。横軸の
０が制御を行わない場合の位置ずれ量を示す。この図７
からわかる様に、制御を行わないと水平方向ｘの位置ず
れがΔｘ＝４．８ｍｍ程度あることがわかる。制御周波
数を＋６０ｋＨｚ程度に変更した場合には、水平方向ｘ
の位置ずれは、加速位相に関わらずある方向に収束し、
約０．４ｍｍ（＝Δｘ）程度に小さくなっていることが
わかる。同様なシミュレーション実験により、高周波電
磁界の強度が設計値より±１．５％程度ずれていても、
水平方向ｘのビーム位置ずれを１ｍｍ程度に押さえるこ
とができることがわかっている。

【００４８】なお、ビームの位置ずれは、一般的な加速
器では加速器中に設置されたステアリング電磁石を用い
ても補正できるが、図７に示した様に、加速位相毎に位
置ずれの量や方向が異なるので本実施の形態１の加速器
に適用するのは望ましくない。

【００４９】以上の様に、本実施の形態１を用いると、
電子ビーム位置ずれが少なく、安定な電子ビームを加速
することができる。また、高周波加速空洞（電子ビ−ム
加速手段）２の高周波電磁界発生用の高周波電源１０の
出力パワー安定度を緩くすることができ、電源コストが
下がるという効果がある。

【００５０】すなわち、この実施の形態１に係る電子ビ
ーム加速装置は、ビーム位置モニタ７を備え、このビー
ム位置モニタ７からの信号を元に、シンセサイザー９か
ら出る高周波電磁界の周波数を所定の値に変更し、且
つ、高周波加速空洞２に設置されたチューナー６を調整
することで、高周波加速空洞２の共振周波数を上記所定
の値とするもので、加速中のビーム位置変動を小さくす
ることができる。

【００５１】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係る電子ビーム加速装置について図面を参照しながら説
明する。図８は、この発明の実施の形態２に係る電子ビ
ーム加速装置の上からみた概略構成及びビーム軌道を示
す図である。また、図９は、この発明の実施の形態２に
係る電子ビーム加速装置の共振周波数調整制御データの
流れを示す図である。

【００５２】図８及び図９において、１７は電子ビーム
が通過した時の誘導起電力を測定する磁気変調型電流ト
ランス（ＤＣＣＴ：電子ビーム強度検出手段）である。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様である。

【００５３】つぎに、この実施の形態２に係る電子ビー
ム加速装置の動作について図面を参照しながら説明す
る。

【００５４】図１０は、この発明の実施の形態２に係る
電子ビーム加速装置の周波数調整のアルゴリズムを示す
フローチャートである。

【００５５】この実施の形態２に係る電子ビーム加速装
置は、図８及び図９に示す構成を用いて、後述する図１
０に示すアルゴリズム、図９に示す制御データの流れに
従ってビーム強度が一定となる様な制御を行う。

【００５６】図１０のステップ２０１において、ビーム
強度の制御を開始する。

【００５７】次に、ステップ２０２において、磁気変調
型電流トランス１７でのビーム強度の検出を行う。

【００５８】次に、ステップ２０３において、コンピュ
ータ８により、ビーム強度ずれが所定の値以下であるか
を判断し、所定の範囲内であれば、ステップ２０２に戻
る。ビーム強度ずれが所定の値以上であれば、次のステ
ップ２０４へ進む。

【００５９】次に、ステップ２０４において、ビーム強
度ずれデータから必要な周波数変更量をコンピュータ
（ＣＰＵ）８で計算する。ビーム強度と必要な周波数変
更量は予めビーム解析や実験で決定しておくのが望まし
い。

【００６０】そして、ステップ２０５において、シンセ
サイザー９の高周波周波数を前のステップ２０４で求め
た周波数変更量に基づき変更する。その後、ステップ２
０２へ戻る。

【００６１】つづいて、図９を参照しながら制御データ
の流れを説明する。磁気変調型電流トランス１７で電子
ビームの強度を測定する。この測定データは、コンピュ
ータ８の中に取り込まれ、必要な周波数変更量を計算す
る。その周波数変更量は、シンセサイザー９へ送られ、
所定の周波数の電磁界（所定の高周波基準信号）を発生
させる。その後、高周波電源１０へ所定の周波数基準信
号は送られ、増幅される。

【００６２】大出力の周波数基準信号、つまり高周波電
磁界は、高周波加速空洞（ＲＦ空洞）２のカプラー１３
から投入される。このＲＦ空洞２内の電磁界の情報は、
ピックアップ１４から取り出され、電圧／位相差測定装
置１１に導かれる。そこで、ピックアップ１４から取得
した高周波信号と高周波電源１０からの高周波基準信号
との間の電圧差（電界強度差）、及び位相差が測定され
る。

【００６３】この位相差情報は、チューナーコントロー
ラ１２に送られ、ＲＦ空洞２に取り付けられたチューナ
ー６を駆動するモータを制御し、チューナー６のＲＦ空
洞２内への出し入りにより、シンセサイザー９で設定さ
れた新しい周波数の電磁界と、ＲＦ空洞２の共振周波数
が一致する様にフィードバック制御を行う。また、電圧
／位相差測定装置１１で測定された電圧差情報（電圧強
度信号）は、高周波電源１０に再度、戻され、フィード
バック制御される。

【００６４】以上の様に、本実施の形態２を用いること
により、加速中のビーム電流の変動を小さくすることが
できる。

【００６５】すなわち、この実施の形態２に係る電子ビ
ーム加速装置は、磁気変調型電流トランス１７を備え、
この磁気変調型電流トランス１７からの信号を元に、シ
ンセサイザー９から出る高周波電磁界の周波数を所定の
値に変更し、且つ、高周波加速空洞２に設置されたチュ
ーナー６を調整することで、高周波加速空洞２の共振周
波数を上記所定の値とするもので、加速中のビーム電流
の変動を小さくすることができる。

【００６６】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
係る電子ビーム加速装置について図面を参照しながら説
明する。図１１は、この発明の実施の形態３に係る電子
ビーム加速装置の上からみた概略構成及びビーム軌道を
示す図である。また、図１２は、この発明の実施の形態
３に係る電子ビーム加速装置の共振周波数調整制御デー
タの流れを示す図である。

【００６７】図１１及び図１２において、１８は電子ビ
ーム強度分布検出手段である。この電子ビーム強度分布
検出手段１８は、例えばビームの通過部分の両側に配置
された金属板及びそこへ衝突した電子ビームを測定する
電流計等で構成し、ビーム強度分布を測定するものであ
る。電子ビーム強度分布は、全体の分布を測定する必要
はなく、ある基準値からのずれのみを測定できれば良い
ので、上記の様な簡単な機器で実現できる。なお、他の
構成は、上記実施の形態１と同様である。

【００６８】つぎに、この実施の形態３に係る電子ビー
ム加速装置の動作について図面を参照しながら説明す
る。

【００６９】図１３は、この発明の実施の形態３に係る
電子ビーム加速装置の周波数調整のアルゴリズムを示す
フローチャートである。

【００７０】この実施の形態３に係る電子ビーム加速装
置は、図１１及び図１２に示す構成を用いて、後述する
図１３に示すアルゴリズム、図１２に示す制御データの
流れに従ってビーム強度分布を制御する。

【００７１】図１３のステップ３０１において、ビーム
強度分布の制御を開始する。

【００７２】次に、ステップ３０２において、電子ビー
ム強度分布検出手段１８でのビーム強度分布の検出を行
う。

【００７３】次に、ステップ３０３において、コンピュ
ータ８により、ビーム強度分布のずれが所定の値以下で
あるかを判断し、所定の範囲内であれば、ステップ３０
２に戻る。ビーム強度分布のずれが所定の値以上であれ
ば、次のステップ３０４へ進む。

【００７４】次に、ステップ３０４において、ビーム強
度分布ずれデータから必要な周波数変更量をコンピュー
タ（ＣＰＵ）８で計算する。ビーム位置強度量と必要な
周波数変更量は、予めビーム解析や実験で決定しておく
のが望ましい。

【００７５】そして、ステップ３０５において、シンセ
サイザー９の高周波周波数を前のステップ３０４で求め
た周波数変更量に基づき変更する。その後、ステップ３
０２へ戻る。

【００７６】つづいて、図１２を参照して制御データの
流れを説明する。電子ビーム強度分布検出手段１８で電
子ビームの強度分布を測定する。この測定データは、コ
ンピュータ８の中に取り込まれ、必要な周波数変更量を
計算する。その周波数変更量は、シンセサイザー９へ送
られ、所定の周波数の電磁界（所定の高周波基準信号）
を発生させる。その後、高周波電源１０へ所定の高周波
基準信号は送られ、増幅される。

【００７７】大出力の高周波基準信号、つまり高周波電
磁界は、高周波加速空洞（ＲＦ空洞）２のカプラー１３
から投入される。ＲＦ空洞２内の電磁界の情報は、ピッ
クアップ１４から取り出され、電圧／位相差測定装置１
１に導かれる。そこで、ピックアップ１４から取得した
高周波信号と高周波電源１０からの高周波基準信号との
間の電圧差（電界強度差）、及び位相差が測定される。

【００７８】この位相差情報は、チューナーコントロー
ラ１２に送られ、ＲＦ空洞２に取り付けられたチューナ
ー６を駆動するモータを制御し、チューナー６のＲＦ空
洞２内への出し入れにより、シンセサイザー９で設定さ
れた新しい周波数の電磁界と、ＲＦ空洞２の共振周波数
が一致する様にフィードバック制御を行う。また、電圧
／位相差測定装置１１で測定された電圧差情報（電圧強
度信号）は、高周波電源１０に再度、戻され、フィード
バック制御される。

【００７９】以上に様に、本実施の形態３を用いると加
速中のビーム強度分布（プロファイル）の変動を小さく
することができる。

【００８０】すなわち、この実施の形態３に係る電子ビ
ーム加速装置は、電子ビーム強度分布検出手段１８を備
え、この電子ビーム強度分布検出手段１８からの信号を
元に、シンセサイザー９から出る高周波電磁界の周波数
を所定の値に変更し、且つ、高周波加速空洞２に設置さ
れたチューナー６を調整することで、高周波加速空洞２
の共振周波数を上記所定の値とするもので、加速中のビ
ーム強度分布（プロファイル）の変動を小さくすること
ができる。

【００８１】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
係る電子ビーム加速装置について図面を参照しながら説
明する。図１４は、この発明の実施の形態４に係る電子
ビーム加速装置の共振周波数調整制御データの流れを示
す図である。

【００８２】図１４において、１９は位相シフター、２
０は電子銃グリッドＲＦ電源である。発生周期調整手段
は、位相シフター１９、及び電子銃グリッドＲＦ電源２
０から構成されている。なお、他の構成は、上記実施の
形態１と同様である。

【００８３】つぎに、この実施の形態４に係る電子ビー
ム加速装置の動作について図面を参照しながら説明す
る。

【００８４】図１４を参照して制御データの流れを説明
する。ビーム位置モニタ７で電子ビームの位置を測定す
る。この測定データは、コンピュータ８の中に取り込ま
れ、必要な周波数変更量を計算する。その周波数変更量
は、シンセサイザー９へ送られ、所定の周波数の電磁界
（所定の高周波基準信号）を発生させる。その後、高周
波電源１０へ所定の高周波基準信号は送られ、増幅され
る。

【００８５】大容量の高周波基準信号、つまり高周波電
磁界は、高周波加速空洞（ＲＦ空洞）２のカプラー１３
から投入される。ＲＦ空洞２内の電磁界の情報は、ピッ
クアップ１４から取り出され、電圧／位相差測定装置１
１に導かれる。そこで、ピックアップ１４から取得した
高周波信号と高周波電源１０からの高周波基準信号との
間の電圧差（電界強度差）、及び位相差が測定される。

【００８６】この位相差情報は、チューナーコントロー
ラ１２に送られ、ＲＦ空洞２に取り付けられたチューナ
ー６を駆動するモータを制御し、チューナー６のＲＦ空
洞２内への出し入れにより、シンセサイザー９で設定さ
れた新しい周波数の電磁界と、ＲＦ空洞２の共振周波数
が一致する様にフィードバック制御を行う。また、電圧
／位相差測定装置１１で測定された電圧差情報（電圧強
度信号）は、高周波電源１０に再度、戻され、フィード
バック制御される。

【００８７】さらに、ピックアップ１４から取り出され
た高周波信号は、位相シフター１９を経由して、電子銃
グリッドＲＦ電源２０へ送られる。そこで、ＲＦ空洞２
内の電磁界と同期したグリッドパルス信号が電子銃１に
投入される。なお、本実施の形態４では、ビーム位置モ
ニタ７で測定したビーム位置を検出信号としていたが、
実施の形態２、実施の形態３の様に、ＤＣＣＴ１７や、
電子ビーム強度分布検出手段１８を検出信号としても、
同様の効果を奏する。なお、電子銃の種類によっては、
グリッドを接地して、カソードにＲＦ電圧を投入するタ
イプもある。その場合の制御方法は、本実施の形態４と
同じである。

【００８８】以上の様に、本実施の形態４を用いると、
加速可能な位相周辺の電子ビームのみを発生させること
が可能となり、効率良く電子ビームを加速できるという
効果がある。

【００８９】すなわち、この実施の形態４に係る電子ビ
ーム加速装置は、位相シフター１９、及び電子銃グリッ
ドＲＦ電源２０を備え、電子銃１から出てくる電子ビー
ムの発生周期を、高周波加速空洞２の共振周波数と概等
しくし、高周波加速空洞２の共振周波数の変更に応じ
て、調整するもので、効率良く電子ビームを加速するこ
とができる。

【００９０】

【発明の効果】この発明の請求項１に係る電子ビーム加
速装置は、以上説明したとおり、電子ビームを発生する
電子ビーム発生手段と、前記電子ビームの加速を行う電
子ビーム加速手段と、前記電子ビーム加速手段に投入す
る高周波電界の基準信号の周波数を電子ビームの時間変
動に応じて変化させる高周波基準信号発生手段と、前記
電子ビーム加速手段の一端に近接して設けられ、前記加
速された電子ビームを時間的に一定の磁場で偏向する第
１の電子ビーム偏向手段と、前記電子ビーム加速手段の
他端に近接して設けられ、前記加速された電子ビームを
時間的に一定の磁場で偏向する第２の電子ビーム偏向手
段と、前記電子ビーム加速手段に設けられ、可動して共
振周波数を調整する共振周波数調整手段とを備えたの
で、時間変動の少ない安定した電子ビームを加速するこ
とができ、電子ビ−ム加速手段の高周波電磁界発生用の
高周波電源の出力パワー安定度を緩くすることができ、
電源コストを下げることができるという効果を奏する。

【００９１】この発明の請求項２に係る電子ビーム加速
装置は、以上説明したとおり、前記子ビームの位置を検
出する電子ビーム位置検出手段と、前記電子ビーム位置
検出手段により検出された前記電子ビームの位置からビ
ーム位置ずれを求め、それに基いて必要な周波数変更量
を計算する周波数変更量計算手段と、前記周波数変更量
に基いて高周波基準信号を発生する高周波基準信号発生
手段と、前記高周波基準信号発生手段により発生された
高周波基準信号を増幅する高周波増幅手段と、前記高周
波増幅手段により増幅された高周波電界を前記電子ビー
ム加速手段へ印加する高周波電界印加手段と、前記電子
ビーム加速手段から高周波電界を抽出する高周波電界抽
出手段と、前記高周波電界抽出手段からの高周波電界と
前記高周波増幅手段からの高周波電界との間の電圧差、
及び位相差を測定する電圧／位相差測定手段と、前記電
圧／位相差測定手段により測定された位相差に基いて前
記共振周波数調整手段を駆動して、前記高周波基準信号
発生手段により発生された高周波基準信号の周波数と前
記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致する様にフィ
ードバック制御する調整制御手段とをさらに備えたの
で、加速中のビーム位置変動を小さくすることができる
という効果を奏する。

【００９２】この発明の請求項３に係る電子ビーム加速
装置は、以上説明したとおり、前記電子ビームのビーム
強度を検出する電子ビーム強度検出手段と、前記電子ビ
ーム強度検出手段により検出された前記電子ビームの強
度からビーム強度ずれを求め、それに基いて必要な周波
数変更量を計算する周波数変更量計算手段と、前記周波
数変更量に基いて高周波基準信号を発生する高周波基準
信号発生手段と、前記高周波基準信号発生手段により発
生された高周波基準信号を増幅する高周波増幅手段と、
前記高周波増幅手段により増幅された高周波電界を前記
電子ビーム加速手段へ印加する高周波電界印加手段と、
前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出する高周
波電界抽出手段と、前記高周波電界抽出手段からの高周
波電界と前記高周波増幅手段からの高周波電界との間の
電圧差、及び位相差を測定する電圧／位相差測定手段
と、前記電圧／位相差測定手段により測定された位相差
に基いて前記共振周波数調整手段を駆動して、前記高周
波基準信号発生手段により発生された高周波基準信号の
周波数と前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致す
る様にフィードバック制御する調整制御手段とをさらに
備えたので、加速中のビーム電流の変動を小さくするこ
とができるという効果を奏する。

【００９３】この発明の請求項４に係る電子ビーム加速
装置は、以上説明したとおり、前記電子ビームのビーム
強度分布を検出する電子ビーム強度分布検出手段と、前
記電子ビーム強度分布検出手段により検出された前記電
子ビームの強度分布からビーム強度分布ずれを求め、そ
れに基いて必要な周波数変更量を計算する周波数変更量
計算手段と、前記周波数変更量に基いて高周波基準信号
を発生する高周波基準信号発生手段と、前記高周波基準
信号発生手段により発生された高周波基準信号を増幅す
る高周波増幅手段と、前記高周波増幅手段により増幅さ
れた高周波電界を前記電子ビーム加速手段へ印加する高
周波電界印加手段と、前記電子ビーム加速手段から高周
波電界を抽出する高周波電界抽出手段と、前記高周波電
界抽出手段からの高周波電界と前記高周波増幅手段から
の高周波電界との間の電圧差、及び位相差を測定する電
圧／位相差測定手段と、前記電圧／位相差測定手段によ
り測定された位相差に基いて前記共振周波数調整手段を
駆動して、前記高周波基準信号発生手段により発生され
た高周波基準信号の周波数と前記電子ビーム加速手段の
共振周波数が一致する様にフィードバック制御する調整
制御手段とをさらに備えたので、加速中のビーム強度分
布(プロファイル）の変動を小さくすることができると
いう効果を奏する。

【００９４】この発明の請求項５に係る電子ビーム加速
装置は、以上説明したとおり、前記高周波電界抽出手段
からの高周波電界に基いて、前記電子ビーム加速手段の
共振周波数と概等しくなるように、前記電子ビーム発生
手段から発生される電子ビームの発生周期を調整する発
生周期調整手段さらに備えたので、効率良く電子ビーム
を加速できるという効果を奏する。

【００９５】この発明の請求項６に係る電子ビーム加速
方法は、以上説明したとおり、電子ビームを発生するス
テップと、前記発生された電子ビームを加速するステッ
プと、前記加速された電子ビームを偏向するステップ
と、電子ビームを加速する電子ビーム加速手段に設けら
れた共振周波数調整手段を可動して前記電子ビーム加速
手段の共振周波数を調整する共振周波数調整ステップと
を含み、前記共振周波数調整ステップは、前記電子ビー
ムの位置を検出するステップと、前記検出された電子ビ
ーム位置からビーム位置ずれを求め、それに基いて必要
な周波数変更量を計算するステップと、前記周波数変更
量に基いて高周波基準信号を発生するステップと、前記
発生された高周波基準信号を増幅し高周波電界を発生さ
せるステップと、前記高周波電界を前記電子ビーム加速
手段へ印加するステップと、前記電子ビーム加速手段か
ら高周波電界を抽出するステップと、前記抽出された高
周波電界と前記増幅された高周波電界との間の電圧差、
及び位相差を測定するステップと、前記測定された位相
差に基いて前記共振周波数調整手段を駆動して、前記発
生された高周波基準信号の周波数と前記電子ビーム加速
手段の共振周波数が一致する様にフィードバック制御す
るステップとを有するので、時間毎の加速中のビーム位
置変動の小さい安定した電子ビームを、電子ビーム加速
手段の高周波電磁界発生用の高周波電源の出力パワー安
定度が悪くても得ることができ、電源コストを下げるこ
とができるという効果を奏する。

【００９６】この発明の請求項７に係る電子ビーム加速
方法は、以上説明したとおり、電子ビームを発生するス
テップと、前記発生された電子ビームを加速するステッ
プと、前記加速された電子ビームを偏向するステップ
と、電子ビームを加速する電子ビーム加速手段に設けら
れた共振周波数調整手段を可動して前記電子ビーム加速
手段の共振周波数を調整する共振周波数調整ステップと
を含み、前記共振周波数調整ステップは、前記電子ビー
ムの強度を検出するステップと、前記検出された電子ビ
ーム強度からビーム強度ずれを求め、それに基いて必要
な周波数変更量を計算するステップと、前記周波数変更
量に基いて高周波基準信号を発生するステップと、前記
発生された高周波基準信号を増幅し高周波電界を発生さ
せるステップと、前記高周波電界を前記電子ビーム加速
手段へ印加するステップと、前記電子ビーム加速手段か
ら高周波電界を抽出するステップと、前記抽出された高
周波電界と前記増幅された高周波電界との間の電圧差、
及び位相差を測定するステップと、前記測定された位相
差に基いて前記共振周波数調整手段を駆動して、前記発
生された高周波基準信号の周波数と前記電子ビーム加速
手段の共振周波数が一致する様にフィードバック制御す
るステップとを有するので、時間毎の加速中のビーム電
流変動の小さい安定した電子ビームを、電子ビーム加速
手段の高周波電磁界発生用の高周波電源の出力パワー安
定度が悪くても得ることができ、電源コストを下げるこ
とができるという効果を奏する。

【００９７】この発明の請求項８に係る電子ビーム加速
方法は、以上説明したとおり、電子ビームを発生するス
テップと、前記発生された電子ビームを加速するステッ
プと、前記加速された電子ビームを偏向するステップ
と、電子ビームを加速する電子ビーム加速手段に設けら
れた共振周波数調整手段を可動して前記電子ビーム加速
手段の共振周波数を調整する共振周波数調整ステップと
を含み、前記共振周波数調整ステップは、前記電子ビー
ムの強度分布を検出するステップと、前記検出された電
子ビーム強度分布からビーム強度分布ずれを求め、それ
に基いて必要な周波数変更量を計算するステップと、前
記周波数変更量に基いて高周波基準信号を発生するステ
ップと、前記発生された高周波基準信号を増幅し高周波
電界を発生させるステップと、前記高周波電界を前記電
子ビーム加速手段へ印加するステップと、前記電子ビー
ム加速手段から高周波電界を抽出するステップと、前記
抽出された高周波電界と前記増幅された高周波電界との
間の電圧差、及び位相差を測定するステップと、前記測
定された位相差に基いて前記共振周波数調整手段を駆動
して、前記発生された高周波基準信号の周波数と前記電
子ビーム加速手段の共振周波数が一致する様にフィード
バック制御するステップとを有するので、時間毎の加速
中のビーム強度分布変動の小さい安定した電子ビーム
を、電子ビーム加速手段の高周波電磁界発生用の高周波
電源の出力パワー安定度が悪くても得ることができ、電
源コストを下げることができるという効果を奏する。

【００９８】この発明の請求項９に係る電子ビーム加速
方法は、以上説明したとおり、前記抽出された高周波電
界に基いて、前記電子ビーム加速手段の共振周波数と概
等しくなるように、電子ビーム発生手段から発生される
電子ビームの発生周期を調整するステップをさらに含む
ので、効率良く電子ビームを加速できるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る電子ビーム加
速装置の上からみた概略構成及びビーム軌道を示す図で
ある。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る電子ビーム加
速装置の共振周波数調整制御データの流れを示す図であ
る。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る電子ビーム加
速装置の電子ビームの加速される軌道方向を模式的に示
す図である。

【図４】 この発明の実施の形態１に係る電子ビーム加
速装置の加速中のビームの運動を表す座標系を示す図で
ある。

【図５】 この発明の実施の形態１に係る電子ビーム加
速装置の高周波加速電界の位相と電子ビームの位相の関
係を模式的に示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態１に係る電子ビーム加
速装置の周波数調整のアルゴリズムを示すフローチャー
トである。

【図７】 この発明の実施の形態１に係る電子ビーム加
速装置の制御を適用したシミュレーション実験結果を示
す図である。

【図８】 この発明の実施の形態２に係る電子ビーム加
速装置の上からみた概略構成及びビーム軌道を示す図で
ある。

【図９】 この発明の実施の形態２に係る電子ビーム加
速装置の共振周波数調整制御データの流れを示す図であ
る。

【図１０】 この発明の実施の形態２に係る電子ビーム
加速装置の周波数調整のアルゴリズムを示すフローチャ
ートである。

【図１１】 この発明の実施の形態３に係る電子ビーム
加速装置の上からみた概略構成及びビーム軌道を示す図
である。

【図１２】 この発明の実施の形態３に係る電子ビーム
加速装置の共振周波数調整制御データの流れを示す図で
ある。

【図１３】 この発明の実施の形態３に係る電子ビーム
加速装置の周波数調整のアルゴリズムを示すフローチャ
ートである。

【図１４】 この発明の実施の形態４に係る電子ビーム
加速装置の共振周波数調整制御データの流れを示す図で
ある。

【図１５】 従来の電子ビーム加速装置の構成を示す図
である。

【符号の説明】

１ 電子銃、２ 高周波加速空洞、３ 偏向電磁石、４
偏向電磁石、５ 電子ビーム軌道、６ チューナー、
７ ビーム位置モニタ、８ コンピュータ、９シンセサ
イザー、１０ 高周波電源、１１ 電圧／位相差測定装
置、１２ チューナーコントローラ、１３ カプラー、
１４ ピックアップ、１７ 磁気変調型電流トランス、
１８ 電子ビーム強度分布検出手段、１９ 位相シフタ
ー、２０ 電子銃グリッドＲＦ電源。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームを発生する電子ビーム発生手
   段と、 前記電子ビームの加速を行う電子ビーム加速手段と、 前記電子ビーム加速手段に投入する高周波電界の基準信
   号の周波数を電子ビームの時間変動に応じて変化させる
   高周波基準信号発生手段と、 前記電子ビーム加速手段の一端に近接して設けられ、前
   記加速された電子ビームを時間的に一定の磁場で偏向す
   る第１の電子ビーム偏向手段と、 前記電子ビーム加速手段の他端に近接して設けられ、前
   記加速された電子ビームを時間的に一定の磁場で偏向す
   る第２の電子ビーム偏向手段と、 前記電子ビーム加速手段に設けられ、可動して共振周波
   数を調整する共振周波数調整手段とを備えたことを特徴
   とする電子ビーム加速装置。
2. 【請求項２】 前記子ビームの位置を検出する電子ビー
   ム位置検出手段と、 前記電子ビーム位置検出手段により検出された前記電子
   ビームの位置からビーム位置ずれを求め、それに基いて
   必要な周波数変更量を計算する周波数変更量計算手段
   と、 前記周波数変更量に基いて高周波基準信号を発生する高
   周波基準信号発生手段と、 前記高周波基準信号発生手段により発生された高周波基
   準信号を増幅する高周波増幅手段と、 前記高周波増幅手段により増幅された高周波電界を前記
   電子ビーム加速手段へ印加する高周波電界印加手段と、 前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出する高周
   波電界抽出手段と、 前記高周波電界抽出手段からの高周波電界と前記高周波
   増幅手段からの高周波電界との間の電圧差、及び位相差
   を測定する電圧／位相差測定手段と、 前記電圧／位相差測定手段により測定された位相差に基
   いて前記共振周波数調整手段を駆動して、前記高周波基
   準信号発生手段により発生された高周波基準信号の周波
   数と前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致する様
   にフィードバック制御する調整制御手段とをさらに備え
   たことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム加速装
   置。
3. 【請求項３】 前記電子ビームのビーム強度を検出する
   電子ビーム強度検出手段と、 前記電子ビーム強度検出手段により検出された前記電子
   ビームの強度からビーム強度ずれを求め、それに基いて
   必要な周波数変更量を計算する周波数変更量計算手段
   と、 前記周波数変更量に基いて高周波基準信号を発生する高
   周波基準信号発生手段と、 前記高周波基準信号発生手段により発生された高周波基
   準信号を増幅する高周波増幅手段と、 前記高周波増幅手段により増幅された高周波電界を前記
   電子ビーム加速手段へ印加する高周波電界印加手段と、 前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出する高周
   波電界抽出手段と、 前記高周波電界抽出手段からの高周波電界と前記高周波
   増幅手段からの高周波電界との間の電圧差、及び位相差
   を測定する電圧／位相差測定手段と、 前記電圧／位相差測定手段により測定された位相差に基
   いて前記共振周波数調整手段を駆動して、前記高周波基
   準信号発生手段により発生された高周波基準信号の周波
   数と前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致する様
   にフィードバック制御する調整制御手段とをさらに備え
   たことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム加速装
   置。
4. 【請求項４】 前記電子ビームのビーム強度分布を検出
   する電子ビーム強度分布検出手段と、 前記電子ビーム強度分布検出手段により検出された前記
   電子ビームの強度分布からビーム強度分布ずれを求め、
   それに基いて必要な周波数変更量を計算する周波数変更
   量計算手段と、 前記周波数変更量に基いて高周波基準信号を発生する高
   周波基準信号発生手段と、 前記高周波基準信号発生手段により発生された高周波基
   準信号を増幅する高周波増幅手段と、 前記高周波増幅手段により増幅された高周波電界を前記
   電子ビーム加速手段へ印加する高周波電界印加手段と、 前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出する高周
   波電界抽出手段と、 前記高周波電界抽出手段からの高周波電界と前記高周波
   増幅手段からの高周波電界との間の電圧差、及び位相差
   を測定する電圧／位相差測定手段と、 前記電圧／位相差測定手段により測定された位相差に基
   いて前記共振周波数調整手段を駆動して、前記高周波基
   準信号発生手段により発生された高周波基準信号の周波
   数と前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致する様
   にフィードバック制御する調整制御手段とをさらに備え
   たことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム加速装
   置。
5. 【請求項５】 前記高周波電界抽出手段からの高周波電
   界に基いて、前記電子ビーム加速手段の共振周波数と概
   等しくなるように、前記電子ビーム発生手段から発生さ
   れる電子ビームの発生周期を調整する発生周期調整手段
   をさらに備えたことを特徴とする請求項２乃至４記載の
   電子ビーム加速装置。
6. 【請求項６】 電子ビームを発生するステップと、 前記発生された電子ビームを加速するステップと、 前記加速された電子ビームを偏向するステップと、 電子ビームを加速する電子ビーム加速手段に設けられた
   共振周波数調整手段を可動して前記電子ビーム加速手段
   の共振周波数を調整する共振周波数調整ステップとを含
   み、 前記共振周波数調整ステップは、 前記電子ビームの位置を検出するステップと、 前記検出された電子ビーム位置からビーム位置ずれを求
   め、それに基いて必要な周波数変更量を計算するステッ
   プと、 前記周波数変更量に基いて高周波基準信号を発生するス
   テップと、 前記発生された高周波基準信号を増幅し高周波電界を発
   生させるステップと、 前記高周波電界を前記電子ビーム加速手段へ印加するス
   テップと、 前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出するステ
   ップと、 前記抽出された高周波電界と前記増幅された高周波電界
   との間の電圧差、及び位相差を測定するステップと、 前記測定された位相差に基いて前記共振周波数調整手段
   を駆動して、前記発生された高周波基準信号の周波数と
   前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致する様にフ
   ィードバック制御するステップとを有することを特徴と
   する電子ビーム加速方法。
7. 【請求項７】 電子ビームを発生するステップと、 前記発生された電子ビームを加速するステップと、 前記加速された電子ビームを偏向するステップと、 電子ビームを加速する電子ビーム加速手段に設けられた
   共振周波数調整手段を可動して前記電子ビーム加速手段
   の共振周波数を調整する共振周波数調整ステップとを含
   み、 前記共振周波数調整ステップは、 前記電子ビームの強度を検出するステップと、 前記検出された電子ビーム強度からビーム強度ずれを求
   め、それに基いて必要な周波数変更量を計算するステッ
   プと、 前記周波数変更量に基いて高周波基準信号を発生するス
   テップと、 前記発生された高周波基準信号を増幅し高周波電界を発
   生させるステップと、 前記高周波電界を前記電子ビーム加速手段へ印加するス
   テップと、 前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出するステ
   ップと、 前記抽出された高周波電界と前記増幅された高周波電界
   との間の電圧差、及び位相差を測定するステップと、 前記測定された位相差に基いて前記共振周波数調整手段
   を駆動して、前記発生された高周波基準信号の周波数と
   前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致する様にフ
   ィードバック制御するステップとを有することを特徴と
   する電子ビーム加速方法。
8. 【請求項８】 電子ビームを発生するステップと、 前記発生された電子ビームを加速するステップと、 前記加速された電子ビームを偏向するステップと、 電子ビームを加速する電子ビーム加速手段に設けられた
   共振周波数調整手段を可動して前記電子ビーム加速手段
   の共振周波数を調整する共振周波数調整ステップとを含
   み、 前記共振周波数調整ステップは、 前記電子ビームの強度分布を検出するステップと、 前記検出された電子ビーム強度分布からビーム強度分布
   ずれを求め、それに基いて必要な周波数変更量を計算す
   るステップと、 前記周波数変更量に基いて高周波基準信号を発生するス
   テップと、 前記発生された高周波基準信号を増幅し高周波電界を発
   生させるステップと、 前記高周波電界を前記電子ビーム加速手段へ印加するス
   テップと、 前記電子ビーム加速手段から高周波電界を抽出するステ
   ップと、 前記抽出された高周波電界と前記増幅された高周波電界
   との間の電圧差、及び位相差を測定するステップと、 前記測定された位相差に基いて前記共振周波数調整手段
   を駆動して、前記発生された高周波基準信号の周波数と
   前記電子ビーム加速手段の共振周波数が一致する様にフ
   ィードバック制御するステップとを有することを特徴と
   する電子ビーム加速方法。
9. 【請求項９】 前記抽出された高周波電界に基いて、前
   記電子ビーム加速手段の共振周波数と概等しくなるよう
   に、電子ビーム発生手段から発生される電子ビームの発
   生周期を調整するステップをさらに含むことを特徴とす
   る請求項６乃至８記載の電子ビーム加速方法。