JP2003057397A - ビーム電流減衰器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に作製できるとともに荷電粒子ビームの
ビーム電流の調整が容易にできるビーム電流減衰器を得
る。 【解決手段】 ビーム電流減衰器１は、複数のスリット
４が設けられた金属板２と、この金属板２を支持し、軸
線方向に往復移動可能な支持軸３とを備えている。複数
のスリット４は、互いに平行に金属板２に設けられてお
り、このスリット４の幅寸法がそれぞれ長手方向に沿っ
て支持軸３に向かって連続的に小さくなっている。従っ
て、荷電粒子ビーム５を金属板２に照射したときに荷電
粒子ビーム５はスリット４のみを通過し、他の金属部分
は通過しないので、ビーム電流を減衰させることがで
き、金属板２を往復移動させることによりスリット４の
幅寸法を変化させ、ビーム電流の減衰率を変化させるこ
とができる。

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、荷電粒子ビーム
のビーム電流を減衰するビーム電流減衰器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば、加速した荷電粒子を利用して治
療する医療機器等は、荷電粒子を加速するためにシンク
ロトロン等の粒子線加速器が用いられている。即ち、医
療機器等はこの粒子線加速器に前段加速器から荷電粒子
の束である荷電粒子ビームが入射され、この荷電粒子を
所定のエネルギまで加速して治療に利用するのである。
入射する荷電粒子ビームの荷電粒子数及びビーム断面積
から定まるビーム電流密度が大きくなると、粒子線加速
器内で荷電粒子ビームの空間電荷効果の影響により荷電
粒子は所定のコースを外れ、加速されなくなる。従っ
て、粒子線加速器に入射された荷電粒子が効率的に加速
されるようにするために前段加速器からの荷電粒子ビー
ムのビーム電流を減衰している。この減衰をするために
ビーム電流減衰器が粒子線加速器の荷電粒子ビーム入射
部分に施されている。

【０００３】即ち、図１４は、従来のビーム電流減衰器
の構成を示す概略正面図であり、図１５は、従来のビー
ム電流減衰器に荷電粒子ビームが入射されている状態を
示す模式的な斜視図であるが、これら図に示すような、
ビーム電流減衰器１０１が粒子線加速器の荷電粒子ビー
ム入射部分に設けられている。図において、ビーム電流
減衰器１０１は、ビーム電流を減衰させるアッテネータ
１０２と、このアッテネータ１０２を支持する支持軸１
０３とを備えている。

【０００４】アッテネータ１０２は、例えば額状に形成
されたステンレス製の枠１０４の内側全面にステンレス
製の減衰網１０５が張られたものである。減衰網１０５
は、ステンレス製のワイヤ１０６が網目状に形成された
ものである。このアッテネータ１０２の減衰網１０５は
前段加速器（図示しない）からの荷電粒子ビーム１０７
の経路上に設けられている。

【０００５】このビーム電流減衰器１０１は、アッテネ
ータ１０２に荷電粒子ビーム１０７を通過させることに
よって荷電粒子ビーム１０７のビーム電流を全体的に減
衰させている。つまり、荷電粒子ビーム１０７がアッテ
ネータ１０２を通過する際に、複数の荷電粒子がこのア
ッテネータ１０２に到達するが、ワイヤ１０６に当たっ
た荷電粒子はこのワイヤ１０６が荷電粒子の進行を妨げ
るのでアッテネータ１０２を通過することができない
が、ワイヤ１０６同士の間の空間部分に到達した荷電粒
子は障害物がないのでそのまま通過する。このことによ
って、全体として荷電粒子ビーム１０７の荷電粒子数を
減少させてビーム電流を減衰させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のビー
ム電流減衰器１０１は、アッテネータ１０２の減衰網１
０５によりビーム電流を減衰させているが、この減衰網
１０５は多数のワイヤ１０６により構成されているの
で、ワイヤ１０６を多数張る必要があり、作製が困難で
コストが高くなるという問題点があった。

【０００７】また、アッテネータ１０２は、減衰網１０
５の網目の大きさを変化させることができないので、荷
電粒子ビーム１０７のビーム電流の減衰量を変化させる
には網目の大きさが異なる別のアッテネータ１０２に代
えなければならず、荷電粒子ビーム１０７のビーム電流
の減衰量の調整が困難であるという問題点があった。

【０００８】そこでこの発明は、上記のような問題点を
解決することを課題とするもので、容易に作製できると
ともに荷電粒子ビームのビーム電流の調整が容易にでき
るビーム電流減衰器を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るビーム電
流減衰器は、荷電粒子ビームの経路上に複数のスリット
が形成された金属板が配置され、前記荷電粒子ビームの
一部を前記金属板が遮断することによって前記荷電粒子
ビームのビーム電流を減衰させるようになっている。

【００１０】また、前記金属板は、前記スリットの長手
方向に往復移動可能になっており、前記スリットは、幅
寸法が長手方向に沿って連続的に小さくなっている。

【００１１】また、前記金属板は、前記スリットの長手
方向に往復移動可能になっており、前記スリットは、幅
寸法が長手方向に沿って階段状に小さくなっている。

【００１２】また、前記金属板を複数備え、各前記金属
板の前記スリットの形状がそれぞれ異なっており、各前
記金属板は、選択的に前記荷電粒子ビームの経路上に出
し入れ可能に往復移動するようになっている。

【００１３】また、前記金属板を複数備え、各前記金属
板の前記スリットの長手方向がそれぞれ異なっている。

【００１４】また、前記スリットには、前記スリットを
通過する前記荷電粒子ビームの量を調整する金属製の遮
蔽板が回転自在に設けられている。

【００１５】また、荷電粒子ビームの経路上に窓枠形状
の金属板が配置され、前記金属板には、前記金属板によ
って形成された内側の空間を通過する前記荷電粒子ビー
ムの量を調整する金属製の遮蔽板が少なくとも１枚回転
自在に設けられている。

【００１６】また、前記スリットは、曲折している。

【００１７】また、前記金属板は、回転可能であり、前
記荷電粒子ビームの前記金属板に対する入射角度が変わ
るようになっている。

【００１８】また、前記荷電粒子ビームの経路上で前記
金属板の下流側に所定のエネルギを有した荷電粒子を偏
向磁石により偏向して取り出す選別器が設けられてい
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態につ
いて説明するが、従来例のものと同一又は同等部材、部
位は、同一符号を付して説明する。

【００２０】実施の形態１．図１は、この発明の実施の
形態１に係るビーム電流減衰器１の構成を示す要部正面
図であり、図２は、この発明の実施の形態１に係るビー
ム電流減衰器１に荷電粒子ビームが入射されている状態
を示す模式的な要部斜視図である。これら図において、
ビーム電流減衰器１は、複数のスリット４が設けられた
金属板２と、この金属板２を支持し、軸線方向に往復移
動可能な支持軸３とを備えている。

【００２１】金属板２は、例えばステンレスあるいは銅
等で作製されている。複数のスリット４は、互いに平行
に金属板２に設けられており、このスリット４の幅寸法
がそれぞれ長手方向に沿って連続的に小さくなってい
る。図では、支持軸３に近づくにしたがって幅寸法が小
さくなっているが、逆に支持軸３に近づくにしたがって
大きくなっている構成としてもよい。また、金属板２
は、荷電粒子ビーム５が前段加速器から粒子線加速器
（図示しない）に入射するまでの間の経路上に挿入され
ており、荷電粒子ビーム５が金属板２のスリット４を通
過するように交差している。

【００２２】支持軸３は、その軸線がスリット４の長手
方向の軸線方向と平行になるように金属板２の側辺に端
部が固定されている。また、支持軸３は、図示しない駆
動機構に取り付けられており、軸線方向に往復移動可能
となっている。従って、金属板２も支持軸３とともに往
復移動可能となっている。

【００２３】スリット４は金属板２にワイヤ等を通して
切削するワイヤ切削加工等の一般に知られた方法により
形成される。

【００２４】このような構成のビーム電流減衰器１は、
粒子加速器の荷電粒子ビーム５の入射部分に配置されて
荷電粒子ビーム５のビーム電流を減衰させる。これは、
金属板２が、前段加速器からの荷電粒子ビーム５の荷電
粒子数を制限していることを意味している。即ち、金属
板２の金属部分に到達した荷電粒子はその進行をその金
属部分によって妨げられて通過できないが、スリット４
に到達した荷電粒子はその進行を妨害するものがないの
でそのまま通過する。その結果、金属板２の粒子線加速
器側である下流側に到達する荷電粒子はスリット４を通
過したもののみとなり、荷電粒子ビーム５は、金属板２
に到達する前の上流側に比べて金属板２の下流側の荷電
粒子の数が減少し、ビーム電流が上流側に比べて下流側
が小さくなる。従って、スリット４が設けられた金属板
２は、荷電粒子ビーム５のビーム電流を減衰させるアッ
テネータとしての機能を有していることを意味する。

【００２５】また、金属板２は、支持軸３によりスリッ
ト４の長手方向に往復移動可能であり、このスリット４
の幅寸法が長手方向に連続的に支持軸３に向かって小さ
くなっているので、金属板２が支持軸３とともにスリッ
ト４の長手方向に支持軸３側移動すると、荷電粒子ビー
ム５の経路は移動しないため、荷電粒子ビーム５が金属
板２に当たる部分では、スリット４の幅寸法が大きくな
り、金属部分の幅寸法が小さくなる。このように変化す
ると、荷電粒子ビーム５の荷電粒子のスリット４を通過
する割合が大きくなり、上流側と下流側との荷電粒子ビ
ーム５のビーム電流の比である減衰率が小さくなる。金
属板２を反対方向に移動させると、逆に荷電粒子ビーム
５のビーム電流の減衰率は大きくなる。

【００２６】従って、金属板２を移動させるだけで、荷
電粒子ビーム５のビーム電流の減衰率を調整することが
できる。なお、スリット４の幅寸法が支持軸３に向かっ
て大きくなっている場合であっても、同様の原理により
荷電粒子ビーム５のビーム電流の減衰率を調整すること
ができる。

【００２７】また、金属板２のスリット４はワイヤ切削
等の簡易な方法で、従来例に比べて容易に短時間で形成
することができる。

【００２８】ここで、荷電粒子ビーム５には、荷電粒子
数の密度差があるため、ビーム電流の減衰率の誤差を小
さくするために、スリット４の幅寸法及び間隔を小さく
してスリット４の数を多くすることが望ましいが、高い
加工精度が必要とされるので、荷電粒子ビーム５の幅を
広げることによりビーム電流の減衰率の誤差を小さくし
ている。即ち、荷電粒子ビーム５の幅を広げると、荷電
粒子ビーム５はより多くのスリット４を通過するように
なり、ビーム電流の減衰率は荷電粒子ビーム５内の荷電
粒子数の密度差に影響を受けにくくなるのである。

【００２９】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２に係るビーム電流減衰器を示す要部正面図であ
る。図３において、スリット４は、幅寸法が長手方向に
沿って支持軸３に向かって階段状に小さくなっている。
他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。

【００３０】従って、実施の形態１と同様に、金属板２
を往復移動させることにより、荷電粒子ビーム５のビー
ム電流の減衰率を変化させることができる。また、階段
状のスリット４の任意の一つの階段部分を見てみると、
幅寸法がその階段部分の中ではどの位置でも同一である
ので、金属板２を停止させる精度が多少悪くても荷電粒
子ビーム５がその階段部分内を通過するように停止して
いれば、スリット４において設定した幅寸法の階段部分
を通過でき、ビーム電流の減衰率が正確に得られる。

【００３１】なお、図４に示すように、スリット４の各
階段部分を独立させて形成しても同様の効果を奏する。

【００３２】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３に係るビーム電流減衰器の金属板２の構成を示す
要部正面図であり、図６は、この発明の実施の形態３に
係るビーム電流減衰器の概略構成を示す要部斜視図であ
る。これら図において、ビーム電流減衰器１は、金属板
２を複数備えている。各金属板２には、長手方向に幅寸
法が同一のスリット４が形成されているが、それぞれ金
属板２ごとに異なった幅寸法のスリット４が形成されて
いる。例えば、図６に示すように、ビーム電流減衰器１
は、幅寸法が長手方向に同一のスリット４ａが形成され
た金属板２ａと、このスリット４ａより幅寸法の大きい
スリット４ｂが形成された金属板２ｂとを備えている。
これら金属板２ａ及び金属板２ｂは、板面が平行となる
ように配置され、各金属板２ａ及び２ｂに固定されてい
る支持軸３がそれぞれ図示しない駆動機構に取り付けら
れている。従って、各金属板２ａ及び２ｂは、選択的に
荷電粒子ビーム５の経路上に挿入されるようになってい
る。他の構成は実施の形態１と同様である。

【００３３】このビーム電流減衰器１では、荷電粒子ビ
ーム５のビーム電流の減衰率を大きくする場合には、金
属板２ａを駆動機構により移動させ荷電粒子ビーム５の
経路上に挿入してビーム電流を減衰し、減衰率を小さく
する場合には、金属板２ｂを駆動機構により移動させ荷
電粒子ビーム５の経路上に挿入してビーム電流を減衰す
る。従って、このビーム電流減衰器１では、金属板２ａ
におけるスリット４ａの幅寸法により得られるビーム電
流の減衰率、及び金属板２ｂにおけるスリット４ｂの幅
寸法により得られるビーム電流の減衰率の２段階の減衰
率が得られる。なお、さらに減衰率の段階数を増加する
ためにスリット４の幅寸法が異なる金属板２を３枚以上
にしてもよい。

【００３４】従って、このビーム電流減衰器１は、荷電
粒子ビーム５のビーム電流の減衰率を調整できる。ま
た、各金属板２ａ及び２ｂの移動は、荷電粒子ビーム５
の経路上への出し入れのみであるので、制御が簡単にな
る。

【００３５】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４に係るビーム減衰器の構成を示す要部斜視図であ
り、図８は、図７の金属板２の上面図である。これら図
において、金属板２のスリット４には、スリット４と同
一形状の遮蔽板６がスリット４の長手方向の中心軸を中
心に回転自在に設けられている。また、遮蔽板６は、金
属板２と同様の材質で作製された板であり、この遮蔽板
６を回転させるための図示しない回転駆動機構に連動し
ている。従って、回転駆動機構によって遮蔽板６が回転
し、遮蔽板６の板面と金属板２の板面とが同一平面上に
なると、遮蔽板６がスリット４全体を塞ぐようになって
いる。さらに、支持軸３は図示しない駆動機構に取り付
けられており、金属板２とともに往復移動して、金属板
２が荷電粒子ビーム５の経路上に出し入れ可能になって
いる。他の構成は実施の形態１と同様である。

【００３６】ビーム電流減衰器１は、このような構成で
あるので、回転駆動機構により遮蔽板６が回転すること
により、荷電粒子ビーム５の経路の上流側から見たスリ
ット４と遮蔽板６とによって形成される隙間の幅寸法が
変化する。即ち、遮蔽板６が回転して、遮蔽板６の板面
が荷電粒子ビーム５の経路と平行になったときに、最も
スリット４と遮蔽板６との隙間が大きくなり、さらに回
転すると、スリット４と遮蔽板６との隙間は徐々に小さ
くなる。この隙間の幅寸法を変化させることによって、
金属板２の下流側に到達する荷電粒子数を調整すること
ができる。

【００３７】従って、このビーム電流減衰器１は、遮蔽
板６の回転によりビーム電流を調整するので、調整でき
る減衰率の範囲が広がり、また、段階的でなくなめらか
に減衰率を変化させることができる。

【００３８】なお、図９に示すように、金属板２が窓枠
形状になっており、この窓枠部分に遮蔽板６が設けら
れ、この遮蔽板６が回転駆動機構に連動している構成と
しても、遮蔽板６の回転により各遮蔽板６間の隙間の幅
寸法が変化し、同様の効果を奏する。それとともに、遮
蔽板６の厚さが十分薄い場合には、遮蔽板６が荷電粒子
ビーム５の経路と平行になったときに、金属板２の窓枠
内で荷電粒子ビーム５を遮る部分が遮蔽板６の厚さ部分
のみであるため、ほとんど全ての荷電粒子ビーム５を通
すことができ、より遮蔽板６の回転で調整できる減衰率
の範囲が広がる。従って、回転駆動機構による遮蔽板６
のみの回転で、荷電粒子ビーム５を全て遮断する状態か
らほとんど全ての荷電粒子ビーム５を通す状態まで幅広
いビーム電流の減衰率の調整が可能であり、金属板２を
往復移動する構成とする必要はなくなる。

【００３９】実施の形態５．図１０は、この発明の実施
の形態５に係るビーム電流減衰器の構成を示す要部斜視
図である。図１０において、ビーム電流減衰器１は、そ
れぞれスリット４ａ及びスリット４ｂが設けられた金属
板２ａ及び金属板２ｂを備えている。各金属板２ａ及び
２ｂにそれぞれ固定された支持軸３ａ及び３ｂは、それ
ぞれ別個に制御しうる駆動機構に往復移動可能に取り付
けられている。支持軸３ａ及び３ｂは、それぞれその軸
線方向に沿って往復移動するようになっており、金属板
２ａ及び２ｂは、荷電粒子ビーム５の経路上に出し入れ
可能になっている。

【００４０】金属板２ａ及び２ｂは、その板面が互いに
平行に配置されている。各金属板２ａ及び２ｂに設けら
れたスリット４ａ及び４ｂは、長手方向がそれぞれ支持
軸３ａ及び３ｂの軸線方向に沿って設けられている。ま
た、支持軸３ａの軸線方向は支持軸３ｂの軸線方向に対
して垂直となっている。従って、金属板２ａのスリット
４ａの長手方向は金属板２ｂのスリット４ｂの長手方向
に対して垂直となっている。他の構成及び原理は実施の
形態１と同様である。

【００４１】このビーム電流減衰器１においては、金属
板２ａのみが荷電粒子ビーム５の経路上に挿入されてい
る場合、金属板２ｂのみが荷電粒子ビーム５の経路上に
挿入されている場合、及び金属板２ａ及び金属板２ｂの
両方が荷電粒子ビーム５の経路上に挿入されている場合
の３段階にビーム電流の減衰率を設定することができ
る。

【００４２】即ち、金属板２ａのみが挿入されている場
合は、金属板２ａのみのビーム電流の減衰率がビーム電
流減衰器１の減衰率となり、金属板２ｂのみが挿入され
ている場合は、金属板２ｂのみのビーム電流の減衰率が
ビーム電流減衰器１の減衰率となる。また、金属板２ａ
及び２ｂの両方が挿入されている場合は、金属板２によ
り減衰された荷電粒子ビーム５がさらに金属板２ｂによ
って減衰されるので、金属板２ａによるビーム電流の減
衰率にさらに金属板２ｂによるビーム電流の減衰率を乗
じた減衰率がビーム電流減衰器１の減衰率となる。但
し、スリット４ａとスリット４ｂとを同一の形状、大き
さとすると、金属板２ａを挿入した場合と金属板２ｂを
挿入した場合とは同一のスリット面積であるが、荷電粒
子ビーム５の幅が広がる方向によって減衰率の正確性に
差異が生じるので、減衰率を正確にするために荷電粒子
ビーム５の幅をスリットの長手方向に垂直の方向に広げ
るのがよい。

【００４３】また、金属板２ａ及び２ｂが両方荷電粒子
ビーム５の経路上に挿入されている場合では、まず金属
板２ａによってスリット４ａの長手方向に垂直の方向で
の荷電粒子数を減少させ、その後金属板２ｂによってス
リット４ｂの長手方向に垂直の方向での荷電粒子数を減
少させて、全体的に荷電粒子数を減少させているので、
荷電粒子ビーム５の幅はスリット４ａ及び４ｂの両方の
長手方向に広げるのがよい。

【００４４】従って、このビーム電流減衰器１は、複数
段階のビーム電流の減衰率が得られるとともに、金属板
２ａ及び２ｂが荷電粒子ビーム５の経路上に両方挿入さ
れることによって、一方向の荷電粒子数の減少だけでな
く多数方向の荷電粒子数を減少させることができ、荷電
粒子ビーム５の特性の一つとなっているビーム形状をあ
まり変化させることなく全体的にビーム電流を減衰させ
ることができる。

【００４５】なお、金属板２ａ及び２ｂは２枚に限定す
る必要はなく、３枚以上にすれば、ビーム電流減衰器１
はより多くの減衰率を設定することができ、また、より
多くの方向での荷電粒子数を減少させることができる。

【００４６】また、支持軸３ａ及び３ｂは、金属板２ａ
及び２ｂが荷電粒子ビーム５の経路上に配置されていれ
ばビーム形状をさほど変化させずに全体的にビーム電流
を減衰させることができるので、駆動機構に取り付けら
れて往復移動しなくてもよい。

【００４７】また、スリット４ａの長手方向とスリット
４ｂの長手方向とが垂直になっている必要はなく、スリ
ット４ａの長手方向及びスリット４ｂの長手方向が異な
っていればそれぞれの方向で荷電粒子数を減少させるこ
とができるので、全体的にビーム電流を減衰させる効果
を奏する。

【００４８】また、支持軸３ａ及び３ｂは、金属板２ａ
及び２ｂが荷電粒子ビーム５の経路上に挿入されれば荷
電粒子数を減少させることができるので、それぞれスリ
ット４ａ及び４ｂの長手方向に軸線方向が平行に設けら
れる必要はなく、また、軸線方向に移動させる必要もな
い。

【００４９】実施の形態６．図１１は、この発明の実施
の形態６に係るビーム電流減衰器の金属板２の概略構成
を示す正面図である。図１１において、金属板２には、
直角に折れ曲がって２つの直線部分を有したスリット４
が複数形成されている。これら複数のスリット４は各直
線部分が平行になるように設けられ、全体的に十字形に
なっている。また、支持軸３は駆動機構に取り付けられ
ており、簡単な制御で金属板２は荷電粒子ビーム５の経
路上に出し入れ可能となっている。他の構成及び原理は
実施の形態１と同様である。

【００５０】このビーム電流減衰器１は、スリット４が
異なる方向に延びた２つの直線部分を有しているので、
スリット４のそれぞれの直線部分に垂直な方向での荷電
粒子ビーム５の荷電粒子数を減少させることができ、１
枚の金属板２で複数方向の荷電粒子数を減少させること
ができる。その結果、ビーム形状をさほど変形すること
なく全体的にビーム電流を減衰することができる。

【００５１】なお、スリット４は、異なる方向の部分を
２つ以上有していればよいので、直角に折れ曲がってい
る必要はなく、緩やかに曲げられていてもよい。また、
スリット４自体が直線である必要もない。

【００５２】実施の形態７．図１２は、この発明の実施
の形態７に係るビーム電流減衰器の構成及び動作を説明
する要部斜視図である。図１２において、金属板２に形
成されたスリット４は、長手方向に同一の幅寸法となっ
ている。また、支持軸３は、支持軸３の軸線を中心に例
えば矢印７の向きに回転可能に駆動機構に取り付けられ
ている。従って、金属板２の板面は、支持軸３が回転す
ることにより、荷電粒子ビーム５の金属板２の板面に対
する入射角度が変化するようになっている。他の構成は
実施の形態１と同様である。

【００５３】従って、荷電粒子ビーム５の経路上で金属
板２の上流側から見たスリット４の幅寸法及び金属部分
の幅寸法は、金属板２の回転により変化する。即ち、金
属板２の板面が荷電粒子ビーム５の経路の方向に近づく
につれて上流側から見たスリット４の幅寸法及び金属部
分の幅寸法は小さくなるのである。このことから、支持
軸３とともに金属板２を回転させて荷電粒子ビーム５の
入射角度を変化させるだけで、スリット４の幅寸法と金
属部分の幅寸法との比は変わらないが、荷電粒子ビーム
５がより多くのスリット４を通過することができ、荷電
粒子ビーム５の幅を広げることなくビーム電流の減衰率
の誤差を小さくすることができる。

【００５４】なお、スリット４は、金属板２の回転によ
り幅寸法が変化するので、長手方向に同一の幅寸法であ
る必要はなく、また、スリット４の長手方向の軸線と支
持軸３の軸線とが平行であっても平行でなくてもどちら
でもよい。

【００５５】実施の形態８．図１３は、この発明の実施
の形態８に係るビーム電流減衰器の構成を示す概略的な
要部模式図である。図１３において、ビーム電流減衰器
１は、荷電粒子ビーム５の経路上で金属板２の下流側に
荷電粒子ビーム５を偏向する偏向磁石８と、偏向された
荷電粒子ビーム５が内部を通過する選別管９とを有した
選別器１０を備えている。

【００５６】偏向磁石８は、電磁石であり、粒子線加速
器で設定された入射エネルギを有した荷電粒子のみを選
別管９に向けて偏向するように発生磁場が設定されてい
る。他の構成は実施の形態１と同様である。

【００５７】このビーム電流減衰器１では、前段加速器
からの荷電粒子ビーム５は金属板２によりそのビーム電
流が減衰される。即ち、金属板２の金属部分に衝突する
ことによって金属板２を通過できなかった荷電粒子の数
だけビーム電流は減衰する。このとき、金属板２の金属
部分に衝突したにもかかわらずエネルギを低下させて金
属板２を通過してくる荷電粒子があり、また、荷電粒子
が金属部分に衝突することによって発生する中性子も金
属板２の下流側にくる。従って、金属板２の下流側には
スリット４をそのまま通過した荷電粒子だけでなく、エ
ネルギの低下した荷電粒子及び中性子が混在する。

【００５８】エネルギの低下した荷電粒子は粒子線加速
器内でコースを外れて加速できず、中性子は電気的に中
性であるため粒子線加速器内で偏向できず加速できない
ので、これらエネルギの低下した荷電粒子及び中性子が
粒子線加速器に入射されるのは不都合である。金属板２
の下流側に設けられた選別器１０は、このようなエネル
ギの低下した荷電粒子及び中性子を排除して粒子線加速
器に入射させないようにしている。

【００５９】即ち、スリット４をそのまま通過した正常
なエネルギを有する荷電粒子、エネルギの低下した荷電
粒子及び中性子が混在した荷電粒子ビームが偏向磁石８
に入射すると、この偏向磁石８により正常なエネルギを
有する荷電粒子は選別管９に向けて偏向され、エネルギ
の低下した荷電粒子は矢印１１で示すように、正常なエ
ネルギを有した荷電粒子より小さな偏向半径で偏向さ
れ、中性子は矢印１２で示すように、偏向されずに直進
する。従って、選別管９に入射して通過できるのは矢印
１３で示す正常なエネルギを有する荷電粒子のみとな
り、この荷電粒子が粒子線加速器に入射されることにな
る。

【００６０】従って、このビーム電流減衰器１は、実施
の形態１と同様の効果を奏するとともに、粒子線加速器
内で有効に加速できる荷電粒子のみを粒子線加速器に入
射させることができるので、効率的に粒子線加速器によ
り荷電粒子を加速することができる。

【００６１】なお、偏向磁石８は、電磁石である必要は
なく、粒子線加速器に入射する荷電粒子のエネルギ量が
定まっていれば、その荷電粒子を選別管９に向けて偏向
する永久磁石であってもよい。

【００６２】また、実施の形態２乃至実施の形態７にお
けるビーム電流減衰器に選別器１０を適用した場合にお
いても、同様の効果を奏する。

【００６３】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、この発明
に係るビーム電流減衰器は、荷電粒子ビームの経路上に
複数のスリットが形成された金属板が配置され、前記荷
電粒子ビームの一部を前記金属板が遮断することによっ
て前記荷電粒子ビームのビーム電流を減衰させるように
なっているので、前記金属板を容易に作製でき、製造コ
ストを削減できる。

【００６４】また、前記金属板は、前記スリットの長手
方向に往復移動可能になっており、前記スリットは、幅
寸法が長手方向に沿って連続的に小さくなっているの
で、前記金属板を前記スリットの長手方向に移動させる
ことにより、前記荷電粒子ビームのビーム電流を容易に
減衰させることができる。

【００６５】また、前記金属板は、前記スリットの長手
方向に往復移動可能になっており、前記スリットは、幅
寸法が長手方向に沿って階段状に小さくなっているの
で、前記金属板の停止位置が正確でなくても所定量の前
記荷電粒子ビームのビーム電流を減衰できる。

【００６６】また、前記金属板を複数備え、各前記金属
板の前記スリットの形状がそれぞれ異なっており、各前
記金属板は、選択的に前記荷電粒子ビームの経路上に出
し入れ可能に往復移動するようになっているので、前記
金属板の枚数分だけ前記荷電粒子ビームのビーム電流の
減衰率を設定できる。

【００６７】また、前記金属板を複数備え、各前記金属
板の前記スリットの長手方向がそれぞれ異なっているの
で、全体的にほぼ均等に荷電粒子ビームのビーム電流を
減衰できる。

【００６８】また、前記スリットには、前記スリットを
通過する前記荷電粒子ビームの量を調整する金属製の遮
蔽板が回転自在に設けられているので、前記荷電粒子ビ
ームのビーム電流の減衰率を幅広く連続的に変化させる
ことができる。

【００６９】また、荷電粒子ビームの経路上に窓枠形状
の金属板が配置され、前記金属板には、前記金属板によ
って形成された内側の空間を通過する前記荷電粒子ビー
ムの量を調整する金属製の遮蔽板が少なくとも１枚回転
自在に設けられているので、前記荷電粒子ビームのビー
ム電流の減衰率を幅広く連続的に変化させることができ
る。

【００７０】また、前記スリットは、曲折しているの
で、１枚の金属板によって全体的に荷電粒子ビームのビ
ーム電流を減衰できる。

【００７１】また、前記金属板は、回転可能であり、前
記荷電粒子ビームの前記金属板に対する入射角度が変わ
るようになっているので、前記荷電粒子ビームの荷電粒
子数の密度差によるビーム電流の減衰率の誤差を小さく
することができる。

【００７２】また、前記荷電粒子ビームの経路上で前記
金属板の下流側に所定のエネルギを有した荷電粒子を偏
向磁石により偏向して取り出す選別器が設けられている
ので、必要な荷電粒子を粒子線加速器に入射させること
ができ、効率的に前記荷電粒子を加速することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係るビーム電流減
衰器の構成を示す要部正面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係るビーム電流減
衰器に荷電粒子ビームが入射されている状態を示す模式
的な要部斜視図である。

【図３】 この発明の実施の形態２に係るビーム電流減
衰器の構成を示す要部正面図である。

【図４】 この発明の実施の形態２に係るビーム電流減
衰器のスリットの各階段部分を独立させて形成した金属
板の正面図である。

【図５】 この発明の実施の形態３に係るビーム電流減
衰器の金属板の構成を示す要部正面図である。

【図６】 この発明の実施の形態３に係るビーム電流減
衰器の概略構成を示す要部斜視図である。

【図７】 この発明の実施の形態４に係るビーム減衰器
の構成を示す要部斜視図である。

【図８】 図７の金属板の上面図である。

【図９】 窓枠形状の金属板に遮蔽板を取り付けたビー
ム減衰器の構成を示す要部斜視図である。

【図１０】 この発明の実施の形態５に係るビーム電流
減衰器の構成を示す要部斜視図である。

【図１１】 この発明の実施の形態６に係るビーム電流
減衰器の金属板の概略構成を示す正面図である。

【図１２】 この発明の実施の形態７に係るビーム電流
減衰器の構成及び動作を説明する要部斜視図である。

【図１３】 この発明の実施の形態８に係るビーム電流
減衰器の構成を示す概略的な要部模式図である。

【図１４】 従来のビーム電流減衰器の構成を示す概略
正面図である。

【図１５】 従来のビーム電流減衰器に荷電粒子ビーム
が入射されている状態を示す模式的な斜視図である。

【符号の説明】

１ ビーム電流減衰器、２，２ａ，２ｂ 金属板、４，
４ａ，４ｂ スリット、５ 荷電粒子ビーム、６ 遮蔽
板、８ 偏向磁石、１０ 選別器。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 13/04 Ｈ０５Ｈ 13/04 Ｍ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子ビームの経路上に複数のスリッ
   トが形成された金属板が配置され、前記荷電粒子ビーム
   の一部を前記金属板が遮断することによって前記荷電粒
   子ビームのビーム電流を減衰させるようになっているこ
   とを特徴とするビーム電流減衰器。
2. 【請求項２】 前記金属板は、前記スリットの長手方向
   に往復移動可能になっており、 前記スリットは、幅寸法が長手方向に沿って連続的に小
   さくなっていることを特徴とする請求項１に記載のビー
   ム電流減衰器。
3. 【請求項３】 前記金属板は、前記スリットの長手方向
   に往復移動可能になっており、 前記スリットは、幅寸法が長手方向に沿って階段状に小
   さくなっていることを特徴とする請求項１に記載のビー
   ム電流減衰器。
4. 【請求項４】 前記金属板を複数備え、 各前記金属板の前記スリットの形状がそれぞれ異なって
   おり、 各前記金属板は、選択的に前記荷電粒子ビームの経路上
   に出し入れ可能に往復移動するようになっていることを
   特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のビー
   ム電流減衰器。
5. 【請求項５】 前記金属板を複数備え、 各前記金属板間では前記スリットの長手方向がそれぞれ
   異なっていることを特徴とする請求項１に記載のビーム
   電流減衰器。
6. 【請求項６】 前記スリットには、前記スリットを通過
   する前記荷電粒子ビームの量を調整する金属製の遮蔽板
   が回転自在に設けられていることを特徴とする請求項１
   乃至請求項５の何れかに記載のビーム電流減衰器。
7. 【請求項７】 荷電粒子ビームの経路上に窓枠形状の金
   属板が配置され、 前記金属板には、前記金属板によって形成された内側の
   空間を通過する前記荷電粒子ビームの量を調整する金属
   製の遮蔽板が少なくとも１枚回転自在に設けられている
   ことを特徴とするビーム電流減衰器。
8. 【請求項８】 前記スリットは、曲折していることを特
   徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載のビーム
   電流減衰器。
9. 【請求項９】 前記金属板は、回転可能であり、前記荷
   電粒子ビームの前記金属板に対する入射角度が変わるよ
   うになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項８
   の何れかに記載のビーム電流減衰器。
10. 【請求項１０】 前記荷電粒子ビームの経路上で前記金
    属板の下流側に所定のエネルギを有した荷電粒子を偏向
    磁石により偏向して取り出す選別器が設けられているこ
    とを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の
    ビーム電流減衰器。