JP2004247191A - Charged particle beam accelerating device and charged particle beam accelerator - Google Patents
Charged particle beam accelerating device and charged particle beam accelerator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004247191A JP2004247191A JP2003036226A JP2003036226A JP2004247191A JP 2004247191 A JP2004247191 A JP 2004247191A JP 2003036226 A JP2003036226 A JP 2003036226A JP 2003036226 A JP2003036226 A JP 2003036226A JP 2004247191 A JP2004247191 A JP 2004247191A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charged particle
- particle beam
- beam accelerator
- magnetic core
- accelerator according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁心内で時間変化する磁束密度に起因する誘導電場により荷電粒子ビームを加速する装置およびそれを用いた荷電粒子ビーム加速器に関し、特に、磁心の冷却構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術について説明する前に、まず、本発明で言う荷電粒子ビーム加速装置および荷電粒子ビーム加速器の定義を説明する。
本発明で言う荷電粒子ビーム加速装置とは、いわゆる荷電粒子ビーム加速器のうちの荷電粒子ビームを加速する部分を指し、荷電粒子ビーム加速装置に荷電粒子ビームを周回させる偏向電磁石を加えたものを荷電粒子ビーム加速器と定義する。
【0003】
すなわち、荷電粒子ビームの軌道を囲むように環状または環の一部を欠いて環状に設置され、中空部に荷電粒子ビームを通過させ、磁束密度の時間変化に起因する誘導電場により荷電粒子ビームを加速する磁心、磁心内の磁束密度を時間変化させる励磁手段、および磁心を冷却する手段からなる荷電粒子ビーム加速手段を荷電粒子ビーム加速装置とよぶ。
荷電粒子ビーム加速装置としては、例えば、一般に加速コアと呼ばれるものと、高周波加速空洞と呼ばれるものを挙げることができる。加速コアと呼ばれるものは、磁心内の磁束密度を時間変化させる励磁手段が、磁心に巻きつけ高周波電源を接続した励磁コイルからなり、高周波加速空洞と呼ばれるものは、磁心内の磁束密度を時間変化させる励磁手段が、磁心を取り囲み中心部に設けた環状の開口部の両端に高周波電圧を印加する高周波空洞からなる。
【0004】
上記のように定義される従来の荷電粒子ビーム加速装置においては、例えば、筒状に形成された内部導体および外部導体を同軸的に配置し、内部導体と外部導体とで構成される空間内にフェライトディスクとフェライトディスク冷却板とを軸方向に交互に積層して構成された半共振器が、軸方向に並設されてなるフェライト装荷型高周波加速空洞において、前記フェライトディスク冷却板が、良熱伝導体からなるリング状で、外周面に溝が形成された熱伝導板と、良熱伝導体からなり、前記熱伝導板の溝に周方向に配置されてロウ付けされた、冷媒が流通される冷却パイプとから構成されている。また、筒状に形成された内部導体および外部導体を同軸的に配置し、内部導体と外部導体とで構成される空間内にフェライトディスクを軸方向に積層して構成された半共振器が、軸方向に並設されてなるフェライト装荷型高周波加速空洞において、前記フェライトディスクは、その端面に渦巻き状の溝が形成され、該溝内に良熱伝導体で構成された冷媒を流通させる冷却パイプが配設されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開平8−339898号公報(第2−8頁、第1−10図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の荷電粒子ビーム加速装置は以上のような構成となっているので、フェライトディスクの側面に設置したリング状の熱伝導板の外周面に、冷媒が流通される冷却パイプを配置して冷却する構成では、リング状の熱伝導体の熱伝導率によってコア中心部の温度が決まるので、発熱量が大きい場合には、フェライトディスクの中心部を十分低い温度まで冷却できないという問題がある。また、熱伝導板の外周面に溝を形成するのに手間がかかるという問題もある。
また、フェライトディスクの端面に渦巻き状の溝が形成され、該溝内に良熱伝導体で構成された冷媒を流通させる冷却パイプが配設された構成では、フェライトディスクの端面に渦巻き状の溝を形成するのに手間がかかり、しかも、冷媒を大量に流す必要がある大発熱量の場合に、冷媒流通路の隔壁部分を出来るだけ薄く形成する必要があるが、薄くするのに限界があるという問題がある。
【0007】
本発明は、冷却効率が向上し、しかも製造が容易な荷電粒子ビーム加速装置およびそれを用いた荷電粒子ビーム加速器を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる荷電粒子ビーム加速装置は、環状の磁心または環の一部を欠いて環状に配置した磁心の中空部に荷電粒子ビームを通過させ、前記磁心内で時間変化する磁束密度に起因する誘導電場により該荷電粒子ビームを加速する装置であって、前記磁心に密着配置された伝熱壁と、間隔保持部材を介して前記伝熱壁と間隔を空けて対向配置された対向壁と、冷媒の導入口および導出口とを有し、内部を冷媒が流通する冷却容器を備えたものである。
【0009】
また、本発明に係わる荷電粒子ビーム加速器は、上記の荷電粒子ビーム加速装置と、荷電粒子ビームを周回させる偏向電磁石とを備えたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示し、(a)は側面図、(b)は対向壁を取り除いて冷却容器の側から見た平面図である。
本実施の形態による荷電粒子ビーム加速装置は、荷電粒子ビームの軌道を囲むように環状に設置され、中空部に荷電粒子ビームを通過させ、磁束密度の時間変化に起因する誘導電場により荷電粒子ビームを加速する磁心4、磁心4内の磁束密度を時間変化させる励磁手段、および磁心を冷却する手段を備えているが、図1では要部の構成を示しており、励磁手段は図示していない。また、励磁手段が、磁心に巻きつけ高周波電源を接続した励磁コイルからなる、加速コアと呼ばれる荷電粒子ビーム加速装置、および励磁手段が、磁心を取り囲み中心部に設けた環状の開口部の両端に高周波電圧を印加する高周波空洞からなる、高周波加速空洞と呼ばれる荷電粒子ビーム加速装置の何れであってもよい。
【0011】
本実施の形態による荷電粒子ビーム加速装置は、環状の磁心4に密着配置された伝熱壁11aと、間隔保持部材を介して伝熱壁11aと間隔を空けて対向配置された対向壁11bと、冷媒の導入口(以下、冷媒導入口と称する。)3aおよび導出口(以下、冷媒導出口と称する。)3bとを有し、内部を冷媒が流通する冷却容器1を備えている。11cは側壁である。冷却容器1は伝熱壁11aと対向壁11bと側壁11cとで囲まれた密閉された容器であり、本実施の形態では側壁11cの対向する位置に冷媒導入口3aと冷媒導出口3bとが配置されている。
また、伝熱壁11aと対向壁11b間に配置され、冷媒導入口3aから冷媒導出口3bへ至る冷媒の流路2を形成するガイド部材12を備え、ガイド部材12が間隔保持部材を兼ねている。本実施の形態では、ガイド部材12は、複数の流路2を形成している。
なお、図中、矢印は冷媒の流れを示している。
【0012】
以下、より具体的に説明する。環状の磁心4の側面に密着させた冷却容器1は、二枚の平板(伝熱壁11aと対向壁11bに相当する。)とその内部に複数の互いに平行な隔壁(ガイド部材12に相当する。)を設置して冷却水(冷媒に相当する。)の流路2としている。
【0013】
本実施の形態では、伝熱壁11a、対向壁11b、側壁11cおよびガイド部材12としては、熱伝導性を重視して、良熱伝導性金属である銅やステンレス鋼などを使用している。磁心4と冷却容器1(すなわち伝熱壁11a)との間には、例えば、数十μm厚程度の電気絶縁性のポリイミドフイルムを、電気絶縁性の熱伝性グリス(例えばシリコングリス)を介して挟み込んで密着させている。伝熱壁11aおよび対向壁11bと、側壁11cおよびガイド部材12との接合は、スポット溶接や接着剤によるが、冷却容器1内部のガイド部材12は、伝熱壁11aと対向壁11b間の間隔を保持する間隔保持部材としての機能と流路2を規定する機能があれば十分であるので、ガイド部材12の伝熱壁11aおよび対向壁11bとの対向面は必ずしも全ての面が完全に接合されていなくてもよい(すなわち、完全な防水仕様である必要はない。)。したがって、製造も容易で、コストも低く抑えられる。
【0014】
このように、本実施の形態によれば、二枚の平板(伝熱壁1aと対向壁1b)と間隔保持部材を兼ねるガイド部材12による立体構造で冷却容器1の構造強度をもたせるので、特に磁心4に密着する側の平板(伝熱壁1a)の厚みを薄くでき、冷却効率を向上できる。すなわち、冷媒と磁心4との間が薄い平板(伝熱壁1a)であることから発熱量が大きい場合も磁心4を従来より低い温度まで冷却することができる。
さらに、内部を冷媒が流通する冷却容器1を磁心4に密着配置したので、冷却面積(冷媒によって冷却される部分の面積)を大きくすることができ、冷却効率が向上する。
しかも、上記のように、スポット溶接や接着剤によって作製した冷却容器1を、ポリイミドフイルムを熱伝性グリスを介して挟み込んで磁心4に密着させるので、従来例のように、熱伝導板の外周面やフェライトディスクの端面に溝を形成する必要がなく、切削加工が不要で製造が容易である。
【0015】
さらに、本実施の形態では、複数の流路2を形成し、冷却水の導入部(冷媒導入口3aに相当する。)は各ガイド部材12間(各流路2に相当する。)のそれぞれに設けてあり、大流量の冷却水を導入できるので、磁心4の発熱が大きい場合にも高い冷却性能が得られる。
【0016】
なお、図1では、ガイド部材12として平板を使用しているが、図2に示すように、波板を用い、伝熱壁11aに平行な断面における形状を波形状としてもよい。
これにより、全体の構造強度がさらに高まるので、ガイド部材12をさらに薄くでき、冷却効率をさらに向上できる。
【0017】
なお、上記実施の形態では磁心4が環状である場合について示したが、環の一部を欠いて環状に配置した磁心であってもよい。これは、以下の各実施の形態においても、特に断らないが同様である。
【0018】
また、上記実施の形態では冷媒が冷却水である場合について説明したが、これに限るものではなく、さまざまな液体および気体を用いることができる。これは、以下の各実施の形態においても、特に断らないが同様である。
【0019】
実施の形態2.
図3は本発明の実施の形態2による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す図であり、対向壁を取り除いて冷却容器の側から見た平面図である。
上記実施の形態1では、ガイド部材は、複数の流路2を形成するように設置されていたが、本実施の形態では、ガイド部材12は一本の流路2を形成するように設置されている。他の構成は実施の形態1と同様である。
【0020】
本実施の形態においても、実施の形態1の場合と同様の効果が得られる。
また、冷却水の量は実施の形態1に比較すると減少するが、冷却水の導入部(冷媒導入口3a)、取出し部(冷媒導出口3b)がそれぞれ1箇所ですむので、磁心4の発熱が小さい場合には有効であり、この場合、冷却容器1の構造が簡単化し、加速装置コストが低減するという効果がある。
【0021】
なお、ガイド部材12として、平板の代わりに波板を用い、伝熱壁11aに平行な断面における形状を波形状としてもよく、これにより、全体の構造強度がさらに高まるので、ガイド部材12をさらに薄くでき、冷却効率をさらに向上できるのは、実施の形態1の場合と同様である。
【0022】
実施の形態3.
図4は本発明の実施の形態3による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す図であり、対向壁を取り除いて冷却容器の側から見た平面図である。
上記実施の形態2では、ガイド部材12は、折り返された一本の流路2を形成するように設置されていたが、本実施の形態では、ガイド部材12は渦巻状の一本の流路2を形成するように設置されている。他の構成は実施の形態2と同様である。
【0023】
本実施の形態においても、実施の形態2の場合と同様の効果が得られる。
また、通常、磁心4の発熱は磁心4中央部が大きいが、本実施の形態による冷却容器1は、冷却水を、図4に矢印で示すように、磁心4の中央部から外側に向けて流すことができるので、実施の形態2と比較して磁心4の冷却効率が向上する結果、冷却容器1総合の冷却効率が向上する。したがって、冷却容器1に冷却水を供給する冷却機器の小型化、低コスト化が可能になるという効果がある。
【0024】
なお、ガイド部材12として、平板の代わりに波板を用い、伝熱壁11aに平行な断面における形状を波形状としてもよく、これにより、全体の構造強度がさらに高まるので、ガイド部材12をさらに薄くでき、冷却効率をさらに向上できるのは、実施の形態1の場合と同様である。
【0025】
実施の形態4.
図5は本発明の実施の形態4による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す図であり、冷却容器を対向壁の側から見た平面図である。
上記実施の形態1では、側壁11cの対向する位置に冷媒導入口3aと冷媒導出口3bとが配置されていたが、本実施の形態では、複数の流路2は放射状に形成されており、各流路2の冷媒導入口3aは対向壁11bの中央部に、各流路2の冷媒導出口3bは対向壁11bの周縁部にそれぞれ設けられている。他の構成は実施の形態1と同様である。
【0026】
本実施の形態においても、実施の形態1の場合と同様の効果が得られる。
また、冷媒導入口3aおよび冷媒導出口3bは対向壁11bに設け(伝熱壁に対して垂直に冷媒の導入および取り出しが可能であるように設け)、冷却容器1中空部の領域を広く取れるので、中空部に設置される電磁石のサイズが同じだとすると磁心および冷却容器の周長を短く、すなわちサイズを小型化できる。
通常、磁心4の発熱は磁心4中央部が大きいが、本実施の形態による冷却容器1では磁心4の中央部から冷却水3を導入するので、磁心4の発熱が大きい場合に有効であった実施の形態1と比較して冷却性能がさらに向上するという効果がある。
また、一本の流路2で磁心4中央部から冷却している実施の形態3と比較して、本実施の形態では複数の流路2を設けているので、冷却能力がさらに高くなる。その結果、磁心4損失の増大する高加速電圧化が可能となり、荷電粒子ビーム加速器に組み込んだ場合、そのビーム電流を増大できるという効果がある。
【0027】
なお、図5では、ガイド部材12として平板を使用しているが、図6に示すように、波板を用い、伝熱壁(図6では図示していない。)に平行な断面における形状を波形状としてもよい。
これにより、全体の構造強度がさらに高まるので、ガイド部材12をさらに薄くでき、冷却効率をさらに向上できる。
【0028】
また、図5および図6では、冷媒導入口3aおよび冷媒導出口3bを共に対向壁11bに設けた例を示したが、磁心4および冷却容器1の形状によっては、何れか一方のみを対向壁11bに設けてもよく、さらには、冷媒導入口3aおよび冷媒導出口3bの少なくとも何れか一方を伝熱壁(図5および図6では図示していない。)に設けてもよい。
【0029】
実施の形態5.
図7は本発明の実施の形態5による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す図であり、冷却容器の側から見た平面図である。
上記実施の形態1では、冷媒導入口3aと冷媒導出口3bとが、側壁11cの対向する位置に配置されていたが、本実施の形態では、側壁11cの一箇所(一側面)に並んで設置されている。他の構成は実施の形態1と同様である。
【0030】
本実施の形態においても、実施の形態1の場合と同様の効果が得られる。
また、実施の形態1ほどではないが、実施の形態2および3よりも冷却水量を大流量にでき、かつ給排水口(冷媒導入口3aと冷媒導出口3b)の設置個所が側壁11cの一側面のみであるので、冷却系を小型化、低コスト化できるという効果がある。
【0031】
なお、ガイド部材12として、平板の代わりに波板を用い、伝熱壁(図7では図示していない。)に平行な断面における形状を波形状としてもよく、これにより、全体の構造強度がさらに高まるので、ガイド部材12をさらに薄くでき、冷却効率をさらに向上できるのは、実施の形態1の場合と同様である。
【0032】
実施の形態6.
図8は本発明の実施の形態6による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す図であり、対向壁を取り除いて冷却容器の側から見た平面図である。
上記各実施の形態では、冷媒導入口3aから冷媒導出口3bへ至る冷媒の流路2を形成するガイド部材12を備え、ガイド部材12が間隔保持部材を兼ねる場合について説明したが、本実施の形態では、ガイド部材12を備えておらず、間隔保持部材13を備えている。他の構成は実施の形態1と同様であるので、以下では主に実施の形態1と異なる点について説明する。
【0033】
以下、より具体的に説明する。本実施の形態では、冷却容器1は、伝熱壁11aと対向壁(図8では図示していない。)に相当する二枚の平板の間に円柱(間隔保持部材13に相当する。)を設置して冷却容器1の形状を保持している。冷却容器1と円柱(間隔保持部材13)の材質は良熱伝導材として例えば銅やステンレス鋼などを使用し、円柱(間隔保持部材13)と平板(伝熱壁11aと対向壁)との機械的な接続はスポット溶接などで行なう。二枚の平板(伝熱壁11aと対向壁)の周端部には平板(側壁11cに相当する。)を溶接し、流路2を確保している。冷却容器1へ冷却水を導入および導出する冷媒導入口3aおよび冷媒導出口3bは、側壁11cの対向する位置に冷却容器1に冷却水を供給する冷却機器の能力の許す限りの断面積で設け、冷却効率を高めている。
【0034】
なお、円柱(間隔保持部材13)の太さや配置間隔などについては、冷却容器1の形状や冷媒の圧力などに応じて適宜決定される。
【0035】
本実施の形態においても、実施の形態1の場合と同様の効果が得られる。
また、冷却水の流量を最大限にとることができ、冷却効率を向上できる結果、冷却容器1に冷却水を供給する冷却機器の小型化、低コスト化が可能になるという効果がある。
【0036】
なお、間隔保持部材13は円柱に限るものではなく、角柱やL字状の柱など他の形状であってもよいのは言うまでもない。
【0037】
さらに、間隔保持部材13とガイド部材12とが混在していてもよい。
また、ガイド部材12の一部が伝熱壁11aおよび対向壁の両方に固定されて間隔保持部材13を兼用し、他の部分は伝熱壁11aおよび対向壁の少なくとも何れか一方との間に隙間を設けた構成であってもよい。
【0038】
実施の形態7.
本実施の形態による荷電粒子ビーム加速装置は、荷電粒子ビームの軌道を囲むように環状に設置され、中空部に荷電粒子ビームを通過させ、磁束密度の時間変化に起因する誘導電場により荷電粒子ビームを加速する磁心4、磁心4内の磁束密度を時間変化させる励磁手段、および磁心を冷却する手段を備えており、励磁手段が、磁心を取り囲み中心部に設けた環状の開口部の両端に高周波電圧を印加する高周波空洞からなる、高周波加速空洞と呼ばれる荷電粒子ビーム加速装置である。
【0039】
上記各実施の形態では、冷却容器1(伝熱壁11a、対向壁11b、側壁11c、ガイド部材12、間隔保持部材13)は冷却効率を高めるために、熱伝導性を重要視して、材料として銅やステンレス鋼のような良熱伝導性金属を使用しているが、本実施の形態では、冷却容器1を例えば、エンジニアリングプラスチック(例えばカプトン、MCナイロンなど)、FRP、TiN、アルミナのような電気絶縁性材料で形成し、寄生静電容量の問題(後で詳細に説明する。)を回避するようにしている。
【0040】
この場合、上記のような電気絶縁性材料は良熱伝導性金属に比べて熱伝導性が劣るが、実施の形態1で説明したように、伝熱壁1aと対向壁1bと間隔保持部材(ガイド部材12)による立体構造で冷却容器1の構造強度をもたせるので、特に磁心4に密着する側の伝熱壁1aの厚みを薄くできる結果、伝熱壁1aの材料を良熱伝導性金属から上記のような電気絶縁性材料に置き換えても十分な冷却性能が得られる。
【0041】
以下、寄生静電容量について説明する。磁心4の冷却効率を上げるために、磁心4の両側に電気伝導体からなる冷却容器1を設置した場合、寄生静電容量が発生し高周波加速空洞のインピーダンスが低下する。インピーダンス低下は電源負荷を増大させるので高出力電源が必要となり、励磁電源の製作が困難になるという問題がある。
【0042】
上記問題を、図9および図10に従ってさらに詳細に説明する。図9は環状の磁心および冷却容器の片側断面のみを示している。通常の磁心4は導電性のアモルファスシートに絶縁膜を塗布し巻きつけて製作してあり、磁束を囲む閉ループで発生する渦電流損を抑えるようにしている。したがって、磁心4の巻き取り方向(積層方向)には導電性が無いが、厚み方向には導電性が有る構造となっている。
この場合、冷却効率を上げるために磁心4の両側に冷却容器1を設置すると、共に導電性である磁心4と冷却容器1との間には電気絶縁層19(電気絶縁性のポリイミドフイルムおよび熱伝性グリス)を挟んでいるので、コンデンサが形成されることになるため、高周波加速空洞に並列に静電容量(寄生静電容量)Cが挿入されるのと等価となり、図9を等価回路で表すと図10に示すようになる。ここで、図9に示すように磁束密度Bの時間変化が紙面に垂直方向に発生すると、図9の矢印で示す方向に高周波の誘導起電力が生じるが、上記寄生静電容量Cの存在により、高周波誘導起電力に対しては電流パスが存在することになるため、インピーダンス低下の問題を発生させる。
【0043】
なお、冷却容器1のうち伝熱壁1aが、静電容量Cへの影響が最も大きいが、上記各実施の形態で説明した冷却容器1は、何れも、伝熱壁1aと対向壁1bと間隔保持部材13(または間隔保持部材を兼ねるガイド部材12)による立体構造で冷却容器1の構造強度をもたせるので、特に磁心4に密着する側の伝熱壁1aの厚みを薄くできる結果、上記各実施の形態のように冷却容器1を良熱伝導性金属で形成した場合にも静電容量Cはそれほど大きなものとはならないが、本実施の形態のように、冷却容器1を電気絶縁性材料で形成することにより、より確実に静電容量(寄生静電容量)Cの影響によるインピーダンス低下の問題を防止することができる。
【0044】
なお、冷却容器1のうち静電容量Cへの影響が最も大きい伝熱壁1aのみを電気絶縁性材料で形成してもよく、この場合にも同様の効果が得られる。
【0045】
実施の形態8.
図11は本発明の実施の形態8による荷電粒子ビーム加速器の要部の構成を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のB−B線での断面図、(c)は(b)のC−C線での断面図である。ただし、(c)は(b)のC−C線での断面図のうちの高周波空洞の部分を示している。
本実施の形態による荷電粒子ビーム加速器は上記各実施の形態のうちの何れかに記載された荷電粒子ビーム加速装置と、荷電粒子ビームの軌道を規定するための磁場が時間変化して荷電粒子ビームを周回させる偏向電磁石とを備えたものである。
【0046】
本実施の形態による荷電粒子ビーム加速器は、より詳細には、荷電粒子ビームの軌道を囲むように設置され磁束密度の時間変化に起因する誘導電場により荷電粒子ビームを加速する磁心4、磁心4を取り囲み中心部に設けた環状の開口部の両端に励磁電源21により高周波電圧を印加される高周波空洞20、および磁心4の側面に設置された冷却容器1からなる高周波加速空洞(荷電粒子ビーム加速装置に相当する。)と、内部を真空に保ち荷電粒子ビームを周回させる真空ダクト23と、荷電粒子ビームの軌道を真空ダクト23内に維持する(すなわち荷電粒子ビームを周回させる)ために、真空ダクト23を挟むように複数個設置される偏向電磁石22と、真空ダクト23に対して荷電粒子ビームを入射させる入射器(図示せず)と、荷電粒子ビームを取り出すビーム取り出し機器(図示せず)とから主に構成される。
なお、真空ダクト23は、磁心4に囲まれた位置において電気絶縁性のギャップを設けてあり、この位置で加速電場を発生させるようになっている。
【0047】
次に動作について説明する。ビーム入射器(図示せず)から荷電粒子ビームを出射させ、真空ダクト23内に導入する。このとき励磁電源21の励磁周波数は導入された荷電粒子ビームの回転に同期させ、荷電粒子ビームを一方向に繰り返し加速するように変化させる。加速された荷電粒子ビームは偏向電磁石22により進路を曲げられ、環状の真空ダクト23中を周回し(ほぼ円運動し)、励磁電源21電圧が印加されている間、継続的に加速される。このとき、荷電粒子ビームの周回軌道を維持するため加速に応じて偏向電磁石22による磁場を増加させる(荷電粒子ビームの軌道を規定するための磁場が時間変化する)。その後、所定の荷電粒子ビームエネルギーに達した段階でビーム出射器(図示せず)により取り出しを行なう。
【0048】
なお、図11では、荷電粒子ビーム加速装置として高周波加速空洞と呼ばれる種類のものを用いた場合を示しているが、これに限るものではなく、加速コアと呼ばれる種類のものを用いてもよい。
【0049】
このように、本実施の形態による荷電粒子ビーム加速器では、上記実施の形態1〜7のうちの何れかに記載された荷電粒子ビーム加速装置を用いており、冷却容器1は冷却効率が高いので、磁心4を小型化および低コスト化できる。その結果、荷電粒子ビーム加速器も小型化および低コスト化できるという効果が得られる。
【0050】
特に、荷電粒子ビーム加速装置として高周波加速空洞と呼ばれる種類のものを用いる場合に、上記実施の形態7で説明したように、少なくとも伝熱壁を電気絶縁性材料で形成することにより、寄生静電容量が発生し高周波加速空洞のインピーダンスが低下するのを確実に防止できる。その結果、高出力電源が不要になり低出力な電源で励磁できるようになるので、電源コストを低減できるという効果がある。
【0051】
実施の形態9.
図12は本発明の実施の形態9による荷電粒子ビーム加速器の要部の構成を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のB−B線での断面図である。
本実施の形態による荷電粒子ビーム加速器は上記各実施の形態のうちの何れかに記載された荷電粒子ビーム加速装置と、荷電粒子ビームの軌道を規定するための磁場を、荷電粒子ビーム周回軌道の径が大きくなる方向に単調増加で変化させ、時間的には一定として荷電粒子ビームを周回させる偏向電磁石とを備えたものである。
【0052】
本実施の形態による荷電粒子ビーム加速器(ベータトロン加速器)は、より詳細には、荷電粒子ビームの軌道を囲むように設置され磁束密度の時間変化に起因する誘導電場により荷電粒子ビームを加速する磁心4、磁心4に巻きつけ磁心励磁電源25(高周波電源)を接続した励磁コイル24、および磁心4の側面に設置された冷却容器1からなる加速コア(荷電粒子ビーム加速装置に相当する。)と、内部を真空に保ち荷電粒子ビームを周回させる真空ダクト23と、荷電粒子ビームの軌道を真空ダクト23内に維持する(すなわち荷電粒子ビームを周回させる)ために、該真空ダクト23を挟むように複数個設置される偏向電磁石22と、真空ダクト23に対して荷電粒子ビームを入射させる入射器(図示せず)と、荷電粒子ビームを取り出すビーム取り出し機器(図示せず)とから主に構成される。
【0053】
次に動作について説明する。ビーム入射器(図示せず)から荷電粒子ビームを出射させ、環状の真空ダクト23の中心から内部に導入を開始する。この時点から磁心励磁電源25電圧を高電圧とすると、磁心4の断面を取り囲む荷電粒子ビームの軌道上に励磁電圧に等しい誘導電場が発生し、荷電粒子ビームが加速を開始する。加速された荷電粒子ビームは偏向電磁石22により進路を曲げられ、環状の真空ダクト23中を周回し(ほぼ円運動し)、磁心励磁電源25電圧が印加されている間、継続的に加速される。偏向電磁石22による磁場は、荷電粒子ビームの周回軌道の径方向を外側に向けて単調増加する(すなわち荷電粒子ビーム周回軌道の径が大きくなる方向に単調増加する)ように設計されており、速度の増加した荷電粒子の軌道を大きく広げることなく荷電粒子ビームを真空ダクト23内に閉じ込めることを可能としている。荷電粒子ビームエネルギーが所定の値に達したときに環状の真空ダクト23の外縁に設置したビーム出射器(図示せず)により取り出しを行なう。
【0054】
なお、図12では、荷電粒子ビーム加速装置として加速コアと呼ばれる種類のものを用いた場合を示しているが、これに限るものではなく、高周波加速空洞と呼ばれる種類のものを用いてもよい。
【0055】
なお、上記例では偏向電磁石22による磁場は荷電粒子ビーム周回軌道の径方向の外側に向けて単調増加する(すなわち、荷電粒子ビーム周回軌道の径が大きくなる方向に単調増加する)ようにしているが、径方向の内側に向けて単調増加する(すなわち、荷電粒子ビーム周回軌道の径が大きくなる方向に単調減少する)ようにしてもよい。この場合は上記例の逆で、荷電粒子ビームはエネルギーが増加するほど径方向の内側に引き寄せられる。したがって、環状の真空ダクト23の外側からビームを入射し、内側からビームを取り出すようにする。
【0056】
通常のベータトロン加速器の偏向電磁石22では、磁場を時間的に変化させ、磁場が増大する位相条件下で、加速中の荷電粒子ビームを所定の軌道に維持するようにしているので、最大繰り返し周波数は10〜100Hzが限界であり、ビームデューティー(単位時間あたりビームが出射する時間)は1%以下に限られるが、図12に示す加速器では、荷電粒子ビームの軌道を規定するための偏向電磁石22の磁場を荷電粒子ビーム軌道の径方向に変化させ、時間的には一定として荷電粒子ビームを所定の軌道に維持するようにしたので、繰り返し周波数10kHz程度までの向上が可能となり、ビームデューティーを10%以上に向上することが出来る。例えば、繰り返し周波数1kHz、ビーム時間幅100μs(ビームデューティー:10%)が可能である。
【0057】
このように、加速される荷電粒子ビームに関し、加速の初期は内側の軌道を、加速の終期は外側の軌道を周回させることで、ビーム閉じ込めを行なっており、荷電粒子ビームの加速は磁心4中の磁束密度変化に起因する誘導電場により行なうので、軌道を周回する多数のビームを一度に加速でき、大ビーム電流が得られるという特徴がある。
【0058】
このように、本実施の形態による荷電粒子ビーム加速器では、ビーム電流を増大するために加速電圧を高電圧化しビームデューティーを増大させると、磁心4損失増大の結果発熱量が増大するという問題があるが、上記実施の形態1〜7のうちの何れかに記載された荷電粒子ビーム加速装置を用いており、冷却容器1は冷却効率が高く磁心4を十分冷却することができる。その結果、従来並みのビーム電流であれば冷却容器および磁心の小型化による小型加速器が実現できる、あるいは、冷却容器および磁心のサイズを従来並とすれば従来よりも大きなビーム電流が得られる加速器が実現できる、という効果がある。
【0059】
特に、荷電粒子ビーム加速装置として高周波加速空洞と呼ばれる種類のものを用いる場合に、上記実施の形態7で説明したように、少なくとも伝熱壁を電気絶縁性材料で形成することにより、寄生静電容量が発生し高周波加速空洞のインピーダンスが低下するのを確実に防止できる。その結果、高出力電源が不要になり低出力な電源で励磁できるようになるので、電源コストを低減できるという効果がある。
【0060】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、環状の磁心または環の一部を欠いて環状に配置した磁心の中空部に荷電粒子ビームを通過させ、前記磁心内で時間変化する磁束密度に起因する誘導電場により該荷電粒子ビームを加速する装置であって、前記磁心に密着配置された伝熱壁と、間隔保持部材を介して前記伝熱壁と間隔を空けて対向配置された対向壁と、冷媒の導入口および導出口とを有し、内部を冷媒が流通する冷却容器を備えたので、冷却効率が向上し、しかも製造が容易な荷電粒子ビーム加速装置が得られる。
【0061】
また、上記の荷電粒子ビーム加速装置と、荷電粒子ビームを周回させる偏向電磁石とを備えたので、従来並みのビーム電流であれば冷却容器および磁心の小型化による小型の荷電粒子ビーム加速器が得られる、あるいは、冷却容器および磁心のサイズを従来並とすれば、従来よりも大きなビーム電流が得られる荷電粒子ビーム加速器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示し、(a)は側面図、(b)は冷却容器の側から見た平面図である。
【図2】本発明の実施の形態1による荷電粒子ビーム加速装置の要部の別の構成を示す平面図である。
【図3】本発明の実施の形態2による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す平面図である。
【図4】本発明の実施の形態3による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す平面図である。
【図5】本発明の実施の形態4による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す平面図である。
【図6】本発明の実施の形態4による荷電粒子ビーム加速装置の要部の別の構成を示す平面図である。
【図7】本発明の実施の形態5による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す平面図である。
【図8】本発明の実施の形態6による荷電粒子ビーム加速装置の要部の構成を示す平面図である。
【図9】本発明の実施の形態7に係わり、寄生静電容量について説明するための図である。
【図10】本発明の実施の形態7に係わり、寄生静電容量について説明するための図である。
【図11】本発明の実施の形態8による荷電粒子ビーム加速器の要部の構成を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のB−B線での断面図、(c)は(b)のC−C線での断面図である。
【図12】本発明の実施の形態9による荷電粒子ビーム加速器の要部の構成を示し、(a)は正面図、(b)は(a)のB−B線での断面図である。
【符号の説明】
1 冷却容器、2 流路、3a 冷媒導入口、3b 冷媒導出口、4 磁心、11a 伝熱壁、11b 対向壁、11c 側壁、12 ガイド部材、13 間隔保持部材、22 偏向電磁石、23 真空ダクト。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for accelerating a charged particle beam by an induced electric field caused by a time-varying magnetic flux density in a magnetic core, and a charged particle beam accelerator using the same, and more particularly to a cooling structure for a magnetic core.
[0002]
[Prior art]
Before describing the related art, first, definitions of the charged particle beam accelerator and the charged particle beam accelerator referred to in the present invention will be described.
The charged particle beam accelerator according to the present invention refers to a portion of a so-called charged particle beam accelerator that accelerates a charged particle beam, and is a charged particle beam accelerator that is provided with a deflection magnet that orbits a charged particle beam. Defined as a particle beam accelerator.
[0003]
In other words, the charged particle beam is installed in an annular shape or a part of the ring so as to surround the trajectory of the charged particle beam. A charged particle beam accelerator including a magnetic core to be accelerated, exciting means for changing the magnetic flux density in the magnetic core with time, and means for cooling the magnetic core is called a charged particle beam accelerator.
Examples of the charged particle beam accelerator include a device generally called an acceleration core and a device called a high-frequency acceleration cavity. What is called an acceleration core consists of an exciting coil that wraps around the magnetic core and connects to a high-frequency power supply, and an exciting means that changes the magnetic flux density in the magnetic core over time. The exciting means comprises a high-frequency cavity for applying a high-frequency voltage to both ends of an annular opening provided at the center and surrounding the magnetic core.
[0004]
In the conventional charged particle beam accelerator defined as above, for example, an inner conductor and an outer conductor formed in a cylindrical shape are coaxially arranged in a space formed by the inner conductor and the outer conductor. In a ferrite-loaded high-frequency accelerating cavity in which a ferrite disk and a ferrite disk cooling plate are alternately stacked in the axial direction and are arranged in a line in the axial direction, the ferrite disk cooling plate has good heat. In a ring shape made of a conductor, a heat conduction plate having a groove formed on the outer peripheral surface thereof, and a coolant made of a good heat conductor, which is arranged in the groove of the heat conduction plate in the circumferential direction and brazed, is circulated. And a cooling pipe. Further, a semi-resonator configured by axially laminating a ferrite disk in a space formed by the inner conductor and the outer conductor, in which a cylindrical inner conductor and an outer conductor are arranged coaxially, In the ferrite-loaded high-frequency accelerating cavity arranged in the axial direction, the ferrite disk has a spiral groove formed in an end surface thereof, and a cooling pipe through which a refrigerant formed of a good heat conductor flows in the groove. (For example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-8-339898 (page 2-8, FIG. 1-10)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional charged particle beam accelerator is configured as described above, cooling is arranged by arranging a cooling pipe through which a refrigerant flows on the outer peripheral surface of a ring-shaped heat conducting plate installed on the side surface of the ferrite disk. In the configuration, the temperature of the central portion of the core is determined by the thermal conductivity of the ring-shaped thermal conductor. Therefore, when the calorific value is large, the central portion of the ferrite disk cannot be cooled to a sufficiently low temperature. Another problem is that it takes time and effort to form grooves on the outer peripheral surface of the heat conductive plate.
Further, in a configuration in which a spiral groove is formed on the end surface of the ferrite disk and a cooling pipe for circulating a refrigerant formed of a good heat conductor is disposed in the groove, the spiral groove is formed on the end surface of the ferrite disk. In the case of a large calorific value that requires a large amount of refrigerant to flow, it is necessary to form the partition wall portion of the refrigerant flow passage as thin as possible, but there is a limit to thinning. There is a problem.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a charged particle beam accelerator with improved cooling efficiency and easy manufacture, and a charged particle beam accelerator using the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A charged particle beam accelerator according to the present invention passes a charged particle beam through a hollow portion of an annular magnetic core or an annularly arranged magnetic core lacking a part of an annular core, and is caused by a time-varying magnetic flux density in the magnetic core. A device for accelerating the charged particle beam by an induction electric field, and a heat transfer wall closely attached to the magnetic core, and an opposing wall spaced apart from the heat transfer wall via a spacing member, It has a cooling container having an inlet and an outlet for the refrigerant and through which the refrigerant flows.
[0009]
Further, a charged particle beam accelerator according to the present invention includes the above charged particle beam accelerator and a bending electromagnet for orbiting the charged particle beam.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1A and 1B show a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a first embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a side view, and FIG. 1B is a plan view of the charged particle beam accelerator with a facing wall removed. is there.
The charged particle beam accelerator according to the present embodiment is annularly installed so as to surround the trajectory of the charged particle beam, allows the charged particle beam to pass through the hollow portion, and causes the charged particle beam to be induced by an induced electric field caused by a temporal change in magnetic flux density. A
[0011]
The charged particle beam accelerator according to the present embodiment includes a
Further, a
Note that, in the drawing, arrows indicate the flow of the refrigerant.
[0012]
Hereinafter, a more specific description will be given. The cooling
[0013]
In the present embodiment, the
[0014]
As described above, according to the present embodiment, the structural strength of the cooling
Further, since the cooling
Moreover, as described above, the cooling
[0015]
Further, in the present embodiment, a plurality of
[0016]
In FIG. 1, a flat plate is used as the
As a result, the overall structural strength is further increased, so that the thickness of the
[0017]
In the above-described embodiment, the case where the
[0018]
In the above embodiment, the case where the coolant is the cooling water has been described. However, the present invention is not limited to this, and various liquids and gases can be used. This is the same in each of the following embodiments, although not particularly specified.
[0019]
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a main part of the charged particle beam accelerator according to the second embodiment of the present invention, and is a plan view in which an opposing wall is removed and viewed from a cooling container side.
In the first embodiment, the guide member is provided so as to form the plurality of
[0020]
Also in the present embodiment, the same effects as those in the first embodiment can be obtained.
Although the amount of cooling water is reduced as compared with the first embodiment, since the cooling water inlet (
[0021]
Note that, as the
[0022]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a third embodiment of the present invention, and is a plan view in which an opposing wall is removed and viewed from a cooling vessel side.
In the second embodiment, the
[0023]
Also in the present embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.
In general, the heat generated by the
[0024]
Note that, as the
[0025]
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to
In the first embodiment, the
[0026]
Also in the present embodiment, the same effects as those in the first embodiment can be obtained.
Further, the
Normally, the heat generated by the
Further, as compared with the third embodiment in which cooling is performed from the center of the
[0027]
In FIG. 5, a flat plate is used as the
As a result, the overall structural strength is further increased, so that the thickness of the
[0028]
5 and 6, an example is shown in which both the
[0029]
Embodiment 5 FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to Embodiment 5 of the present invention, and is a plan view seen from a cooling container side.
In the first embodiment, the
[0030]
Also in the present embodiment, the same effects as those in the first embodiment can be obtained.
Although not as large as in the first embodiment, the amount of cooling water can be made larger than in the second and third embodiments, and the location of the water supply / drain port (the
[0031]
Note that, as the
[0032]
Embodiment 6 FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a sixth embodiment of the present invention, and is a plan view in which an opposing wall is removed and viewed from a cooling container side.
In each of the above-described embodiments, the case has been described in which the
[0033]
Hereinafter, a more specific description will be given. In the present embodiment, the cooling
[0034]
In addition, the thickness of the cylinder (the spacing member 13), the arrangement interval, and the like are appropriately determined according to the shape of the cooling
[0035]
Also in the present embodiment, the same effects as those in the first embodiment can be obtained.
Further, since the flow rate of the cooling water can be maximized and the cooling efficiency can be improved, there is an effect that the size and cost of the cooling device that supplies the cooling water to the
[0036]
It is needless to say that the spacing
[0037]
Further, the spacing
Further, a part of the
[0038]
Embodiment 7 FIG.
The charged particle beam accelerator according to the present embodiment is annularly installed so as to surround the trajectory of the charged particle beam, allows the charged particle beam to pass through the hollow portion, and causes the charged particle beam to be induced by an induced electric field caused by a temporal change in magnetic flux density. A
[0039]
In each of the above embodiments, the cooling container 1 (the
[0040]
In this case, the above-described electrically insulating material has lower thermal conductivity than the good thermal conductive metal, but as described in the first embodiment, the heat transfer wall 1a, the opposing wall 1b, and the spacing member ( The three-dimensional structure provided by the guide member 12) increases the structural strength of the cooling
[0041]
Hereinafter, the parasitic capacitance will be described. When the cooling
[0042]
The above problem will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 9 shows only one cross section of the annular magnetic core and the cooling vessel. The normal
In this case, if the
[0043]
The heat transfer wall 1a of the cooling
[0044]
It should be noted that only the heat transfer wall 1a having the largest effect on the capacitance C in the
[0045]
Embodiment 8 FIG.
11A and 11B show a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to Embodiment 8 of the present invention, wherein FIG. 11A is a front view, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. However, (c) shows a portion of the high-frequency cavity in the cross-sectional view taken along line CC of (b).
The charged particle beam accelerator according to this embodiment is the same as the charged particle beam accelerator described in any of the above embodiments, and the magnetic field for defining the trajectory of the charged particle beam changes with time to change the charged particle beam. And a bending electromagnet for making the orbit rotate.
[0046]
More specifically, the charged particle beam accelerator according to the present embodiment includes a
The
[0047]
Next, the operation will be described. A charged particle beam is emitted from a beam injector (not shown) and introduced into the
[0048]
Although FIG. 11 shows a case where a charged particle beam accelerator of a type called a high-frequency acceleration cavity is used, the invention is not limited to this, and a type called an acceleration core may be used.
[0049]
As described above, the charged particle beam accelerator according to the present embodiment uses the charged particle beam accelerator described in any one of
[0050]
In particular, when a charged particle beam accelerator of a type called a high-frequency accelerating cavity is used, as described in the seventh embodiment, at least the heat transfer wall is formed of an electrically insulating material, so that a parasitic electrostatic It is possible to reliably prevent the occurrence of capacitance and a decrease in the impedance of the high-frequency acceleration cavity. As a result, a high-output power supply is not required, and excitation can be performed with a low-output power supply, which has the effect of reducing power supply costs.
[0051]
Embodiment 9 FIG.
FIG. 12 shows a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a ninth embodiment of the present invention, where (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along line BB of (a).
The charged particle beam accelerator according to the present embodiment uses the charged particle beam accelerator described in any of the above embodiments and a magnetic field for defining the trajectory of the charged particle beam, A deflection electromagnet is provided that changes monotonically in the direction in which the diameter increases, and circulates the charged particle beam while keeping the time constant.
[0052]
More specifically, the charged particle beam accelerator (betatron accelerator) according to the present embodiment is installed so as to surround the trajectory of the charged particle beam and accelerates the charged particle beam by an induced electric field caused by a temporal change in magnetic flux density. 4. An acceleration core (corresponding to a charged particle beam accelerator) comprising an
[0053]
Next, the operation will be described. A charged particle beam is emitted from a beam injector (not shown), and introduction into the
[0054]
FIG. 12 shows a case where a charged particle beam accelerator of a type called an acceleration core is used. However, the present invention is not limited to this, and a type called a high-frequency acceleration cavity may be used.
[0055]
In the above example, the magnetic field generated by the bending
[0056]
In the bending
[0057]
As described above, with respect to the charged particle beam to be accelerated, the beam is confined by orbiting the inner orbit at the beginning of the acceleration and the orbit at the end of the acceleration, and the acceleration of the charged particle beam is performed in the
[0058]
As described above, in the charged particle beam accelerator according to the present embodiment, when the acceleration voltage is increased to increase the beam current and the beam duty is increased, there is a problem that the calorific value increases as a result of an increase in the loss of the
[0059]
In particular, when a charged particle beam accelerator of a type called a high-frequency accelerating cavity is used, as described in the seventh embodiment, at least the heat transfer wall is formed of an electrically insulating material, so that a parasitic electrostatic It is possible to reliably prevent the occurrence of capacitance and a decrease in the impedance of the high-frequency acceleration cavity. As a result, a high-output power supply is not required, and excitation can be performed with a low-output power supply, which has the effect of reducing power supply costs.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the charged particle beam is passed through the hollow portion of the annular magnetic core or the circularly arranged magnetic core lacking a part of the annular shape, and is caused by the time-varying magnetic flux density in the magnetic core. A device for accelerating the charged particle beam by an induction electric field, and a heat transfer wall closely attached to the magnetic core, and an opposing wall spaced apart from the heat transfer wall via a spacing member, Since a cooling container having an inlet and an outlet for the refrigerant and through which the refrigerant flows is provided, a charged particle beam accelerator with improved cooling efficiency and easy manufacture can be obtained.
[0061]
In addition, since the above-described charged particle beam accelerator and the deflection electromagnet for orbiting the charged particle beam are provided, a small charged particle beam accelerator can be obtained by reducing the size of the cooling vessel and the magnetic core if the beam current is at the same level as the conventional one. Alternatively, if the sizes of the cooling vessel and the magnetic core are made equal to those of the conventional one, a charged particle beam accelerator capable of obtaining a larger beam current than before can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a first embodiment of the present invention, where (a) is a side view and (b) is a plan view seen from a cooling vessel side.
FIG. 2 is a plan view showing another configuration of a main part of the charged particle beam accelerator according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing another configuration of a main part of the charged particle beam accelerator according to
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram for explaining a parasitic capacitance according to the seventh embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a parasitic capacitance according to the seventh embodiment of the present invention.
11A and 11B show a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to an eighth embodiment of the present invention, where FIG. 11A is a front view, FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. () Is a cross-sectional view taken along line CC in (b).
12 shows a configuration of a main part of a charged particle beam accelerator according to a ninth embodiment of the present invention, in which (a) is a front view and (b) is a cross-sectional view taken along line BB of (a).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記磁心に密着配置された伝熱壁と、間隔保持部材を介して前記伝熱壁と間隔を空けて対向配置された対向壁と、冷媒の導入口および導出口とを有し、内部を冷媒が流通する冷却容器を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム加速装置。An apparatus for passing a charged particle beam through a hollow portion of an annular magnetic core or an annularly arranged magnetic core lacking a part of the ring and accelerating the charged particle beam by an induced electric field caused by a time-varying magnetic flux density in the magnetic core And
A heat transfer wall closely attached to the magnetic core, an opposing wall arranged opposite to the heat transfer wall at an interval via a spacing member, and a refrigerant inlet and outlet, and the inside of the refrigerant A charged particle beam accelerator, comprising: a cooling vessel through which the gas flows.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003036226A JP2004247191A (en) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | Charged particle beam accelerating device and charged particle beam accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003036226A JP2004247191A (en) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | Charged particle beam accelerating device and charged particle beam accelerator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004247191A true JP2004247191A (en) | 2004-09-02 |
Family
ID=33021380
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003036226A Pending JP2004247191A (en) | 2003-02-14 | 2003-02-14 | Charged particle beam accelerating device and charged particle beam accelerator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004247191A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007018770A (en) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnet device |
JP2007027001A (en) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Natl Inst Of Radiological Sciences | High frequency acceleration cavity and apparatus |
CN113009254A (en) * | 2021-02-24 | 2021-06-22 | 中国人民解放军陆军工程大学 | High-power high-linearity current injection probe |
-
2003
- 2003-02-14 JP JP2003036226A patent/JP2004247191A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007018770A (en) * | 2005-07-05 | 2007-01-25 | Mitsubishi Electric Corp | Electromagnet device |
JP4509880B2 (en) * | 2005-07-05 | 2010-07-21 | 三菱電機株式会社 | Electromagnet device |
JP2007027001A (en) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Natl Inst Of Radiological Sciences | High frequency acceleration cavity and apparatus |
JP4534005B2 (en) * | 2005-07-20 | 2010-09-01 | 独立行政法人放射線医学総合研究所 | High frequency acceleration cavity and equipment |
CN113009254A (en) * | 2021-02-24 | 2021-06-22 | 中国人民解放军陆军工程大学 | High-power high-linearity current injection probe |
CN113009254B (en) * | 2021-02-24 | 2022-11-01 | 中国人民解放军陆军工程大学 | High-power high-linearity current injection probe |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2866815B2 (en) | Flat plasma generator using fluctuating magnetic poles | |
US7667358B2 (en) | Cooling structure of superconducting motor | |
JP2011099442A (en) | Device for cooling generator | |
EP2874292B1 (en) | Thermoacoustic magnetohydrodynamic electric generator | |
JP5314172B2 (en) | Inverter casing and inverter device | |
JP4513756B2 (en) | Electromagnetic wave generator | |
JP2004247191A (en) | Charged particle beam accelerating device and charged particle beam accelerator | |
US20180063936A1 (en) | Device and Method for the Heating and Confinement of Plasma | |
US11043876B2 (en) | Electric motor having conformal heat pipe assemblies | |
JP2004208461A (en) | Cooling structure for rotating electric machine | |
US4869647A (en) | Circular electromagnetic flow coupler | |
JP4061166B2 (en) | Core unit of charged particle accelerator | |
JP4188597B2 (en) | Electric motor water-cooled stator winding | |
US5240382A (en) | Converged magnetic flux type intense magnetic field electro-magnetic pump | |
JP2006149007A (en) | Stator yoke and radial gap type motor | |
JP2018107102A (en) | Plasma generation device | |
US8593243B2 (en) | Pulsed magnet using amorphous metal modules and pulsed magnet assembly | |
JPH04211185A (en) | Laser oscillator and saturable reactor | |
JPH10116725A (en) | Superconducting magnet device | |
JP3436956B2 (en) | High frequency induction heating transformer | |
JP2015192090A (en) | reactor | |
JP4219761B2 (en) | Magnetic field generator and driving method thereof | |
JP4182541B2 (en) | Power generator | |
JP2003264328A (en) | Waveguide gas laser oscillator | |
JP3535308B2 (en) | Pulse generation circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040712 |
|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20041228 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060908 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060926 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070206 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |