JP2013251182A - Cyclotron and quench back method of superconducting coil - Google Patents

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健太 湯本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cyclotron capable of realizing highly reliable quench back and a quench back method of a superconducting coil.SOLUTION: A cyclotron 1 is provided with superconducting coils 2,3 arranged inside a vacuum chamber 4 and a refrigerator 7 which cools down the superconducting coils 2,3, and also provided with a control section 11 which detects quench of the superconducting coils 2,3, and controls supply of quenching gas for quenching the superconducting coils 2,3, and a gas flow passage 13 for sending the quenching gas to the vicinity of the superconducting coils 2,3. In the case where the control section 11 detects the quench of one superconducting coil and does not detect the quench of the other superconducting coil out of the superconducting coils 2,3, the control section quenches the other superconducting coil by supplying the quenching gas to the vicinity of the other superconducting coil through the gas flow passage 13 to raise the temperature of the coil.

Description

本発明は、サイクロトロン及びサイクロトロンに備えた超伝導コイルのクエンチバック方法に関する。   The present invention relates to a cyclotron and a method of quenching back a superconducting coil provided in the cyclotron.

従来、サイクロトロンに関する技術文献として、例えば特許文献1が知られている。特許文献1には、中空のヨークと、ヨークの内部空間に配置された真空容器と、真空容器内に配置された二個の超伝導コイルと、これらの超伝導コイルを冷却する冷凍機と、を備えたサイクロトロンが記載されている。   Conventionally, for example, Patent Document 1 is known as a technical document related to a cyclotron. Patent Document 1 includes a hollow yoke, a vacuum container disposed in the interior space of the yoke, two superconducting coils disposed in the vacuum container, a refrigerator that cools these superconducting coils, A cyclotron with is described.

特開2002−43117号公報JP 2002-43117 A

ところで、複数の超伝導コイルを備えたサイクロトロンでは、一個の超伝導コイルがクエンチすると、磁場のアンバランスが生じてクエンチしていない残りの超伝導コイルがヨークに引き付けられ超伝導コイルに変形や破損が生じるおそれがある。この場合、超伝導コイルへの電流供給を停止しても引き付け阻止に間に合わないため、クエンチしていない残りの超伝導コイルを速やかにクエンチさせることが好ましい。   By the way, in a cyclotron equipped with a plurality of superconducting coils, when one superconducting coil is quenched, an unbalanced magnetic field occurs, and the remaining unquenched superconducting coils are attracted to the yoke, causing deformation or damage to the superconducting coils. May occur. In this case, even if the current supply to the superconducting coil is stopped, it is not enough to prevent attraction, and therefore it is preferable to quickly quench the remaining superconducting coils that have not been quenched.

しかしながら、抵抗ヒータにより超伝導コイルを温度上昇させることによるクエンチは信頼性が低く、磁場や電流を臨界点以上とすることによる超伝導コイルのクエンチは短時間で発生させることが難しいという問題がある。   However, quenching by raising the temperature of the superconducting coil with a resistance heater is unreliable, and it is difficult to quench the superconducting coil by setting the magnetic field or current above the critical point in a short time. .

そこで、本発明は、信頼性の高いクエンチバックを実現できるサイクロトロン及び超伝導コイルのクエンチバック方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cyclotron and a superconducting coil quench-back method capable of realizing a highly reliable quench-back.

上記課題を解決するため、本発明は、真空容器内に配置された複数の超伝導コイルと複数の超伝導コイルを冷却する冷却手段とを備えたサイクロトロンであって、複数の超伝導コイルのクエンチを検出するクエンチ検出手段と、超伝導コイルをクエンチさせるためのクエンチ用ガスを供給するガス供給手段と、ガス供給手段を制御する制御手段と、クエンチ用ガスを複数の超伝導コイルの付近へ送るためのガス流路と、を備え、制御手段は、クエンチ検出手段が複数の超伝導コイルのうち少なくとも一個の超伝導コイルのクエンチを検出し、かつ、残りの超伝導コイルのクエンチを検出しない場合に、ガス流路を通じて残りの超伝導コイルの付近へクエンチ用ガスを供給して温度上昇させることで残りの超伝導コイルをクエンチさせる、ことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides a cyclotron comprising a plurality of superconducting coils disposed in a vacuum vessel and a cooling means for cooling the plurality of superconducting coils, wherein the plurality of superconducting coils are quenched. A quench detection means for detecting the gas, a gas supply means for supplying a quenching gas for quenching the superconducting coil, a control means for controlling the gas supply means, and sending the quenching gas to the vicinity of the plurality of superconducting coils And the control means detects the quench of at least one superconducting coil among the plurality of superconducting coils and does not detect the quench of the remaining superconducting coils. In addition, quenching the remaining superconducting coil by supplying a quenching gas to the vicinity of the remaining superconducting coil through the gas flow path and raising the temperature. And features.

本発明に係るサイクロトロンによれば、複数の超伝導コイルのうち少なくとも一個からクエンチを検出し、かつ、残りの超伝導コイルのクエンチを検出しない場合に、ガス流路を通じて残りの超伝導コイルの付近へクエンチ用ガスを供給することで、超伝導コイルの温度を超伝導転移温度以上に上昇させてクエンチさせることができる。従って、このサイクロトロンによれば、クエンチ用ガスを供給することにより、速やかに超伝導コイルの温度を上昇させて確実にクエンチさせることができるので、信頼性の高いクエンチバックを実現することができる。   According to the cyclotron according to the present invention, when the quench is detected from at least one of the plurality of superconducting coils and the quench of the remaining superconducting coils is not detected, the vicinity of the remaining superconducting coils through the gas channel is detected. By supplying the quenching gas, the temperature of the superconducting coil can be raised to the superconducting transition temperature or higher to quench. Therefore, according to this cyclotron, by supplying the quenching gas, the temperature of the superconducting coil can be quickly raised and reliably quenched, so that a highly reliable quench back can be realized.

本発明に係るサイクロトロンにおいては、前記真空容器内を通り抜けると共に、一部が前記超伝導コイルの付近を通る流路を含んでいてもよい。
このサイクロトロンによれば、クエンチ用ガスを真空容器内に放出することなくガス流路を介した温度上昇により、対象となる超伝導コイルをクエンチさせることができるので、真空容器内に放出されたクエンチ用ガスを回収して真空に戻す手間や時間を削減することができる。また、このサイクロトロンによれば、真空容器内の真空を維持したまま超伝導コイルをクエンチさせることも可能となる。
The cyclotron according to the present invention may include a flow path that passes through the inside of the vacuum vessel and partially passes through the vicinity of the superconducting coil.
According to this cyclotron, the target superconducting coil can be quenched by the temperature rise through the gas flow path without releasing the quenching gas into the vacuum vessel, so the quench released into the vacuum vessel It is possible to reduce the labor and time for collecting the working gas and returning it to the vacuum. Also, according to this cyclotron, it is possible to quench the superconducting coil while maintaining the vacuum in the vacuum vessel.

本発明に係るサイクロトロンにおいては、ガス流路は、真空容器内において超伝導コイルより外周側に形成されていてもよい。
このサイクロトロンによれば、超伝導コイルの内周側までガス流路を形成する場合と比べて、ガス流路を短くすることができるので、サイクロトロンの構造の簡素化及び低コスト化に有利である。
In the cyclotron according to the present invention, the gas flow path may be formed on the outer peripheral side of the superconducting coil in the vacuum vessel.
According to this cyclotron, the gas flow path can be shortened as compared with the case where the gas flow path is formed up to the inner peripheral side of the superconducting coil, which is advantageous for simplification of the cyclotron structure and cost reduction. .

本発明に係るサイクロトロンにおいては、ガス流路は、複数の超伝導コイルにそれぞれ対応する複数の流路を含んでいてもよい。
このサイクロトロンによれば、クエンチ用ガスを供給するガス流路の選択により、対象となる超伝導コイルを適切にクエンチさせることができる。また、このサイクロトロンによれば、一つのガス流路が全ての超伝導コイルの付近を通過する場合と比べて、クエンチ用ガスが短時間で目標の超伝導コイル付近へ到達するため、速やかなクエンチバックを実現できる。
In the cyclotron according to the present invention, the gas flow path may include a plurality of flow paths respectively corresponding to the plurality of superconducting coils.
According to this cyclotron, the target superconducting coil can be appropriately quenched by selecting the gas flow path for supplying the quenching gas. Also, according to this cyclotron, the quenching gas reaches the target superconducting coil in a short time compared to the case where one gas flow path passes all the superconducting coils. Back can be realized.

本発明に係るサイクロトロンにおいては、ガス流路には真空ポンプが接続されていてもよい。
このサイクロトロンによれば、クエンチが生じていない通常時においてガス流路内を真空状態にすることができるので、ガス流路を通じて外部の熱が超伝導コイルに伝わることを効果的に抑制することができる。このことは、超伝導コイルの超伝導状態の維持に有利である。
In the cyclotron according to the present invention, a vacuum pump may be connected to the gas flow path.
According to this cyclotron, the inside of the gas channel can be evacuated in a normal time when no quench occurs, so that it is possible to effectively suppress the transfer of external heat to the superconducting coil through the gas channel. it can. This is advantageous for maintaining the superconducting state of the superconducting coil.

本発明は、真空容器内に配置された複数の超伝導コイルと複数の超伝導コイルを冷却する冷却手段とを備えたサイクロトロンにおける超伝導コイルのクエンチバック方法であって、複数の超伝導コイルのうち少なくとも一個の超伝導コイルのクエンチを検出し、かつ、残りの超伝導コイルのクエンチを検出しない場合に、ガス流路を通じて残りの超伝導コイルの付近へクエンチ用ガスを供給して温度上昇させることで残りの超伝導コイルをクエンチさせることを特徴とする。   The present invention relates to a quench back method for a superconducting coil in a cyclotron comprising a plurality of superconducting coils disposed in a vacuum vessel and a cooling means for cooling the plurality of superconducting coils, When quenching of at least one superconducting coil is detected and quenching of the remaining superconducting coils is not detected, the quenching gas is supplied to the vicinity of the remaining superconducting coils through the gas flow path to raise the temperature. Thus, the remaining superconducting coil is quenched.

本発明に係る超伝導コイルのクエンチバック方法によれば、複数の超伝導コイルのうち少なくとも一個からクエンチを検出し、かつ、残りの超伝導コイルのクエンチを検出しない場合に、ガス流路を通じて残りの超伝導コイルの付近へクエンチ用ガスを供給することで、超伝導コイルの温度を超伝導転移温度以上に上昇させてクエンチさせることができる。従って、このクエンチバック方法によれば、クエンチ用ガスを供給することにより、速やかに超伝導コイルの温度を上昇させて確実にクエンチさせることができるので、信頼性の高いクエンチバックを実現することができる。   According to the quench back method for a superconducting coil according to the present invention, when the quench is detected from at least one of the plurality of superconducting coils and the quench of the remaining superconducting coils is not detected, the remaining through the gas flow path. By supplying the quenching gas to the vicinity of the superconducting coil, the temperature of the superconducting coil can be raised to the superconducting transition temperature or more to quench. Therefore, according to this quenchback method, by supplying the quenching gas, the temperature of the superconducting coil can be quickly raised and reliably quenched, so that a highly reliable quenchback can be realized. it can.

本発明に係る超伝導コイルのクエンチバック方法において、ガス流路は、真空容器内を通り抜けると共に、一部が超伝導コイルの付近を通る流路を含み、ガス流路を流れるクエンチ用ガスは、ガス流路を介して残りの超伝導コイルを温度上昇させることでクエンチさせてもよい。
このクエンチバック方法によれば、クエンチ用ガスを真空容器内に放出することなくガス流路を介した温度上昇により、対象となる超伝導コイルをクエンチさせることができるので、真空容器内に放出されたクエンチ用ガスを回収して真空に戻す手間や時間を削減することができる。また、このクエンチバック方法によれば、真空容器内の真空を維持したまま超伝導コイルをクエンチさせることも可能となる。
In the quench back method of the superconducting coil according to the present invention, the gas flow path includes a flow path that passes through the vicinity of the superconductive coil while passing through the inside of the vacuum vessel, and the quenching gas flowing through the gas flow path is: The remaining superconducting coil may be quenched by raising the temperature via the gas flow path.
According to this quench-back method, the target superconducting coil can be quenched by the temperature rise through the gas flow path without releasing the quenching gas into the vacuum vessel, so that it is released into the vacuum vessel. It is possible to reduce the time and effort for recovering the quenching gas and returning it to a vacuum. Further, according to this quench back method, it is possible to quench the superconducting coil while maintaining the vacuum in the vacuum vessel.

本発明に係る超伝導コイルのクエンチバック方法において、ガス流路は、真空容器内において超伝導コイルより外周側に形成されていてもよい。
このクエンチバック方法によれば、超伝導コイルの内周側までガス流路を形成する場合と比べて、ガス流路を短くすることができるので、サイクロトロンの構造の簡素化及び低コスト化が図られる。
In the quench back method for a superconducting coil according to the present invention, the gas flow path may be formed on the outer peripheral side of the superconducting coil in the vacuum vessel.
According to this quench-back method, the gas flow path can be shortened as compared with the case where the gas flow path is formed up to the inner peripheral side of the superconducting coil, so that the structure of the cyclotron can be simplified and the cost can be reduced. It is done.

本発明に係る超伝導コイルのクエンチバック方法において、ガス流路は、複数の超伝導コイルにそれぞれ対応する複数の流路を含み、残りの超伝導コイルに対応する流路へクエンチ用ガスが供給されてもよい。
このクエンチバック方法によれば、クエンチ用ガスを供給するガス流路の選択により、対象となる超伝導コイルを適切にクエンチさせることができる。また、このクエンチバック方法によれば、一つのガス流路が全ての超伝導コイルの付近を通過する場合と比べて、クエンチ用ガスが短時間で目標の超伝導コイル付近へ到達するため、速やかなクエンチバックを実現できる。
In the quench back method for a superconducting coil according to the present invention, the gas flow path includes a plurality of flow paths respectively corresponding to the plurality of superconducting coils, and the quenching gas is supplied to the flow paths corresponding to the remaining superconducting coils. May be.
According to this quench-back method, the target superconducting coil can be appropriately quenched by selecting the gas flow path for supplying the quenching gas. Also, according to this quenchback method, the quenching gas reaches the target superconducting coil in a short time compared to the case where one gas flow path passes near all the superconducting coils. Quenchback can be achieved.

本発明に係る超伝導コイルのクエンチバック方法において、ガス流路には真空ポンプが接続されており、真空ポンプの駆動によりガス流路内が真空状態にされてもよい。
このクエンチバック方法によれば、クエンチが生じていない通常時においてガス流路内を真空状態にすることができるので、ガス流路を通じて外部の熱が超伝導コイルに伝わることを効果的に抑制することができる。このことは、超伝導コイルの超伝導状態の維持に有利である。
In the quench back method for a superconducting coil according to the present invention, a vacuum pump is connected to the gas flow path, and the inside of the gas flow path may be evacuated by driving the vacuum pump.
According to this quench-back method, the inside of the gas flow path can be evacuated in a normal time when no quench occurs, so that external heat is effectively prevented from being transmitted to the superconducting coil through the gas flow path. be able to. This is advantageous for maintaining the superconducting state of the superconducting coil.

本発明によれば、信頼性の高いクエンチバックを実現できるサイクロトロン及び超伝導コイルのクエンチバック方法を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the quenchback method of the cyclotron which can implement | achieve highly reliable quenchback and a superconducting coil can be provided.

本発明に係るサイクロトロンの一実施形態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows one Embodiment of the cyclotron which concerns on this invention. 超伝導コイルに対するガス流路の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship of the gas flow path with respect to a superconducting coil. サイクロトロンに備えた超伝導コイルのクエンチバック方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the quench back method of the superconducting coil with which the cyclotron was equipped. 他の実施形態に係るサイクロトロンを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the cyclotron which concerns on other embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[第1の実施形態]
図1に示す第1の実施形態のサイクロトロン1は、イオン源(図示せず)から供給される荷電粒子を加速して荷電粒子線(荷電粒子ビーム)を出力する円形加速器である。荷電粒子としては、例えば陽子、重粒子(重イオン)、電子などが挙げられる。
[First Embodiment]
A cyclotron 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 is a circular accelerator that accelerates charged particles supplied from an ion source (not shown) and outputs a charged particle beam (charged particle beam). Examples of the charged particles include protons, heavy particles (heavy ions), and electrons.

サイクロトロン1は、その中心軸Cを中心として配置された超伝導コイル2,3と、超伝導コイル2,3を収容する円環状の真空容器4と、第1の超伝導コイル2の空芯部位に配置された上ポール(上磁極)5と、第2の超伝導コイル3の空芯部位に配置された下ポール(下磁極)6と、超伝導コイル2,3を冷却するための冷凍機(冷却手段)7と、ヨーク8と、を備えている。ヨーク8は、中空の円盤型ブロックであり、その内部に真空容器4、上ポール5、及び下ポール6が配置されている。   The cyclotron 1 includes superconducting coils 2 and 3 arranged around the central axis C, an annular vacuum vessel 4 that accommodates the superconducting coils 2 and 3, and an air core portion of the first superconducting coil 2. Refrigerator for cooling the upper pole (upper magnetic pole) 5 arranged on the lower pole, the lower pole (lower magnetic pole) 6 arranged at the air core part of the second superconducting coil 3, and the superconducting coils 2 and 3 (Cooling means) 7 and a yoke 8 are provided. The yoke 8 is a hollow disk-shaped block, and the vacuum vessel 4, the upper pole 5 and the lower pole 6 are disposed therein.

このサイクロトロン1では、真空容器4の内部を真空状態にした上で、冷凍機7により超伝導状態とされた超伝導コイル2,3に電流を流すことで強力な磁場を形成する。イオン源から供給された荷電粒子は、上ポール5及び下ポール6の間の空間Gにおいて磁場の影響により加速され、荷電粒子線として出力される。   In the cyclotron 1, a strong magnetic field is formed by flowing a current through the superconducting coils 2 and 3 that are brought into a superconducting state by the refrigerator 7 after the vacuum vessel 4 is evacuated. The charged particles supplied from the ion source are accelerated by the influence of the magnetic field in the space G between the upper pole 5 and the lower pole 6 and output as a charged particle beam.

第1の超伝導コイル2及び第2の超伝導コイル3は、図示しないコイル保持部材によって一体的に真空容器4内で保持されている。このコイル保持部材に接触するように、又は超伝導コイル2,3に接触するように、冷凍機7が設けられており、真空状況下で冷凍機7による超伝導コイル2,3の直接冷却が行われる。冷凍機7としては、例えば小型GM冷凍機を採用することができる。   The first superconducting coil 2 and the second superconducting coil 3 are integrally held in the vacuum vessel 4 by a coil holding member (not shown). A refrigerator 7 is provided so as to be in contact with the coil holding member or in contact with the superconducting coils 2 and 3, and the superconducting coils 2 and 3 can be directly cooled by the refrigerator 7 in a vacuum state. Done. As the refrigerator 7, for example, a small GM refrigerator can be adopted.

図1及び図2に示されるように、サイクロトロン1は、第1の超伝導コイル2及び第2の超伝導コイル3のうち一方の超伝導コイルがクエンチした場合に、他方の超伝導コイルを強制的にクエンチさせるためのクエンチバックシステム10を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the cyclotron 1 forces one of the first superconducting coil 2 and the second superconducting coil 3 to quench the other superconducting coil. A quench-back system 10 is provided.

クエンチバックシステム10では、一方の超伝導コイルがクエンチした場合に、クエンチ用ガスを他方の超伝導コイルの付近に供給することで他方の超伝導コイルの温度を超伝導転移温度以上まで上昇させ、強制的にクエンチさせる。   In the quenchback system 10, when one superconducting coil is quenched, the quenching gas is supplied in the vicinity of the other superconducting coil to increase the temperature of the other superconducting coil to a superconducting transition temperature or higher. Force quench.

クエンチ用ガスは、超伝導コイルの温度を超伝導転移温度以上まで上昇させるために十分な温度を有するガスであり、例えば常温のガスが用いられる。クエンチ用ガスは、凝固点が低く、安定なガスであることが好ましい。具体的には、クエンチ用ガスとして、希ガスなどを用いることができ、特にヘリウムガスであることが好ましい。   The quenching gas is a gas having a temperature sufficient to raise the temperature of the superconducting coil to the superconducting transition temperature or higher, and for example, a normal temperature gas is used. The quenching gas is preferably a stable gas having a low freezing point. Specifically, a rare gas or the like can be used as the quenching gas, and helium gas is particularly preferable.

クエンチバックシステム10は、クエンチバックシステム10を制御する制御部11と、クエンチ用ガスが蓄えられたガスタンク12と、第1の超伝導コイル2又は第2の超伝導コイル3の付近へクエンチ用ガスを送るためのガス流路13と、超伝導コイル2又は超伝導コイル3に熱を与えたクエンチ用ガスを凝縮するための凝縮器14と、を備えている。   The quenchback system 10 includes a control unit 11 that controls the quenchback system 10, a gas tank 12 in which the quenching gas is stored, and the quenching gas to the vicinity of the first superconducting coil 2 or the second superconducting coil 3. , And a condenser 14 for condensing the quenching gas that has given heat to the superconducting coil 2 or the superconducting coil 3.

ガスタンク12は、常温のクエンチ用ガスが蓄えられたタンクである。ガスタンク12はガス流路13と接続されており、第1の電磁弁15又は第2の電磁弁16が開放されることでガスタンク12内のクエンチ用ガスがガス流路13へ流れ込む。   The gas tank 12 is a tank in which a normal temperature quenching gas is stored. The gas tank 12 is connected to the gas flow path 13, and the quenching gas in the gas tank 12 flows into the gas flow path 13 by opening the first electromagnetic valve 15 or the second electromagnetic valve 16.

ガス流路13は、第1の超伝導コイル2に対応する第1のガス流路13Aと、第2の超伝導コイル3に対応する第2のガス流路13Bと、ガスタンク12にクエンチ用ガスを回収するための回収用流路13Cと、を有している。ガス流路13は、スチール製やステンレス製の配管などにより構成することができる。   The gas channel 13 includes a first gas channel 13A corresponding to the first superconducting coil 2, a second gas channel 13B corresponding to the second superconducting coil 3, and a quenching gas in the gas tank 12. A recovery channel 13C for recovering the gas. The gas flow path 13 can be configured by a pipe made of steel or stainless steel.

第1のガス流路13Aは、ガスタンク12から凝縮器14へ至る流路であり、一部が真空容器4内に入り込んで第1の超伝導コイル2の付近を通過する。ガスタンク12内のクエンチ用ガスは、第1の電磁弁15を開放することにより第1のガス流路13A内へ流れ込む。   The first gas flow path 13 </ b> A is a flow path from the gas tank 12 to the condenser 14, and a part thereof enters the vacuum vessel 4 and passes through the vicinity of the first superconducting coil 2. The quenching gas in the gas tank 12 flows into the first gas flow path 13A by opening the first electromagnetic valve 15.

第1のガス流路13Aは、真空容器4内を通り抜けるように形成され、第1のガス流路13Aと真空容器4との間には真空状態を保つためのシール部材4aが設けられている。第1のガス流路13Aは、真空容器4内において第1の超伝導コイル2より外側(ヨーク8側)に形成されている。   The first gas flow path 13A is formed so as to pass through the vacuum container 4, and a seal member 4a for maintaining a vacuum state is provided between the first gas flow path 13A and the vacuum container 4. . The first gas flow path 13 </ b> A is formed outside the first superconducting coil 2 (on the yoke 8 side) in the vacuum vessel 4.

第1のガス流路13Aの一部は、真空容器4内で第1の超伝導コイル2と接する第1の熱交換部130を形成している。第1の熱交換部130に流れ込んだ常温のクエンチ用ガスは、超伝導状態の第1の超伝導コイル2との間で熱交換を行い、第1の超伝導コイル2の温度を上昇させる。   A part of the first gas flow path 13 </ b> A forms a first heat exchange unit 130 that is in contact with the first superconducting coil 2 in the vacuum vessel 4. The quenching gas at room temperature that has flowed into the first heat exchange unit 130 exchanges heat with the first superconducting coil 2 in the superconducting state, and raises the temperature of the first superconducting coil 2.

第1の超伝導コイル2と熱交換したクエンチ用ガスは、凝縮器14において凝縮され、回収用流路13Cを通じてガスタンク12へ回収される。回収用流路13Cには、クエンチ用ガスをガスタンク12へ回収するための回収ポンプ17が設けられている。   The quenching gas heat-exchanged with the first superconducting coil 2 is condensed in the condenser 14 and recovered to the gas tank 12 through the recovery channel 13C. A recovery pump 17 for recovering the quenching gas to the gas tank 12 is provided in the recovery channel 13C.

また、第1のガス流路13Aには、第1のガス流路13A内を真空状態にするための真空引き流路131が設けられている。真空引き流路131には、真空ポンプ18及び真空引き用電磁弁19が配置されている。第1のガス流路13Aでは、クエンチ用ガスが回収された後、真空引き用電磁弁19を開放した状態で真空ポンプ18を駆動させることにより第1のガス流路13A内を真空状態にする。   The first gas channel 13A is provided with a evacuation channel 131 for evacuating the first gas channel 13A. A vacuum pump 18 and a vacuuming electromagnetic valve 19 are arranged in the vacuuming flow path 131. In the first gas flow path 13A, after the quenching gas is collected, the vacuum pump 18 is driven in a state in which the evacuation electromagnetic valve 19 is opened, thereby bringing the first gas flow path 13A into a vacuum state. .

第2のガス流路13Bは、ガスタンク12から凝縮器14へ至る流路であり、一部が真空容器4内に入り込んで第2の超伝導コイル3の付近を通過する。ガスタンク12内のクエンチ用ガスは、電磁弁16を開放することにより第2のガス流路13B内へ流れ込む。   The second gas flow path 13 </ b> B is a flow path from the gas tank 12 to the condenser 14, and a part thereof enters the vacuum vessel 4 and passes near the second superconducting coil 3. The quenching gas in the gas tank 12 flows into the second gas flow path 13B by opening the electromagnetic valve 16.

第2のガス流路13Bは、真空容器4内を通り抜けるように形成され、第2のガス流路13Bと真空容器4との間には真空状態を保つためのシール部材4aが設けられている。第2のガス流路13Bは、真空容器4内において第2の超伝導コイル3より外側(ヨーク8側)に形成されている。   The second gas channel 13B is formed so as to pass through the vacuum vessel 4, and a seal member 4a for maintaining a vacuum state is provided between the second gas channel 13B and the vacuum vessel 4. . The second gas flow path 13B is formed outside the second superconducting coil 3 (on the yoke 8 side) in the vacuum vessel 4.

第2のガス流路13Bの一部は、真空容器4内で第2の超伝導コイル3と接する第2の熱交換部132を形成している。第2の熱交換部132に流れ込んだ常温のクエンチ用ガスは、超伝導状態の第2の超伝導コイル3との間で熱交換を行い、第2の超伝導コイル3の温度を上昇させる。第2の超伝導コイル3と熱交換したクエンチ用ガスは、凝縮器14において凝縮され、回収用流路13Cを通じてガスタンク12へ回収される。   A part of the second gas flow path 13 </ b> B forms a second heat exchange unit 132 that is in contact with the second superconducting coil 3 in the vacuum vessel 4. The quenching gas at room temperature that has flowed into the second heat exchanging section 132 exchanges heat with the second superconducting coil 3 in the superconducting state, and raises the temperature of the second superconducting coil 3. The quenching gas heat-exchanged with the second superconducting coil 3 is condensed in the condenser 14 and recovered to the gas tank 12 through the recovery channel 13C.

また、第2のガス流路13Bにおいても、第2のガス流路13B内を真空状態にするための真空引き流路133が設けられている。真空引き流路133には、真空ポンプ20及び真空引き用電磁弁21が配置されている。なお、この真空ポンプ20は、第1のガス流路13Aの真空ポンプ18と別々に設ける必要はなく、第1のガス流路13A及び第2のガス流路13Bにおいて真空ポンプを共有する構成としてもよい。   The second gas flow path 13B is also provided with a evacuation flow path 133 for making the second gas flow path 13B in a vacuum state. A vacuum pump 20 and a vacuuming electromagnetic valve 21 are arranged in the vacuuming flow path 133. The vacuum pump 20 does not need to be provided separately from the vacuum pump 18 of the first gas flow path 13A, and the vacuum pump 20 is shared by the first gas flow path 13A and the second gas flow path 13B. Also good.

図1に示す制御部11は、CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read Only Memory]、RAM[Random Access Memory]などからなる電子制御ユニットである。制御部11は、第1の電磁弁15、第2の電磁弁16、回収ポンプ17、真空引き用電磁弁19、21、及び真空ポンプ18,20を制御する。制御部11は、ガスタンク12と共に特許請求の範囲に記載のガス供給手段として機能する。また、制御部11は、特許請求の範囲に記載の制御手段としても機能する。   The control unit 11 illustrated in FIG. 1 is an electronic control unit including a CPU [Central Processing Unit], a ROM [Read Only Memory], a RAM [Random Access Memory], and the like. The control unit 11 controls the first electromagnetic valve 15, the second electromagnetic valve 16, the recovery pump 17, the vacuuming electromagnetic valves 19 and 21, and the vacuum pumps 18 and 20. The control unit 11 functions as a gas supply unit described in the claims together with the gas tank 12. The control unit 11 also functions as control means described in the claims.

更に、制御部11は、第1の超伝導コイル2及び第2の超伝導コイル3の電圧を検知している。制御部11は、クエンチすると超伝導コイルの電圧に変化が生じることから、超伝導コイル2,3の電圧変化に基づいてクエンチの検出を行う。制御部11は、特許請求の範囲に記載のクエンチ検出手段として機能する。   Further, the control unit 11 detects the voltages of the first superconducting coil 2 and the second superconducting coil 3. Since the controller 11 changes the voltage of the superconducting coil when it is quenched, it detects the quench based on the voltage change of the superconducting coils 2 and 3. The control unit 11 functions as a quench detection unit described in the claims.

制御部11は、第1の超伝導コイル2及び第2の超伝導コイル3のうち一方の超伝導コイルのクエンチを検出し、かつ、他方の超伝導コイルのクエンチを検出しない場合、他方の超伝導コイルを強制的にクエンチさせるクエンチバックの制御を実行する。   When the control unit 11 detects the quench of one of the first superconducting coil 2 and the second superconducting coil 3 and does not detect the quenching of the other superconducting coil, the control unit 11 A quench-back control for forcibly quenching the conductive coil is executed.

次に、サイクロトロン1に備えた超伝導コイル2,3のクエンチバック方法について説明する。図3は、超伝導コイル2,3のクエンチバック方法を示すフローチャートである。   Next, a quench back method for the superconducting coils 2 and 3 provided in the cyclotron 1 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a quench-back method for the superconducting coils 2 and 3.

図3に示されるように、まず、サイクロトロン1の制御部11では、ステップS1として、超伝導コイル2,3のクエンチ検出が行われる。制御部11は、超伝導コイル2、3の電圧の変化からクエンチを検出する。   As shown in FIG. 3, first, in the control unit 11 of the cyclotron 1, quench detection of the superconducting coils 2 and 3 is performed as step S1. The controller 11 detects the quench from the change in the voltage of the superconducting coils 2 and 3.

次に、ステップS2として、制御部11は、クエンチを検出した一方の超伝導コイルに対し、他方の超伝導コイルのクエンチを検出していないか検出しているかを判定する。   Next, as step S2, the control unit 11 determines whether or not the quench of the other superconducting coil has been detected for one superconducting coil that has detected the quench.

制御部11は、他方の超伝導コイルのクエンチも検出した場合(ステップS2でNOの場合)、クエンチバックを行う必要性がないため制御を終了する。   When the quench of the other superconducting coil is also detected (NO in step S2), the control unit 11 terminates the control because there is no need to perform quench back.

一方、制御部11は、一方の超伝導コイルのクエンチを検出し、かつ、他方の超伝導コイルのクエンチを検出しないと判定した場合(ステップS2でYESの場合)、ステップS3に移行する。   On the other hand, when the control unit 11 detects quenching of one superconducting coil and determines not to detect quenching of the other superconducting coil (YES in step S2), the control unit 11 proceeds to step S3.

ステップS3において、制御部11は、第1のガス流路13A又は第2のガス流路13Bのうちクエンチしていない超伝導コイルに対応する流路に対してクエンチ用ガスを供給させる。   In step S3, the control unit 11 causes quenching gas to be supplied to the flow path corresponding to the superconducting coil that has not been quenched in the first gas flow path 13A or the second gas flow path 13B.

具体的には、制御部11は、第1の電磁弁15又は第2の電磁弁16を開放することで、ガスタンク12内のクエンチ用ガスを第1のガス流路13A又は第2のガス流路13Bへ供給させる。供給されたクエンチ用ガスは、クエンチしていない超伝導コイルに熱を与え、超伝導コイルの温度を超伝導転移温度以上に上昇させてクエンチさせることでクエンチバックを実現する。   Specifically, the control unit 11 opens the first electromagnetic valve 15 or the second electromagnetic valve 16 so that the quenching gas in the gas tank 12 is transferred to the first gas flow path 13A or the second gas flow. Supply to path 13B. The supplied quenching gas heats the superconducting coil that has not been quenched, and raises the temperature of the superconducting coil to be higher than the superconducting transition temperature to achieve quenching back.

その後、ステップS4において、制御部11は、クエンチ用ガスの回収を行う。制御部11は、凝縮器14で凝縮されたクエンチ用ガスを回収ポンプ17によりガスタンク12内へ回収する。   Thereafter, in step S4, the control unit 11 collects the quenching gas. The control unit 11 recovers the quenching gas condensed by the condenser 14 into the gas tank 12 by the recovery pump 17.

ガス流路13内のクエンチ用ガスを概ね回収した後、ステップS5において、制御部11は、ガス流路13内の真空状態化を行う。制御部11は、使用した第1のガス流路13A又は第2のガス流路13に対応する真空引き用電磁弁19、21を開放し、真空ポンプ18,20を駆動させることでガス流路13内を真空状態にする。これにより、ガス流路13を通じて外部の熱が超伝導コイル2,3に伝わることを抑えることができる。   After substantially recovering the quenching gas in the gas flow path 13, the controller 11 performs a vacuum state in the gas flow path 13 in step S <b> 5. The control unit 11 opens the evacuation solenoid valves 19 and 21 corresponding to the used first gas channel 13A or the second gas channel 13 and drives the vacuum pumps 18 and 20 to drive the gas channel. 13 is evacuated. Thereby, it is possible to suppress external heat from being transmitted to the superconducting coils 2 and 3 through the gas flow path 13.

以上説明した第1の実施形態に係るサイクロトロン1及びクエンチバック方法によれば、超伝導コイル2,3のうち一方からクエンチを検出し、かつ、他方の超伝導コイルのクエンチを検出しない場合に、ガス流路13を通じて他方の超伝導コイルの付近へクエンチ用ガスを供給することにより、超伝導コイルの温度を上昇させてクエンチさせることができる。従って、このサイクロトロン1及びクエンチバック方法によれば、クエンチ用ガスを供給することにより、速やかに超伝導コイルの温度を上昇させて確実にクエンチさせることができるので、信頼性の高いクエンチバックを実現することができる。   According to the cyclotron 1 and the quench back method according to the first embodiment described above, when the quench is detected from one of the superconducting coils 2 and 3 and the quench of the other superconducting coil is not detected, By supplying the quenching gas to the vicinity of the other superconducting coil through the gas flow path 13, the temperature of the superconducting coil can be raised and quenched. Therefore, according to the cyclotron 1 and the quenchback method, by supplying the quenching gas, the temperature of the superconducting coil can be quickly raised and reliably quenched, thereby realizing a highly reliable quenchback. can do.

また、このサイクロトロン1及びクエンチバック方法によれば、ガス流路13が真空容器4内で開放されずに通り抜ける構成とすることで、クエンチ用ガスを真空容器4内に放出することなくガス流路13を介した温度上昇により、対象となる超伝導コイルをクエンチさせることができる。従って、このサイクロトロン1及びクエンチバック方法によれば、真空容器4内の真空を維持したまま超伝導コイルをクエンチできるので、真空容器4内を真空に戻す手間や時間を削減することができる。   Further, according to the cyclotron 1 and the quench back method, the gas flow path 13 is configured to pass through without being opened in the vacuum container 4, so that the gas flow path is not released into the vacuum container 4. The target superconducting coil can be quenched by the temperature rise via 13. Therefore, according to the cyclotron 1 and the quench-back method, the superconducting coil can be quenched while maintaining the vacuum in the vacuum vessel 4, so that the time and effort for returning the vacuum vessel 4 to the vacuum can be reduced.

更に、このサイクロトロン1及びクエンチバック方法によれば、真空容器4内において、ガス流路13が超伝導コイル2,3の径方向で超伝導コイル2,3より外側に形成されているので、超伝導コイル3,4の内側までガス流路を形成する場合と比べて、ガス流路13を短くすることができる。このことは、サイクロトロン1の構造の簡素化及び低コスト化に有利である。   Further, according to the cyclotron 1 and the quenchback method, the gas flow path 13 is formed outside the superconducting coils 2 and 3 in the radial direction of the superconducting coils 2 and 3 in the vacuum vessel 4. Compared with the case where the gas flow path is formed up to the inside of the conductive coils 3, 4, the gas flow path 13 can be shortened. This is advantageous in simplifying the structure of the cyclotron 1 and reducing the cost.

また、このサイクロトロン1及びクエンチバック方法によれば、第1の超伝導コイル2及び第2の超伝導コイル3にそれぞれ対応する第1のガス流路13A及び第2のガス流路13Bを備える構成とすることで、クエンチ用ガスを供給するガス流路の選択により、対象となる超伝導コイルを適切にクエンチさせることができる。しかも、このサイクロトロン1及びクエンチバック方法によれば、一つのガス流路が全ての超伝導コイルの付近を通過する場合と比べて、クエンチ用ガスが短時間で目標の超伝導コイル付近へ到達するため、速やかなクエンチバックを実現できる。   In addition, according to the cyclotron 1 and the quenchback method, the first gas flow path 13A and the second gas flow path 13B corresponding to the first superconducting coil 2 and the second superconducting coil 3 are provided. By doing so, the target superconducting coil can be appropriately quenched by selecting the gas flow path for supplying the quenching gas. Moreover, according to the cyclotron 1 and the quenchback method, the quenching gas reaches the vicinity of the target superconducting coil in a short time compared to the case where one gas flow path passes near all the superconducting coils. Therefore, quick quench back can be realized.

更に、このサイクロトロン1及びクエンチバック方法によれば、クエンチバックの必要がない通常時(超伝導コイル2,3が共に超伝導時)において、ガス流路13内を真空状態とすることで、ガス流路を通じて外部の熱が超伝導コイルに伝わることを効果的に抑制することができる。このことは、超伝導コイル2,3の超伝導状態の維持に有利である。   Further, according to the cyclotron 1 and the quench back method, the gas flow path 13 is evacuated in a normal state where the quench back is not necessary (when both the superconducting coils 2 and 3 are superconducting). It is possible to effectively suppress external heat from being transmitted to the superconducting coil through the flow path. This is advantageous for maintaining the superconducting state of the superconducting coils 2 and 3.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。図4は、他の実施形態に係るサイクロトロン31を示す概略断面図である。図4に示すサイクロトロン31は、上述したサイクロトロン1と比べて、クエンチ用ガスが真空容器4内に直接放出される点が大きく異なっている。なお、サイクロトロン1と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。   The present invention is not limited to the embodiment described above. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a cyclotron 31 according to another embodiment. The cyclotron 31 shown in FIG. 4 is greatly different from the cyclotron 1 described above in that the quenching gas is directly discharged into the vacuum vessel 4. In addition, about the same component as the cyclotron 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

サイクロトロン31のクエンチバックシステム32は、クエンチバックシステム32を制御する制御部33、クエンチ用ガスを蓄えるガスタンク34、及びクエンチ用ガスを超伝導コイル2,3の付近に供給するためのガス流路35を有している。   The quenchback system 32 of the cyclotron 31 includes a control unit 33 that controls the quenchback system 32, a gas tank 34 that stores the quenching gas, and a gas flow path 35 that supplies the quenching gas to the vicinity of the superconducting coils 2 and 3. have.

制御部33は、ガス流路35に設けられた電磁弁36、真空ポンプ37、及び真空引き用電磁弁38を制御する電子制御ユニットである。制御部33は、超伝導コイル2,3の電圧変化からクエンチを検出する。   The control unit 33 is an electronic control unit that controls the electromagnetic valve 36, the vacuum pump 37, and the vacuuming electromagnetic valve 38 provided in the gas flow path 35. The controller 33 detects the quench from the voltage change of the superconducting coils 2 and 3.

制御部33は、第1の超伝導コイル2及び第2の超伝導コイル3のうち一方の超伝導コイルのクエンチを検出し、かつ、他方の超伝導コイルのクエンチを検出しない場合、電磁弁36を開放することで、クエンチ用ガスをガス流路35内に供給する。   When the control unit 33 detects the quenching of one of the first superconducting coil 2 and the second superconducting coil 3 and does not detect the quenching of the other superconducting coil, the control valve 33 Is opened, the quenching gas is supplied into the gas flow path 35.

ガス流路35は、ガスタンク34と真空容器4とを接続する流路である。ガス流路35内に供給されたクエンチ用ガスは、真空容器4内に供給されることで、真空容器4内の超伝導コイル2,3の温度を超伝導転移温度以上に上昇させてクエンチさせる。これにより、速やかで信頼性の高いクエンチバックを実現することができる。   The gas flow path 35 is a flow path that connects the gas tank 34 and the vacuum vessel 4. The quenching gas supplied into the gas flow path 35 is quenched into the vacuum vessel 4 by raising the temperature of the superconducting coils 2 and 3 in the vacuum vessel 4 to the superconducting transition temperature or higher. . Thereby, quick and reliable quench back can be realized.

その後、制御部33は、ガス流路35の真空引き流路35aに設けられた真空引き用電磁弁38を開放して真空ポンプ37を駆動させることで、真空容器4及びガス流路35の内部を真空状態にする。これにより、外部の熱がガス流路35などを通じて超伝導コイル2,3に伝わることを防止できる。   After that, the control unit 33 opens the evacuation electromagnetic valve 38 provided in the evacuation passage 35 a of the gas passage 35 and drives the vacuum pump 37, so that the inside of the vacuum container 4 and the gas passage 35. To a vacuum. Thereby, it is possible to prevent external heat from being transmitted to the superconducting coils 2 and 3 through the gas flow path 35 and the like.

以上説明したサイクロトロン31によれば、クエンチ用ガスを真空容器4内に供給することにより、速やかに超伝導コイルの温度を上昇させてクエンチさせることができ、信頼性の高いクエンチバックを実現することができる。   According to the cyclotron 31 described above, by supplying the quenching gas into the vacuum vessel 4, it is possible to quickly raise the temperature of the superconducting coil for quenching, thereby realizing a highly reliable quench back. Can do.

その他、上述したサイクロトロン1,31において、超伝導コイルの数は二個に限られず、三個以上であってもよい。また、ガス流路13,35の形状は、上述したものに限られず、様々な形状を採用することができる。具体的には、ガス流路13は、超伝導コイル2,3のそれぞれに対応したガス流路13A,13Bではなく、両方の超伝導コイル2,3の付近を通過する一本の流路から構成されていてもよい。また、超伝導コイル2,3の内周側までガス流路13が形成されていてもよい。   In addition, in the cyclotrons 1 and 31 described above, the number of superconducting coils is not limited to two, and may be three or more. Moreover, the shape of the gas flow paths 13 and 35 is not restricted to what was mentioned above, Various shapes can be employ | adopted. Specifically, the gas flow path 13 is not a gas flow path 13A or 13B corresponding to each of the superconducting coils 2 and 3, but a single flow path that passes through the vicinity of both superconducting coils 2 and 3. It may be configured. Further, the gas flow path 13 may be formed up to the inner peripheral side of the superconducting coils 2 and 3.

更に、ガス流路13は、必ずしも超伝導コイル2、3に直接的に接している必要はない、コイル保持部材などを介して接していてもよい。また、ガス流路13は、真空容器4内で、超伝導コイル2、3から離れていてもよい。この場合、真空容器4内にわずかに空気などを入れて真空状態を破ることで、ガス流路13内を流れるクエンチ用ガスの熱を間接的に超伝導コイル2,3に与えることもできる。   Furthermore, the gas flow path 13 does not necessarily need to be in direct contact with the superconducting coils 2 and 3, and may be in contact via a coil holding member or the like. Further, the gas flow path 13 may be separated from the superconducting coils 2 and 3 in the vacuum vessel 4. In this case, the heat of the quenching gas flowing in the gas flow path 13 can be indirectly given to the superconducting coils 2 and 3 by slightly putting air or the like into the vacuum vessel 4 to break the vacuum state.

また、ガス流路13は、必ずしも循環するように形成してクエンチ用ガスを回収可能とする必要はない。また、ガス流路13内を必ずしも真空にする必要もない。   Further, the gas flow path 13 is not necessarily formed so as to circulate so that the quenching gas can be recovered. Further, it is not always necessary to evacuate the gas flow path 13.

また、ガスタンク12は、必ずしもクエンチ用ガスを常温で蓄える必要はなく、超伝導コイルをクエンチさせるために十分な温度で蓄えていればよい。また、ガスタンク12は、クエンチ用ガスを高圧状態で蓄えていてもよい。   Moreover, the gas tank 12 does not necessarily need to store the quenching gas at room temperature, and may be stored at a temperature sufficient to quench the superconducting coil. The gas tank 12 may store the quenching gas in a high pressure state.

1,31…サイクロトロン 2…第1の超伝導コイル 3…第2の超伝導コイル 4…真空容器 4a…シール部材 5…上ポール 6…下ポール 7…冷凍機 8…ヨーク 10,32…クエンチバックシステム 11,33…制御部(クエンチ検出手段、ガス供給手段、制御手段) 12,34…ガスタンク(ガス供給手段) 13,35…ガス流路 13A…第1のガス流路 13B…第2のガス流路 13C…回収用流路 130…第1の熱交換部 131,133,35a…真空引き流路 132…第2の熱交換部 14…凝縮器 15…第1の電磁弁 16…第2の電磁弁 17…回収ポンプ 18,20,37…真空ポンプ 19,21,38…真空引き用電磁弁 C…中心軸 G…空間   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,31 ... Cyclotron 2 ... 1st superconducting coil 3 ... 2nd superconducting coil 4 ... Vacuum container 4a ... Sealing member 5 ... Upper pole 6 ... Lower pole 7 ... Refrigerator 8 ... Yoke 10, 32 ... Quench back System 11, 33 ... Control unit (quenching detection means, gas supply means, control means) 12, 34 ... Gas tank (gas supply means) 13, 35 ... Gas flow path 13A ... First gas flow path 13B ... Second gas Flow path 13C ... Recovery flow path 130 ... First heat exchange section 131, 133, 35a ... Vacuum evacuation flow path 132 ... Second heat exchange section 14 ... Condenser 15 ... First solenoid valve 16 ... Second Solenoid valve 17 ... Recovery pump 18, 20, 37 ... Vacuum pump 19, 21, 38 ... Vacuum valve solenoid valve C ... Center axis G ... Space

Claims (10)

真空容器内に配置された複数の超伝導コイルと前記複数の超伝導コイルを冷却する冷却手段とを備えたサイクロトロンであって、
前記複数の超伝導コイルのクエンチを検出するクエンチ検出手段と、
前記超伝導コイルをクエンチさせるためのクエンチ用ガスを供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段を制御する制御手段と、
前記クエンチ用ガスを前記複数の超伝導コイルの付近へ送るためのガス流路と、
を備え、
前記制御手段は、前記クエンチ検出手段が前記複数の超伝導コイルのうち少なくとも一個の前記超伝導コイルのクエンチを検出し、かつ、残りの前記超伝導コイルのクエンチを検出しない場合に、前記ガス流路を通じて前記残りの超伝導コイルの付近へ前記クエンチ用ガスを供給して温度上昇させることで前記残りの超伝導コイルをクエンチさせる、サイクロトロン。
A cyclotron comprising a plurality of superconducting coils disposed in a vacuum vessel and a cooling means for cooling the plurality of superconducting coils,
Quench detecting means for detecting quenching of the plurality of superconducting coils;
Gas supply means for supplying a quenching gas for quenching the superconducting coil;
Control means for controlling the gas supply means;
A gas flow path for sending the quenching gas to the vicinity of the plurality of superconducting coils;
With
The control means detects the gas flow when the quench detection means detects quenching of at least one superconducting coil of the plurality of superconducting coils and does not detect quenching of the remaining superconducting coils. A cyclotron that quenches the remaining superconducting coil by supplying the quenching gas to the vicinity of the remaining superconducting coil through a path and raising the temperature.
前記ガス流路は、前記真空容器内を通り抜けると共に、一部が前記超伝導コイルの付近を通る流路を含む、請求項1に記載のサイクロトロン。   2. The cyclotron according to claim 1, wherein the gas flow path includes a flow path that passes through the inside of the vacuum vessel and partially passes through the vicinity of the superconducting coil. 前記ガス流路は、前記真空容器内において前記超伝導コイルより外周側に形成されている、請求項2に記載のサイクロトロン。   The cyclotron according to claim 2, wherein the gas flow path is formed on the outer peripheral side of the superconducting coil in the vacuum vessel. 前記ガス流路は、前記複数の超伝導コイルにそれぞれ対応する複数の流路を含む、請求項1〜3のうち何れか一項に記載のサイクロトロン。   The cyclotron according to claim 1, wherein the gas flow path includes a plurality of flow paths respectively corresponding to the plurality of superconducting coils. 前記ガス流路には真空ポンプが接続されている、請求項1〜4のうち何れか一項に記載のサイクロトロン。   The cyclotron according to claim 1, wherein a vacuum pump is connected to the gas flow path. 真空容器内に配置された複数の超伝導コイルと前記複数の超伝導コイルを冷却する冷却手段とを備えたサイクロトロンにおける前記超伝導コイルのクエンチバック方法であって、
前記複数の超伝導コイルのうち少なくとも一個の前記超伝導コイルのクエンチを検出し、かつ、残りの前記超伝導コイルのクエンチを検出しない場合に、ガス流路を通じて前記残りの超伝導コイルの付近へクエンチ用ガスを供給して温度上昇させることで前記残りの超伝導コイルをクエンチさせる、超伝導コイルのクエンチバック方法。
A quenchback method for the superconducting coil in a cyclotron comprising a plurality of superconducting coils disposed in a vacuum vessel and a cooling means for cooling the plurality of superconducting coils,
When quenching of at least one superconducting coil of the plurality of superconducting coils is detected and quenching of the remaining superconducting coils is not detected, to the vicinity of the remaining superconducting coils through a gas flow path A quench back method for a superconducting coil, wherein the remaining superconducting coil is quenched by supplying a quenching gas to raise the temperature.
前記ガス流路は、前記真空容器内を通り抜けると共に、一部が前記超伝導コイルの付近を通る流路を含み、
前記ガス流路を流れる前記クエンチ用ガスは、前記ガス流路を介して前記残りの超伝導コイルを温度上昇させることでクエンチさせる、請求項6に記載の超伝導コイルのクエンチバック方法。
The gas flow path includes a flow path that passes through the vacuum vessel and a part of the gas flow path passes near the superconducting coil.
The quench back method for a superconducting coil according to claim 6, wherein the quenching gas flowing through the gas flow path is quenched by raising the temperature of the remaining superconductive coil through the gas flow path.
前記ガス流路は、前記真空容器内において前記超伝導コイルより外周側に形成されている、請求項7に記載の超伝導コイルのクエンチバック方法。   The method of quenching back a superconducting coil according to claim 7, wherein the gas flow path is formed on the outer peripheral side of the superconducting coil in the vacuum vessel. 前記ガス流路は、前記複数の超伝導コイルにそれぞれ対応する複数の流路を含み、
前記残りの超伝導コイルに対応する流路へ前記クエンチ用ガスが供給される、請求項6〜8のうち何れか一項に記載の超伝導コイルのクエンチバック方法。
The gas flow path includes a plurality of flow paths respectively corresponding to the plurality of superconducting coils,
The quenchback method for a superconducting coil according to any one of claims 6 to 8, wherein the quenching gas is supplied to a flow path corresponding to the remaining superconducting coil.
前記ガス流路には真空ポンプが接続されており、前記真空ポンプの駆動により前記ガス流路内が真空状態にされる、請求項6〜9のうち何れか一項に記載の超伝導コイルのクエンチバック方法。   The superconducting coil according to any one of claims 6 to 9, wherein a vacuum pump is connected to the gas flow path, and the gas flow path is evacuated by driving the vacuum pump. Quenchback method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016015422A (en) * 2014-07-02 2016-01-28 住友重機械工業株式会社 Superconducting electromagnet, superconducting cyclotron, and charged particle beam deflection electromagnet
CN106231778A (en) * 2016-08-31 2016-12-14 安徽思讯医疗科技有限公司 The radioisotopic superconducting cyclotron of a kind of production
CN108811298A (en) * 2018-06-27 2018-11-13 中国原子能科学研究院 A kind of system and method for temperature-compensating automatic adjustment cyclotron main field

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001006920A (en) * 1999-06-25 2001-01-12 Toshiba Corp Superconducting wiggler magnet equipment
JP2008172235A (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Siemens Magnet Technology Ltd Emergency degaussing unit for superconductive magnet
JP2009524200A (en) * 2006-01-19 2009-06-25 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー Magnet structure for particle acceleration

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001006920A (en) * 1999-06-25 2001-01-12 Toshiba Corp Superconducting wiggler magnet equipment
JP2009524200A (en) * 2006-01-19 2009-06-25 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー Magnet structure for particle acceleration
JP2009524201A (en) * 2006-01-19 2009-06-25 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー High-field superconducting synchrocyclotron
JP2008172235A (en) * 2007-01-10 2008-07-24 Siemens Magnet Technology Ltd Emergency degaussing unit for superconductive magnet

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
大西純一 他: "理研超伝導リングサイクロトロンセクター電磁石の電源システム", THE 14TH SYMPOSIUM ON ACCELERATOR SCIENCE AND TECHNOLOGY, JPN6015030259, November 2003 (2003-11-01), JP, ISSN: 0003125064 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016015422A (en) * 2014-07-02 2016-01-28 住友重機械工業株式会社 Superconducting electromagnet, superconducting cyclotron, and charged particle beam deflection electromagnet
CN106231778A (en) * 2016-08-31 2016-12-14 安徽思讯医疗科技有限公司 The radioisotopic superconducting cyclotron of a kind of production
CN108811298A (en) * 2018-06-27 2018-11-13 中国原子能科学研究院 A kind of system and method for temperature-compensating automatic adjustment cyclotron main field

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