JP2017098187A - 粒子加速システム及び粒子加速システムの調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】イオンの種類によらず、イオンを生成することができると共にイオンを加速器へ輸送することができる粒子加速システム及び粒子加速システムの調整方法を提供する。
【解決手段】イオンの種類に応じて、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度及び取付位置が調整される。これにより、イオンの種類に応じて、イオンの輸送経路Ｐが適切に調整される。従って、電子をイオン源１０内に閉じ込めることができるように適切に調整された磁場の強度を変更することなく、所望のエネルギーにてイオン源１０内から引き出されたイオンを、輸送部３０における所定の到達目標点Ｔを経由して輸送し、加速器２０へ到達させることができる。よって、イオンの種類によらず、イオンを生成することができると共にイオンを加速器２０へ輸送することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粒子加速システム及び粒子加速システムの調整方法に関する。

従来、粒子加速システムとして、イオンを生成するイオン源と、イオンを加速させる加速器と、イオン源から加速器へイオンを輸送する輸送部と、を備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような粒子加速システムでは、イオン源内に磁場が形成されると共に、当該イオン源内に電子及び気体分子が導入される。このとき、磁場の強度が適切に調整されていれば、磁場の作用によって電子がイオン源内に閉じ込められる。イオン源内に閉じ込められた電子は気体分子に衝突し、その結果、イオン源においてプラズマの状態のイオンが生成する。

そして、イオン源に設けられた引出電極に引出電圧が印加されると、引出電圧に対応したエネルギーにてイオンがイオン源内から引き出される。引き出されたイオンは、輸送部によって輸送される。このとき、イオンは、輸送部における所定の到達目標点を経由して輸送される場合、輸送部によって適切に案内されて加速器へ到達することができる。このため、イオン源と輸送部とが互いに取り付けられる位置関係は、イオン源内から引き出されて輸送されるイオンが到達目標点を経由するように設定されている。

特開２００２−２５７９７号公報

ところで、イオン源が複数種類のイオンを生成可能である場合、複数種類のイオンのそれぞれが同一の到達目標点を経由して輸送されるためには、イオンの種類に応じて、磁場の強度が変更される必要がある。しかしながら、磁場の強度が変更されてしまうと、イオン源におけるプラズマの状態に影響し、イオンを生成することができなくなる虞がある。

そこで、本発明は、イオンの種類によらず、イオンを生成することができると共にイオンを加速器へ輸送することができる粒子加速システム及び粒子加速システムの調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る粒子加速システムは、イオンを生成するイオン源と、イオンを加速させる加速器と、イオン源から加速器へイオンを輸送する輸送部と、を備え、イオン源は、輸送部に対する取付角度及び取付位置を調整可能である。

また、本発明に係る粒子加速システムの調整方法は、イオンを生成するイオン源と、イオンを加速させる加速器と、イオン源から加速器へイオンを輸送する輸送部と、を備える粒子加速システムの調整方法であって、イオンの種類に応じて、輸送部に対してイオン源の取り付けられる取付角度及び取付位置を調整する。

この粒子加速システム及び粒子加速システムの調整方法では、イオンの種類に応じて、輸送部に対するイオン源の取付角度及び取付位置が調整される。これにより、イオンの種類に応じて、イオンの輸送経路が適切に調整される。従って、電子をイオン源内に閉じ込めることができるように適切に調整された磁場の強度を変更することなく、所望のエネルギーにてイオン源内から引き出されたイオンを、輸送部における所定の到達目標点を経由して輸送し、加速器へ到達させることができる。よって、イオンの種類によらず、イオンを生成することができると共にイオンを加速器へ輸送することができる。

また、本発明に係る粒子加速システムは、イオン源を支持する支持部を備え、支持部は、イオン源に対して着脱可能であってもよい。この場合、支持部として、輸送部に対するイオン源の取付角度及び取付位置を互いに異なった状態で支持できる複数の部材が用意される。そして、イオンの種類に応じて、複数の部材の内の何れかが選択され、選択された部材が支持部として使用可能である。これにより、イオンの種類に応じて、イオンの輸送経路が適切に調整される。従って、イオンの種類に応じて支持部を着脱するだけで、容易に、輸送部に対するイオン源の取付角度及び取付位置を調整することができる。

また、本発明に係る粒子加速システムは、イオン源を支持する支持部を備え、支持部は、輸送部に対してイオン源を回動させることで取付角度を調整可能、且つ、輸送部におけるイオンの輸送方向に交差する方向にイオン源の取付位置を調整可能であってもよい。この場合、イオンの種類に応じて、支持部により、輸送部に対するイオン源の取付角度及び取付位置を調整可能である。これにより、イオンの種類に応じて、イオンの輸送経路が適切に調整される。従って、容易に、輸送部に対するイオン源の取付角度及び取付位置を調整することができる。

本発明によれば、イオンの種類によらず、イオンを生成することができると共にイオンを加速器へ輸送することができる。

本発明の実施形態に係る粒子加速システムを示す正面図である。 図１のイオン源の内部構造を示す断面図である。 支持部の変形例を示す図である。 輸送部に対するイオン源の取付角度及び取付位置を模式的に示す図である。

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。

［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る粒子加速システムを示す正面図である。図１に示すように、粒子加速システム１Ａは、イオン源１０、加速器２０、輸送部３０及び支持部４０Ａを備える。以下の説明においては、粒子加速システム１Ａを水平面に載置した状態における装置の上下方向をＺ軸方向とし、後述するイオンの輸送経路Ｐを含む平面内、且つ、Ｚ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とする。粒子加速システム１Ａは、例えばα粒子、陽子、重陽子等のイオンを生成すると共に加速させるシステムである。粒子加速システム１Ａは、加速させたイオンを、例えばＰＥＴ（Positron Emission Tomography）、ＢＮＣＴ（Boron Neutron Capture Therapy）等を行う装置に供給する。

粒子加速システム１Ａにおいて、イオン源１０と加速器２０とは、輸送部３０によって接続されている。イオン源１０、加速器２０及び輸送部３０は、ＺＸ平面上に配置されている。イオン源１０に対してＸ軸正方向側に輸送部３０が配置され、輸送部３０のＺ軸正方向側に加速器２０が配置されている。また、イオン源１０の下方（Ｚ軸負方向）側に支持部４０Ａが設けられている。粒子加速システム１Ａは、台座Ｓ上に載置されている。

イオン源１０は、気体分子からプラズマの状態のイオンを生成する装置である。イオン源１０は、複数種類のイオンを生成可能である。イオン源１０は、例えばヘリウムからα粒子を生成可能であり、また、水素から陽子を生成可能である。なお、イオン源１０は、必ずしもα粒子及び陽子を生成可能でなくてもよい。

イオン源１０は、加速器２０の外部に設けられた外部イオン源である。イオン源１０は、略円筒形状を呈し、その中心軸線Ｌ１はＺＸ平面内に位置している。イオン源１０は、延在方向における一端において、中心軸線Ｌ１に対して斜めに傾斜した端面１０ａを有している。イオン源１０は、端面１０ａが略垂直となるように配置されている。端面１０ａは、輸送部３０のアインツェルレンズ３１の筐体３１ｂ（詳しくは後述）のＸ軸負方向側の外面に対向している。イオン源１０は、ＺＸ平面内において、端面１０ａ側である一端側が他端側よりもＺ軸方向において高い位置となるように、中心軸線Ｌ１が傾いて配置されている。イオン源１０は、真空箱１１、気体分子流路１２、電極１３、電磁石１４及び引出電極１５を有する。

図２は、図１のイオン源の内部構造を示す断面図である。図１及び図２に示すように、真空箱１１は、その内部に、イオンを閉じ込めるための空間が形成されている。真空箱１１は、イオン源１０の内部に配置されている。真空箱１１は、図示しない真空ポンプと接続されており、その内部を真空状態に保持することができる。真空箱１１は、気体分子流路１２を介して、内部に気体分子を導入する。例えば、イオンとしてα粒子が生成される場合には、気体分子としてヘリウムが用いられる。なお、α粒子以外のイオンが生成される場合には、そのイオンに対応した気体分子が用いられる。

電磁石１４は、真空箱１１内に磁場を形成するためのものである。電磁石１４は、Ｙ軸方向における真空箱１１の両側に対を成して設けられている。これにより、電磁石１４は、真空箱１１内に、Ｙ軸方向に概略沿った方向の磁場を形成する。電磁石１４は、真空箱１１内に形成する磁場の強度を適切に調整することにより、磁場の作用によって真空箱１１内に電子を閉じ込める。

電極１３は、例えば熱電子放出によって真空箱１１内に電子を供給する。電極１３は、サポート１６によって真空箱１１に対し支持されて真空箱１１内に設けられており、一例として、Ｙ軸方向視における真空箱１１の中央付近に設けられている。電極１３は、円筒状のアノード電極１３ａと、中心軸線Ｌ１と交差する方向にアノード電極１３ａを挟むように設けられた一対のカソード電極１３ｂ，１３ｂと、を含む。カソード電極１３ｂは、冷却配管１７に接続され、冷却配管１７によって真空箱１１に対し支持されると共に冷却配管１７中を流通する冷媒によって冷却される。冷却配管１７と真空箱１１との接点には真空シール１８が配置されている。なお、アノード電極１３ａの円筒軸方向は、イオン源１０の中心軸線Ｌ１に沿った方向としてもよい。

電極１３においては、一方のカソード電極１３ｂから電子（ｅ⁻）が放出され、一対のカソード電極１３ｂ，１３ｂ間で電子が往復する。この際、電磁石１４により、アノード電極１３ａの円筒軸方向に磁場が生成されると、電子は、螺旋運動をしながら、アノード電極１３ａに衝突することなくアノード電極１３ａ内に閉じ込められる。アノード電極１３ａ内において一対のカソード電極１３ｂ，１３ｂ間を往復する電子が、気体分子流路１２により導入されたヘリウム等の気体分子と衝突することで、α粒子等のイオンが生成される。

引出電極１５は、引出電圧が印加されることによって、真空箱１１内からイオンを引き出す。引出電極１５は、印加される引出電圧に対応したエネルギーにて、真空箱１１内からイオンを引き出す。引出電極１５は、アノード電極１３ａの近傍に設けられている。真空箱１１内から引き出されたイオンは、イオン源１０の端面１０ａに形成された開口を通過して、後述する輸送部３０側へ輸送される。

このように構成されたイオン源１０では、真空ポンプによって真空状態とされた真空箱１１内に、気体分子流路１２を介して気体分子が導入される。また、電極１３によって、真空箱１１内に電子が供給される。このとき、電磁石１４に通電されることにより真空箱１１内に磁場が形成されており、且つ、磁場の強度及び方向が適切に調整されていると、磁場の作用によって真空箱１１内に電子が閉じ込められる。真空箱１１内に閉じ込められた電子が気体分子に衝突すると、気体分子がイオン化して、イオンがプラズマの状態で生成される。そして、引出電極１５に引出電圧が印加されると、引出電圧に対応したエネルギーにて、真空箱１１内からイオンが引き出される。

図１に示すように、加速器２０は、イオン源１０によって生成されたイオンを加速して、荷電粒子線を作り出す装置である。本実施形態においては、加速器２０として、サイクロトロンを例示している。なお、加速器２０は、サイクロトロンに限定されず、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン、ライナック等であってもよい。

加速器２０は、略円筒形状を呈し、その中心軸線Ｌ２がＺ軸方向に延在する向きに配置されている。加速器２０は、イオン源１０よりも、Ｚ軸方向において高い位置に配置されている。加速器２０は、加速されるべきイオンが加速器２０の所定位置に入射されると、そのイオンを加速する。この加速器２０では、加速されるべきイオンは、加速器２０の下面（Ｚ軸負方向の面）側の中心部に開口した入射部２０ａに入射される。なお、加速器２０の中心軸線Ｌ２は、Ｚ軸方向に延在していなくてもよく、例えば、図中に示す粒子加速システム１Ａ全体がＹ軸を中心として９０°回転した状態とされて、中心軸線Ｌ２がＸ軸方向に延在していてもよい。また、図中に示す粒子加速システム１Ａ全体がＸ軸を中心として９０°回転した状態とされて、中心軸線Ｌ２がＹ軸方向に延在していてもよい。この場合、イオン源１０の中心軸線Ｌ１はＸＹ平面内に位置することとなる。

輸送部３０は、イオン源１０によって生成されたイオンを、イオン源１０から加速器２０へ輸送する。輸送部３０は、アインツェルレンズ３１、偏向電磁石３２及びベローズ３３を有する。

アインツェルレンズ３１は、輸送されるイオンを収束させるためのものである。アインツェルレンズ３１は、レンズ部３１ａと、レンズ部３１ａを収容する箱型の筐体３１ｂと、を含む。レンズ部３１ａは、正負の電位を交互に付与された三枚の電極によって構成され、これらの電極によって形成される電場により、通過するイオンを収束させる。筐体３１ｂのイオン源１０側（Ｘ軸負方向側）の外面は、イオン源１０の端面１０ａに対向しており、端面１０ａとの間が可撓性を有するベローズ３３によって接続されている。また、筐体３１ｂのイオン源１０側とは反対側（Ｘ軸正方向側）の外面は、偏向電磁石３２に直接接続されている。

偏向電磁石３２は、磁場を生成し、当該磁場によって、アインツェルレンズ３１を通過したイオンの輸送方向をＺＸ平面内において曲げるものである。具体的に、偏向電磁石３２は、アインツェルレンズ３１を通過してＸ軸正方向に輸送されているイオンの輸送方向を、Ｚ軸正方向に曲げる。これにより、偏向電磁石３２は、イオンを加速器２０の入射部２０ａへ案内する。

輸送部３０において、例えばベローズ３３及びアインツェルレンズ３１の内部には、真空箱１１から漏れ出た磁場である漏れ磁場が形成されている。このため、輸送部３０によって輸送されるイオンの実際の輸送経路Ｐは、漏れ磁場の作用によってカーブしている。具体的には、イオンの輸送経路Ｐは、Ｘ軸正方向とＺ軸正方向との合成方向である斜め上方向から、漏れ磁場の作用によって、Ｘ軸正方向へ向かって徐々にカーブしている。なお、この漏れ磁場の作用の強さは、イオンの種類及びエネルギーに応じて異なる。よって、所望のエネルギーにてイオンをイオン源１０内から引き出す場合、イオンの輸送経路Ｐは、イオンの種類に応じて異なる軌跡にてカーブする。

輸送部３０において、アインツェルレンズ３１の筐体３１ｂと偏向電磁石３２との境界におけるＹＺ平面内の所定領域には、イオンの到達目標点Ｔが設定されている。到達目標点Ｔとは、輸送部３０において、この到達目標点Ｔを経由してイオンが輸送される場合、当該イオンが適切に案内されて加速器２０の入射部２０ａに到達することができる領域である。なお、本実施形態では、到達目標点Ｔは、アインツェルレンズ３１の筐体３１ｂと偏向電磁石３２との境界に設定されているが、輸送部３０（特に、偏向電磁石３２）の構成に応じて、別の位置に設定されていてもよい。

支持部４０Ａは、イオン源１０を支持する機構である。支持部４０Ａは、イオン源１０に対して着脱可能な複数の架台である。支持部４０Ａを構成する複数の架台のそれぞれは、輸送部３０に対してイオン源１０が互いに異なる取付角度及び取付位置となるように、イオン源１０を支持する。すなわち、支持部４０Ａは、これら着脱可能な複数の架台を交換することにより、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度及び取付位置を調整可能である。支持部４０Ａは、イオン源１０と接続される側とは反対側において、台座Ｓに支持されている。

ここで、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度とは、イオン源１０が輸送部３０に取り付けられた状態（すなわち、支持部４０Ａによって支持されたイオン源１０が、ベローズ３３を介してアインツェルレンズ３１の筐体３１ｂに取り付けられた状態）において、Ｚ軸方向と、イオン源１０の中心軸線Ｌ１と、の成す角度（Ｚ軸方向に対する中心軸線Ｌ１の倒れ角）としている。なお、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度は、イオン源１０が輸送部３０に取り付けられた状態において、到達目標点Ｔにおけるイオンの輸送方向と、イオン源１０の中心軸線Ｌ１と、の成す角度としてもよく、また、イオン源１０に設けられた一対の電磁石１４の対向する方向に垂直な所定の一方向と、イオン源１０の中心軸線Ｌ１と、の成す角度としてもよい。

輸送部３０に対するイオン源１０の取付位置とは、イオン源１０が輸送部３０に取り付けられた状態において、輸送部３０における何れか一点を基準とした、イオン源１０における何れか一点のＺＸ平面内における位置である。具体的に、輸送部３０における何れか一点とは、例えば到達目標点Ｔに設定されていてもよく、アインツェルレンズ３１の筐体３１ｂとベローズ３３との接続部の中央部に設定されていてもよく、輸送部３０の重心に設定されていてもよい。また、イオン源１０における何れか一点とは、例えば一対の電磁石１４の対向する方向から見た当該一対の電磁石１４の中央部に設定されていてもよく、イオン源１０の端面１０ａの中央部に設定されていてもよく、イオン源１０の重心に設定されていてもよい。

支持部４０Ａを構成する複数の架台のそれぞれは、例えば柱状を呈し、略鉛直方向（Ｚ軸方向）に延在している。複数の架台のそれぞれは、支持部４０Ａとして使用される際には、その上端側においてイオン源１０に接続され、その下端側において台座Ｓに接続される。複数の架台のそれぞれは、その上端側にイオン源１０を載置して固定するための支持面４０ａが形成されている。支持面４０ａは、Ｚ軸方向に対して傾斜して形成されており、その傾斜角に応じてイオン源１０の取付角度が決定される。複数の架台のそれぞれは、支持面４０ａの傾斜角が互いに異なっている。このため、支持部４０Ａとして選択される架台に応じて、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度が異なることとなる。なお、支持部４０Ａは、複数の架台毎に支持面４０ａの傾斜角が異なることによって取付角度を変える構成に限定されない。

また、複数の架台のそれぞれは、延在方向における長さが互いに異なっている。このため、支持部４０Ａとして選択される架台に応じて、輸送部３０に対するイオン源１０の取付位置が異なることとなる。なお、支持部４０Ａは、複数の架台毎に延在方向における長さが互いに異なることによって取付位置を変える構成に限定されない。

なお、支持部４０Ａは、イオン源１０を支持することができれば架台に限られない。ここで、図３は支持部４０Ａの変形例を示す図である。例えば、支持部４０Ａは、図３（ａ）に示すようなボールねじ機構であってもよい。ここでは、支持部４０Ａは、例えばＸ軸方向に移動可能な可動ステージ４１上に配置されている。或いは、支持部４０Ａは、図３（ｂ）に示すようなリンク機構又はベローズ等であってもよい。

次に、本実施形態に係る粒子加速システム１Ａの動作及び粒子加速システム１Ａの調整方法について説明する。

一例としてヘリウムからα粒子を生成する場合について説明する。図４は、輸送部に対するイオン源の取付角度及び取付位置を模式的に示す図である。図１及び図４に示すように、まず、支持部４０Ａが着脱されてα粒子用の架台に交換され、イオン源１０がα粒子用の架台によって支持された状態とされる（図４中の状態Ａ参照）。このように、支持部４０Ａがα粒子用の架台とされている場合において、輸送部３０を輸送されるイオンがα粒子であるときには、イオンの輸送経路Ｐは到達目標点Ｔを経由して輸送される。

具体的に、状態Ａでは、イオン源１０において生成されたα粒子は、輸送部３０によって輸送される際に、漏れ磁場の作用によってＺＸ平面内にてカーブする。より具体的には、α粒子の輸送方向は、Ｘ軸正方向とＺ軸正方向との合成方向である斜め上方向から、漏れ磁場の作用によって、Ｘ軸正方向へ向かって徐々にカーブする。その後、α粒子は、到達目標点Ｔを経由して輸送される。そして、α粒子は、偏向電磁石３２によってＸ軸正方向からＺ軸正方向へと案内され、加速器２０の入射部２０ａに入射して加速される。

続いて、別の一例として水素から陽子を生成する場合について説明する。まず、支持部４０Ａが着脱されて陽子用の架台に交換され、イオン源１０が陽子用の架台によって支持された状態とされる（図４中の状態Ｂ参照）。状態Ｂでは、状態Ａに比較して、イオン源１０の中心軸線Ｌ１の角度が急勾配となった（Ｚ軸方向に近づいた）状態であり、且つ、イオン源１０の位置が低くなった（Ｚ軸負方向に移動した）状態である。このように、支持部４０Ａが陽子用の架台とされている場合において、輸送部３０を輸送されるイオンが陽子であるときには、イオンの輸送経路Ｐは到達目標点Ｔを経由して輸送される。

具体的に、状態Ｂでは、イオン源１０において生成された陽子は、輸送部３０によって輸送される際に、漏れ磁場の作用によってＺＸ平面内にてカーブする。より具体的には、陽子の輸送方向は、Ｘ軸正方向とＺ軸正方向との合成方向である斜め上方向から、漏れ磁場の作用によって、Ｘ軸正方向へ向かって徐々にカーブする。その後、陽子は、到達目標点Ｔを経由して輸送される。そして、陽子は、偏向電磁石３２によってＸ軸正向からＺ軸正方向へと案内され、加速器２０の入射部２０ａに入射して加速される。陽子の輸送経路Ｐは、α粒子の輸送経路Ｐに比較して、イオンの輸送方向のカーブの曲率が大きくなっている。このため、仮に、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度及び取付位置を、α粒子に適した状態Ａとしていたとすると、陽子は、到達目標点ＴよりもＺ軸負方向側を輸送され、その結果、加速器２０の入射部２０ａに入射できない。

なお、図４中の状態Ｃは、α粒子、陽子以外のイオンを生成する場合における、イオン源１０の輸送部３０に対する取付角度及び取付位置と、当該イオンの輸送経路Ｐと、を例示している。

以上説明したように、本実施形態に係る粒子加速システム１Ａ及び粒子加速システム１Ａの調整方法によれば、イオンの種類に応じて、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度及び取付位置が調整される。これにより、イオンの種類に応じて、イオンの輸送経路Ｐが適切に調整される。従って、電子をイオン源１０内に閉じ込めることができるように適切に調整された磁場の強度を変更することなく、所望のエネルギーにてイオン源１０内から引き出されたイオンを、輸送部３０における所定の到達目標点Ｔを経由して輸送し、加速器２０へ到達させることができる。よって、イオンの種類によらず、イオンを生成することができると共にイオンを加速器２０へ輸送することができる。

また、本実施形態に係る粒子加速システム１Ａは、イオン源１０を支持する支持部４０Ａを備え、支持部４０Ａは、イオン源１０に対して着脱可能である。支持部４０Ａとして、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度及び取付位置を互いに異なった状態で支持できる複数の部材が用意される。このため、イオンの種類に応じて、複数の部材の内の何れかが選択され、選択された部材が支持部４０Ａとして使用可能である。これにより、イオンの種類に応じて、イオンの輸送経路Ｐが適切に調整される。従って、イオンの種類に応じて支持部４０Ａを着脱するだけで、容易に、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度及び取付位置を調整することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る粒子加速システム１Ｂは、第１実施形態に係る粒子加速システム１Ａに比較して、支持部の構成が異なる。以下、第２実施形態に係る支持部４０Ｂの構成について説明する。

支持部４０Ｂは、輸送部３０に対してイオン源１０を回動させることで取付角度を調整可能、且つ、輸送部３０におけるイオンの輸送方向に交差する方向にイオン源１０の取付位置を調整可能な架台である。支持部４０Ｂは、イオン源１０を、回動軸線Ｌ３回りに回動可能に支持する。回動軸線Ｌ３は、Ｙ軸方向に設定されている。支持部４０Ｂは、例えば柱状を呈し、略鉛直方向（Ｚ軸方向）に延在している。架台は、その上端側においてイオン源１０に接続され、その下端側において台座Ｓに接続されている。架台は、その上端側において図示しない支持軸を有し、イオン源１０は、その支持軸に対して回動可能に接続されている。すなわち、回動軸線Ｌ３は、支持軸の中心と一致している。イオン源１０は、支持軸回りに回動することによって、輸送部３０に対する取付角度が変化する。なお、支持部４０Ｂは、架台の下端側において支持軸（すなわち、回動軸線）を有し、その支持軸に対して台座Ｓが接続されていてもよい。或いは、支持部４０Ｂは、その上端側及び下端側の両方に支持軸を有し、それぞれイオン源１０及び台座Ｓと回動可能に接続されていてもよい。

また、架台は、延在方向に伸縮する伸縮機構を有する。架台は、中空の柱状部材が二重に重なることにより伸縮可能とされ、ボルトによって所望の長さに固定できる構成とされる。なお、架台の伸縮機構は、上記構成に限定されず、例えば油圧シリンダ、電動シリンダ、ボールねじ、リニアガイド、ベルト機構、リンク機構等によって伸縮する構成であってもよい。また、支持部４０Ｂが伸縮する方向は、架台の延在方向に限定されない。

支持部４０Ｂによって、輸送部３０に対してイオン源１０を回動させることで取付角度を調整すると、イオン源１０によって生成されたイオンの輸送部３０における輸送方向は、イオン源１０の取付角度の変化に追従してＺＸ平面内において変化する。また、支持部４０Ｂによって、輸送部３０におけるイオンの輸送方向に交差する方向にイオン源１０の取付位置を調整すると、イオン源１０によって生成されたイオンの輸送部３０における輸送方向は、イオン源１０の取付位置の変化に追従してＺＸ平面内において変化する。

このように構成された支持部４０Ｂでは、イオンの種類に応じて、輸送部３０に対してイオン源１０を回動させることで取付角度を調整すると共に、輸送部３０におけるイオンの輸送方向に交差する方向にイオン源１０の取付位置を調整する。これにより、輸送部３０において、イオンを、到達目標点Ｔを経由する輸送経路Ｐにて輸送することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る粒子加速システム１Ｂによれば、イオン源１０を支持する支持部４０Ｂを備え、支持部４０Ｂは、輸送部３０に対してイオン源１０を回動させることで取付角度を調整可能、且つ、輸送部３０におけるイオンの輸送方向に交差する方向にイオン源１０の取付位置を調整可能である。このため、イオンの種類に応じて、支持部４０Ｂにより、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度及び取付位置を調整可能である。これにより、イオンの種類に応じて、イオンの輸送経路Ｐが適切に調整される。従って、容易に、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度及び取付位置を調整することができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、イオン源１０は、粒子加速システム１Ａ，１ＢのＸ軸方向における一方側にのみ設けられている。しかし、イオン源１０は、粒子加速システム１Ａ，１ＢのＸ軸方向における他方側にも設けられていてもよい。

また、上記第２実施形態においては、支持部４０Ｂは、例えばモータ等の駆動機構によって、回動及び移動を行う構成としてもよい。この場合、一層容易に、輸送部３０に対するイオン源１０の取付角度及び取付位置を調整することができる。

１Ａ，１Ｂ…粒子加速システム、１０…イオン源、２０…加速器、３０…輸送部、４０Ａ，４０Ｂ…支持部。

Claims (4)

1. イオンを生成するイオン源と、
   前記イオンを加速させる加速器と、
   前記イオン源から前記加速器へ前記イオンを輸送する輸送部と、
   を備え、
   前記イオン源は、前記輸送部に対する取付角度及び取付位置を調整可能な、粒子加速システム。
2. 前記イオン源を支持する支持部を備え、
   前記支持部は、前記イオン源に対して着脱可能な、請求項１記載の粒子加速システム。
3. 前記イオン源を支持する支持部を備え、
   前記支持部は、前記輸送部に対して前記イオン源を回動させることで前記取付角度を調整可能、且つ、前記輸送部における前記イオンの輸送方向に交差する方向に前記イオン源の前記取付位置を調整可能な、請求項１記載の粒子加速システム。
4. イオンを生成するイオン源と、前記イオンを加速させる加速器と、前記イオン源から前記加速器へ前記イオンを輸送する輸送部と、を備える粒子加速システムの調整方法であって、
   前記イオンの種類に応じて、前記輸送部に対して前記イオン源の取り付けられる取付角度及び取付位置を調整する、粒子加速システムの調整方法。

Images