JP2511991B2 - Synchrotron radiation generator - Google Patents

Synchrotron radiation generator

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JP2511991B2
JP2511991B2 JP62181015A JP18101587A JP2511991B2 JP 2511991 B2 JP2511991 B2 JP 2511991B2 JP 62181015 A JP62181015 A JP 62181015A JP 18101587 A JP18101587 A JP 18101587A JP 2511991 B2 JP2511991 B2 JP 2511991B2
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隆 池口
新次郎 上田
利明 小針
正 園部
達 村下
敏 井戸
一夫 黒石
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Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシンクロトロン放射光発生装置(以下SOR装
置と略記)に係り、特に、工業用の小型SOR装置に好適
な真空性能を得るための真空ダクトを改良したSOR装置
に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a synchrotron radiation generator (hereinafter, abbreviated as SOR device), and particularly for obtaining a vacuum performance suitable for a small industrial SOR device. The present invention relates to a SOR device with an improved vacuum duct.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般にSOR装置では、後で詳しく説明するように、放
射光(以下、SORと略記)が真空壁を照射することによ
り、特に荷電粒子ビームの偏向部において偏向角に比例
した多量のガスが放出される。
Generally, in a SOR device, as described later in detail, a large amount of gas, which is proportional to the deflection angle, is emitted particularly in the deflection part of the charged particle beam by irradiating the vacuum wall with radiation (hereinafter abbreviated as SOR). It

従来のSOR装置は、プロシーデイング オブ ザ フ
イフス、シンポジウム オン アクセラレータ サイア
ンス アンド テクノロジ(1984年)第234頁から第236
頁(Proceeding of the 5th Symposium on Accelerator
Science and Technology(1984)p234−236)において
論じられているように、全体的に大型で、荷電粒子ビー
ムの蓄積リングには多数の偏向電磁石が装備されてお
り、1偏向部当たりの偏向角が小さくできている。この
ため、SORによる放出ガスは荷電粒子ビーム軌道に沿つ
て全域に分散し、偏向部1ケ所あたりの放出ガス量が少
なくなつている。また、偏向ビームダクトの両側には、
スペース的に比較的容量の大きな真空ポンプが設置でき
るため、ビームダクト内の組込ポンプと合わせて効果的
な排気が得られている。更にSORを外部に導くSOR導出ダ
クトにおいては、ニュクリヤインストゥルメンツ アン
ド メゾッド 177(1980年)第111頁から第115頁(Nuc
lear Instruments and Methods 177(1980)p111-115)
において論じられているように、大型SOR装置では偏向
角が小さいので導出されるSORの拡がり角度も小さいた
め、導出口にクロツチを設けて光を絞ることによりSOR
導出ダクトの内壁にSORが照射されるのを回避し、該ダ
クト内でのSOR照射によるガス放出を防止している。こ
のことは、比較的圧力の高いSORビームラインと、超高
真空の必要な荷電粒子ビームダクトを差動排気する上で
非常に効果的である。
The conventional SOR device is described in Proceedings of the Fifth, Symposium on Accelerator Science and Technology (1984), pages 234 to 236.
Page (Proceeding of the 5th Symposium on Accelerator
As discussed in Science and Technology (1984) p234-236), the overall size of the charged particle beam storage ring is equipped with a large number of deflection electromagnets, and the deflection angle per deflector is It is made small. For this reason, the gas released by the SOR is dispersed all over the charged particle beam orbit, and the amount of gas released per deflecting portion is reduced. Also, on both sides of the deflected beam duct,
Since a vacuum pump with a relatively large capacity in space can be installed, effective exhaust is obtained together with the built-in pump in the beam duct. Furthermore, in the SOR lead-out duct that guides the SOR to the outside, Nukurya Instruments and Method 177 (1980), pages 111 to 115 (Nuc
lear Instruments and Methods 177 (1980) p111-115)
As discussed in, the large SOR device has a small deflection angle, so the derived SOR has a small divergence angle.
Irradiation of SOR to the inner wall of the lead-out duct is avoided, and gas release due to SOR irradiation in the duct is prevented. This is very effective in differentially pumping the SOR beam line, which has a relatively high pressure, and the charged particle beam duct, which requires ultra-high vacuum.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、SOR装置を小型化して工業用装置とする場
合には、設置スペースの制約や製作コストを低減するた
めに、SORを取出す偏向部は集中して配置されることに
なり、1偏向部当たりの偏向角が大巾に拡大する。
However, when the SOR device is miniaturized into an industrial device, the deflection parts for extracting the SOR are arranged in a centralized manner in order to reduce the installation space restriction and the manufacturing cost. The deflection angle of is greatly expanded.

例えばSOR装置を2個所の直線部と2個所の偏向部で
構成すれば、偏向部1個所当たりの偏向角は180度とな
り、これに伴つて1偏向部での荷電粒子ビームダクト内
壁面からSORによつて放出するガス量は、大型SOR装置の
約10倍にもなる。
For example, if the SOR device is composed of two linear parts and two deflecting parts, the deflecting angle per deflecting part is 180 degrees, and the SOR from the inner wall surface of the charged particle beam duct in one deflecting part is accompanied by this. The amount of gas released by this is about 10 times that of a large SOR device.

また、偏向部の個数が制限されたために1偏向部に複
数のSOR装出ダクトを設けてSORを導出するようになる
が、SOR導出ダクト内でのSORの拡がり角度が大きいため
に該ダクトの内壁がSORによつて照射され、SOR導出ダク
ト内でも多量のガスが放出する。
Also, because the number of deflecting parts is limited, multiple SOR loading ducts will be installed in one deflecting part to derive SOR. However, since the SOR spreading angle in the SOR derivation duct is large The inner wall is illuminated by the SOR, and a large amount of gas is released even in the SOR outlet duct.

従つて小型SOR装置の場合は、小型化に伴つて真空ポ
ンプの設置スペースが制約されるにもかかわらず集中的
に多量のガスが発生するために、荷電粒子ビームダクト
内が充分に真空排気できずガス分子が荷電粒子の周回運
動を防害するため、希望のビーム寿命が得られないとい
う問題があつた。
Therefore, in the case of a small SOR device, a large amount of gas is intensively generated even though the space for installing a vacuum pump is restricted due to the miniaturization, so the charged particle beam duct cannot be sufficiently evacuated. There is a problem that the desired beam life cannot be obtained because the gas molecules hinder the orbital movement of the charged particles.

本発明の目的は、工業用の小型のSOR装置に用いた場
合でも、荷電粒子ビームの長寿命化が図れ、強度の強い
安定したSORを供給できるSOR装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a SOR device capable of extending the life of a charged particle beam and supplying a stable and strong SOR even when used in a small industrial SOR device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、荷電粒子ビームが周回する周回軌道のう
ち前記ビームの偏向部を形成する偏向ダクトと、該偏向
ダクトの外周側に接続され、前記周回軌道の接線方向に
伸びて前記ビームからの放射光を導出するための少なく
とも1本の導出ダクトとを備えたシンクロトロン放射光
発生装置において、前記導出ダクトは、前記ビームの周
回軌道面上において、外周側に向かうほど内幅が拡がる
先拡がり形状をなし、該先拡がり形状の拡がり角度を前
記導出ダクト内を通る放射光の拡がり角度より大きく
し、前記導出ダクトの最外周近傍に、該導出ダクト内を
真空排気する真空排気装置を備えることにより達成され
る。
The above object is to provide a deflection duct that forms a deflection portion of the beam of the circular orbit around which the charged particle beam revolves, and a radiation duct that is connected to the outer peripheral side of the deflection duct and extends in the tangential direction of the circular orbit. In a synchrotron radiation light generation device including at least one lead-out duct for leading out light, the lead-out duct has a divergent shape in which an inner width is gradually increased toward an outer peripheral side on a circular orbital surface of the beam. And a divergence angle of the divergent shape is made larger than a divergence angle of the radiated light passing through the inside of the lead-out duct, and a vacuum exhaust device for evacuating the inside of the lead-out duct is provided in the vicinity of the outermost periphery of the lead-out duct. To be achieved.

〔作用〕[Action]

本発明によれば、導出ダクトの拡がり角度をSORの拡
がり角度より大きくすることにより、導出ダクトの内面
にSORが照射されることがないので、導出ダクト内を超
高真空に維持できる。また、SORが導出ダクトの外周側
に接続されるSOR輸送用のダクトなどに照射されてガス
放出しても、この放出ガスを導出ダクトの最外周近傍に
設けた真空排気装置により直ぐに排気できるので、この
放出ガスが偏向ダクト内の真空度を低下させることを防
ぐことができる。更に、導出ダクト内を超高真空に維持
できることから、導出ダクトの最外周近傍に設けた真空
排気装置は偏向ダクト内の真空排気にも寄与することに
なるので、偏向ダクト内をより高真空に維持することが
できる。
According to the present invention, by making the spread angle of the lead-out duct larger than the spread angle of the SOR, the inner surface of the lead-out duct is not irradiated with SOR, so that the inside of the lead-out duct can be maintained in an ultrahigh vacuum. Also, even if the SOR is irradiated to the SOR transportation duct connected to the outer circumference of the outlet duct and the gas is released, the released gas can be immediately exhausted by the vacuum exhaust device provided near the outermost periphery of the outlet duct. It is possible to prevent the released gas from lowering the vacuum degree in the deflection duct. Furthermore, since the inside of the lead-out duct can be maintained at an ultra-high vacuum, the vacuum exhaust device provided near the outermost periphery of the lead-out duct also contributes to the vacuum exhaust in the deflector duct, so that the inside of the deflector duct can be made to a higher vacuum. Can be maintained.

従って、周回軌道を周回する荷電粒子ビームが偏向ダ
クト内のガス成分と衝突して消滅することを抑制できる
ので、荷電粒子ビームの長寿命化を図ることができる。
これにより、所望のビーム電流を安定して周回させるこ
とができるので、強度の強い安定したSORを供給するこ
とができる。
Therefore, it is possible to suppress the charged particle beam that orbits the circular orbit from colliding with the gas component in the deflection duct and disappear, and thus it is possible to extend the life of the charged particle beam.
As a result, a desired beam current can be stably circulated, so that a stable SOR having high strength can be supplied.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図ないし第5図によつ
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

第1図に、本発明によるSOR導出ダクトを供した工業
用小型SOR装置の偏向部を示す。
FIG. 1 shows the deflecting portion of a small industrial SOR device provided with the SOR lead-out duct according to the present invention.

本実施例では、小型化を図るために1偏向部当たりの
荷電粒子ビームの偏向角を180度としてあり、SOR装置全
体は、図示した偏向部を左右2個所に配置し、その中間
を直線部で接続することにより、荷電粒子の周回軌道が
長円軌道になるように構成される。
In the present embodiment, the deflection angle of the charged particle beam per deflecting portion is set to 180 degrees for the purpose of downsizing, and the entire SOR device has the deflecting portions shown in two positions on the left and right, and the middle portion thereof is a linear portion. By connecting with, the circular orbit of the charged particle is configured to be an elliptical orbit.

図中、1は荷電粒子が軌道Aに沿つて周回するための
偏向ビームダクトであり、周囲が荷電粒子ビームに偏向
運動を司るための偏向電磁石の鉄芯3によつて包囲され
ている。
In the figure, reference numeral 1 is a deflection beam duct for orbiting charged particles along an orbit A, and the periphery thereof is surrounded by an iron core 3 of a deflection electromagnet for controlling a deflection motion of the charged particle beam.

第2図は、第1図のX−X断面であり、偏向ダクト1
の断面形状を示している。図のように、偏向ダクト1の
内周側には仕切板1aによつて隔設されたポンプ室1cがあ
り、非蒸発ゲツタポンプ2がほぼ180度全域に渡つて内
設されている。
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG.
The cross-sectional shape of is shown. As shown in the figure, on the inner peripheral side of the deflection duct 1, there is a pump chamber 1c which is separated by a partition plate 1a, and a non-evaporating getter pump 2 is provided all over the entire 180 degrees.

一方、偏向ダクト1の外周側には、同ダクト1の外周
壁から分岐した4本のSOR導出ダクト4が、荷電粒子ビ
ームの軌道面(軌道Aを含む面)に対して平行、且つ軌
道Aに対して接線方向に、鉄芯3を貫通して伸びてお
り、外端部のフランジ4bによつてSORビームライン6に
接続されている。
On the other hand, on the outer peripheral side of the deflection duct 1, four SOR derivation ducts 4 branched from the outer peripheral wall of the duct 1 are parallel to the orbital plane (the plane including the orbit A) of the charged particle beam and the orbit A Tangentially, it extends through the iron core 3 and is connected to the SOR beam line 6 by a flange 4b at the outer end.

第3図は、第1図のY−Y断面を示しており、鉄芯3
の外壁とフランジ4bの間のSOR導出ダクト4の側面に
は、イオンポンプ5a及びチタンゲツタポンプ5bが直設さ
れている。
FIG. 3 shows the YY cross section of FIG.
An ion pump 5a and a titanium getter pump 5b are directly installed on the side surface of the SOR lead-out duct 4 between the outer wall and the flange 4b.

第1図及び第3図からわかるように、SOR導出ダクト
4は、分岐点の導出口4aから外側に伸びるに従い、荷電
粒子ビーム軌道面に平行な断面のみが拡大する扁平な拡
がりダクトとなつている。
As can be seen from FIG. 1 and FIG. 3, the SOR lead-out duct 4 is a flat spreading duct in which only the cross section parallel to the charged particle beam orbital plane expands as it extends outward from the outlet 4a at the branch point. There is.

第4図は、第3図のZ−Z断面を示し、SOR導出ダク
トの拡がり角とSORの関係を示している。軌道Aを通る
荷電粒子ビームから接線方向に放射されたSORの内、導
出口4aの間口の大きさと軌道曲率から幾何学的な関係に
よつて求まる、偏向角θに等しい拡がり角度θのSO
RがSOR導出ダクト4を経てSORビームライン6に導出さ
れるが、SOR導出ダクトの拡がり角度θは θ>θ …(1) の関係にあり、すなわちSOR導出ダクトの荷電粒子ビー
ム軌道面に平行な断面の拡がり角度が、SORの同じ断面
の拡がり角度よりもわずかに大きくなつている。
FIG. 4 shows the ZZ cross section of FIG. 3 and shows the relationship between the divergence angle of the SOR lead-out duct and SOR. Of the SOR radiated tangentially from the charged particle beam passing through the orbit A, the divergence angle θ s equal to the deflection angle θ b, which is obtained by the geometric relationship from the size of the frontage of the outlet 4a and the orbital curvature, SO
Although R is led to the SOR beam line 6 through the SOR lead-out duct 4, the spread angle θ d of the SOR lead-out duct has a relationship of θ d > θ s (1), that is, the charged particle beam trajectory of the SOR lead-out duct. The divergence angle of the cross section parallel to the plane is slightly larger than the divergence angle of the same cross section of the SOR.

次に、本実施例における作用、及び効果について説明
する。
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.

真空壁をSORが照射すると、高エネルギのSORに励起さ
れた材料内部のガスが放出するほか、光照射によつて飛
び出した光電子が壁面を刺激するため、通常の熱脱離に
比べて桁違いに多いガスを放出する。その放出ガス量
は、単位時間当たりに照射されるSORの光子数np,材料
個有の脱離係数をηとするとき Q=ηnp …(2) によつて推定され、光子数npに比例して増加する。np
荷電粒子ビームの偏向角に比例するため、すなわち偏向
角が大きくなるほど1偏向部当たりの放出ガス量も増大
する。
When the SOR irradiates the vacuum wall, the gas inside the material excited by the high-energy SOR is released, and the photoelectrons emitted by the light irradiation stimulate the wall surface, which is orders of magnitude higher than in ordinary thermal desorption. Releases a large amount of gas. Its release amount of gas, the photon number n p of SOR applied per unit time, is by connexion estimated Q = ηn p ... (2) When the elimination coefficient of the material pieces Yes eta, photon number n p Increases in proportion to. Since n p is proportional to the deflection angle of the charged particle beam, that is, the larger the deflection angle, the larger the amount of released gas per deflecting section.

本実施例では、SORによる放出ガス全体の約半分が1
偏向部に集中して放出されるが、4本のSOR導出ダクト
によつてSORが外部に導出されるため、その内の偏向角
4θb分の放出ガスはSOR導出系内で放出され、残りは偏
向ビームダクト内に放出される。
In this embodiment, about half of the total gas released by SOR is 1
It is concentratedly emitted to the deflection part, but since the SOR is led out by the four SOR lead-out ducts, the released gas for a deflection angle of 4θ b is released inside the SOR lead-out system and remains there. Are emitted into the deflected beam duct.

第2図の偏向ビームダクト1内において、SORが該ダ
クト1の外周壁1dを照射することによつて放出されたガ
スBは、ガス流路1bを通つてポンプ室1c内に流入し、非
蒸発ゲツタポンプ2によつて排気されるほか、ダクトの
両端側へも流出し、図示していないが、同部と接続して
いる直線部ビームダクトに設けたイオンポンプ等によつ
ても排気される。仕切板1aは、反射光や光電子が非蒸発
ゲツタポンプ2を刺激することによつて排気したガスが
再放出するのを防止するためである。
In the deflected beam duct 1 of FIG. 2, the gas B released by SOR irradiating the outer peripheral wall 1d of the duct 1 flows into the pump chamber 1c through the gas passage 1b, and In addition to being exhausted by the evaporative getter pump 2, it is also exhausted to both ends of the duct and is also exhausted by an ion pump or the like provided in a linear beam duct connected to the same, although not shown. . The partition plate 1a is for preventing the exhausted gas from being re-emitted by reflected light or photoelectrons stimulating the non-evaporable getter pump 2.

一方SOR導出系においては、第4図に示すように、SOR
は式(1)の関係によつてSOR導出ダクトには直接照射
されず、後続のSORビームライン6の内壁に照射され
る。この光や光電子の影響で放出ガスCの大部分がSOR
ビームライン6側に放出され、ポンプ5a,5bや、図示し
ていないSORビームライン6に設けたポンプによつて排
気される。
On the other hand, in the SOR derivation system, as shown in FIG.
Is not directly radiated to the SOR derivation duct due to the relationship of the equation (1), but is radiated to the inner wall of the subsequent SOR beam line 6. Most of the released gas C is SOR due to the influence of this light and photoelectrons.
It is emitted to the beam line 6 side and is exhausted by the pumps 5a and 5b and the pump provided in the SOR beam line 6 (not shown).

第5図は、上述の排気によつて形成される偏向部ダク
ト内の圧力分布を示している。
FIG. 5 shows the pressure distribution in the deflector duct formed by the above-mentioned exhaust.

図の分布曲線7は、比較のために、SOR導出口4aをそ
のまま延長した拡大なしのSOR導出ダクトを用いた場合
の圧力分布を示しており、この場合には、SOR導出ダク
トの内壁にSORが照射されるため該ダクト内にガスが放
出される上、ダクトのコンダクタンスが小さく放出ガス
に対する真空ポンプ5a,5bの有効排気速度が小さいた
め、放出ガスの1部が偏向ダクト側へ流出するようにな
る。偏向ビームダクト内では放出ガスが多い反面、真空
ポンプの設置スペースが狭いためポンプ容量が制限され
る上に、ガス通路1bが小さいために真空ポンプ2の有効
排気速度が小さく、更にSOR導出ダクトから放出ガスが
流入すると、充分な排気ができずに圧力が上昇する。
For comparison, the distribution curve 7 in the figure shows the pressure distribution in the case of using the unexpanded SOR derivation duct in which the SOR derivation port 4a is extended as it is. Since the gas is emitted into the duct due to the irradiation of the gas, the duct conductance is small, and the effective pumping speed of the vacuum pumps 5a and 5b for the emitted gas is small, so that a part of the emitted gas flows out to the deflection duct side. become. In the deflected beam duct, a large amount of gas is discharged, but the installation space for the vacuum pump is narrow, so the pump capacity is limited. In addition, since the gas passage 1b is small, the effective pumping speed of the vacuum pump 2 is small. When the released gas flows in, sufficient exhaust cannot be performed and the pressure rises.

これに対してSOR導出ダクトを拡がりダクトにした場
合には、分布曲線8に示すように、流路拡大によってコ
ンダクタンスが大きくなるので、真空ポンプ5a,5bの有
効排気速度が大きくなる。また、ガスの放出源が真空ポ
ンプ5a,5bに近づくので、真空ポンプの排気効率が向上
する。更に、SOR導出ダクト内での放出ガスが非常に少
ないために該ダクト内で圧力の極大値が存在し得ず、偏
向ビームダクト1の放出ガスをも排気するようになる。
このため偏向ビームダクト内の排気能力が向上し、該ダ
クト内の圧力が低下する。
On the other hand, when the SOR derivation duct is a widened duct, as shown by the distribution curve 8, the conductance increases due to the expansion of the flow path, so that the effective pumping speed of the vacuum pumps 5a and 5b increases. Further, since the gas emission source approaches the vacuum pumps 5a and 5b, the exhaust efficiency of the vacuum pump is improved. Further, since the gas released in the SOR derivation duct is very small, the maximum value of the pressure cannot exist in the duct, and the gas emitted from the deflected beam duct 1 is also exhausted.
Therefore, the exhaust capacity in the deflected beam duct is improved and the pressure in the duct is reduced.

更に、本発明によればSORによる放出ガス源は偏向電
磁石の鉄芯3の外周より外側に位置するが、そこではス
ペース的に真空ポンプが取付け易いため、排気容量の大
きな真空ポンプ5a,5bを装備することにより偏向ビーム
ダクトに対する排気能力は益々増大し、分布曲線9に示
すように圧力は大巾に低下する。
Further, according to the present invention, the source of the gas released by the SOR is located outside the outer circumference of the iron core 3 of the deflection electromagnet, but the vacuum pumps 5a and 5b having a large exhaust capacity are installed because the vacuum pumps are easy to install there. As a result, the exhaust capacity for the deflected beam duct is increased more and more, and the pressure is greatly reduced as shown by the distribution curve 9.

なお、大型SOR装置と同じようにSOR導出口4aの部分に
クロツチを設けて光を絞り、SOR導出ダクトをSORが照射
されない幅の平行ダクトにしても、真空排気性能的には
本発明と同等の効果が得られるが、小型SOR装置では、S
ORの拡がり角度が大きいためにダクトの幅は非常に大き
なものとなり、このため特に偏向ビームダクトに近い部
分の鉄芯が削除されて磁束密度が不均一となり、荷電粒
子ビームの周回運動が不安定になる。すなわち本発明に
よれば、荷電粒子の周回に悪影響を及ぼすことなく真空
排気性能を向上できる利点がある。
Similar to the large-scale SOR device, a slit is provided at the SOR outlet 4a to squeeze the light so that the SOR outlet duct is a parallel duct with a width that does not irradiate the SOR. Although the effect of
Since the OR spread angle is large, the width of the duct becomes very large, and therefore the iron core near the deflected beam duct is removed, resulting in non-uniform magnetic flux density and unstable orbital motion of the charged particle beam. become. That is, according to the present invention, there is an advantage that the vacuum exhaust performance can be improved without adversely affecting the circulation of the charged particles.

上述したSOR導出ダクトによる排気性能の向上は、初
期におけるSOR装置の立上げ運転において特に有効に作
用する。
The above-mentioned improvement of the exhaust performance by the SOR lead-out duct works particularly effectively in the initial startup operation of the SOR device.

次に、この効果について説明する。 Next, this effect will be described.

前述の式(2)に示したガスの脱離係数ηは、光子数
ηを時間で積分した累積光子数Npに関係し、対数グラ
フ上でNpに対してほぼ逆比例して低下する傾向がある。
すなわち、長期間の運転を経て照射された光子数の累積
値が増加するに伴ない、壁面が洗浄されて放出ガス量が
減少し、偏向ビームダクト内の圧力も低下するが、運転
初期の段階においては、光子の照射履歴が浅いため放出
ガス量が非常に多く、偏向ビームダクト内の圧力も高
い。荷電粒子ビーム寿命は軌道の圧力に逆比例するた
め、ビーム電流が維持できずに頻繁に荷電粒子の入射を
繰返すことになる。したがつて運転初期においては照射
光子数Npが増加しないため、脱離係数ηも低下せず圧力
の経時降下が鈍るために、排気性能の優れている大型の
SOR装置においても所望のビーム電流を得るのに年単位
の立上げ運転時間を要している。本発明によれば圧力が
高い領域においても同等の排気性能を発揮して圧力を下
げ得るため、荷電粒子ビーム寿命の伸びと放出ガス減少
が相乗的に作用して、所望のビーム電流が早期に得られ
る。
The desorption coefficient η of the gas shown in the above equation (2) is related to the cumulative number of photons N p obtained by integrating the number of photons η p with time, and decreases almost in inverse proportion to N p on the logarithmic graph. Tend to do.
That is, as the cumulative value of the number of photons irradiated after long-term operation increases, the wall surface is cleaned and the amount of released gas decreases, and the pressure in the deflected beam duct also decreases. , The amount of emitted gas is very large and the pressure in the deflected beam duct is high because the irradiation history of photons is shallow. Since the charged particle beam lifetime is inversely proportional to the orbital pressure, the beam current cannot be maintained, and the charged particles are frequently repeatedly incident. Therefore, since the number of irradiation photons N p does not increase in the early stage of operation, the desorption coefficient η does not decrease and the pressure drop with time is slow, so that a large exhaust gas with excellent exhaust performance is obtained.
Even in the SOR device, it takes a yearly startup operation time to obtain a desired beam current. According to the present invention, even in a high pressure region, the same exhaust performance can be exhibited and the pressure can be lowered. Therefore, the extension of the life of the charged particle beam and the reduction of the emitted gas act synergistically, and the desired beam current can be promptly obtained. can get.

また、偏向ビームダクト内に設置した非蒸発ゲツタポ
ンプは、高い圧力域で使用するとポンプ自身の寿命を早
めることになるが、SOR導出ダクトからの排気能力が向
上したことによつて、特に初期運転の高圧域において非
蒸発ゲツタポンプ2を一時停止した運転が可能となる。
In addition, the non-evaporable getter pump installed in the deflected beam duct shortens the life of the pump itself when used in a high pressure range. In the high pressure region, the operation in which the non-evaporable getter pump 2 is temporarily stopped becomes possible.

更に本発明によれば、排気性能面以外においても、付
随した効果が得られる。
Furthermore, according to the present invention, other effects can be obtained in addition to the exhaust performance.

SOR照射面は高エネルギの光子が照射されるために高
熱源となり、通常は背面から冷却されている。SOR導出
ダクトにおいても、ダクトの内側は高真空下で外側は偏
向電磁石の鉄芯で包囲されて伝熱条件が非常に悪いた
め、SORが照射される場合には冷却を必要とするが、本
発明ではダクト内面にはSORは照射されないので、スペ
ースの狭い場所での冷却を省略できる。
The SOR irradiation surface is a high heat source because it is irradiated with high-energy photons, and is usually cooled from the back surface. Even in the SOR derivation duct, the inside of the duct is surrounded by a high vacuum, and the outside is surrounded by the iron core of the bending electromagnet, so the heat transfer condition is very bad.Therefore, cooling is required when SOR is irradiated. In the invention, since the inner surface of the duct is not irradiated with SOR, it is possible to omit the cooling in the place where the space is narrow.

また、SORユーザによつては分光器やミラーの取付け
スペースの大きいこと、その他の目的により、拡がり角
の大きいSORを必要とするが、本発明によればSOR導出口
から放射されたSORを、SOR導出ダクトの途中でしやへい
することなく全てを多部に導出できるため、SORを有効
に利用できる利点が得られる。
Further, depending on the SOR user, a large installation space for the spectroscope and the mirror, and for other purposes, a SOR with a large divergence angle is required, but according to the present invention, the SOR radiated from the SOR outlet is Since it is possible to derive everything into multiple parts without messing up in the middle of the SOR derivation duct, there is an advantage that SOR can be effectively used.

以上に示した実施例では、SOR導出ダクトを4本で構
成し、該ダクト1本あたりにチタンゲツタポンプとイオ
ンポンプを併用したが、SOR導出ダクトの本数はSORユー
ザの要求から求まるものであり、取付本数によつて偏向
ビームダクト内の放出ガス量及びSOR導出ダクト側への
排気能力が変化するが、上述のポンプの排気容量を適切
に選択すれば、ほぼ同等の効果が得られる。このこと
は、偏向ビームダクト内の組込みポンプについても同様
であり、実施例に採上げた非蒸発ゲツタポンプの他、偏
向電磁石の磁場を利用する分布形イオンポンプを用いて
も良い。すなわち本発明は、SOR導出ダクトの本数,ポ
ンプの種類、及びポンプの台数等を制限するものではな
い。
In the embodiment described above, the SOR derivation duct was composed of four, and the titanium getter pump and the ion pump were used together per one duct, but the number of SOR derivation ducts is determined by the request of the SOR user. However, the amount of gas released in the deflected beam duct and the exhaust capacity toward the SOR derivation duct change depending on the number of attachments. However, if the exhaust capacity of the above-mentioned pump is appropriately selected, almost the same effect can be obtained. The same applies to the built-in pump in the deflection beam duct, and in addition to the non-evaporating getter pump described in the embodiment, a distributed ion pump utilizing the magnetic field of the deflection electromagnet may be used. That is, the present invention does not limit the number of SOR derivation ducts, the type of pumps, the number of pumps, and the like.

また、実施例では偏向角が180度の偏向部について示
したが、この偏向角は真空排気性能的に最も厳しい条件
にあるため、偏向角が変わつた場合についても、式
(1)の条件を満たすようにSOR導出ダクトの拡がり角
度を変えるだけで、特に新しい工夫を要することなく応
用し得る。
Further, in the embodiment, the deflection part having a deflection angle of 180 degrees is shown. However, since this deflection angle is the most severe condition in terms of vacuum pumping performance, the condition of equation (1) is satisfied even when the deflection angle changes. Only by changing the divergence angle of the SOR derivation duct so as to satisfy the requirement, it can be applied without any special innovation.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、導出ダクトの
拡がり角度をSORの拡がり角度より大きくすることによ
り、導出ダクト内を超高真空に維持できる。また、導出
ダクトの最外周近傍に真空排気装置を設けたことによ
り、導出ダクトよりも外周側で発生した放出ガスが偏向
ダクト内の真空度を低下させることを防ぐことができ
る。更に、導出ダクトの最外周近傍に設けた真空排気装
置は偏向ダクト内の真空排気にも寄与し、偏向ダクト内
をより高真空に維持することができる。従って、周回軌
道を周回する荷電粒子ビームの長寿命化を図ることがで
き、強度の強い安定したSORを供給することができる。
As described above, according to the present invention, the inside of the lead-out duct can be maintained in an ultrahigh vacuum by making the spread angle of the lead-out duct larger than the spread angle of the SOR. Further, by providing the vacuum exhaust device in the vicinity of the outermost periphery of the lead-out duct, it is possible to prevent the release gas generated on the outer peripheral side of the lead-out duct from lowering the degree of vacuum in the deflection duct. Further, the vacuum exhaust device provided near the outermost periphery of the lead-out duct also contributes to the vacuum exhaust in the deflection duct, and the inside of the deflection duct can be maintained at a higher vacuum. Therefore, it is possible to extend the life of the charged particle beam that orbits the orbit, and it is possible to supply a stable and stable SOR.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明のシンクロトロン放射光発生装置の一実
施例を示す偏向部の平面図、第2図は第1図のX−X断
面図、第3図は第1図のY−Y断面図、第4図は第3図
のZ−Z断面図、及び第5図は本発明による偏向部の圧
力分布を示す特性図である。 1……偏向部荷電粒子ビームダクト(偏向ビームダク
ト)、1a……仕切板、1b……ガス通路、1c……ポンプ
室、1d……壁、2……非蒸発ゲツタポンプ、3……鉄
芯、4……SOR導出ダクト、4a……導出口、4b……フラ
ンジ、4c……壁、5a……イオンポンプ、5b……チタンゲ
ツタポンプ、6……SORビームライン、7,8,9……圧力分
布曲線、A……荷電粒子ビーム軌道、B,C……放出ガ
ス。
FIG. 1 is a plan view of a deflecting portion showing an embodiment of a synchrotron radiation light generating apparatus of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line XX in FIG. 1, and FIG. 3 is YY in FIG. FIG. 4 is a sectional view, FIG. 4 is a sectional view taken along line ZZ in FIG. 3, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing a pressure distribution of the deflection section according to the present invention. 1-deflecting part charged particle beam duct (deflecting beam duct), 1a ... partition plate, 1b ... gas passage, 1c ... pump chamber, 1d ... wall, 2 ... non-evaporable getter pump, 3 ... iron core 4 ... SOR outlet duct, 4a ... outlet, 4b ... flange, 4c ... wall, 5a ... ion pump, 5b ... titanium getter pump, 6 ... SOR beamline, 7,8,9 ...... Pressure distribution curve, A …… charged particle beam orbit, B, C …… released gas.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池口 隆 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 上田 新次郎 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 小針 利明 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 園部 正 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 村下 達 神奈川県厚木市森の里若宮3番1号 日 本電信電話株式会社厚木電気通信研究所 内 (72)発明者 井戸 敏 神奈川県厚木市森の里若宮3番1号 日 本電信電話株式会社厚木電気通信研究所 内 (72)発明者 黒石 一夫 茨城県日立市会瀬町2丁目9番1号 日 立サービスエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−216200(JP,A) 実開 昭63−79100(JP,U) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Takashi Ikeguchi, 502 Jinrachicho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hitachi Machinery Research Laboratory, Inc. (72) Shinjiro Ueda, 502, Jinmachi-cho, Tsuchiura, Ibaraki Hitachi, Ltd. Inside the laboratory (72) Inventor Toshiaki Kodai 502 Jinrachicho, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture Hitachi Machinery Research Laboratory (72) Inventor Tadashi Sonobe 3-1, 1-1 Sachimachi, Hitachi City, Ibaraki Inside Hitachi Factory, Hitachi Ltd. (72) Inventor Tatsu Murashita No. 3 Morinosato Wakamiya, Atsugi City, Kanagawa Prefecture, Japan Atsugi Telecom Research Laboratories, Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Atsushi Ito No. 3 Morinosato Wakamiya, Atsugi City, Kanagawa Prefecture, Japan Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor, Kazuo Kuroishi, 2-9-1, Aize-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Japan Service Engineering in Inc. (56) References Patent Sho 62-216200 (JP, A) JitsuHiraku Akira 63-79100 (JP, U)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】荷電粒子ビームが周回する周回軌道のうち
前記ビームの偏向部を形成する偏向ダクトと、該偏向ダ
クトの外周側に接続され、前記周回軌道の接線方向に伸
びて前記ビームからの放射光を導出するための少なくと
も1本の導出ダクトとを備えたシンクロトロン放射光発
生装置において、 前記導出ダクトは、前記ビームの周回軌道面上におい
て、外周側に向かうほど内幅が拡がる先拡がり形状をな
し、該先拡がり形状の拡がり角度を前記導出ダクト内を
通る放射光の拡がり角度より大きくし、 前記導出ダクトの最外周近傍に、該導出ダクト内を真空
排気する真空排気装置を備えることを特徴とするシンク
ロトロン放射光発生装置。
1. A deflection duct forming a deflection portion of the beam of a circular orbit around which a charged particle beam orbits, and a deflection duct connected to an outer peripheral side of the deflection duct and extending in a tangential direction of the circular orbit to extend from the beam. In a synchrotron radiation generator including at least one lead-out duct for leading out synchrotron radiation, the lead-out duct has a widening tip on the circular orbital surface of the beam, the inner width of which widens toward the outer peripheral side. A evacuating device that has a shape, a divergence angle of the divergent shape is made larger than a divergence angle of radiated light passing through the lead-out duct, and a vacuum exhaust device for evacuating the inside of the lead-out duct is provided near the outermost periphery of the lead-out duct. A synchrotron radiation generator characterized by.
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