JP2519293B2 - 加速器用高周波加速空洞 - Google Patents
加速器用高周波加速空洞Info
- Publication number
- JP2519293B2 JP2519293B2 JP63068110A JP6811088A JP2519293B2 JP 2519293 B2 JP2519293 B2 JP 2519293B2 JP 63068110 A JP63068110 A JP 63068110A JP 6811088 A JP6811088 A JP 6811088A JP 2519293 B2 JP2519293 B2 JP 2519293B2
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- JP
- Japan
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- accelerator
- cavity
- cooling
- frequency
- acceleration
- 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.)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、超LSI微細加工等に用いられる加速器に使
用される高周波加速空洞に関する。
用される高周波加速空洞に関する。
（従来の技術） 加速器は電子・陽子・イオンなどのビームを高エネル
ギー状態に加速するためのものであり、磁界を作用させ
てビームの軌道を曲げるときに放射される放射光（SOR
光といわれる）が超LSI微細加工（リソグラフィ）など
新しい分野に応用されようとしている。
ギー状態に加速するためのものであり、磁界を作用させ
てビームの軌道を曲げるときに放射される放射光（SOR
光といわれる）が超LSI微細加工（リソグラフィ）など
新しい分野に応用されようとしている。
加速器には、電子の加速やSOR光で失われるエネルギ
ー補給を行うために高周波エネルギーを電子に供給する
高周波加速空洞が設けられている。
ー補給を行うために高周波エネルギーを電子に供給する
高周波加速空洞が設けられている。
高周波加速空洞には種々の形式や共振周波数のものが
あるが、ここでは半共軸型加速空洞を例にとって説明す
る。
あるが、ここでは半共軸型加速空洞を例にとって説明す
る。
第２図は従来の高周波加速空洞の一例で、１は外筒、
２は側板、３は側板２を貫通し所定の空隙を存して軸方
向に直列配置された一対の加速電極で側板２に固定され
る（The 6th Symp.on Accelerator Science and Techno
logy（1987,Tokyo,Japan）p.135）。
２は側板、３は側板２を貫通し所定の空隙を存して軸方
向に直列配置された一対の加速電極で側板２に固定され
る（The 6th Symp.on Accelerator Science and Techno
logy（1987,Tokyo,Japan）p.135）。
外筒１には空洞内に高周波エネルギーを供給するため
のアンテナ４が装着されており、図示しない高周波電源
に接続されている。また５は空洞の共振周波数を調整す
るチューナーである。空洞内は加速電極３に接続される
ビームダクト６と同様10-9Torr以上の高真空に保持され
る。そのために各部材の接合面にはガスケット７が装着
されている。
のアンテナ４が装着されており、図示しない高周波電源
に接続されている。また５は空洞の共振周波数を調整す
るチューナーである。空洞内は加速電極３に接続される
ビームダクト６と同様10-9Torr以上の高真空に保持され
る。そのために各部材の接合面にはガスケット７が装着
されている。
この様な高周波加速空洞の共振周波数ωａは で表される。これは電子の回転周波数の整数倍である。
ここでＣは空洞の静電容量、Ｌはインダクタンスであ
り、Ｃは一対の加速電極３の隙間Δで定まる。しかし共
振周波数が設計値通りになるように製作する事は難し
く、かつ運転時の温度上昇や、外圧による変形等でも変
化する。特に温度上昇は放出ガスよる真空度の劣化や、
熱膨張による共振周波数ωａの変化等に悪影響を与える
ため、外筒１や側板２に巻回された冷却管８に、また加
速電極３の環状空間部3aに、それぞれ恒温流体を流して
空洞の温度上昇を最少にかつ一定温度に保つ様にしてい
る。環状空間部3aには外部の恒温流体循環装置から供給
管９で供給され、排出管10から循環装置に戻る。
り、Ｃは一対の加速電極３の隙間Δで定まる。しかし共
振周波数が設計値通りになるように製作する事は難し
く、かつ運転時の温度上昇や、外圧による変形等でも変
化する。特に温度上昇は放出ガスよる真空度の劣化や、
熱膨張による共振周波数ωａの変化等に悪影響を与える
ため、外筒１や側板２に巻回された冷却管８に、また加
速電極３の環状空間部3aに、それぞれ恒温流体を流して
空洞の温度上昇を最少にかつ一定温度に保つ様にしてい
る。環状空間部3aには外部の恒温流体循環装置から供給
管９で供給され、排出管10から循環装置に戻る。
（発明が解決しようとする課題） この様な構成の高周波加速空洞では、外筒１や側板２
は冷却管８を適切に巻回する事により冷却能力を向上さ
せる事が出来るが、加速電極３の冷却に問題がある。す
なわち環状空間部3a内の恒温流体の流速が遅くて熱伝達
率が低く、かつ先端部にはよどみが生じる等冷却性能面
で劣っている。したがって従来は小形・小容量で熱変形
や温度上昇の小さい物に限られていた。
は冷却管８を適切に巻回する事により冷却能力を向上さ
せる事が出来るが、加速電極３の冷却に問題がある。す
なわち環状空間部3a内の恒温流体の流速が遅くて熱伝達
率が低く、かつ先端部にはよどみが生じる等冷却性能面
で劣っている。したがって従来は小形・小容量で熱変形
や温度上昇の小さい物に限られていた。
一方大物・大容量の高周波加速空洞では、温度上昇や
熱変形が大となり、それに伴って共振周波数ωａのずれ
も大きくなる。特に壁面電流による単位面積当りのジュ
ール損失は径の小さい内径側すなわち加速電極３部が最
大となる。一方冷却能力も径の小さい内径側が冷却面積
が小となるため熱伝達率が一様にすると、やはり加速電
極３が一番冷却能力が劣ることになる。
熱変形が大となり、それに伴って共振周波数ωａのずれ
も大きくなる。特に壁面電流による単位面積当りのジュ
ール損失は径の小さい内径側すなわち加速電極３部が最
大となる。一方冷却能力も径の小さい内径側が冷却面積
が小となるため熱伝達率が一様にすると、やはり加速電
極３が一番冷却能力が劣ることになる。
加速電極３の冷却が不十分な場合には熱膨張により隙
間Δが狭くなり共振周波数ωａのずれが大きくなってチ
ューナー５の調整限度を超える恐れがある。一般にチュ
ーナー５は応答性を良くするために必要最小限に小形化
が図られている。
間Δが狭くなり共振周波数ωａのずれが大きくなってチ
ューナー５の調整限度を超える恐れがある。一般にチュ
ーナー５は応答性を良くするために必要最小限に小形化
が図られている。
また温度上昇は放出ガス量を増大させて真空劣化を起
こし、電子ビーム寿命が短くなる等性能上多々問題があ
る。
こし、電子ビーム寿命が短くなる等性能上多々問題があ
る。
この様な事から本発明は、加速電極の冷却能力を向上
させて温度上昇を低減し、熱変形や放出ガス量を小さく
抑ええた高性能の高周波加速空洞を提出する事を目的と
する。
させて温度上昇を低減し、熱変形や放出ガス量を小さく
抑ええた高性能の高周波加速空洞を提出する事を目的と
する。
（課題を解決するための手段） 本発明では加速電極の環状空間部に冷却筒を取付け
て、冷却筒の外周および内周側に流体の流通できる流路
を設ける。また流路は流体の流速を速くするために冷却
筒の外周に螺旋溝を設ける。
て、冷却筒の外周および内周側に流体の流通できる流路
を設ける。また流路は流体の流速を速くするために冷却
筒の外周に螺旋溝を設ける。
（作用） この様な流路を形成する事により、加速電極の環状空
間部の壁に沿って流体が流れ、熱伝達が向上して加速電
極のほぼ全面が一様に冷却される。
間部の壁に沿って流体が流れ、熱伝達が向上して加速電
極のほぼ全面が一様に冷却される。
（実施例） 以下本発明の一実施例について第１図を参照して説明
する。１は外筒、２は側板、３は側板２を貫通し所定の
空隙を存して軸方向に直列配置された一対の加速電極で
側板２に固定されている。なお４は空洞内に高周波エネ
ルギーを提供するためのアンテナ、５は共振周波数を調
整するチューナーである。空洞内は加速電極３に接続さ
れるビームダクト６と同様10-9Torr以上の高真空に保持
される。そのために各部材の接合面にはガスケット７が
装着されている。
する。１は外筒、２は側板、３は側板２を貫通し所定の
空隙を存して軸方向に直列配置された一対の加速電極で
側板２に固定されている。なお４は空洞内に高周波エネ
ルギーを提供するためのアンテナ、５は共振周波数を調
整するチューナーである。空洞内は加速電極３に接続さ
れるビームダクト６と同様10-9Torr以上の高真空に保持
される。そのために各部材の接合面にはガスケット７が
装着されている。
外筒１および側板２には冷却管８が巻回され、ジュー
ル損失による発熱を除去する様になっている。
ル損失による発熱を除去する様になっている。
加速電極３の環状空間部3a内には冷却筒11が取付けら
れた供給管９および排出管10に接続されている。冷却筒
11の外周には複数条の螺旋溝の流路12aが加工されてい
る。また冷却筒11の内周側には流路12bが、先端部には
流路12cが形成されている。
れた供給管９および排出管10に接続されている。冷却筒
11の外周には複数条の螺旋溝の流路12aが加工されてい
る。また冷却筒11の内周側には流路12bが、先端部には
流路12cが形成されている。
次に上記の様に構成された高周波加速空洞の作用を説
明する。
明する。
供給管９から供給された恒温の流体は冷却筒11の外周
に入り、外周に加工された螺旋溝流路12aを旋回して流
れる。この時の流体の流速は流路12aの面積によるので
小流量でも速い流速を得る事が出来る。したがって大き
な熱伝達率で加速電極３を冷却し、先端部流路12cで反
流して冷却筒11の内周側流路12bを通って排出管10から
図示しない循環装置に戻る。この様な流路を形成するこ
とにより流体のよどみもなく加速電極３のほぼ全面を一
様に冷却できると共に、熱伝達率の増大により冷却能力
を格段に向上させる事が出来るので温度上昇を低減させ
る事が可能となる。
に入り、外周に加工された螺旋溝流路12aを旋回して流
れる。この時の流体の流速は流路12aの面積によるので
小流量でも速い流速を得る事が出来る。したがって大き
な熱伝達率で加速電極３を冷却し、先端部流路12cで反
流して冷却筒11の内周側流路12bを通って排出管10から
図示しない循環装置に戻る。この様な流路を形成するこ
とにより流体のよどみもなく加速電極３のほぼ全面を一
様に冷却できると共に、熱伝達率の増大により冷却能力
を格段に向上させる事が出来るので温度上昇を低減させ
る事が可能となる。
なお螺旋溝流路12aを加速電極３の内周に加工しても
同様の効果を得る事が出来る。
同様の効果を得る事が出来る。
以上説明したように本発明によれば、恒温流体の流量
を増すことなく加速電極の冷却能力が増大し、温度上昇
が低減されるので熱変形や放出ガス量を小さく抑える事
が出来るのみならず、チューナーの調整代も必要最小限
にできるので高性能の高周波加速空洞を得る事が出来
る。
を増すことなく加速電極の冷却能力が増大し、温度上昇
が低減されるので熱変形や放出ガス量を小さく抑える事
が出来るのみならず、チューナーの調整代も必要最小限
にできるので高性能の高周波加速空洞を得る事が出来
る。
第１図は本発明の一実施例の高周波加速空洞を示す縦断
面図、第２図は従来の加速器用高周波加速空洞を示す縦
断面図である。 １……外筒、２……側板 ３……加熱電極、４……アンテナ 3a……環状空間部、５……チューナー ７……ガスケット、８……冷却管 ９……供給管、10……排出管 11……冷却筒、12a,12b,12c……流路
面図、第２図は従来の加速器用高周波加速空洞を示す縦
断面図である。 １……外筒、２……側板 ３……加熱電極、４……アンテナ 3a……環状空間部、５……チューナー ７……ガスケット、８……冷却管 ９……供給管、10……排出管 11……冷却筒、12a,12b,12c……流路
Claims (2)
- 【請求項１】外筒と、この外筒の両端に取付けられた側
板と、この側板を貫通し所定の空隙を存して軸方向に直
列配置された一対の加速電極とを有する加速器用高周波
加速空洞において、加速電極内の環状空間部に冷却筒を
配設して冷却筒の外周側および内周側に流体の流通する
流路を形成した事を特徴とする加速器用高周波加速空
洞。 - 【請求項２】流路の冷却筒または加速電極のいずれか一
方に螺旋溝を設けた事を特徴とする請求項（１）記載の
加速器用高周波加速空洞。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63068110A JP2519293B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 加速器用高周波加速空洞 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63068110A JP2519293B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 加速器用高周波加速空洞 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01241799A JPH01241799A (ja) | 1989-09-26 |
| JP2519293B2 true JP2519293B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=13364271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63068110A Expired - Lifetime JP2519293B2 (ja) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | 加速器用高周波加速空洞 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2519293B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4651448B2 (ja) * | 2005-05-02 | 2011-03-16 | 株式会社竹中工務店 | 直線加速器施設における加速管用の架台 |
| JP6814088B2 (ja) * | 2017-04-21 | 2021-01-13 | 三菱重工機械システム株式会社 | 高周波カプラ |
-
1988
- 1988-03-24 JP JP63068110A patent/JP2519293B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01241799A (ja) | 1989-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |