JP2525815B2 - 荷電粒子装置 - Google Patents
荷電粒子装置Info
- Publication number
- JP2525815B2 JP2525815B2 JP62145859A JP14585987A JP2525815B2 JP 2525815 B2 JP2525815 B2 JP 2525815B2 JP 62145859 A JP62145859 A JP 62145859A JP 14585987 A JP14585987 A JP 14585987A JP 2525815 B2 JP2525815 B2 JP 2525815B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deflection
- electromagnet
- charged particle
- branch
- quadrupole
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、荷電粒子装置に関し、さらに詳しくは、
線形加速器またはシンクロトロンからの荷電粒子（電子
またはイオン）を物理実験室、医用照射室などへ輸送す
る荷電粒子輸送系を備えた荷電子粒子装置に関するもの
である。
線形加速器またはシンクロトロンからの荷電粒子（電子
またはイオン）を物理実験室、医用照射室などへ輸送す
る荷電粒子輸送系を備えた荷電子粒子装置に関するもの
である。
第２図は、放射線医学総合研究所の報告、NIRS−Ｍ−
63（1986.3月）185〜194ページに記載された従来の荷電
粒子装置の輸送系であり、図において、直線状輸送系
（１）から第１の分岐点（２）で分岐却した第１の分岐
輸送系（３）が、第１の照射室（４）に導かれている。
照射室（４）には放射線漏洩防止用の遮蔽扉（５）が設
けられている。同様に第２の分岐点（６）で分岐した第
２の分岐輸送系（７）が第２の照射室（８）に導かれて
いる。直線状輸送系（１）はビームダンプ（９）で終端
している。
63（1986.3月）185〜194ページに記載された従来の荷電
粒子装置の輸送系であり、図において、直線状輸送系
（１）から第１の分岐点（２）で分岐却した第１の分岐
輸送系（３）が、第１の照射室（４）に導かれている。
照射室（４）には放射線漏洩防止用の遮蔽扉（５）が設
けられている。同様に第２の分岐点（６）で分岐した第
２の分岐輸送系（７）が第２の照射室（８）に導かれて
いる。直線状輸送系（１）はビームダンプ（９）で終端
している。
第１の分岐点（２）を含む第１の偏向系（10）は、第
１の偏向電磁石（11）、第２の偏向電磁石（12）、第３
の偏向電磁石（13）、四極電磁石（14）からなつてい
る。第２の偏向系（15）も同様である。
１の偏向電磁石（11）、第２の偏向電磁石（12）、第３
の偏向電磁石（13）、四極電磁石（14）からなつてい
る。第２の偏向系（15）も同様である。
以上の構成により、加速器などからの荷電粒子は、第
２図の下方から直線状輸送系（１）に導入され、どの偏
向系の電磁石も励磁していない場合、直進してビームダ
ンプ（９）に入り、そこで強度などが測定されて吸収さ
れる。たとえば、第１の偏向系（10）が励磁された場
合、すなわち、第１の偏向電磁石（11）、第２の偏向電
磁石（12）、第３偏向電磁石（13）および４個の四極電
磁石（四極電磁石（14）はその中の１つを示す）を所要
の磁場を作るように励磁した場合、荷電粒子は第１の分
岐点（２）で右側に偏向されて第１の照射室（４）に導
かれ、所定の目的、たとえば治療、診断などに用いられ
る。第２の偏向系（15）やもつと下流側の偏向系につい
ても第１の偏向系（10）と同様に利用される。
２図の下方から直線状輸送系（１）に導入され、どの偏
向系の電磁石も励磁していない場合、直進してビームダ
ンプ（９）に入り、そこで強度などが測定されて吸収さ
れる。たとえば、第１の偏向系（10）が励磁された場
合、すなわち、第１の偏向電磁石（11）、第２の偏向電
磁石（12）、第３偏向電磁石（13）および４個の四極電
磁石（四極電磁石（14）はその中の１つを示す）を所要
の磁場を作るように励磁した場合、荷電粒子は第１の分
岐点（２）で右側に偏向されて第１の照射室（４）に導
かれ、所定の目的、たとえば治療、診断などに用いられ
る。第２の偏向系（15）やもつと下流側の偏向系につい
ても第１の偏向系（10）と同様に利用される。
このような荷電粒子輸送系では、下記の点に留意され
て全体のレイアウトの設計がなされる。
て全体のレイアウトの設計がなされる。
（１） 第１の偏向系（10）と第２の偏向系（15）とは
偏向方向は異なるが電磁石の構成は同一とし、電磁石系
を標準化する。
偏向方向は異なるが電磁石の構成は同一とし、電磁石系
を標準化する。
（２） このような偏向系は、偏向系から出射される荷
電粒子が、下流に設けられている四極電磁石群を通過す
る際、収束・発散特性に周知の色収差が生じないよう
に、周知のダブルアクロマテイクな特性を持つように設
計される。
電粒子が、下流に設けられている四極電磁石群を通過す
る際、収束・発散特性に周知の色収差が生じないよう
に、周知のダブルアクロマテイクな特性を持つように設
計される。
（３） 第１の分岐点（２）および第２の分岐点（６）
で代表される直線状輸送系（１）の分岐点では、周知の
ツウイスパラメータが等しくなるように設計される。
で代表される直線状輸送系（１）の分岐点では、周知の
ツウイスパラメータが等しくなるように設計される。
したがつて、左右の治療室へ入射する荷電粒子の特性
は全く同一になるように設計される。
は全く同一になるように設計される。
なお、第２図の例は、運動エネルギー100〜800MeV/U
を持つ重イオンに適用した場合であり、偏向系の偏向角
度は約45度で、第１の偏向電磁石（11）、第２の偏向電
磁石（12）および第３の偏向電磁石（13）のそれぞれの
偏向角度は等しく、約15度に選んである。
を持つ重イオンに適用した場合であり、偏向系の偏向角
度は約45度で、第１の偏向電磁石（11）、第２の偏向電
磁石（12）および第３の偏向電磁石（13）のそれぞれの
偏向角度は等しく、約15度に選んである。
以上のような従来の荷電粒子装置では、偏向系が３個
の偏向電磁石と４個の四極電磁石からなり、45度偏向し
ようとするだけで７個もの電磁石が要求されている。こ
れ等の電磁石を配置する場合には、幾何学的に高い精度
が要求されるが、一般に、配置上生じる集積誤差は電磁
石の数と共に増加する。電磁石間に許容される間隔も許
容限界があり、電磁石の数と共に配置上要求されるスペ
ースも増加するなどの問題点があつた。
の偏向電磁石と４個の四極電磁石からなり、45度偏向し
ようとするだけで７個もの電磁石が要求されている。こ
れ等の電磁石を配置する場合には、幾何学的に高い精度
が要求されるが、一般に、配置上生じる集積誤差は電磁
石の数と共に増加する。電磁石間に許容される間隔も許
容限界があり、電磁石の数と共に配置上要求されるスペ
ースも増加するなどの問題点があつた。
この発明はかような問題点を解消するためになされた
もので、偏向系に伴う上記（１）〜（３）の設計上の留
意点を守り、偏向系を形成する偏向電磁石および四極電
磁石の数を大幅に減少することができる荷電粒子装置を
得ることを目的とする。
もので、偏向系に伴う上記（１）〜（３）の設計上の留
意点を守り、偏向系を形成する偏向電磁石および四極電
磁石の数を大幅に減少することができる荷電粒子装置を
得ることを目的とする。
この発明に係る荷電粒子装置は、直線状輸送系上に一
定の間隔で配置された複数個の分岐点から左右対称に分
岐する偏向系をつ荷電粒子輸送系からなる。偏向系は、
分岐点から左右の一側に分岐する第１の偏向系と分岐点
の左右の他側に分岐する第２の偏向系とを備え、第１お
よび第２の偏向系が、それぞれ分岐点に配置され磁極の
極性切り換えで左右への分岐を担持する共通の第１の偏
向電磁石と、この第１の偏向電磁石と偏向角が同一の単
一の第２の偏向電磁石と、単一の四極電磁石とを、該四
極電磁石の中央に関して鏡面対称に配置して、ダブルア
クロマテイクな特性を有するように構成されている。
定の間隔で配置された複数個の分岐点から左右対称に分
岐する偏向系をつ荷電粒子輸送系からなる。偏向系は、
分岐点から左右の一側に分岐する第１の偏向系と分岐点
の左右の他側に分岐する第２の偏向系とを備え、第１お
よび第２の偏向系が、それぞれ分岐点に配置され磁極の
極性切り換えで左右への分岐を担持する共通の第１の偏
向電磁石と、この第１の偏向電磁石と偏向角が同一の単
一の第２の偏向電磁石と、単一の四極電磁石とを、該四
極電磁石の中央に関して鏡面対称に配置して、ダブルア
クロマテイクな特性を有するように構成されている。
従来装置で記述した数値例では、偏向系の偏向角度を
約45度としたが、この発明においては、１個の偏向角度
を22.5度として２個で45度が得られる。この配置の場
合、１個の四極電磁石の中央に関して鏡面対称に構成し
てダブルアクロマテイクな特性を得る。
約45度としたが、この発明においては、１個の偏向角度
を22.5度として２個で45度が得られる。この配置の場
合、１個の四極電磁石の中央に関して鏡面対称に構成し
てダブルアクロマテイクな特性を得る。
第１図はこの発明の一実施例を示し、直線状輪送系
（１）に、第２図における第１の分岐点（２）と第２の
分岐点（６）を１箇所に集めた分岐点相当部（2a）、第
１の分岐輸送系相当部（3a）、第１の照射室相当部（4
a）、第２の分岐輸送系相当部（7a）、ビームダンプ
（９）等が設けられている。第１の偏向系相当部（10
a）は、極性切り換えにより左右分岐される第１の偏向
電磁石相当部（11a）、第２の偏向電磁石相当部（12
a）、単独の四極電磁石（14a）等からなり、さらに第２
の偏向系相当部（15a）、四連の四極電磁石（16）、三
連の四極電磁石（17）、四極電磁石対（18）など、と第
２図に示したと類似の繰返えし構成からなつている。
（１）に、第２図における第１の分岐点（２）と第２の
分岐点（６）を１箇所に集めた分岐点相当部（2a）、第
１の分岐輸送系相当部（3a）、第１の照射室相当部（4
a）、第２の分岐輸送系相当部（7a）、ビームダンプ
（９）等が設けられている。第１の偏向系相当部（10
a）は、極性切り換えにより左右分岐される第１の偏向
電磁石相当部（11a）、第２の偏向電磁石相当部（12
a）、単独の四極電磁石（14a）等からなり、さらに第２
の偏向系相当部（15a）、四連の四極電磁石（16）、三
連の四極電磁石（17）、四極電磁石対（18）など、と第
２図に示したと類似の繰返えし構成からなつている。
以上の構成により、第１の偏向系相当部（10a）は、
第２の偏向系相当部（15a）と共用される第１の偏向電
磁石相当部（11a）、第２の偏向電磁石相当部（12a）お
よび単独の四極電磁石（14a）の３個の電磁石からな
り、従来装置における第１の偏向系（10）より電磁石の
数は大幅に少なくなつている。勿論、第１の偏向系相当
部（10a）が第２図における第１の偏向系（10）と同じ
偏向角度の場合には使用される偏向電磁石の偏向角度は
第２図のものの場合の1.5倍となり、電磁石の大きさは
大きくなるが、電磁石の数が少ないことと左右への分岐
を１個の分岐点で実行しているので、第１の偏向系相当
部（10a）および第２の偏向系相当部（15a）に必要なス
ペースが大幅に節約される。
第２の偏向系相当部（15a）と共用される第１の偏向電
磁石相当部（11a）、第２の偏向電磁石相当部（12a）お
よび単独の四極電磁石（14a）の３個の電磁石からな
り、従来装置における第１の偏向系（10）より電磁石の
数は大幅に少なくなつている。勿論、第１の偏向系相当
部（10a）が第２図における第１の偏向系（10）と同じ
偏向角度の場合には使用される偏向電磁石の偏向角度は
第２図のものの場合の1.5倍となり、電磁石の大きさは
大きくなるが、電磁石の数が少ないことと左右への分岐
を１個の分岐点で実行しているので、第１の偏向系相当
部（10a）および第２の偏向系相当部（15a）に必要なス
ペースが大幅に節約される。
また、直線状輸送系（１）に入つてくる荷電粒子のツ
ウイスパラメータを第１の偏向系相当部（10a）の入口
で必要なツウイスパラメータに合うように調整する四連
の四極電磁石（16）が設けられており、その下流には四
極の電磁石対（18）を設けて下流の分岐点のツウイスパ
ラメータを調整するようにしている。三連の四極電磁石
（17）は、第１の照射室相当部（4a）の照射部（図示せ
ず）での荷電粒子の広がりを調整するのに用いられる。
ウイスパラメータを第１の偏向系相当部（10a）の入口
で必要なツウイスパラメータに合うように調整する四連
の四極電磁石（16）が設けられており、その下流には四
極の電磁石対（18）を設けて下流の分岐点のツウイスパ
ラメータを調整するようにしている。三連の四極電磁石
（17）は、第１の照射室相当部（4a）の照射部（図示せ
ず）での荷電粒子の広がりを調整するのに用いられる。
第１の偏向電磁石相当部（11a）の電磁石は、電磁石
の出口部で周知のエツジ収束効果を用いて偏向面に直角
方向に荷電粒子の発散を抑えるようにし、偏向面内の発
散は、単独の四極電磁石（14a）で抑えるようになしう
る。
の出口部で周知のエツジ収束効果を用いて偏向面に直角
方向に荷電粒子の発散を抑えるようにし、偏向面内の発
散は、単独の四極電磁石（14a）で抑えるようになしう
る。
この発明は、以上の説明から明らかなように、偏向系
は、分岐点から左右の一側に分岐する第１の偏向系と分
岐点の左右の他側に分岐する第２の偏向系とを備え、第
１および第２の偏向系が、それぞれ分岐点に配置され磁
極の極性切り換えで左右への分岐を担持する共通の第１
の偏向電磁石と、この第１の偏向電磁石と偏向角が同一
の単一の第２の偏向電磁石と、単一の四極電磁石とを、
該四極電磁石の中央に関して鏡面対称に配置して、ダブ
ルアクロマテイクな特性を備えるようにしたので、電磁
石の個数が大幅に減らせ、装置が安くなる。また、電磁
石の個数の減少は、配置するとき労力が少なくてすみ、
据付コストの低減がはかれる。
は、分岐点から左右の一側に分岐する第１の偏向系と分
岐点の左右の他側に分岐する第２の偏向系とを備え、第
１および第２の偏向系が、それぞれ分岐点に配置され磁
極の極性切り換えで左右への分岐を担持する共通の第１
の偏向電磁石と、この第１の偏向電磁石と偏向角が同一
の単一の第２の偏向電磁石と、単一の四極電磁石とを、
該四極電磁石の中央に関して鏡面対称に配置して、ダブ
ルアクロマテイクな特性を備えるようにしたので、電磁
石の個数が大幅に減らせ、装置が安くなる。また、電磁
石の個数の減少は、配置するとき労力が少なくてすみ、
据付コストの低減がはかれる。
第１図はこの発明の一実施例の平面図、第２図は従来の
荷電粒子装置の平面図である。 （１）……直線状輸送系、（2a）……分岐点、（10a）
……第１の偏向系、（11a）……第１の偏向電磁石、（1
2a）……第２の偏向電磁石、（14a）……四極電磁石、
（15a）……第２の偏向系。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
荷電粒子装置の平面図である。 （１）……直線状輸送系、（2a）……分岐点、（10a）
……第１の偏向系、（11a）……第１の偏向電磁石、（1
2a）……第２の偏向電磁石、（14a）……四極電磁石、
（15a）……第２の偏向系。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
フロントページの続き (72)発明者 高仲 政雄 東京都千代田区丸の内２丁目２番３号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 飯田 利昭 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三菱電機株式会社神戸製作所内 (72)発明者 溝端 正隆 神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２号 三菱電機株式会社神戸製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】荷電粒子を輸送する直線状輸送系上に一定
の間隔で配置された少なくとも２個の分岐点から左右の
分岐する偏向系をつ荷電粒子輸送系を有する荷電粒子装
置において、 前記偏向系は、前記分岐点から左右の一側に分岐する第
１の偏向系と前記分岐点の左右の他側に分岐する第２の
偏向系とを備え、前記第１および第２の偏向系が、それ
ぞれ前記分岐点に配置され磁極の極性切り換えで前記左
右への分岐を担持する共通の第１の偏向電磁石と、この
第１の偏向電磁石と偏向角が同一の単一の第２の偏向電
磁石と、単一の四極電磁石とを、前記四極電磁石の中央
に関して鏡面対称に配置して、ダブルアクロマテイクな
特性を有するように構成されていることを特徴とする荷
電粒子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145859A JP2525815B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 荷電粒子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145859A JP2525815B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 荷電粒子装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308898A JPS63308898A (ja) | 1988-12-16 |
| JP2525815B2 true JP2525815B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=15394727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62145859A Expired - Lifetime JP2525815B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 荷電粒子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2525815B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2633770C1 (ru) * | 2016-06-15 | 2017-10-18 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ фокусировки пучков заряженных частиц |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP62145859A patent/JP2525815B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63308898A (ja) | 1988-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10799714B2 (en) | Gantry comprising beam analyser for use in particle therapy | |
| JP2824363B2 (ja) | ビーム供給装置 | |
| US8766218B2 (en) | Compact gantry for particle therapy | |
| US7345291B2 (en) | Device for irradiation therapy with charged particles | |
| Pavlovic | Recent development of gantry design activities at GSI Darmstadt | |
| US5144647A (en) | Radiation exposure field limiting apparatus | |
| US4191887A (en) | Magnetic beam deflection system free of chromatic and geometric aberrations of second order | |
| CA3005274C (en) | Particle therapy gantry with an energy degrader and an achromatic final bending system | |
| GB1269017A (en) | Electron beam deflector system | |
| EP0041753B1 (en) | Deflection system for charged-particle beam | |
| CN105874557B (zh) | 静电透镜系统及处理发散离子束的方法 | |
| JP2525815B2 (ja) | 荷電粒子装置 | |
| JP2539438B2 (ja) | 荷電粒子装置 | |
| KR20210117171A (ko) | 입자선장치 | |
| KR101809090B1 (ko) | 붕소중성자포획 치료 빔라인 장치 | |
| JPS5924488B2 (ja) | アクロマチック磁界ビ−ム偏向方法及び装置 | |
| CA1121524A (en) | Magnetic mirror for beams of charged particles accelerated in an accelerator | |
| JP2563343B2 (ja) | 荷電粒子装置 | |
| CN210813563U (zh) | 一种分层重离子/质子治疗装置的专用传输线路 | |
| US3723730A (en) | Multiple ion source array | |
| US4962308A (en) | Charged particle apparatus comprising a beam discriminator | |
| Seidl et al. | Progress on the scaled beam-combining experiment at LBNL | |
| Kats | Study of GANTRY optics for proton and carbon ion beams | |
| Whealton | Effect of electrode shielding on beamlet‐beamlet interaction in multiaperture sources | |
| GB2384675A (en) | Energy degrader or moderator with focus means for a particle beam |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080531 Year of fee payment: 12 |