JP2539438B2 - 荷電粒子装置 - Google Patents
荷電粒子装置Info
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- JP2539438B2 JP2539438B2 JP62145860A JP14586087A JP2539438B2 JP 2539438 B2 JP2539438 B2 JP 2539438B2 JP 62145860 A JP62145860 A JP 62145860A JP 14586087 A JP14586087 A JP 14586087A JP 2539438 B2 JP2539438 B2 JP 2539438B2
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- electromagnet
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- electromagnets
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、加速器、たとえば線形加速器、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
有する荷電粒子装置に関するものである。
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
有する荷電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ような
従来の荷電粒子装置であり、図において、直線状輸送系
（１）の第１の分岐点（２）から分岐した第１の分岐輸
送系（３）が第１の照射室（４）へ延びている。（５）
は照射室（４）からの放射線漏洩防止用の遮蔽扉であ
る。第２の分岐点（６）で分岐した第２の分岐輸送系
（７）は第２の照射室（８）へ延びている。（９）はビ
ームダンプである。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）についても同様である。
63（1986、３月）、185〜194ページに記載されたような
従来の荷電粒子装置であり、図において、直線状輸送系
（１）の第１の分岐点（２）から分岐した第１の分岐輸
送系（３）が第１の照射室（４）へ延びている。（５）
は照射室（４）からの放射線漏洩防止用の遮蔽扉であ
る。第２の分岐点（６）で分岐した第２の分岐輸送系
（７）は第２の照射室（８）へ延びている。（９）はビ
ームダンプである。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）についても同様である。
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。いま、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の偏向電磁石（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は、荷電粒子は分
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）と同様である。
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。いま、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の偏向電磁石（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は、荷電粒子は分
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）と同様である。
以上のような荷電粒子輸送系では、下記の点に留意し
て全体のレイアウトが設計される。
て全体のレイアウトが設計される。
（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、左右の照射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図の例では、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。
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。
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
れ等の電磁石と配置する場合には、幾何学的に高い精度
が要求されるが、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
れ等の電磁石と配置する場合には、幾何学的に高い精度
が要求されるが、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、偏向系に伴う（１）〜（３）の設計上の
留意点を守り、かつ、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。
留意点を守り、かつ、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、直線状輸送系上に等
間隔で配置された分岐点を出発点とする複数個の偏向系
からなつているが、それぞれの偏向系が、２個の同一偏
向角を有する偏向電磁石と、１個の四極電磁石とを、該
四極電磁石の中央に対して鏡面対称となるように配置し
て、アクロマテイクな特性を有するように構成されてい
る。
間隔で配置された分岐点を出発点とする複数個の偏向系
からなつているが、それぞれの偏向系が、２個の同一偏
向角を有する偏向電磁石と、１個の四極電磁石とを、該
四極電磁石の中央に対して鏡面対称となるように配置し
て、アクロマテイクな特性を有するように構成されてい
る。
この発明においては、従来装置と比べるために具体的
な場合で記述すると、偏向電磁石の偏向角度は約22.5度
で、２個合せて約45度となるが、第２図の従来装置と同
じ偏向角度であり、１個当りの偏向角度を増している。
この場合、アクロマテイクな特性が得られるかどうかが
問題であるが、四極電磁石を偏向電磁石間に１個だけ挿
入すれば上記特性が得られることがわかつた。
な場合で記述すると、偏向電磁石の偏向角度は約22.5度
で、２個合せて約45度となるが、第２図の従来装置と同
じ偏向角度であり、１個当りの偏向角度を増している。
この場合、アクロマテイクな特性が得られるかどうかが
問題であるが、四極電磁石を偏向電磁石間に１個だけ挿
入すれば上記特性が得られることがわかつた。
第１図はこの発明の一実施例を示し、荷電粒子輸送系
は、直線状輸送系（１）、第１の分岐点（2a）、第１の
分岐輸送系（3a）、第１の照射室（4a）、第２の分岐点
（6a）、第２の分岐輸送系（7a）、ビームダンプ
（９）、第１の偏向系（10a）、第１の偏向電磁石（11
a）、第２の偏向電磁石（12a）、単独の四極電磁石（14
a）、第２の偏向系（15a）、四連四極電磁石（16）、三
連四極電磁石（17）、四極電磁石対（18）などからなつ
ており、これの類似の繰返し構成でなる。
は、直線状輸送系（１）、第１の分岐点（2a）、第１の
分岐輸送系（3a）、第１の照射室（4a）、第２の分岐点
（6a）、第２の分岐輸送系（7a）、ビームダンプ
（９）、第１の偏向系（10a）、第１の偏向電磁石（11
a）、第２の偏向電磁石（12a）、単独の四極電磁石（14
a）、第２の偏向系（15a）、四連四極電磁石（16）、三
連四極電磁石（17）、四極電磁石対（18）などからなつ
ており、これの類似の繰返し構成でなる。
第１の偏向系（10a）は、第１の偏向電磁石（11a）、
第２偏向電磁石（12a）および単独四極電磁石（14a）の
３個の電磁石から構成されている。
第２偏向電磁石（12a）および単独四極電磁石（14a）の
３個の電磁石から構成されている。
以上の構成により、第１の偏向系（10a）は、第２図
における第１の偏向系（10）より電磁石の数は大幅に減
少しており、コンパクトな構成となつている。勿論、第
１の偏向系（10a）が第２図における第１の偏向系（1
0）と同じ偏向角度の場合には、そこに使用される偏向
電磁石の偏向角度は第２図の場合の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か
ら第１の偏向系（10a）に必要なスペースは従来の場合
に比べてかなり節約できる。第２図では示さなかつた
が、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（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四極電磁石
（16）がこの発明では挿入してあり、その下流の第２の
偏向系（15a）の入口に対しては四極電磁石対（18）を
設けて同様のツウイスパラメータの調整をしており、こ
の方式は第２の偏向系（15a）の下流では繰返えされ
る。三連四極電磁石（17）は、第１の照射室（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。
における第１の偏向系（10）より電磁石の数は大幅に減
少しており、コンパクトな構成となつている。勿論、第
１の偏向系（10a）が第２図における第１の偏向系（1
0）と同じ偏向角度の場合には、そこに使用される偏向
電磁石の偏向角度は第２図の場合の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か
ら第１の偏向系（10a）に必要なスペースは従来の場合
に比べてかなり節約できる。第２図では示さなかつた
が、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（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四極電磁石
（16）がこの発明では挿入してあり、その下流の第２の
偏向系（15a）の入口に対しては四極電磁石対（18）を
設けて同様のツウイスパラメータの調整をしており、こ
の方式は第２の偏向系（15a）の下流では繰返えされ
る。三連四極電磁石（17）は、第１の照射室（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（11a）の電磁石は、周知のエツヂ
収束効果を用いて偏向面に直角方向の荷電粒子の発散を
抑え、偏向面内の発散は単独四極電磁石（14a）で抑え
るようにしてある。完全アクロマテイクの特性は、単独
四極電磁石（14a）の中央に対して鏡面対称になるよう
に第１の偏向系（10a）の条件を選ぶことにより達成で
きる。
収束効果を用いて偏向面に直角方向の荷電粒子の発散を
抑え、偏向面内の発散は単独四極電磁石（14a）で抑え
るようにしてある。完全アクロマテイクの特性は、単独
四極電磁石（14a）の中央に対して鏡面対称になるよう
に第１の偏向系（10a）の条件を選ぶことにより達成で
きる。
以上の説明から明らかなように、この発明は、各偏向
系が、２個の同一偏向角を有する偏向電磁石と、１個の
四極電磁石とを、該四極電磁石の中央に対して鏡面対称
となるように配置して構成されて、アクロマテイク特性
を有するようにしたので、電磁石の個数が大幅に減り、
装置が安価になる。また、電磁石の個数の減少は、配置
するときの労力が少なくて済み、この意味でも据付コス
トの低減がはかれる。
系が、２個の同一偏向角を有する偏向電磁石と、１個の
四極電磁石とを、該四極電磁石の中央に対して鏡面対称
となるように配置して構成されて、アクロマテイク特性
を有するようにしたので、電磁石の個数が大幅に減り、
装置が安価になる。また、電磁石の個数の減少は、配置
するときの労力が少なくて済み、この意味でも据付コス
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）……第１の分岐点、
（6a）……第２の分岐点、（10a）……第１の偏向系、
（15a）……第２の偏向系、（11a）……第１の偏向電磁
石、（12a）……第２の偏向電磁石、（14a）……四極電
磁石。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
の荷電粒子装置の平面図である。 （１）……直線状輸送系、（2a）……第１の分岐点、
（6a）……第２の分岐点、（10a）……第１の偏向系、
（15a）……第２の偏向系、（11a）……第１の偏向電磁
石、（12a）……第２の偏向電磁石、（14a）……四極電
磁石。 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 太田 広 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 山本 雄一 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 (2)
- 【請求項１】直線状輸送系上に一定の間隔で配置された
分岐点から分岐する複数個の偏向系を有する荷電粒子輸
送系を備えた荷電粒子装置において、 それぞれの前記偏向系が、２個の同一偏向角を有する偏
向電磁石と、１個の四極電磁石とを、前記四極電磁石の
中央に対して鏡面対称となるように配置して、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。 - 【請求項２】左右に交互に分岐された偏向系を有する特
許請求の範囲第１項記載の荷電粒子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145860A JP2539438B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 荷電粒子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145860A JP2539438B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 荷電粒子装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308899A JPS63308899A (ja) | 1988-12-16 |
| JP2539438B2 true JP2539438B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=15394748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62145860A Expired - Lifetime JP2539438B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 荷電粒子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2539438B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2824363B2 (ja) * | 1992-07-15 | 1998-11-11 | 三菱電機株式会社 | ビーム供給装置 |
| DE102005035141A1 (de) * | 2005-07-22 | 2007-02-01 | GSI Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH | Bestrahlungseinrichtung |
| JP6076005B2 (ja) * | 2012-09-06 | 2017-02-08 | 株式会社熊谷組 | 中性子線遮蔽構造体 |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP62145860A patent/JP2539438B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63308899A (ja) | 1988-12-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |