JP2563343B2 - 荷電粒子装置 - Google Patents
荷電粒子装置Info
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- JP2563343B2 JP2563343B2 JP62145861A JP14586187A JP2563343B2 JP 2563343 B2 JP2563343 B2 JP 2563343B2 JP 62145861 A JP62145861 A JP 62145861A JP 14586187 A JP14586187 A JP 14586187A JP 2563343 B2 JP2563343 B2 JP 2563343B2
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- Japan
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- electromagnet
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- charged particle
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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。
〔従来の技術〕 第４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、分岐前輸送系
（１）からの分岐後輸送系（２）に設けられた主偏向部
（３）に、初偏向電磁石（４）、主偏向部四極電磁石対
（５）を備えており、さらに四連四極電磁石（６）を経
て第１の分岐点（７）が設けられている。第１の分岐点
（７）から分岐された第１の分岐輸送系（10）には、第
１の偏向系（８）、３連四極電磁石（９）が設けられて
いて、第１の照射室（11）へ導かれる。第１の偏向系
（８）は、第１の偏向電磁石（12）、単独の四極電磁石
（13）、第２の偏向電磁石（14）からなつている。第２
の分岐点（15）で分岐した第２の分岐輸送系（16）に
は、第２偏向系（17）が設けられている。（18）は四極
電磁石対、（19）はビームダンプをそれぞれ表わしてい
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、分岐前輸送系
（１）からの分岐後輸送系（２）に設けられた主偏向部
（３）に、初偏向電磁石（４）、主偏向部四極電磁石対
（５）を備えており、さらに四連四極電磁石（６）を経
て第１の分岐点（７）が設けられている。第１の分岐点
（７）から分岐された第１の分岐輸送系（10）には、第
１の偏向系（８）、３連四極電磁石（９）が設けられて
いて、第１の照射室（11）へ導かれる。第１の偏向系
（８）は、第１の偏向電磁石（12）、単独の四極電磁石
（13）、第２の偏向電磁石（14）からなつている。第２
の分岐点（15）で分岐した第２の分岐輸送系（16）に
は、第２偏向系（17）が設けられている。（18）は四極
電磁石対、（19）はビームダンプをそれぞれ表わしてい
る。
以上の構成により、加速器などからの荷電粒子は、第
４図の下方から分岐前輸送系（１）に導入され、初偏向
電磁石（４）が励磁していない場合には分岐前輸送系
（１）上を直進して所定の照射室（図示せず）に導入さ
れ目的に供される。初偏向電磁石（４）を励磁し、主偏
向部（３）の他の構成部分、主偏向部四極電磁石対
（５）などを所定の条件に励磁した場合は、荷電粒子は
分岐輸送系（２）に誘導される。分岐点上の偏向系がど
れも励磁されていない場合、主偏向部（３）を出た後、
直進してビームダンプ（19）に導入される。分岐点上の
偏向系のどれか、たとえば、第１の分岐輸送系（10）の
第１の偏向系（８）を励磁した場合には、荷電粒子は第
１照射室（11）に導入される。同様に、第１の偏向系の
励磁でなく、第２の偏向系を励磁すれば、荷電粒子は第
２の分岐輸送系（16）に導入される。第４図の場合、左
側の照射室は医用の治療や診断用に、右側の照射室は物
理実験用などを想定している。このような荷電粒子装置
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。
４図の下方から分岐前輸送系（１）に導入され、初偏向
電磁石（４）が励磁していない場合には分岐前輸送系
（１）上を直進して所定の照射室（図示せず）に導入さ
れ目的に供される。初偏向電磁石（４）を励磁し、主偏
向部（３）の他の構成部分、主偏向部四極電磁石対
（５）などを所定の条件に励磁した場合は、荷電粒子は
分岐輸送系（２）に誘導される。分岐点上の偏向系がど
れも励磁されていない場合、主偏向部（３）を出た後、
直進してビームダンプ（19）に導入される。分岐点上の
偏向系のどれか、たとえば、第１の分岐輸送系（10）の
第１の偏向系（８）を励磁した場合には、荷電粒子は第
１照射室（11）に導入される。同様に、第１の偏向系の
励磁でなく、第２の偏向系を励磁すれば、荷電粒子は第
２の分岐輸送系（16）に導入される。第４図の場合、左
側の照射室は医用の治療や診断用に、右側の照射室は物
理実験用などを想定している。このような荷電粒子装置
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。
（１） 第１の偏向系（８）と第２の偏向系（17）とは
偏向方向は左側と右側というように異なるが、電磁石の
構成は同じにされ、電磁石系は標準化される。
偏向方向は左側と右側というように異なるが、電磁石の
構成は同じにされ、電磁石系は標準化される。
（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（７）、第２の分岐点（15）など
で代表だれる分岐後輸送系（２）上の分岐点では、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、輸
送系上の荷電粒子の広がりも周期的に工夫され、標準化
される。
で代表だれる分岐後輸送系（２）上の分岐点では、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、輸
送系上の荷電粒子の広がりも周期的に工夫され、標準化
される。
四連四極電磁石（６）および四極電磁石対（18）は上
記の（３）項の目的のために設けられている。第１分岐
輸送系（10）上の３連四極電磁石（９）は、第１の照射
室（11）内の照射点（図示せず）の荷電粒子の広がりを
調整するため設けられている。
記の（３）項の目的のために設けられている。第１分岐
輸送系（10）上の３連四極電磁石（９）は、第１の照射
室（11）内の照射点（図示せず）の荷電粒子の広がりを
調整するため設けられている。
なお、第４図の例は、重イオンの運動エネルギー100
〜800MeV/Uへの適用を念頭に置いた場合であり、主偏向
部（３）、第１の偏向系（８）、第２の偏向系（17）な
どの偏向角度は45度を想定している。
〜800MeV/Uへの適用を念頭に置いた場合であり、主偏向
部（３）、第１の偏向系（８）、第２の偏向系（17）な
どの偏向角度は45度を想定している。
以上のような従来の荷電粒子装置では、分岐後輸送系
（２）上の７個の偏向系は一直線に並んでいる。この場
合、例えば、第１の分岐輸送系（10）の荷電粒子を第２
の分岐輸送系（16）に切替えようとすると、第１の分岐
輸送系（10）の励磁を止めなければならない。また、第
１の分岐点（７）と最下流の分岐点（ビームダンプ（1
9）の直上流の分岐点）との間の距離が大きく選べない
場合、分岐後輸送系（２）上は機器で密集してしまい、
最適な機器ができないという問題点があつた。
（２）上の７個の偏向系は一直線に並んでいる。この場
合、例えば、第１の分岐輸送系（10）の荷電粒子を第２
の分岐輸送系（16）に切替えようとすると、第１の分岐
輸送系（10）の励磁を止めなければならない。また、第
１の分岐点（７）と最下流の分岐点（ビームダンプ（1
9）の直上流の分岐点）との間の距離が大きく選べない
場合、分岐後輸送系（２）上は機器で密集してしまい、
最適な機器ができないという問題点があつた。
この発明は、上記の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、偏向系に伴う上記の欠点を、偏向系
の配置を工夫することで除去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。
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、偏向系に伴う上記の欠点を、偏向系
の配置を工夫することで除去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、分岐後輸送系を左に
偏向する分岐点のみがある１本の輸送系と右にのみ偏向
する分岐点がある他の１本の輸送系の２本の輸送系に分
けている。したがつて、２本の輸送系はそれ等の上流で
１本の輸送系に合流し、その合流点の１個の偏向電磁石
の励磁、無励磁で荷電粒子の２本の直線状輸送系への導
入が制御される。
偏向する分岐点のみがある１本の輸送系と右にのみ偏向
する分岐点がある他の１本の輸送系の２本の輸送系に分
けている。したがつて、２本の輸送系はそれ等の上流で
１本の輸送系に合流し、その合流点の１個の偏向電磁石
の励磁、無励磁で荷電粒子の２本の直線状輸送系への導
入が制御される。
この発明においては、右の照射室から左の照射室への
切替えを、右の偏向系の励磁状態に関係なく行える。さ
らに、このようにすることで、分岐後輸送系上の機器の
密集を避ける配置が可能になり、より高い空間に自由度
が得られる。
切替えを、右の偏向系の励磁状態に関係なく行える。さ
らに、このようにすることで、分岐後輸送系上の機器の
密集を避ける配置が可能になり、より高い空間に自由度
が得られる。
第１図はこの発明の一実施例を示し、図において、分
岐前輸送系（１）から主分岐後輸送系（2a）と副分岐後
輸送系（2b）がそれぞれ主分岐偏向部（3a）、副分岐偏
向部（3b）を伴つて分岐している。１番目偏向電磁石
（4a）は主分岐偏向部（3a）の構成の１つで、同じく２
番目偏向電磁石（4b）、３番目偏向電磁石（4c）が配設
されている、第１の分岐点（7a）からは第１の分岐輸送
系（10a）が第１の照射室（11）へ延びている。同様に
第２の分岐点（15a）からは第２の分岐輸送系（16a）が
延びている。四極電磁石対（18）、ビームダンプ（19）
が従来と同様に設けられている。（20）は副１番目偏向
電磁石である。主分岐後輸送系（2a）も副分岐後輸送系
（2b）も、図から判るように、分岐点ごとに全く同じ構
成要素が設けてある。また、分岐点は等間隔の配置にな
つている。
岐前輸送系（１）から主分岐後輸送系（2a）と副分岐後
輸送系（2b）がそれぞれ主分岐偏向部（3a）、副分岐偏
向部（3b）を伴つて分岐している。１番目偏向電磁石
（4a）は主分岐偏向部（3a）の構成の１つで、同じく２
番目偏向電磁石（4b）、３番目偏向電磁石（4c）が配設
されている、第１の分岐点（7a）からは第１の分岐輸送
系（10a）が第１の照射室（11）へ延びている。同様に
第２の分岐点（15a）からは第２の分岐輸送系（16a）が
延びている。四極電磁石対（18）、ビームダンプ（19）
が従来と同様に設けられている。（20）は副１番目偏向
電磁石である。主分岐後輸送系（2a）も副分岐後輸送系
（2b）も、図から判るように、分岐点ごとに全く同じ構
成要素が設けてある。また、分岐点は等間隔の配置にな
つている。
以上の構成により、分岐前輸送系（１）に入射してき
た荷電粒子は、１番目偏向電磁石（4a）および幅１番目
偏向電磁石（20）の両方が無励磁の場合、直進する。１
番目偏向電磁石（4a）が励磁されている場合には主分岐
後輸送系（2a）へ、そうでなくて副１番目偏向電磁石
（20）のみが励磁されている場合には、副分岐後輸送系
（2b）に入射する。１番目偏向電磁石（4a）または副１
番目偏向電磁石（20）が励磁されている場合には、それ
等に応じて主分岐偏向部（3a）全体または副分岐偏向部
（3b）全体が励磁されており、それ等の下流も目的に応
じた使用状態にそれぞれの機器は用意されているものと
する。
た荷電粒子は、１番目偏向電磁石（4a）および幅１番目
偏向電磁石（20）の両方が無励磁の場合、直進する。１
番目偏向電磁石（4a）が励磁されている場合には主分岐
後輸送系（2a）へ、そうでなくて副１番目偏向電磁石
（20）のみが励磁されている場合には、副分岐後輸送系
（2b）に入射する。１番目偏向電磁石（4a）または副１
番目偏向電磁石（20）が励磁されている場合には、それ
等に応じて主分岐偏向部（3a）全体または副分岐偏向部
（3b）全体が励磁されており、それ等の下流も目的に応
じた使用状態にそれぞれの機器は用意されているものと
する。
このような配置にすると、副１番目偏向電磁石（20）
以下を使用条件にしてあれば、１番目偏向電磁石（4a）
の励磁石（4a）の励磁、無励磁に対応して、主分岐後輸
送系（2a）から副分岐後輸送系（2b）へ荷電粒子輸送の
着替えができる。主分岐後輸送系（2a）と副分岐後輸送
系（2b）とは別々の輸送系となつているので、双方とも
配置上の余裕スペースができている。
以下を使用条件にしてあれば、１番目偏向電磁石（4a）
の励磁石（4a）の励磁、無励磁に対応して、主分岐後輸
送系（2a）から副分岐後輸送系（2b）へ荷電粒子輸送の
着替えができる。主分岐後輸送系（2a）と副分岐後輸送
系（2b）とは別々の輸送系となつているので、双方とも
配置上の余裕スペースができている。
第１図の実施例では、副１番目偏向電磁石（20）を分
岐前輸送系（１）上に配置しがた、他の実施例として第
２図に示すように、２番目偏向磁石（4b）を副１番目偏
向電磁石（20）の代わりに用いることができる。さらに
別の実施例として第３図に示したのも同様な考えである
が、この場合は、３番目偏向電磁石（4c）を副１番目偏
向電磁石（20）の代りに用いている。
岐前輸送系（１）上に配置しがた、他の実施例として第
２図に示すように、２番目偏向磁石（4b）を副１番目偏
向電磁石（20）の代わりに用いることができる。さらに
別の実施例として第３図に示したのも同様な考えである
が、この場合は、３番目偏向電磁石（4c）を副１番目偏
向電磁石（20）の代りに用いている。
なお、第１図におけると同一符号は同一部分である。
以上のように、この発明によれば、２本の互いに平行
な直線状輸送系はそれ等の上流で１本の輸送系に合流
し、その合流点の１個の偏向電磁石の励磁、無励磁で荷
電粒子の２本の直線状輸送系への導入が制御されるよう
にしたので、２本の荷電粒子の輸送系はそれぞれの偏向
系の状態に影響されることなく、左の輸送系から右の輸
送系へ、右から左の輸送系への切替えができる。また、
長手方向（第１図の紙面で縦方向）の空間が限定されて
いる場合、２本の輸送系にすることで空間に余裕がで
き、空間に制限されずに輸送系の最適化を達成すること
ができる。
な直線状輸送系はそれ等の上流で１本の輸送系に合流
し、その合流点の１個の偏向電磁石の励磁、無励磁で荷
電粒子の２本の直線状輸送系への導入が制御されるよう
にしたので、２本の荷電粒子の輸送系はそれぞれの偏向
系の状態に影響されることなく、左の輸送系から右の輸
送系へ、右から左の輸送系への切替えができる。また、
長手方向（第１図の紙面で縦方向）の空間が限定されて
いる場合、２本の輸送系にすることで空間に余裕がで
き、空間に制限されずに輸送系の最適化を達成すること
ができる。
第１図はこの発明の一実施例の平面図、第２図および第
３図はそれぞれ他の実施例の平面図、第４図は従来の荷
電粒子装置の平面図である。 （2a），（2b）……互いに平行な直線状輸送系、（3
a），（3b）……偏向部、（4a）〜（4c）……１〜３番
目偏向電磁石、（7a）（15a）……分岐点、（10a），
（16a）……第1,第２の分岐輸送系、（18）……四極電
磁石、（20）……副１番目偏向電磁石。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
３図はそれぞれ他の実施例の平面図、第４図は従来の荷
電粒子装置の平面図である。 （2a），（2b）……互いに平行な直線状輸送系、（3
a），（3b）……偏向部、（4a）〜（4c）……１〜３番
目偏向電磁石、（7a）（15a）……分岐点、（10a），
（16a）……第1,第２の分岐輸送系、（18）……四極電
磁石、（20）……副１番目偏向電磁石。 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 成川 武文 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 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 (1)
- 【請求項１】２本の互いに平行に配置された直線状輸送
系上に一定の間隔で配置された２個以上の分岐点から分
岐する偏向系を持つ荷電粒子輸送系を備え、しかも、前
記２本の直線状輸送系はそれ等の上流で１本の輸送系に
合流し、その合流点に設けられ励磁、無励磁で荷電粒子
の前記２本の直線状輸送系への導入を制御する単一の偏
向電磁石を備えている荷電粒子装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145861A JP2563343B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 荷電粒子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62145861A JP2563343B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 荷電粒子装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63308900A JPS63308900A (ja) | 1988-12-16 |
| JP2563343B2 true JP2563343B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=15394767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62145861A Expired - Lifetime JP2563343B2 (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 荷電粒子装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2563343B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| 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 |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP62145861A patent/JP2563343B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63308900A (ja) | 1988-12-16 |
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|---|---|---|---|
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