JP2935783B2 - 線形電子加速装置 - Google Patents
線形電子加速装置Info
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- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子線を加速する線
形電子加速装置に関するものである。
形電子加速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１は例えば特公昭５８−２０１２０
号公報に示された従来の線形電子加速装置を示す断面図
である。図において、１は当該線形電子加速装置にて加
速される電子ビームを出射する電子銃としてのＲＦ（Ｒ
ａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電子銃である。１ａは
電子が放出される電子銃カソード、１ｂはこの電子銃カ
ソード１ａを過熱する電子銃ヒータ、１ｃは電子銃ヒー
タ１ｂに電力を供給するヒータリード線、１ｄはそれら
を一体的に支持するカソード支持機構である。１ｅは電
子銃カソード１ａの放出した電子を加速（減速）する電
子銃空胴、１ｆはこの電子銃空胴１ｅにマイクロ波を供
給する電子銃カップラ、１ｇはこのＲＦ電子銃１を後述
する加速管と接続する真空フランジである。３は前記電
子銃カソード１ａより放出されて電子銃空胴１ｅで加速
（減速）された電子ビームである。４は複数の加速空胴
を備えてこの電子ビーム３を加速する加速管であり、５
は加速管４にて高エネルギーに加速された電子ビーム３
を収束させるための収束コイル、６は収束された電子ビ
ーム３が衝突してＸ線を発生するターゲットである。ま
た、７はＲＦ電子銃１に供給されるマイクロ波の位相と
振幅を調整する調整手段としての移相減衰器、８は無用
のマイクロ波を吸収する無反射終端器、９はマイクロ波
の反射波をこの無反射終端器８に導くサーキュレータで
ある。１０は高電力のマイクロ波を発生するクライスト
ロン等のマイクロ波源であり、１１はこのマイクロ波源
１０より供給されたマイクロ波の一部を分割して取り出
す電力分配器である。１２は真空と大気とを分離してマ
イクロ波のみを通すＲＦ窓である。
号公報に示された従来の線形電子加速装置を示す断面図
である。図において、１は当該線形電子加速装置にて加
速される電子ビームを出射する電子銃としてのＲＦ（Ｒ
ａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電子銃である。１ａは
電子が放出される電子銃カソード、１ｂはこの電子銃カ
ソード１ａを過熱する電子銃ヒータ、１ｃは電子銃ヒー
タ１ｂに電力を供給するヒータリード線、１ｄはそれら
を一体的に支持するカソード支持機構である。１ｅは電
子銃カソード１ａの放出した電子を加速（減速）する電
子銃空胴、１ｆはこの電子銃空胴１ｅにマイクロ波を供
給する電子銃カップラ、１ｇはこのＲＦ電子銃１を後述
する加速管と接続する真空フランジである。３は前記電
子銃カソード１ａより放出されて電子銃空胴１ｅで加速
（減速）された電子ビームである。４は複数の加速空胴
を備えてこの電子ビーム３を加速する加速管であり、５
は加速管４にて高エネルギーに加速された電子ビーム３
を収束させるための収束コイル、６は収束された電子ビ
ーム３が衝突してＸ線を発生するターゲットである。ま
た、７はＲＦ電子銃１に供給されるマイクロ波の位相と
振幅を調整する調整手段としての移相減衰器、８は無用
のマイクロ波を吸収する無反射終端器、９はマイクロ波
の反射波をこの無反射終端器８に導くサーキュレータで
ある。１０は高電力のマイクロ波を発生するクライスト
ロン等のマイクロ波源であり、１１はこのマイクロ波源
１０より供給されたマイクロ波の一部を分割して取り出
す電力分配器である。１２は真空と大気とを分離してマ
イクロ波のみを通すＲＦ窓である。
【０００３】次に動作について説明する。カソード支持
機構１ｄとＲＦ電子銃空胴１ｅとの境に置かれた電子銃
カソード１ａが、電子銃ヒータ１ｂによって過熱され高
温になると、電子銃カソード１ａの表面より熱電子が放
出される。一方、電子銃空胴１ｅの電子銃カップラ１ｆ
にマイクロ波源１０からの強力なマイクロ波が供給され
ると、この電子銃空胴１ｅの中の中心軸付近に、軸方向
の強いマイクロ波電界が生成される。電子銃カソード１
ａより放出された熱電子はこの強いマイクロ波電界で加
速（減速）されてＲＦ電子銃１より出射される。出射さ
れた電子ビーム３は加速管４に導かれる。加速管４には
マイクロ波源１０より大電力のマイクロ波が供給されて
おり、このマイクロ波によって生成された強いマイクロ
波電界によりこの電子ビーム３は加速管４内で高エネル
ギーに加速される。ＲＦ電子銃１から出射される電子ビ
ーム３の位相と加速管４の中の加速位相が一致するよう
移相減衰器７で電子銃空胴１ｅに供給されるマイクロ波
の位相と振幅が調整される。サーキュレータ９はＲＦ電
子銃１と加速管４に定在波形を用いた場合にはマイクロ
波の投入過渡時に全反射が起こるので、加速管４より反
射して来たマイクロ波の反射波を無反射終端器８に導い
てそれに吸収させる。
機構１ｄとＲＦ電子銃空胴１ｅとの境に置かれた電子銃
カソード１ａが、電子銃ヒータ１ｂによって過熱され高
温になると、電子銃カソード１ａの表面より熱電子が放
出される。一方、電子銃空胴１ｅの電子銃カップラ１ｆ
にマイクロ波源１０からの強力なマイクロ波が供給され
ると、この電子銃空胴１ｅの中の中心軸付近に、軸方向
の強いマイクロ波電界が生成される。電子銃カソード１
ａより放出された熱電子はこの強いマイクロ波電界で加
速（減速）されてＲＦ電子銃１より出射される。出射さ
れた電子ビーム３は加速管４に導かれる。加速管４には
マイクロ波源１０より大電力のマイクロ波が供給されて
おり、このマイクロ波によって生成された強いマイクロ
波電界によりこの電子ビーム３は加速管４内で高エネル
ギーに加速される。ＲＦ電子銃１から出射される電子ビ
ーム３の位相と加速管４の中の加速位相が一致するよう
移相減衰器７で電子銃空胴１ｅに供給されるマイクロ波
の位相と振幅が調整される。サーキュレータ９はＲＦ電
子銃１と加速管４に定在波形を用いた場合にはマイクロ
波の投入過渡時に全反射が起こるので、加速管４より反
射して来たマイクロ波の反射波を無反射終端器８に導い
てそれに吸収させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の線形加速装置は
以上のように構成されているので、電子銃カソード１ａ
にかかる電界は電子銃空胴１ｅのマイクロ波電界によっ
て決められる電界となり、電子銃カソード１ａをはなれ
た電子は電子銃空胴１ｅ内で力を受け加速又は減速さ
れ、電子ビーム３としてＲＦ電子銃１から出射される
が、その電子ビーム３の位相とエネルギーは非常に広い
幅をもち、エネルギーの揃ったビーム加速ができなくな
り、又減速された電子ビーム３は直接電子銃カソード１
ａをたたくため、電子銃カソード１ａの温度を急速に上
昇させることになり、電子ビームエミッションのパルス
幅を広げることができないなどの問題点があった。
以上のように構成されているので、電子銃カソード１ａ
にかかる電界は電子銃空胴１ｅのマイクロ波電界によっ
て決められる電界となり、電子銃カソード１ａをはなれ
た電子は電子銃空胴１ｅ内で力を受け加速又は減速さ
れ、電子ビーム３としてＲＦ電子銃１から出射される
が、その電子ビーム３の位相とエネルギーは非常に広い
幅をもち、エネルギーの揃ったビーム加速ができなくな
り、又減速された電子ビーム３は直接電子銃カソード１
ａをたたくため、電子銃カソード１ａの温度を急速に上
昇させることになり、電子ビームエミッションのパルス
幅を広げることができないなどの問題点があった。
【０００５】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、ＲＦ電子銃から取り出される電
子ビームの位相幅とエネルギー幅を小さくすることがで
き、かつパルス幅の制限を事実上なくすことが可能な線
形電子加速装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、ＲＦ電子銃から取り出される電
子ビームの位相幅とエネルギー幅を小さくすることがで
き、かつパルス幅の制限を事実上なくすことが可能な線
形電子加速装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る線形電子加速装置は、電子銃空胴に隣り合わせてカ
ソード空胴を配置して、その電子銃空胴との隣接部にア
ノードを形成し、そのアノードとカソードとの間に、外
部より供給されるマイクロ波に基づく電界が生成される
カソード空胴を設けたものである。
係る線形電子加速装置は、電子銃空胴に隣り合わせてカ
ソード空胴を配置して、その電子銃空胴との隣接部にア
ノードを形成し、そのアノードとカソードとの間に、外
部より供給されるマイクロ波に基づく電界が生成される
カソード空胴を設けたものである。
【０００７】また、請求項２に記載の発明に係る線形電
子加速装置は、電子銃空胴とカソード空胴とに供給する
マイクロ波の位相および振幅を、それぞれ独自に調整す
るための調整手段を設けたものである。
子加速装置は、電子銃空胴とカソード空胴とに供給する
マイクロ波の位相および振幅を、それぞれ独自に調整す
るための調整手段を設けたものである。
【０００８】また、請求項３に記載の発明に係る線形電
子加速装置は、電子銃空胴とカソード空胴とを実質的に
ドリフトスペースなしで接するようにしたものである。
子加速装置は、電子銃空胴とカソード空胴とを実質的に
ドリフトスペースなしで接するようにしたものである。
【０００９】また、請求項４に記載の発明に係る線形電
子加速装置は、電子銃空胴の空胴壁に明けられた穴にカ
ソードを配置し、電子銃空胴の空胴壁とカソードとの間
に直流バイアスを印加するための電圧印加手段を設けた
ものである。
子加速装置は、電子銃空胴の空胴壁に明けられた穴にカ
ソードを配置し、電子銃空胴の空胴壁とカソードとの間
に直流バイアスを印加するための電圧印加手段を設けた
ものである。
【００１０】
【作用】請求項１に記載の発明におけるカソード空胴
は、電子銃空胴に隣り合って配置されて電子銃空胴との
隣接部にアノードが形成され、そのアノードとカソード
との間に、外部より供給されるマイクロ波に基づく電界
を生成して、その電界によってカソードより電子ビーム
を引き出すことにより、電子銃より打ち出される電子ビ
ームの位相幅とエネルギー幅を小さくし、実質的にパル
ス幅の制限がない線形電子加速装置を実現する。
は、電子銃空胴に隣り合って配置されて電子銃空胴との
隣接部にアノードが形成され、そのアノードとカソード
との間に、外部より供給されるマイクロ波に基づく電界
を生成して、その電界によってカソードより電子ビーム
を引き出すことにより、電子銃より打ち出される電子ビ
ームの位相幅とエネルギー幅を小さくし、実質的にパル
ス幅の制限がない線形電子加速装置を実現する。
【００１１】また、請求項２に記載の発明における調整
手段は、電子銃空胴とカソード空胴のそれぞれに個別に
配置され、両空胴に供給されるマイクロ波の位相と振幅
を互いに独立に調整することにより、電子ビームの位相
幅およびエネルギー幅が小さく、パルス幅の制限が実質
上ない線形電子加速装置を実現する。
手段は、電子銃空胴とカソード空胴のそれぞれに個別に
配置され、両空胴に供給されるマイクロ波の位相と振幅
を互いに独立に調整することにより、電子ビームの位相
幅およびエネルギー幅が小さく、パルス幅の制限が実質
上ない線形電子加速装置を実現する。
【００１２】また、請求項３に記載の発明におけるカソ
ード空胴は、ドリフトスペースなしで電子銃空胴と接す
ることにより、電子ビームの位相幅およびエネルギー幅
が小さく、パルス幅の制限が実質上ない線形電子加速装
置を実現する。
ード空胴は、ドリフトスペースなしで電子銃空胴と接す
ることにより、電子ビームの位相幅およびエネルギー幅
が小さく、パルス幅の制限が実質上ない線形電子加速装
置を実現する。
【００１３】また、請求項４に記載の発明における電圧
印加手段は、電子銃空胴の空胴壁に明けられた穴に配置
されたカソードと、当該電子銃空胴の空胴壁との間に直
流バイアスを印加することにより、その直流バイアス値
の大きさによって電子ビームのミクロパルス幅の調整が
可能な線形電子加速装置を実現する。
印加手段は、電子銃空胴の空胴壁に明けられた穴に配置
されたカソードと、当該電子銃空胴の空胴壁との間に直
流バイアスを印加することにより、その直流バイアス値
の大きさによって電子ビームのミクロパルス幅の調整が
可能な線形電子加速装置を実現する。
【００１４】
【実施例】実施例１． 以下、この発明の実施例１を図について説明する。図１
は請求項１ないし３に記載した発明の一実施例を示す断
面図であり、図２はその要部を拡大して示す部分拡大断
面図である。図において、１はＲＦ電子銃、１ａは電子
銃カソード、１ｂは電子銃ヒータ、１ｃはヒータリード
線、１ｅは電子銃空胴、１ｆは電子銃カップラ、１ｇは
真空フランジ、３は電子ビーム、４は加速管、５は収束
コイル、６はターゲット、７は移相減衰器、８は無反射
終端器、９はサーキュレータ、１０はマイクロ波源、１
１は電力分配器、１２はＲＦ窓であり、図１１に同一符
号を付した従来のそれらと同一、あるいは相当部分であ
るため詳細な説明は省略する。
は請求項１ないし３に記載した発明の一実施例を示す断
面図であり、図２はその要部を拡大して示す部分拡大断
面図である。図において、１はＲＦ電子銃、１ａは電子
銃カソード、１ｂは電子銃ヒータ、１ｃはヒータリード
線、１ｅは電子銃空胴、１ｆは電子銃カップラ、１ｇは
真空フランジ、３は電子ビーム、４は加速管、５は収束
コイル、６はターゲット、７は移相減衰器、８は無反射
終端器、９はサーキュレータ、１０はマイクロ波源、１
１は電力分配器、１２はＲＦ窓であり、図１１に同一符
号を付した従来のそれらと同一、あるいは相当部分であ
るため詳細な説明は省略する。
【００１５】また、１ｈは前記電子銃空胴１ｅの電子銃
カソード１ａ側に隣接して設けられたカソード空胴であ
り、図示のように、電子銃空胴１ｅとの間のドリフトス
ペースを実質的に“０”とするため、鋭いエッジ構造を
介して電子銃空胴１ｅに接している。１ｉはこのカソー
ド空胴１ｈの外導体であり、１ｊは同じく中心導体であ
る。１ｋはこのカソード空胴１ｈの電子銃空胴１ｅとの
境界部に、前記電子銃カソード１ａと対向して形成され
るアノードである。１３はカソード空胴１ｈにマイクロ
波を伝えるカソード空胴カップラ、１４は前記電子銃空
胴１ｅに供給するマイクロ波の位相と振幅を調整してい
る移相減衰器７とは独立に、カソード空胴１ｈに供給す
るマイクロ波の位相と振幅を調整する調整手段としての
移相減衰器７である。１５は無用なマイクロ波を吸収す
る無反射終端器、１６はマイクロ波の反射波をこの無反
射終端器１４に導くサーキュレータであり、１７は前記
マイクロ波源１０より供給されたマイクロ波の一部をカ
ソード空胴１ｈに分割伝送させるための電力分配器であ
る。
カソード１ａ側に隣接して設けられたカソード空胴であ
り、図示のように、電子銃空胴１ｅとの間のドリフトス
ペースを実質的に“０”とするため、鋭いエッジ構造を
介して電子銃空胴１ｅに接している。１ｉはこのカソー
ド空胴１ｈの外導体であり、１ｊは同じく中心導体であ
る。１ｋはこのカソード空胴１ｈの電子銃空胴１ｅとの
境界部に、前記電子銃カソード１ａと対向して形成され
るアノードである。１３はカソード空胴１ｈにマイクロ
波を伝えるカソード空胴カップラ、１４は前記電子銃空
胴１ｅに供給するマイクロ波の位相と振幅を調整してい
る移相減衰器７とは独立に、カソード空胴１ｈに供給す
るマイクロ波の位相と振幅を調整する調整手段としての
移相減衰器７である。１５は無用なマイクロ波を吸収す
る無反射終端器、１６はマイクロ波の反射波をこの無反
射終端器１４に導くサーキュレータであり、１７は前記
マイクロ波源１０より供給されたマイクロ波の一部をカ
ソード空胴１ｈに分割伝送させるための電力分配器であ
る。
【００１６】次に動作について説明する。電子銃空胴１
ｈでは、電子銃カソード１ａとアノード１ｋの間に、カ
ソード空胴カップラ１３を介して供給される強力なマイ
クロ波によって、図３にＢでその波形を示した、ｓｉｎ
〔ωｔ−（（π／２）＋φ）〕で表されるマイクロ波電
界が作られる。この電界によってＲＦ電子銃カソード１
ａから放出された熱電子は、カソード空胴１ｈより引き
出されてＲＦ電子銃空胴１ｅに打ち込まれる。一方、そ
の電子銃空胴１ｅには電子銃カップラ１ｆを介して強力
なマイクロ波が供給されており、そのマイクロ波によっ
て当該電子銃空胴１ｅの軸方向に、図３にＡでその波形
を示した、ｓｉｎ（ωｔ）で表される強いマイクロ波電
界が作られる。これらのマイクロ波による電界Ａおよび
Ｂの位相が、図３に示すように（（π／２）−φ）だけ
ずれていれば、ＲＦ電子銃１からは、それらが正の領域
で重なっている部分に対応した、ミクロパルス幅τｐを
有する図４に示した電子ビーム３が取り出される。な
お、この電子ビーム３のミクロパルスは加速のためのマ
イクロ波の周波数に比例したもので、そのパルス幅τｐ
は次式で与えられる。
ｈでは、電子銃カソード１ａとアノード１ｋの間に、カ
ソード空胴カップラ１３を介して供給される強力なマイ
クロ波によって、図３にＢでその波形を示した、ｓｉｎ
〔ωｔ−（（π／２）＋φ）〕で表されるマイクロ波電
界が作られる。この電界によってＲＦ電子銃カソード１
ａから放出された熱電子は、カソード空胴１ｈより引き
出されてＲＦ電子銃空胴１ｅに打ち込まれる。一方、そ
の電子銃空胴１ｅには電子銃カップラ１ｆを介して強力
なマイクロ波が供給されており、そのマイクロ波によっ
て当該電子銃空胴１ｅの軸方向に、図３にＡでその波形
を示した、ｓｉｎ（ωｔ）で表される強いマイクロ波電
界が作られる。これらのマイクロ波による電界Ａおよび
Ｂの位相が、図３に示すように（（π／２）−φ）だけ
ずれていれば、ＲＦ電子銃１からは、それらが正の領域
で重なっている部分に対応した、ミクロパルス幅τｐを
有する図４に示した電子ビーム３が取り出される。な
お、この電子ビーム３のミクロパルスは加速のためのマ
イクロ波の周波数に比例したもので、そのパルス幅τｐ
は次式で与えられる。
【００１７】 τｐ＝ｔ1 −ｔ2 ＝（（π／２）−φ）／２πω
【００１８】ここで、ｔ1 ，ｔ2 は前記マイクロ波電界
ＡおよびＢが正の領域で重なっている部分の始まりと終
りの時間であり、これらｔ1 およびｔ2 を、図５に示す
ように電子銃空胴１ｅでの電子の減速位相ｔｃ＜ｔｒ＜
ｔ2 以外にとることにより、電子銃カソード１ａのバッ
クボンバードを回避することが可能となる。これによっ
て、電子ビーム３の前記ミクロパルスのトレインが出て
いる間を示すマクロパルスの幅も充分長くとることがで
きる。
ＡおよびＢが正の領域で重なっている部分の始まりと終
りの時間であり、これらｔ1 およびｔ2 を、図５に示す
ように電子銃空胴１ｅでの電子の減速位相ｔｃ＜ｔｒ＜
ｔ2 以外にとることにより、電子銃カソード１ａのバッ
クボンバードを回避することが可能となる。これによっ
て、電子ビーム３の前記ミクロパルスのトレインが出て
いる間を示すマクロパルスの幅も充分長くとることがで
きる。
【００１９】実施例２．次に、このように構成された実
施例１による線形電子加速装置をＸ線源に用いたＸ線透
過検査装置の一実施例について説明する。図６はそのよ
うな実施例２を示す構成図で、図１と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略する。図において、２０は
ターゲット６からのＸ線を細いビームに絞る線源スリッ
ト、２１は検査される被検体、２２は被検体で散乱され
たＸ線を除く像点スリット、２３は像点スリット２２を
通過したＸ線を検出する検出器、２４，２５は検出器２
３で発生した検出信号を増幅する前段増幅器および主増
幅器、２６は検出信号と位置関係を決めるマルチプレキ
サ、２７はマルチプレキサ２６の出力をディジタル化す
るＡ／Ｄ変換器、２８は当該Ｘ線透過検査装置の全体制
御を行うプロセッサ、２９はプロセッサ２８の制御でＡ
／Ｄ変換器２７の出力より画像信号を生成する画像処理
部、３０はこの画像処理部２９の処理結果を表示するデ
ィスプレイである。
施例１による線形電子加速装置をＸ線源に用いたＸ線透
過検査装置の一実施例について説明する。図６はそのよ
うな実施例２を示す構成図で、図１と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略する。図において、２０は
ターゲット６からのＸ線を細いビームに絞る線源スリッ
ト、２１は検査される被検体、２２は被検体で散乱され
たＸ線を除く像点スリット、２３は像点スリット２２を
通過したＸ線を検出する検出器、２４，２５は検出器２
３で発生した検出信号を増幅する前段増幅器および主増
幅器、２６は検出信号と位置関係を決めるマルチプレキ
サ、２７はマルチプレキサ２６の出力をディジタル化す
るＡ／Ｄ変換器、２８は当該Ｘ線透過検査装置の全体制
御を行うプロセッサ、２９はプロセッサ２８の制御でＡ
／Ｄ変換器２７の出力より画像信号を生成する画像処理
部、３０はこの画像処理部２９の処理結果を表示するデ
ィスプレイである。
【００２０】次に動作について説明する。まず、実施例
１で説明したように電子ビーム３がＲＦ電子銃１より出
射されて加速管４に打ち込まれる。打ち込まれた電子ビ
ーム３は、マイクロ波源１０からＲＦ窓１２を介して供
給されている強力なマイクロ波によって加速管４内に形
成される電界で極めて高いエネルギーに加速され、収束
コイル５で収束されてターゲット６に衝突する。この電
子ビーム３の衝突によってターゲット６より発生したＸ
線を線源スリット２０で細いビームに絞り、被検体２１
に照射する。この被検体２１を透過したＸ線は像点スリ
ット２２を通過するとき、散乱線がこの像点スリット２
２で除去される。散乱線の除かれたＸ線は検出器２３に
送られ、検出器２３ではその検出セルのうちのＸ線が当
たったものから微少な検出信号が発生する。この検出信
号は前段増幅器２４および主増幅器２５によって所定の
レベルまで増幅され、マルチプレキサ２６へ送られる。
マルチプレキサ２６は増幅された検出信号と位置関係の
決定を行い、Ａ／Ｄ変換器２７はそれをディジタル変換
する。プロセッサ２８と画像処理部２９はＡ／Ｄ変換器
２７の出力に基づいて画像信号を生成し、ディスプレイ
３０にそれを表示する。これによって、Ｘ線透過像をリ
アルタイムで観測することが可能となる。
１で説明したように電子ビーム３がＲＦ電子銃１より出
射されて加速管４に打ち込まれる。打ち込まれた電子ビ
ーム３は、マイクロ波源１０からＲＦ窓１２を介して供
給されている強力なマイクロ波によって加速管４内に形
成される電界で極めて高いエネルギーに加速され、収束
コイル５で収束されてターゲット６に衝突する。この電
子ビーム３の衝突によってターゲット６より発生したＸ
線を線源スリット２０で細いビームに絞り、被検体２１
に照射する。この被検体２１を透過したＸ線は像点スリ
ット２２を通過するとき、散乱線がこの像点スリット２
２で除去される。散乱線の除かれたＸ線は検出器２３に
送られ、検出器２３ではその検出セルのうちのＸ線が当
たったものから微少な検出信号が発生する。この検出信
号は前段増幅器２４および主増幅器２５によって所定の
レベルまで増幅され、マルチプレキサ２６へ送られる。
マルチプレキサ２６は増幅された検出信号と位置関係の
決定を行い、Ａ／Ｄ変換器２７はそれをディジタル変換
する。プロセッサ２８と画像処理部２９はＡ／Ｄ変換器
２７の出力に基づいて画像信号を生成し、ディスプレイ
３０にそれを表示する。これによって、Ｘ線透過像をリ
アルタイムで観測することが可能となる。
【００２１】実施例３．なお、上記実施例１では、同軸
型のカソード空胴１ｈを用いた場合について説明した
が、図７に示すように、偏平ドーナッツ型のカソード空
胴１ｍとしてもよい。この場合にも、電子銃空胴１ｅと
カソード空胴１ｍの間のアノード１ｋと、電子銃カソー
ド１ａとの間に強力なマイクロ波電界を生成することが
でき、上記実施例１と同様の効果を奏する。
型のカソード空胴１ｈを用いた場合について説明した
が、図７に示すように、偏平ドーナッツ型のカソード空
胴１ｍとしてもよい。この場合にも、電子銃空胴１ｅと
カソード空胴１ｍの間のアノード１ｋと、電子銃カソー
ド１ａとの間に強力なマイクロ波電界を生成することが
でき、上記実施例１と同様の効果を奏する。
【００２２】実施例４．また、実施例１および３では、
カソード空胴１ｈと電子銃空胴１ｅとの間に形成される
アノード１ｋの形状を鋭いエッジ構造としたものを示し
たが、図８に示すように、カソード空胴１ｈと電子銃空
胴１ｅとが接する部分にグリッド状のアノード１ｎを配
置してもよい。この場合、カソード空胴１ｈの長さを、
共振空胴内波長λのｎ／４倍（ｎは自然数）にすること
により、上記実施例１および３と同様の効果を奏する。
カソード空胴１ｈと電子銃空胴１ｅとの間に形成される
アノード１ｋの形状を鋭いエッジ構造としたものを示し
たが、図８に示すように、カソード空胴１ｈと電子銃空
胴１ｅとが接する部分にグリッド状のアノード１ｎを配
置してもよい。この場合、カソード空胴１ｈの長さを、
共振空胴内波長λのｎ／４倍（ｎは自然数）にすること
により、上記実施例１および３と同様の効果を奏する。
【００２３】実施例５． 次に、この発明の実施例５を図について説明する。図９
は請求項４に記載した発明の一実施例の要部を示す部分
拡大断面図で、図２と同一の部分には同一符号を付して
その説明を省略する。図において、１ｏは直流的にフロ
ーティング状態となっている点で、図２に符号１ａを付
したものとは異なった電子銃カソードである。１８はこ
の電子銃カソード１ｏにヒータリード線１ｃを介して直
流バイアスを印加するための電圧印加手段としての直流
高電圧源である。
は請求項４に記載した発明の一実施例の要部を示す部分
拡大断面図で、図２と同一の部分には同一符号を付して
その説明を省略する。図において、１ｏは直流的にフロ
ーティング状態となっている点で、図２に符号１ａを付
したものとは異なった電子銃カソードである。１８はこ
の電子銃カソード１ｏにヒータリード線１ｃを介して直
流バイアスを印加するための電圧印加手段としての直流
高電圧源である。
【００２４】次に動作について説明する。カソード空胴
カップラ３より供給されるマイクロ波によって電子銃カ
ソード１ｏにかかる電界Ｖは、図１０（ａ）に示すよう
なサイン（ｓｉｎ）関数もしくはコサイン（ｃｏｓ）関
数となる。ここで、直流高電圧源１８より電子銃カソー
ド１ｏに、前記マイクロ波による電界ＶRFが電子銃カソ
ード１ｏから電子ビーム３を引き出す位相とは逆方向の
直流バイアスを印加した場合、その直流バイアス値を図
１０（ａ）にＶｂｉａｓ1 ，Ｖｂｉａｓ2 で示すように
変化させれば、前記電界ＶRFの電圧値がその直流バイア
ス値を超えている時間だけ、エミッション電流Ｉｅが流
れることとなって、図１０（ｂ）に示すようにミクロパ
ルス電流のパルス幅を可変することが可能となる。即
ち、直流バイアスの電圧値が０であれば図１０（ｂ）に
Ｐ0 で示すミクロパルス電流が得られ、直流バイアスの
電圧値がＶｂｉａｓ1 の場合にはＰ1 ，Ｖｂｉａｓ2 の
場合にはＰ2 で示すミクロパルス電流がそれぞれ得られ
る。
カップラ３より供給されるマイクロ波によって電子銃カ
ソード１ｏにかかる電界Ｖは、図１０（ａ）に示すよう
なサイン（ｓｉｎ）関数もしくはコサイン（ｃｏｓ）関
数となる。ここで、直流高電圧源１８より電子銃カソー
ド１ｏに、前記マイクロ波による電界ＶRFが電子銃カソ
ード１ｏから電子ビーム３を引き出す位相とは逆方向の
直流バイアスを印加した場合、その直流バイアス値を図
１０（ａ）にＶｂｉａｓ1 ，Ｖｂｉａｓ2 で示すように
変化させれば、前記電界ＶRFの電圧値がその直流バイア
ス値を超えている時間だけ、エミッション電流Ｉｅが流
れることとなって、図１０（ｂ）に示すようにミクロパ
ルス電流のパルス幅を可変することが可能となる。即
ち、直流バイアスの電圧値が０であれば図１０（ｂ）に
Ｐ0 で示すミクロパルス電流が得られ、直流バイアスの
電圧値がＶｂｉａｓ1 の場合にはＰ1 ，Ｖｂｉａｓ2 の
場合にはＰ2 で示すミクロパルス電流がそれぞれ得られ
る。
【００２５】実施例６． なお、上記実施例５では電子銃空胴１ｅとカソード空胴
１ｈの２つの空胴を備えたものについて説明したが、必
ずしも２つの空胴を備えている必要はなく、電子銃空胴
１ｅの空胴壁にあけられた穴に電子銃カソード１ｏを配
置して、電子銃空胴１ｅの空胴壁と電子銃カソード１ｏ
との間に直流高電圧源１８にて直流バイアスを印加すれ
ば、上記実施例と同様の効果を奏する。
１ｈの２つの空胴を備えたものについて説明したが、必
ずしも２つの空胴を備えている必要はなく、電子銃空胴
１ｅの空胴壁にあけられた穴に電子銃カソード１ｏを配
置して、電子銃空胴１ｅの空胴壁と電子銃カソード１ｏ
との間に直流高電圧源１８にて直流バイアスを印加すれ
ば、上記実施例と同様の効果を奏する。
【００２６】
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、電子銃空胴に隣り合わせてカソード空胴を配置
し、両空胴の隣接部に形成されたアノードとカソードと
の間に、外部より供給されるマイクロ波に基づく電界を
生成し、その電界にてカソードより電子ビームを引き出
すように構成したので、当該電子ビームの位相幅とエネ
ルギー幅を圧縮することができ、実質的にはパルス幅の
制限がなくなり、電子ビームのビームスペクトルが良好
で、カソードへのバックボンバードもさけられて、ミク
ロパルス幅の長い電子ビームが取り出せる線形電子加速
装置が得られる効果がある。
よれば、電子銃空胴に隣り合わせてカソード空胴を配置
し、両空胴の隣接部に形成されたアノードとカソードと
の間に、外部より供給されるマイクロ波に基づく電界を
生成し、その電界にてカソードより電子ビームを引き出
すように構成したので、当該電子ビームの位相幅とエネ
ルギー幅を圧縮することができ、実質的にはパルス幅の
制限がなくなり、電子ビームのビームスペクトルが良好
で、カソードへのバックボンバードもさけられて、ミク
ロパルス幅の長い電子ビームが取り出せる線形電子加速
装置が得られる効果がある。
【００２７】また、請求項２に記載の発明によれば、電
子銃空胴とカソード空胴のそれぞれに供給されるマイク
ロ波の位相と振幅を互いに独立して調整するように構成
したので、電子ビームのミクロパルス幅を自由に変える
ことができるとともに、電子ビームのビームスペクトル
が良好で、カソードへのバックボンバードもない線形電
子加速装置が得られる効果がある。
子銃空胴とカソード空胴のそれぞれに供給されるマイク
ロ波の位相と振幅を互いに独立して調整するように構成
したので、電子ビームのミクロパルス幅を自由に変える
ことができるとともに、電子ビームのビームスペクトル
が良好で、カソードへのバックボンバードもない線形電
子加速装置が得られる効果がある。
【００２８】また、請求項３に記載の発明によれば、電
子銃空胴とカソード空胴がドリフトスペースなしに接す
るように構成したので、電子ビームのビームスペクトル
が良好で、カソードへのバックボンバードもない線形電
子加速装置が得られる効果がある。
子銃空胴とカソード空胴がドリフトスペースなしに接す
るように構成したので、電子ビームのビームスペクトル
が良好で、カソードへのバックボンバードもない線形電
子加速装置が得られる効果がある。
【００２９】また、請求項４に記載の発明によれば、電
子銃空胴の空胴壁に明けられた穴に配置されたカソード
と、当該電子銃空胴の空胴壁との間に直流バイアスを印
加するように構成したので、その直流バイアス値の大き
さによって電子ビームのミクロパルス幅を自由に調整す
ることが可能となる効果がある。
子銃空胴の空胴壁に明けられた穴に配置されたカソード
と、当該電子銃空胴の空胴壁との間に直流バイアスを印
加するように構成したので、その直流バイアス値の大き
さによって電子ビームのミクロパルス幅を自由に調整す
ることが可能となる効果がある。
【図１】この発明の実施例１による線形電子加速装置を
示す断面図である
示す断面図である
【図２】上記実施例の要部を示す部分拡大断面図であ
る。
る。
【図３】上記実施例におけるＲＦ電子銃のマイクロ波位
相関係を示す波形図である。
相関係を示す波形図である。
【図４】上記実施例におけるＲＦ電子銃のミクロパルス
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【図５】上記実施例におけるＲＦ電子銃により電子ビー
ムのエネルギースペクトルを示す波形図である。
ムのエネルギースペクトルを示す波形図である。
【図６】この発明の実施例２による、この発明の線形電
子加速装置を用いたＸ線透過検査装置を示す構成図であ
る。
子加速装置を用いたＸ線透過検査装置を示す構成図であ
る。
【図７】この発明の実施例３を示す部分拡大断面図であ
る。
る。
【図８】この発明の実施例４を示す部分拡大断面図であ
る。
る。
【図９】この発明の実施例５を示す部分拡大断面図であ
る。
る。
【図１０】上記実施例の動作を説明するための波形図で
ある。
ある。
【図１１】従来の線形電子加速装置を示す断面図であ
る。
る。
１ 電子銃（ＲＦ電子銃） １ａ カソード（電子銃カソード） １ｅ 電子銃空胴 １ｈ カソード空胴 １ｋ アノード １ｍ カソード空胴 １ｎ アノード １ｏ 電子銃カソード ３ 電子ビーム ４ 加速管 ７ 調整手段（移相減衰器） １４ 調整手段（移相減衰器） １８ 電圧印加手段（直流高圧源）
Claims (4)
- 【請求項１】 電子銃のカソードより放出された電子を
マイクロ波が印加された電子銃空胴に導いてその速度を
調整し、得られた電子ビームを前記電子銃より加速管に
打ち込み、前記加速管に印加したマイクロ波による電界
でその電子ビームを高エネルギーに加速する線形電子加
速装置において、前記電子銃に、前記電子銃空胴に隣り
合って配置され、その電子銃空胴との隣接部にアノード
が形成されてマイクロ波が供給され、前記アノードと前
記カソードとの間に、前記マイクロ波による電界が生成
されるカソード空胴を設けたことを特徴とする線形電子
加速装置。 - 【請求項２】 前記電子銃空胴と前記カソード空胴とに
供給する前記マイクロ波の位相および振幅を互いに独立
に調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項１
に記載の線形電子加速装置。 - 【請求項３】 前記電子銃空胴と前記カソード空胴の間
のドリフトスペースを、実質的に“０”としたことを特
徴とする請求項１または２に記載の線形電子加速装置。 - 【請求項４】 電子銃のカソードより放出された電子を
マイクロ波が印加された電子銃空胴に導いてその速度を
調整し、得られた電子ビームを前記電子銃より加速管に
打ち込み、前記加速管に印加したマイクロ波による電界
でその電子ビームを高エネルギーに加速する線形電子加
速装置において、前記電子銃空胴の空胴壁に明けられた
穴に前記カソードを配置し、前記電子銃空胴の空胴壁と
前記カソードとの間に直流バイアスを印加する電圧印加
手段を設けたことを特徴とする線形電子加速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039292A JP2935783B2 (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 線形電子加速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5039292A JP2935783B2 (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 線形電子加速装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06231900A JPH06231900A (ja) | 1994-08-19 |
| JP2935783B2 true JP2935783B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=12549080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5039292A Expired - Lifetime JP2935783B2 (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 線形電子加速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2935783B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5688632B2 (ja) * | 2010-06-14 | 2015-03-25 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 対物レンズ系及び電子顕微鏡 |
| CN102629542B (zh) * | 2012-04-24 | 2014-08-20 | 上海交通大学 | 用于超快电子衍射和超快电子显微镜的电子源装置 |
| KR20140066347A (ko) * | 2012-11-23 | 2014-06-02 | 한국전기연구원 | 가속관과 같은 주파수의 펄스 전자빔을 방출하는 전자총을 포함하는 선형가속기 |
| EP3745826A4 (en) * | 2018-01-22 | 2021-10-20 | Riken | ACCELERATOR AND ACCELERATOR SYSTEM |
| JP7253401B2 (ja) * | 2019-02-06 | 2023-04-06 | 三菱重工機械システム株式会社 | 放射線発生装置および放射線発生方法 |
| CN113078039B (zh) * | 2021-03-30 | 2024-06-14 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 电子枪装置以及医用直线加速器 |
-
1993
- 1993-02-04 JP JP5039292A patent/JP2935783B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06231900A (ja) | 1994-08-19 |
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