JP2939779B2 - 蓄積リング - Google Patents
蓄積リングInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシンクロトロン放射光発
生装置における蓄積リングの改良に関する。
生装置における蓄積リングの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、荷電粒子（特に電子）を所定の曲
率を持つ軌道に沿って光速に近い速度で運動させること
により、軌道の接線方向へシンクロトロン放射光を発生
するシンクロトロン放射光発生装置が注目を浴びてい
る。加えて、この種の装置は、小型化の要求も高く軌道
半径が０．５ｍ未満のものも提案されている。
率を持つ軌道に沿って光速に近い速度で運動させること
により、軌道の接線方向へシンクロトロン放射光を発生
するシンクロトロン放射光発生装置が注目を浴びてい
る。加えて、この種の装置は、小型化の要求も高く軌道
半径が０．５ｍ未満のものも提案されている。
【０００３】図４は小形用の電子蓄積リングの概略を横
断面で示している。
断面で示している。
【０００４】断面が環状のヨーク３０内に真空容器３２
や超電導磁石による集束用磁石等の磁場発生装置が配置
されている。入射加速器（図示せず）でつくられた電子
ビームは、導入部３１から真空容器２２内に導入され、
磁気チャンネル３３，３４、インフレクタ３５を介して
磁場の強度により定まる曲率を有する円形軌道を描いて
光速に近い速度で運動する。円形軌道はビームダクト３
６で囲まれている。
や超電導磁石による集束用磁石等の磁場発生装置が配置
されている。入射加速器（図示せず）でつくられた電子
ビームは、導入部３１から真空容器２２内に導入され、
磁気チャンネル３３，３４、インフレクタ３５を介して
磁場の強度により定まる曲率を有する円形軌道を描いて
光速に近い速度で運動する。円形軌道はビームダクト３
６で囲まれている。
【０００５】図５を参照して、電子ビームは円形軌道上
で局部的に密集し、電子バンチ２７と呼ばれる状態で運
動する。図５に示されるように、一般に、この技術分野
では、垂直方向、水平方向、および電子バンチ２７の進
行方向を、それぞれ、ｙ軸、ｘ軸、およびｓ軸で表す。
典型的な電子バンチ２７の大きさは、約１０ｃｍの進行
方向の長さ、０．１〜０．２ｍｍの範囲の垂直方向の高
さ、および約１ｍｍの水平方向の幅をもつ。
で局部的に密集し、電子バンチ２７と呼ばれる状態で運
動する。図５に示されるように、一般に、この技術分野
では、垂直方向、水平方向、および電子バンチ２７の進
行方向を、それぞれ、ｙ軸、ｘ軸、およびｓ軸で表す。
典型的な電子バンチ２７の大きさは、約１０ｃｍの進行
方向の長さ、０．１〜０．２ｍｍの範囲の垂直方向の高
さ、および約１ｍｍの水平方向の幅をもつ。
【０００６】ところで、円形軌道上を運動している電子
ビームには寿命があり、この寿命を長くすることがこの
種装置の一つの課題でもある。ここで、電子ビームの寿
命とは、最初に存在していた電子の個数が半分あるいは
１／ｅになるまでに経過する時間のことをいう。
ビームには寿命があり、この寿命を長くすることがこの
種装置の一つの課題でもある。ここで、電子ビームの寿
命とは、最初に存在していた電子の個数が半分あるいは
１／ｅになるまでに経過する時間のことをいう。
【０００７】この電子ビームの寿命を決める過程には種
々あるが、その１つにビームダクト２６内のＨ2 やＣＯ
などの残留ガスの影響がある。すなわち、ビームダクト
２６は高真空に排気されるとはいうものの、残留ガスが
存在している。この残留ガスは、ビームダクト２６中を
周回している電子ビームにより正にイオン化される。こ
の残留ガス正イオンに電子ビーム中の電子が衝突して散
乱する。その結果、電子ビームの寿命が低下する。
々あるが、その１つにビームダクト２６内のＨ2 やＣＯ
などの残留ガスの影響がある。すなわち、ビームダクト
２６は高真空に排気されるとはいうものの、残留ガスが
存在している。この残留ガスは、ビームダクト２６中を
周回している電子ビームにより正にイオン化される。こ
の残留ガス正イオンに電子ビーム中の電子が衝突して散
乱する。その結果、電子ビームの寿命が低下する。
【０００８】電子ビームの寿命を延ばす方法として、以
下に述べる、３つ方法が採用されている。
下に述べる、３つ方法が採用されている。
【０００９】超高真空方法 電子ビーム中の電子が残留ガスをイオン化する確率は、
残留ガス分布密度に比例する。したがって、ビームダク
ト中の真空度を高くすれば、残留ガスのイオン化確率が
減少し、その結果として、残留ガスのイオンの数を減ら
すことができる。一般に、電子ビームの寿命を長く保つ
ためには、電子蓄積リングの場合、ビームダクト中を１
０-10 Ｔｏｒｒ程度の超高真空にする必要がある。
残留ガス分布密度に比例する。したがって、ビームダク
ト中の真空度を高くすれば、残留ガスのイオン化確率が
減少し、その結果として、残留ガスのイオンの数を減ら
すことができる。一般に、電子ビームの寿命を長く保つ
ためには、電子蓄積リングの場合、ビームダクト中を１
０-10 Ｔｏｒｒ程度の超高真空にする必要がある。
【００１０】残留ガスイオン排除方法 電子蓄積リングのビームダクト内に、電子ビームの軌道
に臨ませて電極を設置し、この電極とビームダクトとの
間に、電極を残留ガスイオンの極性と逆極性とするよう
な、直流電圧を印加する。これにより、電子ビームの軌
道上に静電場を作り、残留ガスイオンを電極に引き寄せ
ることにより、残留ガスイオンをビームダクト中から排
除する。
に臨ませて電極を設置し、この電極とビームダクトとの
間に、電極を残留ガスイオンの極性と逆極性とするよう
な、直流電圧を印加する。これにより、電子ビームの軌
道上に静電場を作り、残留ガスイオンを電極に引き寄せ
ることにより、残留ガスイオンをビームダクト中から排
除する。
【００１１】ビームサイズ変更方法 残留ガスイオンの空間密度分布は、バンチ中の電子群の
空間密度分布に強く影響される。電子群の水平および垂
直方向の密度分布は、図５に示したように、ｘ軸方向、
ｙ軸方向、夫々、ガウス分布に近い。残留ガスイオンは
電子群が作り出すポテンシャルによって捕獲されてい
る。従って、残留ガスイオンの密度分布は、近似的に、
電子密度分布に比例している。
空間密度分布に強く影響される。電子群の水平および垂
直方向の密度分布は、図５に示したように、ｘ軸方向、
ｙ軸方向、夫々、ガウス分布に近い。残留ガスイオンは
電子群が作り出すポテンシャルによって捕獲されてい
る。従って、残留ガスイオンの密度分布は、近似的に、
電子密度分布に比例している。
【００１２】又、一般に電子は光速に近い速度で軌道上
を周回しているのに対して、残留ガスイオンのドリフト
速度は熱運動速度のオーダーである。このため、残留ガ
スイオンは、リング周長に対しては一様に分布してい
る。従って、バンチの電子群の水平および垂直方向（ｘ
軸およびｙ軸方向）の分布面積を大きくすれば、電子分
布密度が稀薄になり、それにより、残留ガスイオンの分
布密度も薄くなる。
を周回しているのに対して、残留ガスイオンのドリフト
速度は熱運動速度のオーダーである。このため、残留ガ
スイオンは、リング周長に対しては一様に分布してい
る。従って、バンチの電子群の水平および垂直方向（ｘ
軸およびｙ軸方向）の分布面積を大きくすれば、電子分
布密度が稀薄になり、それにより、残留ガスイオンの分
布密度も薄くなる。
【００１３】ここで、蓄積リングにおけるｘ軸およびｙ
軸方向夫々の電子ビームのサイズ（標準偏差）σx およ
びσy は、それぞれ、下記の数式１および数式２で与え
られる。
軸方向夫々の電子ビームのサイズ（標準偏差）σx およ
びσy は、それぞれ、下記の数式１および数式２で与え
られる。
【００１４】
【数１】
【００１５】
【数２】
【００１６】ここで、εx およびεy はそれぞれ電子ビ
ームのｘ軸およびｙ軸方向の断面サイズを規定するエミ
ッタンス、βx およびβy はそれぞれｘ軸およびｙ軸方
向のベータトロン関数、ηは分散関数、Ｅは電子のもつ
エネルギー、およびΔＥは電子のエネルギーの個々のバ
ラツキ量を示す。
ームのｘ軸およびｙ軸方向の断面サイズを規定するエミ
ッタンス、βx およびβy はそれぞれｘ軸およびｙ軸方
向のベータトロン関数、ηは分散関数、Ｅは電子のもつ
エネルギー、およびΔＥは電子のエネルギーの個々のバ
ラツキ量を示す。
【００１７】従来の技術では、蓄積リングを構成する電
磁石系の構成（リングのラティス）及びパラメータを調
整して、電子ビームのサイズを変えて、電子ビームの寿
命を延ばしていた。
磁石系の構成（リングのラティス）及びパラメータを調
整して、電子ビームのサイズを変えて、電子ビームの寿
命を延ばしていた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電子ビームの延命方法では、それぞれ、次に述
べるよな欠点があった。の方法では、ビームダクト中
を超高真空にするために、真空槽材料、その表面処理、
洗浄方法、脱ガス対策等の高度な技術が要求される。
の方法では、比較的高い直流電圧を電極に印加するの
で、軌道上を周回している電子ビームに悪影響を与える
虞がある。の方法では、調整が複雑で所望のビームサ
イズを得るのが困難であるという欠点がある。このよう
な問題点に鑑み、本発明の課題は、比較的簡単な構成
で、容易にビームの寿命を延ばすことができる蓄積リン
グを提供することにある。
た従来の電子ビームの延命方法では、それぞれ、次に述
べるよな欠点があった。の方法では、ビームダクト中
を超高真空にするために、真空槽材料、その表面処理、
洗浄方法、脱ガス対策等の高度な技術が要求される。
の方法では、比較的高い直流電圧を電極に印加するの
で、軌道上を周回している電子ビームに悪影響を与える
虞がある。の方法では、調整が複雑で所望のビームサ
イズを得るのが困難であるという欠点がある。このよう
な問題点に鑑み、本発明の課題は、比較的簡単な構成
で、容易にビームの寿命を延ばすことができる蓄積リン
グを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ビームダクト
中で荷電粒子を所定の曲率を有する軌道に沿って光速に
近い速度で運動させることにより、軌道の接線方向へシ
ンクロトロン放射光を発生する蓄積リングに係る。
中で荷電粒子を所定の曲率を有する軌道に沿って光速に
近い速度で運動させることにより、軌道の接線方向へシ
ンクロトロン放射光を発生する蓄積リングに係る。
【００２０】
【００２１】
【００２２】本発明の第１の態様によれば、ビームダク
ト中に軌道に臨ませて設置された電極と、電極に荷電粒
子のベータトロン振動数に実質的に等しい周波数の高周
波電力を印加する高周波電力印加手段と、電極に荷電粒
子の電荷の極性と同極性の直流電圧を印加する直流電圧
印加手段とを有することを特徴とする蓄積リングが得ら
れる。
ト中に軌道に臨ませて設置された電極と、電極に荷電粒
子のベータトロン振動数に実質的に等しい周波数の高周
波電力を印加する高周波電力印加手段と、電極に荷電粒
子の電荷の極性と同極性の直流電圧を印加する直流電圧
印加手段とを有することを特徴とする蓄積リングが得ら
れる。
【００２３】上記第１の態様による蓄積リングにおい
て、高周波電力印加手段は、高周波電力を発生する高周
波電源と、この高周波電源で発生された高周波電力を電
極へ伝送する伝送線と、この伝送線に挿入された整合回
路とを有し、直流電圧印加手段は、直流電圧を発生する
直流電源と、この直流電源で発生した直流電圧を電極へ
供給する供給手段と、この供給手段と整合回路との間に
挿入された直流カットコンデンサとを有することが好ま
しい。
て、高周波電力印加手段は、高周波電力を発生する高周
波電源と、この高周波電源で発生された高周波電力を電
極へ伝送する伝送線と、この伝送線に挿入された整合回
路とを有し、直流電圧印加手段は、直流電圧を発生する
直流電源と、この直流電源で発生した直流電圧を電極へ
供給する供給手段と、この供給手段と整合回路との間に
挿入された直流カットコンデンサとを有することが好ま
しい。
【００２４】
【００２５】本発明の第２の態様によれば、ビームダク
ト中に軌道に臨ませて、ビームダクトに対して所定の特
性インピーダンスをもつように設置された電極と、所定
の特性インピーダンスに等しい抵抗値をもって、電極の
一端を終端する抵抗と、電極に荷電粒子の電荷の極性と
同極性の直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、電極
の他端に接続され、所定の特性インピーダンスに等しい
出力インピーダンスをもち、荷電粒子のベータトロン振
動数に実質的に等しい周波数の高周波電力を印加する高
周波源とを有することを特徴とする蓄積リングが得られ
る。
ト中に軌道に臨ませて、ビームダクトに対して所定の特
性インピーダンスをもつように設置された電極と、所定
の特性インピーダンスに等しい抵抗値をもって、電極の
一端を終端する抵抗と、電極に荷電粒子の電荷の極性と
同極性の直流電圧を印加する直流電圧印加手段と、電極
の他端に接続され、所定の特性インピーダンスに等しい
出力インピーダンスをもち、荷電粒子のベータトロン振
動数に実質的に等しい周波数の高周波電力を印加する高
周波源とを有することを特徴とする蓄積リングが得られ
る。
【００２６】
【作用】上記第１の態様の蓄積リングの場合、荷電粒子
のベータトロン振動数に近い周波数の高周波電力を電極
に印加すると、荷電粒子のベータトロン振動がｙ軸方向
又はｘ軸方向に共鳴的に励起され、ベータトロン振動の
振幅が増大する。このため、残留ガスイオンの分布はｙ
軸方向又はｘ軸方向に拡大され、その分布密度が低下
し、ビームの残留ガスイオンの捕獲ポテンシャルが平均
的に浅くなる。この結果、上述した従来の残留ガスイオ
ン排除方法の場合に比較して、低い直流電圧を高周波電
力と重畳して印加することにより、残留ガスイオンを排
除し易くなる。これにより、ビームの寿命を延ばすこと
ができる。
のベータトロン振動数に近い周波数の高周波電力を電極
に印加すると、荷電粒子のベータトロン振動がｙ軸方向
又はｘ軸方向に共鳴的に励起され、ベータトロン振動の
振幅が増大する。このため、残留ガスイオンの分布はｙ
軸方向又はｘ軸方向に拡大され、その分布密度が低下
し、ビームの残留ガスイオンの捕獲ポテンシャルが平均
的に浅くなる。この結果、上述した従来の残留ガスイオ
ン排除方法の場合に比較して、低い直流電圧を高周波電
力と重畳して印加することにより、残留ガスイオンを排
除し易くなる。これにより、ビームの寿命を延ばすこと
ができる。
【００２７】
【００２８】上記第２の態様の蓄積リングの場合、電極
をビームダクトに対して所定の特性インピーダンスをも
つストリップラインにする。電極の両端を所定の特性イ
ンピーダンスに等しい抵抗値をもつ抵抗で終端し、電極
の他端に直流電圧印加手段を接続する。これにより、た
とえ電極が長くても、電極がビームに与える影響を小さ
くすることができる。この電極に直流電圧を印加して、
捕獲された残留ガスイオンを排除する。この場合、電極
が長ければ長い程、蓄積リングの全周における残留ガス
イオンの数を少なくすることができる。この結果、残留
ガスイオンとの衝突による荷電粒子の散乱確率が減り、
ビームの寿命を延ばすことができる。更に、直流電圧に
重畳して荷電粒子のベータトロン振動数に近い周波数の
高周波電圧を印加する。これにより、上記第１の態様の
蓄積リングの場合と同じ理由で、ビームの寿命を延ばす
ことができる。この場合、電極が長いので、電極に印加
する高周波電圧も低くでき、高周波電力も少なくてすむ
利点がある。
をビームダクトに対して所定の特性インピーダンスをも
つストリップラインにする。電極の両端を所定の特性イ
ンピーダンスに等しい抵抗値をもつ抵抗で終端し、電極
の他端に直流電圧印加手段を接続する。これにより、た
とえ電極が長くても、電極がビームに与える影響を小さ
くすることができる。この電極に直流電圧を印加して、
捕獲された残留ガスイオンを排除する。この場合、電極
が長ければ長い程、蓄積リングの全周における残留ガス
イオンの数を少なくすることができる。この結果、残留
ガスイオンとの衝突による荷電粒子の散乱確率が減り、
ビームの寿命を延ばすことができる。更に、直流電圧に
重畳して荷電粒子のベータトロン振動数に近い周波数の
高周波電圧を印加する。これにより、上記第１の態様の
蓄積リングの場合と同じ理由で、ビームの寿命を延ばす
ことができる。この場合、電極が長いので、電極に印加
する高周波電圧も低くでき、高周波電力も少なくてすむ
利点がある。
【００２９】
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。
る。
【００３１】図１に本発明の第１の実施例による電子蓄
積リングの電子ビームの進行方向に沿った断面図を示
す。
積リングの電子ビームの進行方向に沿った断面図を示
す。
【００３２】電子蓄積リングは、ビームダクト１０中で
電子バンチ１１を所定の曲率を有する軌道に沿って光速
に近い速度で運動させることにより、軌道の接線方向へ
シンクロトロン放射光を発生するものである。前述した
ように、ビームダクト１０中には、電子ビームによって
イオン化され、捕獲された残留ガスイオン１２が軌道に
沿って存在している。図示の例において、ビームダクト
１０は、高さが６０ｍｍで、幅が１２０ｍｍの大きさを
もっている。また、この電子ビームは、ｆβ＝５７ＭＨ
ｚのベータトロン振動数で、ベータトロン振動してい
る。
電子バンチ１１を所定の曲率を有する軌道に沿って光速
に近い速度で運動させることにより、軌道の接線方向へ
シンクロトロン放射光を発生するものである。前述した
ように、ビームダクト１０中には、電子ビームによって
イオン化され、捕獲された残留ガスイオン１２が軌道に
沿って存在している。図示の例において、ビームダクト
１０は、高さが６０ｍｍで、幅が１２０ｍｍの大きさを
もっている。また、この電子ビームは、ｆβ＝５７ＭＨ
ｚのベータトロン振動数で、ベータトロン振動してい
る。
【００３３】図示の実施例において、アルミニウム（Ａ
ｌ）電極１３がビームダクト１０中に軌道に臨ませて設
置されている。このＡｌ電極１３には、電子バンチ１１
のベータトロン振動数ｆβに実質的に等しい周波数ｆの
高周波電力が、後述する高周波電力印加装置によって印
加される。本実施例のＡｌ電極１３は、８０〜１００ｍ
ｍの大きさをもっている。
ｌ）電極１３がビームダクト１０中に軌道に臨ませて設
置されている。このＡｌ電極１３には、電子バンチ１１
のベータトロン振動数ｆβに実質的に等しい周波数ｆの
高周波電力が、後述する高周波電力印加装置によって印
加される。本実施例のＡｌ電極１３は、８０〜１００ｍ
ｍの大きさをもっている。
【００３４】高周波電力印加装置は、高周波電力を発生
する高周波電源１４と、この高周波電源で発生された高
周波電力をＡｌ電極１３へ伝送する伝送線１５と、この
伝送線１５に挿入された整合回路１６とを有する。伝送
線１５は、ビームダクト１０の位置に設けられた真空封
じ１７を介してＡｌ電極１３に接続されている。
する高周波電源１４と、この高周波電源で発生された高
周波電力をＡｌ電極１３へ伝送する伝送線１５と、この
伝送線１５に挿入された整合回路１６とを有する。伝送
線１５は、ビームダクト１０の位置に設けられた真空封
じ１７を介してＡｌ電極１３に接続されている。
【００３５】次に第１の実施例の動作について説明す
る。
る。
【００３６】高周波電源１４から電子バンチ１１のベー
タトロン振動数に近い周波数の高周波電力が、整合回路
１６および伝送線１５を介してＡｌ電極１３に印加され
る。この結果、電子バンチ１１のベータトロン振動がｙ
軸方向（垂直方向）又はｘ軸方向（水平方向）に共鳴的
に励起され、ベータトロン振動の振幅が増大する。この
ため、残留ガスイオン１２の分布はｙ軸方向又はｘ軸方
向に拡大され、その分布密度が低下する。この結果、残
留ガスイオン１２との衝突による電子バンチ１１中の電
子の散乱確率が減少して、電子ビームの寿命を延ばすこ
とができる。
タトロン振動数に近い周波数の高周波電力が、整合回路
１６および伝送線１５を介してＡｌ電極１３に印加され
る。この結果、電子バンチ１１のベータトロン振動がｙ
軸方向（垂直方向）又はｘ軸方向（水平方向）に共鳴的
に励起され、ベータトロン振動の振幅が増大する。この
ため、残留ガスイオン１２の分布はｙ軸方向又はｘ軸方
向に拡大され、その分布密度が低下する。この結果、残
留ガスイオン１２との衝突による電子バンチ１１中の電
子の散乱確率が減少して、電子ビームの寿命を延ばすこ
とができる。
【００３７】図２を参照すると、本発明の第２の実施例
による電子蓄積リングは、後述する直流電圧印加装置を
有している点を除いて、図１に示したものと同様の構成
を有する。したがって、図１に示したものと同様の機能
を有するものには、同一の参照番号を付して、それらの
説明については、説明を簡単にするために、省略する。
による電子蓄積リングは、後述する直流電圧印加装置を
有している点を除いて、図１に示したものと同様の構成
を有する。したがって、図１に示したものと同様の機能
を有するものには、同一の参照番号を付して、それらの
説明については、説明を簡単にするために、省略する。
【００３８】直流電圧印加装置は、Ａｌ電極１３に電子
バンチ１１を構成する電子の電荷の極性と同極性の直流
電圧を印加するためのものである。本実施例の直流電圧
印加装置は、直流電圧を発生する直流電源１８と、この
直流電源１８で発生した直流電圧をＡｌ電極１３へ供給
する供給線１９と、この供給線１９と整合回路１６との
間に挿入された直流（ＤＣ）カットコンデンサ２０とを
有する。
バンチ１１を構成する電子の電荷の極性と同極性の直流
電圧を印加するためのものである。本実施例の直流電圧
印加装置は、直流電圧を発生する直流電源１８と、この
直流電源１８で発生した直流電圧をＡｌ電極１３へ供給
する供給線１９と、この供給線１９と整合回路１６との
間に挿入された直流（ＤＣ）カットコンデンサ２０とを
有する。
【００３９】次に第２の実施例の動作について説明す
る。
る。
【００４０】上記第１の実施例の蓄積リングの場合と同
様に、高周波電源１４から電子バンチ１１のベータトロ
ン振動数に近い周波数の高周波電力が、整合回路１６お
よび伝送線１５を介してＡｌ電極１３に印加される。こ
れにより、電子ビームをｙ軸方向又はｘ軸方向に振動さ
せる。これにより、電子ビームによる残留ガスイオン１
２の捕獲ポテンシャルが平均的に浅くなる。また、直流
電源１８から供給線１９を介して直流電圧もＡｌ電極１
３に印加する。このとき印加される直流電圧は、上述し
た従来の残留ガスイオン排除方法の場合に比較して、低
いもので良い。例えば、この直流電圧は５００Ｖ程度の
大きさをもつ。このように、直流電圧を高周波電力と重
畳して印加することにより、残留ガスイオン１２を排除
し易くなる。これにより、電子ビームの寿命を延ばすこ
とができる。
様に、高周波電源１４から電子バンチ１１のベータトロ
ン振動数に近い周波数の高周波電力が、整合回路１６お
よび伝送線１５を介してＡｌ電極１３に印加される。こ
れにより、電子ビームをｙ軸方向又はｘ軸方向に振動さ
せる。これにより、電子ビームによる残留ガスイオン１
２の捕獲ポテンシャルが平均的に浅くなる。また、直流
電源１８から供給線１９を介して直流電圧もＡｌ電極１
３に印加する。このとき印加される直流電圧は、上述し
た従来の残留ガスイオン排除方法の場合に比較して、低
いもので良い。例えば、この直流電圧は５００Ｖ程度の
大きさをもつ。このように、直流電圧を高周波電力と重
畳して印加することにより、残留ガスイオン１２を排除
し易くなる。これにより、電子ビームの寿命を延ばすこ
とができる。
【００４１】図３に本発明の第３の実施例による電子蓄
積リングの電子ビームの進行方向に沿った断面図を示
す。
積リングの電子ビームの進行方向に沿った断面図を示
す。
【００４２】この実施例では、約１ｍのＡｌ電極１３ａ
がビームダクト１０中に軌道に臨ませて設置されてい
る。このＡｌ電極１３ａはビームダクト１０に対して特
性インピーダンスＺo をもつ。このＡｌ電極１３ａの一
端は、コンデンサ２１を介して抵抗２２で終端されてい
る。この抵抗２２は、特性インピーダンスＺo に等しい
抵抗値をもつ。また、Ａｌ電極１３ａの他端は直流電源
１８に、直接、接続されると共に、ＤＣカットコンデン
サ２０および伝送路１５を介して高周波電源１４に接続
されている。高周波電源１４は、特性インピーダンスＺ
o に等しい出力インピーダンスをもつ。
がビームダクト１０中に軌道に臨ませて設置されてい
る。このＡｌ電極１３ａはビームダクト１０に対して特
性インピーダンスＺo をもつ。このＡｌ電極１３ａの一
端は、コンデンサ２１を介して抵抗２２で終端されてい
る。この抵抗２２は、特性インピーダンスＺo に等しい
抵抗値をもつ。また、Ａｌ電極１３ａの他端は直流電源
１８に、直接、接続されると共に、ＤＣカットコンデン
サ２０および伝送路１５を介して高周波電源１４に接続
されている。高周波電源１４は、特性インピーダンスＺ
o に等しい出力インピーダンスをもつ。
【００４３】次に第３の実施例の動作について説明す
る。
る。
【００４４】本実施例では、Ａｌ電極１３ａをビームダ
クト１０に対して特性インピーダンスＺo をもつストリ
ップラインにしている。Ａｌ電極１３ａの一端を特性イ
ンピーダンスＺo に等しい抵抗値をもつ抵抗２２で終端
し、Ａｌ電極１３ａの他端に特性インピーダンスＺo に
等しい出力インピーダンスをもつ高周波電源１４を接続
している。これにより、たとえＡｌ電極１３ａが長くて
も、Ａｌ電極１３ａが電子ビームに与える影響を小さく
することができる。すなわち、電磁誘導によりＡｌ電極
１３ａに誘起される電磁場は、特性インピーダンスＺo
をもつストリップラインによって速やかに除去される。
クト１０に対して特性インピーダンスＺo をもつストリ
ップラインにしている。Ａｌ電極１３ａの一端を特性イ
ンピーダンスＺo に等しい抵抗値をもつ抵抗２２で終端
し、Ａｌ電極１３ａの他端に特性インピーダンスＺo に
等しい出力インピーダンスをもつ高周波電源１４を接続
している。これにより、たとえＡｌ電極１３ａが長くて
も、Ａｌ電極１３ａが電子ビームに与える影響を小さく
することができる。すなわち、電磁誘導によりＡｌ電極
１３ａに誘起される電磁場は、特性インピーダンスＺo
をもつストリップラインによって速やかに除去される。
【００４５】直流電源１８からＡｌ電極１３ａに直流電
圧を印加して、捕獲された残留ガスイオン１２を排除す
る。この場合、Ａｌ電極１３ａが長ければ長い程、蓄積
リングの全周における残留ガスイオン１２の数を少なく
することができる。この結果、残留ガスイオン１２との
衝突による電子バンチ１１中の電子の散乱確率が減り、
電子ビームの寿命を延ばすことができる。
圧を印加して、捕獲された残留ガスイオン１２を排除す
る。この場合、Ａｌ電極１３ａが長ければ長い程、蓄積
リングの全周における残留ガスイオン１２の数を少なく
することができる。この結果、残留ガスイオン１２との
衝突による電子バンチ１１中の電子の散乱確率が減り、
電子ビームの寿命を延ばすことができる。
【００４６】また、本実施例では、この直流電圧に重畳
して、電子ビームのベータトロン振動数ｆβに近い周波
数ｆの高周波電力を高周波電源１４から印加している。
これにより、上記第１の実施例の蓄積リングの場合と同
じ理由で、電子ビームの寿命を延ばすことができる。こ
の場合、Ａｌ電極１３ａが長いので、Ａｌ電極１３ａに
印加する高周波電力も少なくてすむ利点がある。
して、電子ビームのベータトロン振動数ｆβに近い周波
数ｆの高周波電力を高周波電源１４から印加している。
これにより、上記第１の実施例の蓄積リングの場合と同
じ理由で、電子ビームの寿命を延ばすことができる。こ
の場合、Ａｌ電極１３ａが長いので、Ａｌ電極１３ａに
印加する高周波電力も少なくてすむ利点がある。
【００４７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は、比
較的簡単な構成で、容易にビームの寿命を延ばすことが
できるという効果を有する。
較的簡単な構成で、容易にビームの寿命を延ばすことが
できるという効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例による電子蓄積リングの
電子ビームの進行方向に沿った断面図である。
電子ビームの進行方向に沿った断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例による電子蓄積リングの
電子ビームの進行方向に沿った断面図である。
電子ビームの進行方向に沿った断面図である。
【図３】本発明の第３の実施例による電子蓄積リングの
電子ビームの進行方向に沿った断面図である。
電子ビームの進行方向に沿った断面図である。
【図４】電子蓄積リングの構造を概略的に示した横断面
図である。
図である。
【図５】電子蓄積リング内を運動する電子ビーム（バン
チ）を説明するための図である。
チ）を説明するための図である。
１０ ビームダクト １１ 電子バンチ １２ 残留ガスイオン １３ Ａｌ電極 １４ 高周波電源 １５ 伝送線 １６ 整合回路 １７ 真空封じ １８ 直流電源 １９ 供給線 ２０ ＤＣカットコンデンサ ２１ ＤＣカットコンデンサ ２２ 抵抗
Claims (3)
- 【請求項１】 ビームダクト中で荷電粒子を所定の曲率
を有する軌道に沿って光速に近い速度で運動させること
により、前記軌道の接線方向へシンクロトロン放射光を
発生する蓄積リングにおいて、 前記ビームダクト中に前記軌道に臨ませて設置された電
極と、 前記電極に前記荷電粒子のベータトロン振動数に実質的
に等しい周波数の高周波電力を印加する高周波電力印加
手段と、 前記電極に前記荷電粒子の電荷の極性と同極性の直流電
圧を印加する直流電圧印加手段とを有することを特徴と
する蓄積リング。 - 【請求項２】 前記高周波電力印加手段は、前記高周波
電力を発生する高周波電源と、該高周波電源で発生され
た高周波電力を前記電極へ伝送する伝送線と、該伝送線
に挿入された整合回路とを有し、 前記直流電圧印加手段は、前記直流電圧を発生する直流
電源と、該直流電源で発生した直流電圧を前記電極へ供
給する供給手段と、該供給手段と前記整合回路との間に
挿入された直流カットコンデンサとを有することを特徴
とする請求項１記載の蓄積リング。 - 【請求項３】 ビームダクト中で荷電粒子を所定の曲率
を有する軌道に沿って光速に近い速度で運動させること
により、前記軌道の接線方向へシンクロトロン放射光を
発生する蓄積リングにおいて、 前記ビームダクト中に前記軌道に臨ませて、前記ビーム
ダクトに対して所定の特性インピーダンスをもつように
設置された電極と、 前記所定の特性インピーダンスに等しい抵抗値をもっ
て、前記電極の一端を終端する抵抗と、 前記電極の他端に接続され、前記電極に前記荷電粒子の
電荷の極性と同極性の直流電圧を印加する直流電圧印加
手段と、 前記電極の他端に接続され、前記所定の特性インピーダ
ンスに等しい出力インピーダンスをもち、前記荷電粒子
のベータトロン振動数に実質的に等しい周波数の高周波
電力を印加する高周波源とを有することを特徴とする蓄
積リング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18549392A JP2939779B2 (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 蓄積リング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18549392A JP2939779B2 (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 蓄積リング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0636894A JPH0636894A (ja) | 1994-02-10 |
| JP2939779B2 true JP2939779B2 (ja) | 1999-08-25 |
Family
ID=16171737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18549392A Expired - Fee Related JP2939779B2 (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | 蓄積リング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2939779B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP18549392A patent/JP2939779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0636894A (ja) | 1994-02-10 |
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