JP3015671B2 - 荷電粒子ビームダンプ装置 - Google Patents
荷電粒子ビームダンプ装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば荷電粒子ビー
ム加速設備に利用される荷電粒子ビームダンプ装置に関
するものである。
ム加速設備に利用される荷電粒子ビームダンプ装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は例えば特開平１−１４６３８６号
公報に示された従来のレーザビームダンプ本体の構造図
である。図において１００はレーザビーム、１０１は受
光用コーン、１０２は反射ビーム、１０３は反射光受光
用ハウジング、５は冷却水を示す。
公報に示された従来のレーザビームダンプ本体の構造図
である。図において１００はレーザビーム、１０１は受
光用コーン、１０２は反射ビーム、１０３は反射光受光
用ハウジング、５は冷却水を示す。
【０００３】次に動作について説明する。レーザビーム
１００を受光用コーン１０１の斜面に当てると、一部は
反射ビーム１００ａとなり、外周に設けた反射光受光用
ハウジング１０３の内面にも受光されるのでビームエネ
ルギーの局部集中が防止できる。レーザビーム受光にと
もなう発熱は受光用コーンおよび反射光受光用ハウジン
グ内部に冷却水を通して冷却することで溶損・溶断等が
防止される。
１００を受光用コーン１０１の斜面に当てると、一部は
反射ビーム１００ａとなり、外周に設けた反射光受光用
ハウジング１０３の内面にも受光されるのでビームエネ
ルギーの局部集中が防止できる。レーザビーム受光にと
もなう発熱は受光用コーンおよび反射光受光用ハウジン
グ内部に冷却水を通して冷却することで溶損・溶断等が
防止される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のビームダンプ本
体は以上のように構成されているか、またはビームエネ
ルギーが小さい場合は単なる水容器（図示省略）中の水
でビームを受ける構造であったので、大強度ビームに対
しては発熱が大きくなり、ビーム受光面が損傷し、ある
いは溶断するという欠点があった。
体は以上のように構成されているか、またはビームエネ
ルギーが小さい場合は単なる水容器（図示省略）中の水
でビームを受ける構造であったので、大強度ビームに対
しては発熱が大きくなり、ビーム受光面が損傷し、ある
いは溶断するという欠点があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、ビームダンプ本体に入射する
荷電粒子ビームのエネルギー吸収に伴う発熱を効果的に
冷却し、機器の温度上昇を押さえて、信頼性の高いビー
ムダンプ装置を得ることを目的とする。
めになされたものであり、ビームダンプ本体に入射する
荷電粒子ビームのエネルギー吸収に伴う発熱を効果的に
冷却し、機器の温度上昇を押さえて、信頼性の高いビー
ムダンプ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】この発明に係るビームダ
ンプ装置は、請求項１として、気密に形成された中空一
体形コーン状で、その外面に放熱手段を形成し、内面に
拡散された荷電粒子ビームを入射・吸収させるととも
に、放熱手段を冷媒で冷却するようにしたビームダンプ
本体とを有するようにしたものである。
ンプ装置は、請求項１として、気密に形成された中空一
体形コーン状で、その外面に放熱手段を形成し、内面に
拡散された荷電粒子ビームを入射・吸収させるととも
に、放熱手段を冷媒で冷却するようにしたビームダンプ
本体とを有するようにしたものである。
【０００７】また請求項２として、薄膜で区画された荷
電粒子吸収ターゲットの通路を有し、荷電粒子ビームを
通路を流動する荷電粒子吸収ターゲットに薄膜を介して
入射・吸収させるようにしたものである。
電粒子吸収ターゲットの通路を有し、荷電粒子ビームを
通路を流動する荷電粒子吸収ターゲットに薄膜を介して
入射・吸収させるようにしたものである。
【０００８】また、請求項３として、薄膜で区画された
冷媒流路中にあって回転するビームダンプ本体に薄膜を
介して荷電粒子ビームを入射・吸収させるようにしたも
のである。
冷媒流路中にあって回転するビームダンプ本体に薄膜を
介して荷電粒子ビームを入射・吸収させるようにしたも
のである。
【０００９】
【作用】この発明におけるビームダンプ装置は、請求項
１によれば、拡散されエネルギー密度が低くなった荷電
粒子ビームを、気密に形成された中空一体形コーン状容
器の内側斜面にあてることでビーム当たり面のエネルギ
ー密度をさらに下げる結果、ビームダンプ本体の単位面
積あたりの発熱が小さくなる。さらに気密に形成された
中空一体形コーン状容器外周に放熱手段を形成し、放熱
手段を冷媒を用いて冷却するので、ビームダンプ本体が
均一に、かつ迅速に冷却される。
１によれば、拡散されエネルギー密度が低くなった荷電
粒子ビームを、気密に形成された中空一体形コーン状容
器の内側斜面にあてることでビーム当たり面のエネルギ
ー密度をさらに下げる結果、ビームダンプ本体の単位面
積あたりの発熱が小さくなる。さらに気密に形成された
中空一体形コーン状容器外周に放熱手段を形成し、放熱
手段を冷媒を用いて冷却するので、ビームダンプ本体が
均一に、かつ迅速に冷却される。
【００１０】また、請求項２によれば、薄膜で区画され
た荷電粒子吸収ターゲットの通路を移動する荷電粒子吸
収ターゲットに薄膜を介して荷電粒子ビームを入射・吸
収させる。
た荷電粒子吸収ターゲットの通路を移動する荷電粒子吸
収ターゲットに薄膜を介して荷電粒子ビームを入射・吸
収させる。
【００１１】また、請求項３によれば、薄膜で区画され
た冷媒流路中にあって回転するビームダンプ本体に薄膜
を介して前記荷電粒子ビームを入射・吸収させる。
た冷媒流路中にあって回転するビームダンプ本体に薄膜
を介して前記荷電粒子ビームを入射・吸収させる。
【００１２】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図に基づいて説
明する。図１はこの発明の実施例１におけるビームダン
プ装置の概略構成を示す側面図、図２は図１の矢視Ａ−
Ａにおける断面図である。図中、１は開口部以外を気密
に形成された中空一体形コーン状のビームダンプ本体で
あり、熱伝導率の大きい無酸素銅で形成され、その外周
面にはビームダンプ本体１の軸方向に多数の放熱フィン
１ａが形成されている。２はビームダンプ本体の周囲に
水密状態にはめ合わされたハウジングで、冷却水入口２
ａ、ビームダンプ本体の放熱フィン１ａの間の溝、マニ
フォールド２ｂ、冷却水出口２ｃで冷却水通路を構成し
ており、冷却水５が流れている。３は荷電粒子ビーム
で、図示しない偏向電磁石等を用いたビーム拡散装置に
よって拡散され、ビームダンプ本体１の軸方向にそって
その中央部の角βの範囲を除く入射角αの範囲に分散
し、ビームダンプ本体１の内面に入射している。４はビ
ームダンプ本体１に連接された真空ダクトであり、荷電
粒子ビーム３の通路になっている。
明する。図１はこの発明の実施例１におけるビームダン
プ装置の概略構成を示す側面図、図２は図１の矢視Ａ−
Ａにおける断面図である。図中、１は開口部以外を気密
に形成された中空一体形コーン状のビームダンプ本体で
あり、熱伝導率の大きい無酸素銅で形成され、その外周
面にはビームダンプ本体１の軸方向に多数の放熱フィン
１ａが形成されている。２はビームダンプ本体の周囲に
水密状態にはめ合わされたハウジングで、冷却水入口２
ａ、ビームダンプ本体の放熱フィン１ａの間の溝、マニ
フォールド２ｂ、冷却水出口２ｃで冷却水通路を構成し
ており、冷却水５が流れている。３は荷電粒子ビーム
で、図示しない偏向電磁石等を用いたビーム拡散装置に
よって拡散され、ビームダンプ本体１の軸方向にそって
その中央部の角βの範囲を除く入射角αの範囲に分散
し、ビームダンプ本体１の内面に入射している。４はビ
ームダンプ本体１に連接された真空ダクトであり、荷電
粒子ビーム３の通路になっている。
【００１３】次に動作について説明する。荷電粒子ビー
ム３は局部集中しないように拡散され中空一体形コーン
状のビームダンプ本体１の内径側斜面に入射される。荷
電粒子ビーム３はビームダンプ本体２のコーン状の内表
面に斜め方向から入射するので入射面のエネルギー密度
を低くできる。ビームの入射・吸収によりビームダンプ
本体１は発熱する。荷電粒子ビームが特に大強度の場合
は入射面の焼付き、溶断等が発生する可能性があるの
で、ビームダンプ本体１のコーン状の外面が冷却水で冷
却されている。冷却効果を上げるためビームダンプ本体
１のコーン状の部分は薄くなっている。また、放熱フィ
ン１ａが熱伝達率を大きくしている。ビームダンプ本体
１の周囲に設けられた冷却水通路には冷却水が通じ、ビ
ームダンプ本体１のコーン状部分の小径側から大径側へ
全円周１パスで多量に流れるため、荷電粒子ビーム照射
部分の温度上昇は低く、温度も均一になる。また、真空
容器外を冷却するため、水漏れによる真空劣化の心配が
ない。
ム３は局部集中しないように拡散され中空一体形コーン
状のビームダンプ本体１の内径側斜面に入射される。荷
電粒子ビーム３はビームダンプ本体２のコーン状の内表
面に斜め方向から入射するので入射面のエネルギー密度
を低くできる。ビームの入射・吸収によりビームダンプ
本体１は発熱する。荷電粒子ビームが特に大強度の場合
は入射面の焼付き、溶断等が発生する可能性があるの
で、ビームダンプ本体１のコーン状の外面が冷却水で冷
却されている。冷却効果を上げるためビームダンプ本体
１のコーン状の部分は薄くなっている。また、放熱フィ
ン１ａが熱伝達率を大きくしている。ビームダンプ本体
１の周囲に設けられた冷却水通路には冷却水が通じ、ビ
ームダンプ本体１のコーン状部分の小径側から大径側へ
全円周１パスで多量に流れるため、荷電粒子ビーム照射
部分の温度上昇は低く、温度も均一になる。また、真空
容器外を冷却するため、水漏れによる真空劣化の心配が
ない。
【００１４】実施例２．以下、この発明の実施例２を図
に基づいて説明する。図３はこの発明の実施例２におけ
るビームダンプ装置の概略構成を示す側面図、図４は図
３の矢視Ｂ−Ｂを示す断面図である。図において、３ａ
は荷電粒子ビーム、３ｂは荷電粒子ビーム３ａの到達範
囲、５は荷電粒子ビーム３ａを照射する流動体の荷電粒
子ビームターゲット、１１ハウジング、１２は真空領域
とターゲット領域の分離用薄膜、１３はターゲット５の
案内と流速増加のための絞り用ガイド板を示す。その他
の符号は図１と同じである。
に基づいて説明する。図３はこの発明の実施例２におけ
るビームダンプ装置の概略構成を示す側面図、図４は図
３の矢視Ｂ−Ｂを示す断面図である。図において、３ａ
は荷電粒子ビーム、３ｂは荷電粒子ビーム３ａの到達範
囲、５は荷電粒子ビーム３ａを照射する流動体の荷電粒
子ビームターゲット、１１ハウジング、１２は真空領域
とターゲット領域の分離用薄膜、１３はターゲット５の
案内と流速増加のための絞り用ガイド板を示す。その他
の符号は図１と同じである。
【００１５】次に動作について説明する。荷電粒子ビー
ム３ａは薄膜１２を介してハウジング１１内を移動する
荷電粒子ビームターゲット５中に直接入射・吸収させ
る。ビーム到達範囲３ｂ部分の荷電粒子ビームターゲッ
トは入射ビームのエネルギー吸収により発熱するが、こ
の部分の通路に設けた絞り用ガイド板で高速流となって
排出されるため、局部的な加熱は防止される。ターゲッ
トとして例えば水を用いられるが、水に限られることは
なく、他の液体や、固体粒子を液体中に分散させたスラ
リー状の物体であってもよい。
ム３ａは薄膜１２を介してハウジング１１内を移動する
荷電粒子ビームターゲット５中に直接入射・吸収させ
る。ビーム到達範囲３ｂ部分の荷電粒子ビームターゲッ
トは入射ビームのエネルギー吸収により発熱するが、こ
の部分の通路に設けた絞り用ガイド板で高速流となって
排出されるため、局部的な加熱は防止される。ターゲッ
トとして例えば水を用いられるが、水に限られることは
なく、他の液体や、固体粒子を液体中に分散させたスラ
リー状の物体であってもよい。
【００１６】以下、この発明の実施例２の変形例を図に
基づいて説明する。図５は、この発明の実施例２の変形
例におけるビームダンプ装置の概略構成を示す側面図で
ある。図３との基本的な相違は荷電粒子ビームが図示し
ない偏向電磁石等を用いたビーム拡散装置によって拡散
されていることである。ハウジング１１には荷電粒子ビ
ームターゲットの入口１１ａ、照射領域１１ｂ、出口１
１ｃがあって、移動する荷電粒子ビームターゲット５に
荷電粒子ビーム３ａが照射される。その他は図３と同一
であり、その動作も同様である。
基づいて説明する。図５は、この発明の実施例２の変形
例におけるビームダンプ装置の概略構成を示す側面図で
ある。図３との基本的な相違は荷電粒子ビームが図示し
ない偏向電磁石等を用いたビーム拡散装置によって拡散
されていることである。ハウジング１１には荷電粒子ビ
ームターゲットの入口１１ａ、照射領域１１ｂ、出口１
１ｃがあって、移動する荷電粒子ビームターゲット５に
荷電粒子ビーム３ａが照射される。その他は図３と同一
であり、その動作も同様である。
【００１７】実施例３．以下、この発明の実施例３を図
に基づいて説明する。図６はこの発明の実施例３におけ
るビームダンプ装置の概略構成を示す側面図、図７は図
６の矢視Ｃ−Ｃにおける断面図である。図において１３
はビームダンプ本体であり、円板状に形成され、その外
周付近にはポンプの回転子と同様に羽根が設けられてお
り、中央を貫通する回転軸に固着されている。この回転
軸は、ビームダンプ本体１３を囲むケーシング２に回転
自在に支承され、回転駆動装置１４で駆動されている。
ケーシング２の冷却水入口２ａからビームダンプ本体１
３の周囲を経て冷却水出口２ｂへ冷却水５が通じてい
る。
に基づいて説明する。図６はこの発明の実施例３におけ
るビームダンプ装置の概略構成を示す側面図、図７は図
６の矢視Ｃ−Ｃにおける断面図である。図において１３
はビームダンプ本体であり、円板状に形成され、その外
周付近にはポンプの回転子と同様に羽根が設けられてお
り、中央を貫通する回転軸に固着されている。この回転
軸は、ビームダンプ本体１３を囲むケーシング２に回転
自在に支承され、回転駆動装置１４で駆動されている。
ケーシング２の冷却水入口２ａからビームダンプ本体１
３の周囲を経て冷却水出口２ｂへ冷却水５が通じてい
る。
【００１８】次に動作について説明する。荷電粒子ビー
ムをハウジング２に設けた薄膜１２を介してハウジング
内で回転するビームダンプ本体１３の羽根付近に入射・
吸収させる。整流円板は入射ビームのエネルギー吸収に
より発熱するが、ビームダンプ本体１３の回転により発
熱部が移動し、かつ羽根のポンプ作用による冷却水流で
強制的にビームダンプ本体１３の発熱部を冷却する。こ
の実施例では、荷電粒子ビームは拡散装置によって拡散
させていないため小型化が可能である。しかし、荷電粒
子ビームを拡散装置によって拡散させビームダンプ本体
に照射・吸収させることによって、大強度の荷電粒子ビ
ーム用ビームダンプ装置として使用できることはいうま
でもない。
ムをハウジング２に設けた薄膜１２を介してハウジング
内で回転するビームダンプ本体１３の羽根付近に入射・
吸収させる。整流円板は入射ビームのエネルギー吸収に
より発熱するが、ビームダンプ本体１３の回転により発
熱部が移動し、かつ羽根のポンプ作用による冷却水流で
強制的にビームダンプ本体１３の発熱部を冷却する。こ
の実施例では、荷電粒子ビームは拡散装置によって拡散
させていないため小型化が可能である。しかし、荷電粒
子ビームを拡散装置によって拡散させビームダンプ本体
に照射・吸収させることによって、大強度の荷電粒子ビ
ーム用ビームダンプ装置として使用できることはいうま
でもない。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１で
は、ビームダンプ本体を開口部以外を気密に形成された
中空一体形コーン状にし、その内周面に荷電粒子ビーム
を入射・吸収させ、外周面に設けた放熱手段を冷媒で冷
却するようにしたので、熱伝導が良く装置を小型化でき
ること。また荷電粒子ビームが直接、冷却水と触れさせ
ないので冷却水に放射能を帯びさせることがなく、か
つ、大強度の荷電粒子ビーム用ビームダンプ装置として
使用できる等の効果がある。
は、ビームダンプ本体を開口部以外を気密に形成された
中空一体形コーン状にし、その内周面に荷電粒子ビーム
を入射・吸収させ、外周面に設けた放熱手段を冷媒で冷
却するようにしたので、熱伝導が良く装置を小型化でき
ること。また荷電粒子ビームが直接、冷却水と触れさせ
ないので冷却水に放射能を帯びさせることがなく、か
つ、大強度の荷電粒子ビーム用ビームダンプ装置として
使用できる等の効果がある。
【００２０】また、請求項２では、流動する荷電粒子吸
収ターゲットに直接荷電粒子ビームを入射・吸収させる
ようにしたので、局部的な加熱の生じる恐れがなくなる
という効果がある。
収ターゲットに直接荷電粒子ビームを入射・吸収させる
ようにしたので、局部的な加熱の生じる恐れがなくなる
という効果がある。
【００２１】また、請求項３では、冷媒中の回転するビ
ームダンプ本体に荷電粒子ビームを入射・吸収させるよ
うにしたので、熱伝導が良く装置を小型化できるという
効果がある。
ームダンプ本体に荷電粒子ビームを入射・吸収させるよ
うにしたので、熱伝導が良く装置を小型化できるという
効果がある。
【図１】この発明の実施例１を示す断面側面図である。
【図２】図１の矢視Ａ−Ａにおける断面図である。
【図３】この発明の実施例２を示す断面側面図である。
【図４】図３の矢視Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【図５】この発明の実施例２の変形例を示す断面側面図
である。
である。
【図６】この発明の実施例３を示す断面側面図である。
【図７】図６の矢視Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図８】従来のビームダンプ装置を示す断面側面図であ
る。
る。
１ ビームダンプ本体 ２ ハウジング ３ 荷電粒子ビーム ４ 真空ダクト ５ 冷却水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松崎 輝治 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 (72)発明者 土舘 裕幸 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 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 7/00 H05H 1/22
Claims (3)
- 【請求項１】 荷電粒子ビームをビームダンプ本体に衝
突させて消滅させるものにおいて、ビームダンプ本体が
気密に形成された中空一体形コーン状であって、その外
面に放熱手段を形成し、内面に拡散された前記荷電粒子
ビームを入射・吸収させるとともに、前記放熱手段を冷
媒で冷却するようにしたことを特徴とする荷電粒子ビー
ムダンプ装置。 - 【請求項２】 荷電粒子ビームをターゲットに衝突させ
て消滅させるものにおいて、薄膜で区画された荷電粒子
吸収ターゲットの通路を有し、前記荷電粒子ビームを前
記通路を移動する前記荷電粒子吸収ターゲットに前記薄
膜を介して入射・吸収させるようにしたことを特徴とす
る荷電粒子ビームダンプ装置。 - 【請求項３】 荷電粒子ビームをビームダンプ本体に衝
突させて消滅させるものにおいて、薄膜で区画された冷
媒流路中にあって回転するビームダンプ本体に前記薄膜
を介して前記荷電粒子ビームを入射・吸収させるように
したことを有することを特徴とする荷電粒子ビームダン
プ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6131774A JP3015671B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 荷電粒子ビームダンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6131774A JP3015671B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 荷電粒子ビームダンプ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335397A JPH07335397A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3015671B2 true JP3015671B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=15065845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6131774A Expired - Fee Related JP3015671B2 (ja) | 1994-06-14 | 1994-06-14 | 荷電粒子ビームダンプ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3015671B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4615460B2 (ja) * | 2006-03-09 | 2011-01-19 | 株式会社熊谷組 | ビームダンプ装置の冷却構造及びビームダンプ装置設置用建屋 |
| JP4893894B2 (ja) * | 2008-05-27 | 2012-03-07 | 株式会社熊谷組 | ビームダンプ |
| JP5009278B2 (ja) * | 2008-12-24 | 2012-08-22 | 住友重機械工業株式会社 | ビームダンプ |
| CA2979641C (en) * | 2015-03-13 | 2018-08-14 | Nissan Motor Co., Ltd. | Optical attenuator |
| CN109041398B (zh) * | 2018-08-01 | 2020-12-29 | 合肥中科离子医学技术装备有限公司 | 一种利用水冷负载实现高能束流吸收的装置与方法 |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP6131774A patent/JP3015671B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07335397A (ja) | 1995-12-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
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