JP3092161B2 - 超伝導ウィグラー用真空ダクト - Google Patents
超伝導ウィグラー用真空ダクトInfo
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- JP3092161B2 JP3092161B2 JP02339644A JP33964490A JP3092161B2 JP 3092161 B2 JP3092161 B2 JP 3092161B2 JP 02339644 A JP02339644 A JP 02339644A JP 33964490 A JP33964490 A JP 33964490A JP 3092161 B2 JP3092161 B2 JP 3092161B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は超伝導ウィグラーに用いられる超伝導ウィグ
ラー用真空ダクトに関する。
ラー用真空ダクトに関する。
［従来の技術］ 超伝導ウィグラーとは、リニアックやシンクロトロン
等の加速器によって加速された電子ビームを超伝導コイ
ルによって急激に蛇行させ、所望の放射光を取り出すも
のである。この超伝導ウィグラーの概要を第５図にしめ
す。
等の加速器によって加速された電子ビームを超伝導コイ
ルによって急激に蛇行させ、所望の放射光を取り出すも
のである。この超伝導ウィグラーの概要を第５図にしめ
す。
図示するように、加速器で加速された電子ビームａが
通過する真空ダクトｂの経路に沿って、ダクトｂ内の電
子ビームａを蛇行させる超伝導コイルｃが配置されてい
る。これらの超伝導コイルｃは、超伝導状態を保つため
液体ヘリウムｄ（約4.2〜4.5K）が貯蔵されたクライオ
スタットｅ内に浸漬され、極低温状態になっている。ま
た、上記真空ダクトｂは、第４図に示すように、Al合金
あるいはステンレスの単品（単材料）から成形されてい
た。
通過する真空ダクトｂの経路に沿って、ダクトｂ内の電
子ビームａを蛇行させる超伝導コイルｃが配置されてい
る。これらの超伝導コイルｃは、超伝導状態を保つため
液体ヘリウムｄ（約4.2〜4.5K）が貯蔵されたクライオ
スタットｅ内に浸漬され、極低温状態になっている。ま
た、上記真空ダクトｂは、第４図に示すように、Al合金
あるいはステンレスの単品（単材料）から成形されてい
た。
このような超伝導ウィグラーにあっては、上記電子ビ
ームａが蛇行する際にＸ線等の放射線ｆが発生する。も
し、この放射線ｆが上記真空ダクトｂを透過すると、透
過した放射線ｆがエネルギーとしてクライオスタットｅ
内に侵入し、超伝導コイルｃを冷却すべくクライオスタ
ットｅ内に貯蔵されている液体ヘリウムｄが大量に蒸発
してしまう。よって、上記真空ダクトｂは、放射線ｆを
遮蔽する機能を備えていなければならない。
ームａが蛇行する際にＸ線等の放射線ｆが発生する。も
し、この放射線ｆが上記真空ダクトｂを透過すると、透
過した放射線ｆがエネルギーとしてクライオスタットｅ
内に侵入し、超伝導コイルｃを冷却すべくクライオスタ
ットｅ内に貯蔵されている液体ヘリウムｄが大量に蒸発
してしまう。よって、上記真空ダクトｂは、放射線ｆを
遮蔽する機能を備えていなければならない。
従来の超伝導ウィグラーは、超伝導コイルｃの磁場が
それ程強くなく、この磁場と相関のある上記放射線ｆの
エネルギーがそれ程高くなかったため、ステンレスやア
ルミ等から成形された上記真空ダクトｂに上記放射線ｆ
が吸収され、液体ヘリウムｄの蒸発の問題が表面化する
ことはなかった。
それ程強くなく、この磁場と相関のある上記放射線ｆの
エネルギーがそれ程高くなかったため、ステンレスやア
ルミ等から成形された上記真空ダクトｂに上記放射線ｆ
が吸収され、液体ヘリウムｄの蒸発の問題が表面化する
ことはなかった。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、近年、超伝導コイルｃの磁場が強くなり放射
線ｆのエネルギーが高くなってきており、ステンレスや
アルミ製の真空ダクトｂでは、この放射線ｆを吸収・遮
蔽することが難しくなっている。
線ｆのエネルギーが高くなってきており、ステンレスや
アルミ製の真空ダクトｂでは、この放射線ｆを吸収・遮
蔽することが難しくなっている。
この対策として、本出願人は、上記真空ダクトｂの外
側に、放射線遮蔽能力の大きなタングステンからなる放
射線遮蔽層を形成することを思い付いた。この技術によ
れば、上記高エネルギーの放射線ｆがタングステン製の
放射線遮蔽層に吸収・遮蔽され、液体ヘリウムの蒸発が
低減する。
側に、放射線遮蔽能力の大きなタングステンからなる放
射線遮蔽層を形成することを思い付いた。この技術によ
れば、上記高エネルギーの放射線ｆがタングステン製の
放射線遮蔽層に吸収・遮蔽され、液体ヘリウムの蒸発が
低減する。
ところが、この対策では、上記放射線遮蔽層が放射線
ｆの吸収・遮蔽によって発熱し、発熱した放射線遮蔽層
からクライオスタットｅ側へ熱が輻射されてしまう。こ
の輻射は、上記放射線遮蔽層の成分であるタングステン
が黒灰色であることから、大きなものとなり、この輻射
入熱によりクライオスタットｅ内の液体ヘリウムｄが蒸
発してしまうという新たな問題が生じた。
ｆの吸収・遮蔽によって発熱し、発熱した放射線遮蔽層
からクライオスタットｅ側へ熱が輻射されてしまう。こ
の輻射は、上記放射線遮蔽層の成分であるタングステン
が黒灰色であることから、大きなものとなり、この輻射
入熱によりクライオスタットｅ内の液体ヘリウムｄが蒸
発してしまうという新たな問題が生じた。
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、電
子ビームからの放射線および放射線遮蔽層からの熱の輻
射を遮蔽することにより、クライオスタット内の液体ヘ
リウム（極低温液）の蒸発量を低減する超伝導ウィグラ
ー用真空ダクトを提供するものである。
子ビームからの放射線および放射線遮蔽層からの熱の輻
射を遮蔽することにより、クライオスタット内の液体ヘ
リウム（極低温液）の蒸発量を低減する超伝導ウィグラ
ー用真空ダクトを提供するものである。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本発明は、極低温液に浸漬
された超伝導コイルによって蛇行される電子ビームが通
過する超伝導ウィグラー用真空ダクトにおいて、電子ビ
ームが通過する真空ダクト本体と、該真空ダクト本体の
板厚部内に形成された冷却水通路と、上記真空ダクト本
体の外側にタングステン等のヘビーメタルから形成され
た放射線遮蔽層と、該放射線遮蔽層の外側に銀白色金属
から形成された輻射防止層と、該輻射防止層の外側に設
けられ極低温液が貯蔵されたクライオスタットとを備え
て構成されている。
された超伝導コイルによって蛇行される電子ビームが通
過する超伝導ウィグラー用真空ダクトにおいて、電子ビ
ームが通過する真空ダクト本体と、該真空ダクト本体の
板厚部内に形成された冷却水通路と、上記真空ダクト本
体の外側にタングステン等のヘビーメタルから形成され
た放射線遮蔽層と、該放射線遮蔽層の外側に銀白色金属
から形成された輻射防止層と、該輻射防止層の外側に設
けられ極低温液が貯蔵されたクライオスタットとを備え
て構成されている。
［作 用］ 上記構成によれば、蛇行する電子ビームからの放射線
（Ｘ線等）のエネルギーは、先ず、真空ダクト本体に吸
収・遮蔽され、ここで熱に変わって冷却水通路を流れる
冷却水によって除去された後、真空ダクト本体を透過し
て真空ダクト本体の外側の放射線遮蔽層に吸収・遮蔽さ
れ、放射線遮蔽層を発熱させる。そして、発熱した放射
線遮蔽層からクライオスタット内の極低温液への熱の輻
射は、銀白色金属からなる輻射防止層に反射・遮蔽され
る。
（Ｘ線等）のエネルギーは、先ず、真空ダクト本体に吸
収・遮蔽され、ここで熱に変わって冷却水通路を流れる
冷却水によって除去された後、真空ダクト本体を透過し
て真空ダクト本体の外側の放射線遮蔽層に吸収・遮蔽さ
れ、放射線遮蔽層を発熱させる。そして、発熱した放射
線遮蔽層からクライオスタット内の極低温液への熱の輻
射は、銀白色金属からなる輻射防止層に反射・遮蔽され
る。
すなわち、放射線遮蔽層には、真空ダクト本体内で発
生した放射線のうち、真空ダクト本体および冷却水通路
によって処理できずそれらを透過した放射線のみが照射
されるため、その分だけ放射線遮蔽層の発熱量が小さく
なる。よって、このように発熱量の小さい放射線遮蔽層
から極低温液への熱輻射は、放射線遮蔽層の外側に形成
された輻射防止層によって低いレベルに抑えられる。
生した放射線のうち、真空ダクト本体および冷却水通路
によって処理できずそれらを透過した放射線のみが照射
されるため、その分だけ放射線遮蔽層の発熱量が小さく
なる。よって、このように発熱量の小さい放射線遮蔽層
から極低温液への熱輻射は、放射線遮蔽層の外側に形成
された輻射防止層によって低いレベルに抑えられる。
［実施例］ 本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。
第３図に示すように、リニアックやシンクロトロン等
（図示せず）によりほぼ光速度にまで加速された電子ビ
ーム１が通過する真空ダクト２に沿ってその外側に、ダ
クト内の電子ビーム１を蛇行させる超伝導コイル３が設
けられている。これらの超伝導コイル３は、Nb−Ti,Nb
−Zr等から成形されており、超伝導状態を保つため液体
ヘリウム４（約4.2〜4.5K）等の極低温液が貯蔵された
クライオスタット５内に浸漬され、極低温状態になって
いる。
（図示せず）によりほぼ光速度にまで加速された電子ビ
ーム１が通過する真空ダクト２に沿ってその外側に、ダ
クト内の電子ビーム１を蛇行させる超伝導コイル３が設
けられている。これらの超伝導コイル３は、Nb−Ti,Nb
−Zr等から成形されており、超伝導状態を保つため液体
ヘリウム４（約4.2〜4.5K）等の極低温液が貯蔵された
クライオスタット５内に浸漬され、極低温状態になって
いる。
上記超伝導ウィグラー用真空ダクト２は、第１図に示
すように、内部を超高真空に保つAl製の真空ダクト本体
６と、この真空ダクト本体６の外側に形成されＸ線を吸
収する放射線遮蔽層７と、この放射線遮蔽層７のさらに
外側に形成され放射線遮蔽層７から液体ヘリウム４への
輻射入熱を防止する輻射防止層８とからなっている。
すように、内部を超高真空に保つAl製の真空ダクト本体
６と、この真空ダクト本体６の外側に形成されＸ線を吸
収する放射線遮蔽層７と、この放射線遮蔽層７のさらに
外側に形成され放射線遮蔽層７から液体ヘリウム４への
輻射入熱を防止する輻射防止層８とからなっている。
上記真空ダクト本体６は、アルミの押し出しによって
成形されており、ベーキング等の処置によりダクト本体
６の内部を超高真空（10−９〜−10Torr）に保ってい
る。また、この真空ダクト本体６のダクト板厚部には、
ダクト６の長手方向に沿って冷却水通路９が形成されて
いる。このような真空ダクト本体６の外側には、タング
ステン等のヘビーメタルがプラズマ溶射されて上記放射
線遮蔽層７が形成されている。また、この放射線遮蔽層
７のさらに外側には、アルミやステンレス等の銀白色金
属がプラズマ溶射されて上記輻射防止層８が形成されて
いる。
成形されており、ベーキング等の処置によりダクト本体
６の内部を超高真空（10−９〜−10Torr）に保ってい
る。また、この真空ダクト本体６のダクト板厚部には、
ダクト６の長手方向に沿って冷却水通路９が形成されて
いる。このような真空ダクト本体６の外側には、タング
ステン等のヘビーメタルがプラズマ溶射されて上記放射
線遮蔽層７が形成されている。また、この放射線遮蔽層
７のさらに外側には、アルミやステンレス等の銀白色金
属がプラズマ溶射されて上記輻射防止層８が形成されて
いる。
以上の構成からなる本実施例の作用について述べる。
真空ダクト２内の電子ビーム１は超伝導コイル３の電
磁場によって蛇行する。この際、第２図に示すように、
蛇行する電子ビームからＸ線等の放射線10が発生する。
この放射線10（Ｘ線等）のうち比較的低いエネルギーの
Ｘ線（波長の長いもの）は、上記Al製の真空ダクト本体
６に吸収・遮蔽され、ここで熱に変わり、冷却水通路９
を流れる冷却水により除去される。
磁場によって蛇行する。この際、第２図に示すように、
蛇行する電子ビームからＸ線等の放射線10が発生する。
この放射線10（Ｘ線等）のうち比較的低いエネルギーの
Ｘ線（波長の長いもの）は、上記Al製の真空ダクト本体
６に吸収・遮蔽され、ここで熱に変わり、冷却水通路９
を流れる冷却水により除去される。
また、比較的高いエネルギーのＸ線（波長の短いも
の）は、上記Al製の真空ダクト本体６を透過し、真空ダ
クト本体６の外側の放射線遮蔽層７に吸収・遮蔽され
る。これにより放射線遮蔽層７が発熱し、発熱した放射
線遮蔽層７から液体ヘリウム４へ熱が輻射されることに
なるが、この輻射は銀白色金属からなる輻射防止層８に
反射される。この際、放射線遮蔽層７の成分であるタン
グステンが黒灰色であるため、上記輻射は比較的大きな
ものとなるが、アルミやステンレス等の銀白色金属から
なる輻射防止層８によって、放射線遮蔽層７から液体ヘ
リウム４への輻射熱伝導が低減される。
の）は、上記Al製の真空ダクト本体６を透過し、真空ダ
クト本体６の外側の放射線遮蔽層７に吸収・遮蔽され
る。これにより放射線遮蔽層７が発熱し、発熱した放射
線遮蔽層７から液体ヘリウム４へ熱が輻射されることに
なるが、この輻射は銀白色金属からなる輻射防止層８に
反射される。この際、放射線遮蔽層７の成分であるタン
グステンが黒灰色であるため、上記輻射は比較的大きな
ものとなるが、アルミやステンレス等の銀白色金属から
なる輻射防止層８によって、放射線遮蔽層７から液体ヘ
リウム４への輻射熱伝導が低減される。
すなわち、蛇行する電子ビームから照射される放射線
10（Ｘ線等）は、そのエネルギーに応じて、Al製の真空
ダクト本体６とタングステン製の放射線遮蔽層７とに効
率よく吸収・遮蔽され、一方、この吸収により発熱した
放射線遮蔽層７から液体ヘリウム４への熱の輻射は、銀
白色金属からなる輻射防止層８に反射・遮蔽されること
になる。
10（Ｘ線等）は、そのエネルギーに応じて、Al製の真空
ダクト本体６とタングステン製の放射線遮蔽層７とに効
率よく吸収・遮蔽され、一方、この吸収により発熱した
放射線遮蔽層７から液体ヘリウム４への熱の輻射は、銀
白色金属からなる輻射防止層８に反射・遮蔽されること
になる。
この結果、超伝導コイル３の磁場を強くして放射線10
のエネルギーを高くしても、超伝導コイル３を冷却すべ
くクライオスタット５内に貯蔵されている液体ヘリウム
４には、上記放射線10（Ｘ線等）および熱の輻射が侵入
することはなく、液体ヘリウム４の蒸発量が低減する。
よって、液体ヘリウム４の補充期間間隔を長くでき、液
体ヘリウム４の使用コイルおよび補充のための人件費を
節約できる。
のエネルギーを高くしても、超伝導コイル３を冷却すべ
くクライオスタット５内に貯蔵されている液体ヘリウム
４には、上記放射線10（Ｘ線等）および熱の輻射が侵入
することはなく、液体ヘリウム４の蒸発量が低減する。
よって、液体ヘリウム４の補充期間間隔を長くでき、液
体ヘリウム４の使用コイルおよび補充のための人件費を
節約できる。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る超伝導ウィグラー用
真空ダクトによれば次のごとき優れた効果が発揮でき
る。
真空ダクトによれば次のごとき優れた効果が発揮でき
る。
蛇行する電子ビームから極低温液へ照射される放射線
を放射線遮蔽層で遮蔽し、放射線遮蔽層から極低温液へ
の熱の輻射を輻射防止層で遮蔽することにより、超伝導
コイルを冷却する上記極低温液の蒸発量を低減すること
ができる。ここで、放射線遮蔽層には、真空ダクト本体
および冷却水通路によって処理できずそれらを透過した
放射線のみが照射され、その分だけ放射線遮蔽層の発熱
量が小さくなるため、放射線遮蔽層から極低温液への熱
輻射を輻射防止層によって低レベルに抑えることができ
る。
を放射線遮蔽層で遮蔽し、放射線遮蔽層から極低温液へ
の熱の輻射を輻射防止層で遮蔽することにより、超伝導
コイルを冷却する上記極低温液の蒸発量を低減すること
ができる。ここで、放射線遮蔽層には、真空ダクト本体
および冷却水通路によって処理できずそれらを透過した
放射線のみが照射され、その分だけ放射線遮蔽層の発熱
量が小さくなるため、放射線遮蔽層から極低温液への熱
輻射を輻射防止層によって低レベルに抑えることができ
る。
第１図は本発明の一実施例を示す超伝導ウィグラー用真
空ダクトの要部断面斜視図、第２図は上記超伝導ウィグ
ラー用真空ダクトの断面図、第３図は上記超伝導ウィグ
ラー用真空ダクトを用いた超伝導ウィグラーの要部斜視
図、第４図は従来例を示す超伝導ウィグラー用真空ダク
トの斜視図、第５図は超伝導ウィグラーの側断面図であ
る。 図中、１は電子ビーム、２は超伝導ウィグラー用真空ダ
クト、３は超伝導コイル、４は極低温液体としての液体
ヘリウム、６は真空ダクト本体、７は放射線遮蔽層、８
は輻射防止層である。
空ダクトの要部断面斜視図、第２図は上記超伝導ウィグ
ラー用真空ダクトの断面図、第３図は上記超伝導ウィグ
ラー用真空ダクトを用いた超伝導ウィグラーの要部斜視
図、第４図は従来例を示す超伝導ウィグラー用真空ダク
トの斜視図、第５図は超伝導ウィグラーの側断面図であ
る。 図中、１は電子ビーム、２は超伝導ウィグラー用真空ダ
クト、３は超伝導コイル、４は極低温液体としての液体
ヘリウム、６は真空ダクト本体、７は放射線遮蔽層、８
は輻射防止層である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21K 1/093 H05H 7/04 H05H 13/04
Claims (1)
- 【請求項１】極低温液に浸漬された超伝導コイルによっ
て蛇行される電子ビームが通過する超伝導ウィグラー用
真空ダクトにおいて、電子ビームが通過する真空ダクト
本体と、該真空ダクト本体の板厚部内に形成された冷却
水通路と、上記真空ダクト本体の外側にタングステン等
のヘビーメタルから形成された放射線遮蔽層と、該放射
線遮蔽層の外側に銀白色金属から形成された輻射防止層
と、該輻射防止層の外側に設けられ極低温液が貯蔵され
たクライオスタットとを備えたことを特徴とする超伝導
ウィグラー用真空ダクト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02339644A JP3092161B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超伝導ウィグラー用真空ダクト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02339644A JP3092161B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超伝導ウィグラー用真空ダクト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04204400A JPH04204400A (ja) | 1992-07-24 |
| JP3092161B2 true JP3092161B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=18329456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02339644A Expired - Fee Related JP3092161B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | 超伝導ウィグラー用真空ダクト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3092161B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014035487A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Ricoh Co Ltd | 画像投影装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210139347A (ko) | 2019-04-25 | 2021-11-22 | 가부시키가이샤 후지킨 | 유량 제어 장치 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP02339644A patent/JP3092161B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014035487A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Ricoh Co Ltd | 画像投影装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04204400A (ja) | 1992-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |