JP3109245B2 - タンデム型イオン加速器 - Google Patents
タンデム型イオン加速器Info
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- JP3109245B2 JP3109245B2 JP04156192A JP15619292A JP3109245B2 JP 3109245 B2 JP3109245 B2 JP 3109245B2 JP 04156192 A JP04156192 A JP 04156192A JP 15619292 A JP15619292 A JP 15619292A JP 3109245 B2 JP3109245 B2 JP 3109245B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チャージストリッパの
荷電変換率を常時測定することができるタンデム型イオ
ン加速器に関する。
荷電変換率を常時測定することができるタンデム型イオ
ン加速器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、イオンビ−ム量測定手段を備え
たタンデム型イオン加速器の構成図であり、負イオン源
１は正極端子が接地された引出し電源２によって負電位
にバイアスされており、同イオン源のビーム引出し電極
及びビームライン３は接地電位にある。負イオン源１で
得られた負イオンは質量分析電磁石４の磁場内に導入さ
れ、所望の負イオンが分離抽出されてタンデム加速器本
体の低エネルギ側加速管５に入る。同加速管は高圧絶縁
ガスが充填された圧力タンク６内に収容されており、同
タンク内には高圧電源７が設けられている。高圧電源７
の負極端子は接地されており、高圧電源７の正極端子
を、高電圧タ−ミナル部に設けられたチャージストリッ
パ８及び低エネルギ側加速管５と高エネルギ側加速管９
のブリーダ分圧抵抗器１０、１１の高圧側端子に接続
し、両ブリーダ分圧抵抗器の低圧側端子は圧力タンク６
に接続し接地されている。低エネルギ側及び高エネルギ
側加速管の各加速電極には、各ブリーダ分圧抵抗器１
０、１１によって高圧電源７の高電圧を分圧した所定の
電圧を印加する。
たタンデム型イオン加速器の構成図であり、負イオン源
１は正極端子が接地された引出し電源２によって負電位
にバイアスされており、同イオン源のビーム引出し電極
及びビームライン３は接地電位にある。負イオン源１で
得られた負イオンは質量分析電磁石４の磁場内に導入さ
れ、所望の負イオンが分離抽出されてタンデム加速器本
体の低エネルギ側加速管５に入る。同加速管は高圧絶縁
ガスが充填された圧力タンク６内に収容されており、同
タンク内には高圧電源７が設けられている。高圧電源７
の負極端子は接地されており、高圧電源７の正極端子
を、高電圧タ−ミナル部に設けられたチャージストリッ
パ８及び低エネルギ側加速管５と高エネルギ側加速管９
のブリーダ分圧抵抗器１０、１１の高圧側端子に接続
し、両ブリーダ分圧抵抗器の低圧側端子は圧力タンク６
に接続し接地されている。低エネルギ側及び高エネルギ
側加速管の各加速電極には、各ブリーダ分圧抵抗器１
０、１１によって高圧電源７の高電圧を分圧した所定の
電圧を印加する。
【０００３】低エネルギ側加速管５で加速された負イオ
ンはチャージストリッパ８に入る。同チャージストリッ
パ内にはガスボンベ１２からリークバルブ１３を介して
ストリッパガスが供給されており、負イオンから２個以
上の電子を剥ぎ取ることにより、負イオンは正イオンに
変換される。正イオンは高エネルギ側加速管９によって
大地（接地）電位に向かって再び加速され、エネルギ分
析偏向電磁石１４の磁場内に導入される。同磁場によっ
て正イオンは荷電価数、エネルギに応じて分離されてビ
ームライン１５、１６に振り分けられる。
ンはチャージストリッパ８に入る。同チャージストリッ
パ内にはガスボンベ１２からリークバルブ１３を介して
ストリッパガスが供給されており、負イオンから２個以
上の電子を剥ぎ取ることにより、負イオンは正イオンに
変換される。正イオンは高エネルギ側加速管９によって
大地（接地）電位に向かって再び加速され、エネルギ分
析偏向電磁石１４の磁場内に導入される。同磁場によっ
て正イオンは荷電価数、エネルギに応じて分離されてビ
ームライン１５、１６に振り分けられる。
【０００４】低エネルギ側加速管５に入射されるビーム
を測定するためにビームライン３内のビーム通過路に配
置可能の可動ファラディカップ１７が設けられており、
また、高エネルギ側加速管８からビームライン１５、１
６を通って来たビームを測定するためのファラディカッ
プ１８、１９が備えられている。これらファラディカッ
プの出力は電流計２０、２１及び２２で測定され、各電
流計の測定出力はマイクロコンピュータ２３に入力す
る。
を測定するためにビームライン３内のビーム通過路に配
置可能の可動ファラディカップ１７が設けられており、
また、高エネルギ側加速管８からビームライン１５、１
６を通って来たビームを測定するためのファラディカッ
プ１８、１９が備えられている。これらファラディカッ
プの出力は電流計２０、２１及び２２で測定され、各電
流計の測定出力はマイクロコンピュータ２３に入力す
る。
【０００５】ストリッパガス供給用のガスボンベ１２は
圧力タンク５内の高電位部である高電圧タ−ミナル部内
に設置されており、ガス流量を調節するリークバルブ１
３は大地電位部に設置したモ−タ２４によって絶縁軸２
５を介して操作され、同モ−タはマイクロコンピュータ
２３からの指令に応動するモ−タドライバ２６によって
駆動制御される。
圧力タンク５内の高電位部である高電圧タ−ミナル部内
に設置されており、ガス流量を調節するリークバルブ１
３は大地電位部に設置したモ−タ２４によって絶縁軸２
５を介して操作され、同モ−タはマイクロコンピュータ
２３からの指令に応動するモ−タドライバ２６によって
駆動制御される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の装置の運転立ち
上げ時、可動ファラディカップ１７をビーム通過路に配
置し、同カップの検出出力に基づいて低エネルギ側加速
管５に入射する負イオンビームを調節する。次いで、フ
ァラディカップ１８ないし１９により、到達正イオンビ
ームを調節する。チャージストリッパ８へのストリッパ
ガス供給量は、ファラディカップ１８ないし１９でのビ
ーム量が最大になるようにリークバルブ１３で調節す
る。この時点でストリッパガス供給量の値を固定する。
その後はたとえファラディカップ１８ないし１９で測定
されるビーム量が変化してもガス供給量は変更しない。
上げ時、可動ファラディカップ１７をビーム通過路に配
置し、同カップの検出出力に基づいて低エネルギ側加速
管５に入射する負イオンビームを調節する。次いで、フ
ァラディカップ１８ないし１９により、到達正イオンビ
ームを調節する。チャージストリッパ８へのストリッパ
ガス供給量は、ファラディカップ１８ないし１９でのビ
ーム量が最大になるようにリークバルブ１３で調節す
る。この時点でストリッパガス供給量の値を固定する。
その後はたとえファラディカップ１８ないし１９で測定
されるビーム量が変化してもガス供給量は変更しない。
【０００７】何故なら、ファラディカップ１８、１９で
のビーム量変化の原因は、イオン源１における負イオン
発生量の変化等、多数あり、チャージストリッパ８での
荷電変化率が変化したことによるとは特定できないから
である。したがって、運転中、真空度の変化によって荷
電変換率が低下しても、ストリッパガス供給量を変化さ
せて荷電変換率を上げるということはできない。つま
り、装置の最大発生ビーム量を長時間維持することは困
難である。もし、ガス供給量を調節しようとするなら、
先ず、ファラディカップ１７までのビーム量を確認し、
その後、ファラディカップ１８、１９までのビーム量を
測定しながら行わねばならない。そのためには装置の運
転を一時中断しなければならない。
のビーム量変化の原因は、イオン源１における負イオン
発生量の変化等、多数あり、チャージストリッパ８での
荷電変化率が変化したことによるとは特定できないから
である。したがって、運転中、真空度の変化によって荷
電変換率が低下しても、ストリッパガス供給量を変化さ
せて荷電変換率を上げるということはできない。つま
り、装置の最大発生ビーム量を長時間維持することは困
難である。もし、ガス供給量を調節しようとするなら、
先ず、ファラディカップ１７までのビーム量を確認し、
その後、ファラディカップ１８、１９までのビーム量を
測定しながら行わねばならない。そのためには装置の運
転を一時中断しなければならない。
【０００８】本発明は、チャージストリッパでの荷電変
換率を常に計測することを可能にし、常にチャージスト
リッパへのガス供給量を最適値に調節し、発生ビーム量
の増大化を図ることができるタンデム型イオン加速器を
提供することを目的とするものである。
換率を常に計測することを可能にし、常にチャージスト
リッパへのガス供給量を最適値に調節し、発生ビーム量
の増大化を図ることができるタンデム型イオン加速器を
提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、タンデム型イ
オン加速器において、イオン源からの負イオンビ−ムを
輸送する接地された第１のビームラインと、このビーム
ラインに対し絶縁されて配置されているタンデム加速器
本体及び同加速器本体からの正イオンビ−ムを輸送する
第２のビームラインと、前記加速器本体の低エネルギ側
及び高エネルギ側加速管に電位を与えると共に、正極端
子が同加速器本体のチャージストリッパに接続された高
圧電源と、この高圧電源の負極端子と接地間に接続され
た第１の電流計と、前記高圧電源の負極端子と前記第２
のビームラインに配置されたファラディカップとの間に
接続された第２の電流計とを備えたことを特徴とするも
のである。
オン加速器において、イオン源からの負イオンビ−ムを
輸送する接地された第１のビームラインと、このビーム
ラインに対し絶縁されて配置されているタンデム加速器
本体及び同加速器本体からの正イオンビ−ムを輸送する
第２のビームラインと、前記加速器本体の低エネルギ側
及び高エネルギ側加速管に電位を与えると共に、正極端
子が同加速器本体のチャージストリッパに接続された高
圧電源と、この高圧電源の負極端子と接地間に接続され
た第１の電流計と、前記高圧電源の負極端子と前記第２
のビームラインに配置されたファラディカップとの間に
接続された第２の電流計とを備えたことを特徴とするも
のである。
【００１０】
【作用】第１の電流計で加速器本体に入射する負イオン
ビーム量が常時測定され、加速器本体からの正イオンビ
−ム量も第２の電流計で測定されるから、両イオンビー
ム量の比により常時、チャージストリッパの荷電変換率
を計測することができ、この計測値に基づいて、常時ス
トリッパガスの供給量を最適値に調節できる。
ビーム量が常時測定され、加速器本体からの正イオンビ
−ム量も第２の電流計で測定されるから、両イオンビー
ム量の比により常時、チャージストリッパの荷電変換率
を計測することができ、この計測値に基づいて、常時ス
トリッパガスの供給量を最適値に調節できる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例について図面を参照し説明す
る。図１はタンデム型イオン加速器の構成図であり、図
３と同一符号は同等部分を示す。圧力タンク６とその内
部に収容された構成要素からなるタンデム加速器本体
は、低エネルギ側加速管５の負イオンビーム入射部に設
けられた絶縁リング２７によってビームライン３に対し
て絶縁されている。高圧電源７の負極端子と低エネルギ
側及び高エネルギ側加速管のブリーダ分圧抵抗器１０、
１１の各低圧側端子は共通接続すると共に各端子近傍の
圧力タンク部に接続されており、その共通接続点ａは負
イオンビーム量を測定する電流計２８を介して接地す
る。正イオンビ−ムが導入されるビームライン１５、１
６は共通接続点ａに接続されており、同ビームライン１
５のビームを検出するファラディカップ１８は電流計２
１を介して共通接続点ａに接続する。価数、エネルギの
大きい、例えば２価の正イオンビ−ムが導入されるビー
ムライン１６のビーム量を検出するファラディカップ１
９は電流計２２を介し共通接続点ａに接続する。電流計
２８、２１及び２２の測定出力はマイクロコンピュータ
２３に入力され、各ビーム量及び荷電変換率が計測され
る。
る。図１はタンデム型イオン加速器の構成図であり、図
３と同一符号は同等部分を示す。圧力タンク６とその内
部に収容された構成要素からなるタンデム加速器本体
は、低エネルギ側加速管５の負イオンビーム入射部に設
けられた絶縁リング２７によってビームライン３に対し
て絶縁されている。高圧電源７の負極端子と低エネルギ
側及び高エネルギ側加速管のブリーダ分圧抵抗器１０、
１１の各低圧側端子は共通接続すると共に各端子近傍の
圧力タンク部に接続されており、その共通接続点ａは負
イオンビーム量を測定する電流計２８を介して接地す
る。正イオンビ−ムが導入されるビームライン１５、１
６は共通接続点ａに接続されており、同ビームライン１
５のビームを検出するファラディカップ１８は電流計２
１を介して共通接続点ａに接続する。価数、エネルギの
大きい、例えば２価の正イオンビ−ムが導入されるビー
ムライン１６のビーム量を検出するファラディカップ１
９は電流計２２を介し共通接続点ａに接続する。電流計
２８、２１及び２２の測定出力はマイクロコンピュータ
２３に入力され、各ビーム量及び荷電変換率が計測され
る。
【００１２】図２は負イオンビーム量及び正イオンビー
ム量の測定についての説明図である。ストリッパガスが
導入されているチャージストリッパ８内に入った負イオ
ン、例えば１価の負イオンから２個の電子が剥ぎ取られ
ると１価の正イオンに荷電変換され、３個の電子が剥ぎ
取られると２価の正イオンに変換される。剥ぎ取られた
電子はチャージストリッパ８で捕捉されて高圧電源７に
流れ込む。また、高圧電源７には荷電変換されない負イ
オンもチャージストリッパ８から流れ込む。チャージス
トリッパ８に入射する負イオンビーム電流は、高圧電源
７に流れ込む上述の剥ぎ取られた電子の内の一つの電子
と荷電変換されない負イオンによる電流に等しく、これ
は常時、電流計２８によって測定される。チャージスト
リッパ８から出ていく正イオンビーム分の電流は残りの
剥ぎ取られた電子による電流に等しく、正イオンビ−ム
電流は高エネルギ側加速管を経てファラディカップ１
８、１９で検出され、電流計２１、２２で測定される。
ム量の測定についての説明図である。ストリッパガスが
導入されているチャージストリッパ８内に入った負イオ
ン、例えば１価の負イオンから２個の電子が剥ぎ取られ
ると１価の正イオンに荷電変換され、３個の電子が剥ぎ
取られると２価の正イオンに変換される。剥ぎ取られた
電子はチャージストリッパ８で捕捉されて高圧電源７に
流れ込む。また、高圧電源７には荷電変換されない負イ
オンもチャージストリッパ８から流れ込む。チャージス
トリッパ８に入射する負イオンビーム電流は、高圧電源
７に流れ込む上述の剥ぎ取られた電子の内の一つの電子
と荷電変換されない負イオンによる電流に等しく、これ
は常時、電流計２８によって測定される。チャージスト
リッパ８から出ていく正イオンビーム分の電流は残りの
剥ぎ取られた電子による電流に等しく、正イオンビ−ム
電流は高エネルギ側加速管を経てファラディカップ１
８、１９で検出され、電流計２１、２２で測定される。
【００１３】電流計２８に流れる負イオンビーム電流を
Ｉ1、電流計２１、２２にそれぞれ流れる正イオンビ−
ム電流をＩ2、Ｉ3とすれば、チャージストリッパ８での
荷電変換率は、各電流計の測定出力に応答するマイクロ
コンピュータ２３によって、Ｉ2／Ｉ1、Ｉ3／Ｉ1から計
測される。この計測値に基づいて必要とする価数、エネ
ルギの正イオンの荷電変換率を最大とするように、モ−
タドライバ２６を介してモ−タ２４を駆動し、ストリッ
パガス供給量を制御する。このようにして、最適ガス供
給量を保つことにより、イオン加速器として従来より大
きなビーム量の発生を常時維持することができる。
Ｉ1、電流計２１、２２にそれぞれ流れる正イオンビ−
ム電流をＩ2、Ｉ3とすれば、チャージストリッパ８での
荷電変換率は、各電流計の測定出力に応答するマイクロ
コンピュータ２３によって、Ｉ2／Ｉ1、Ｉ3／Ｉ1から計
測される。この計測値に基づいて必要とする価数、エネ
ルギの正イオンの荷電変換率を最大とするように、モ−
タドライバ２６を介してモ−タ２４を駆動し、ストリッ
パガス供給量を制御する。このようにして、最適ガス供
給量を保つことにより、イオン加速器として従来より大
きなビーム量の発生を常時維持することができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
ので、第１の電流計で加速器本体に入射する負イオンビ
ーム量が常時測定され、加速器本体からの正イオンビ−
ム量も第２の電流計で測定されるから、両イオンビーム
量の比により常時、チャージストリッパの荷電変換率を
計測することができ、この計測値に基づいて、常時スト
リッパガスの供給量を最適値に調節でき、発生ビーム量
を増大させることが可能となる。
ので、第１の電流計で加速器本体に入射する負イオンビ
ーム量が常時測定され、加速器本体からの正イオンビ−
ム量も第２の電流計で測定されるから、両イオンビーム
量の比により常時、チャージストリッパの荷電変換率を
計測することができ、この計測値に基づいて、常時スト
リッパガスの供給量を最適値に調節でき、発生ビーム量
を増大させることが可能となる。
【００１５】また、従来、加速器本体に負イオンビーム
を輸送するビームラインに設けられていた可動ファラデ
ィカップを不要とすることができるから、装置のコンパ
クト化が図れる。
を輸送するビームラインに設けられていた可動ファラデ
ィカップを不要とすることができるから、装置のコンパ
クト化が図れる。
【図１】本発明の実施例の構成図である。
【図２】イオンビーム量測定についての説明図である。
【図３】従来のタンデム型イオン加速器の構成図であ
る。
る。
1 負イオン源 3、15、16 ビームライン 5、 9 加速管 7 高圧電源 6 圧力タンク 8 チャージストリッパ 12 ストリッパガスボンベ 13 リークバルブ 14 エネルギ分析電磁石 18、19 ファラディカップ 21、22、28 電流計 23 マイクロコンピュータ 24 モ−タ 25 絶縁軸 26 モ−タドライバ
Claims (1)
- 【請求項１】 イオン源からの負イオンビ−ムを輸送す
る接地された第１のビームラインと、このビームライン
に対し電気的に絶縁配置されているタンデム加速器本体
及び同加速器本体からの正イオンビ−ムを輸送する第２
のビームラインと、前記加速器本体の低エネルギ側及び
高エネルギ側加速管に電位を与えると共に、正極端子が
同加速器本体のチャージストリッパに接続された高圧電
源と、この高圧電源の負極端子と接地間に接続された第
１の電流計と、前記高圧電源の負極端子と前記第２のビ
ームラインに配置されたファラディカップとの間に接続
された第２の電流計とを備えたことを特徴とするタンデ
ム型イオン加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04156192A JP3109245B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | タンデム型イオン加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04156192A JP3109245B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | タンデム型イオン加速器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326190A JPH05326190A (ja) | 1993-12-10 |
| JP3109245B2 true JP3109245B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=15622386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04156192A Expired - Fee Related JP3109245B2 (ja) | 1992-05-25 | 1992-05-25 | タンデム型イオン加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3109245B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006286302A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Ulvac Japan Ltd | 電圧発生ユニット、電圧発生装置及びこれを備えた荷電粒子加速器 |
| US7498588B1 (en) | 2008-05-07 | 2009-03-03 | International Business Machines Corporation | Tandem accelerator having low-energy static voltage injection and method of operation thereof |
| JP2012221746A (ja) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Pascal:Kk | 中性粒子ビーム形成装置、表面分析装置、中性粒子ビーム形成方法、および表面分析方法 |
| JP6605221B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2019-11-13 | 住友重機械工業株式会社 | 中性子捕捉療法装置 |
-
1992
- 1992-05-25 JP JP04156192A patent/JP3109245B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05326190A (ja) | 1993-12-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |