JP3122172B2 - リニアな軸方向及び半径方向のフィールドを持った静電粒子加速器 - Google Patents
リニアな軸方向及び半径方向のフィールドを持った静電粒子加速器Info
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- JP3122172B2 JP3122172B2 JP19791491A JP19791491A JP3122172B2 JP 3122172 B2 JP3122172 B2 JP 3122172B2 JP 19791491 A JP19791491 A JP 19791491A JP 19791491 A JP19791491 A JP 19791491A JP 3122172 B2 JP3122172 B2 JP 3122172B2
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H5/00—Direct voltage accelerators; Accelerators using single pulses
- H05H5/04—Direct voltage accelerators; Accelerators using single pulses energised by electrostatic generators
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、静電粒子加速器に関す
るものであって、更に詳細には、半径方向に配設したコ
ッククロフト−ウォルトン（Ｃｏｃｋｃｒｏｆｔ−Ｗａ
ｌｔｏｎ）電圧倍増器を持った粒子加速器に関するもの
である。
るものであって、更に詳細には、半径方向に配設したコ
ッククロフト−ウォルトン（Ｃｏｃｋｃｒｏｆｔ−Ｗａ
ｌｔｏｎ）電圧倍増器を持った粒子加速器に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】油井ロギング（検層）において使用され
る帯電粒子加速器は、通常、例えば中性子及びホトン等
のような非帯電粒子の二次的ビームを発生し、それは、
ボアホール（穿孔）地層を効果的に浸透する。例えば、
図１は、従来の中性子発生器１０の概略図を示してい
る。中性子発生器１０は、金属圧力容器１２を有してお
り、該容器はコッククロフト−ウォルトン（Ｃ−Ｗ）電
圧倍増器１４を収納している。このＣ−Ｗ電圧倍増器は
ラダー回路の形態にハードワイヤード接続した個別的要
素からなる回路を有している。このＣ−Ｗ電圧倍増器
は、電圧供給源１６によって駆動され、該電圧供給源は
金属圧力容器１２内の変圧器１８を付勢する。Ｃ−Ｗ倍
増器１４は以下に図２及び３に関して説明する如く変圧
器１３からのパワー即ち電力を倍増させる。このＣ−Ｗ
倍増器１４の出力は加速管２２のリング２０及びイオン
ターゲット２４をバイアスする。従って、イオン発生源
２６からのイオンは公知の態様でターゲット２４に向か
って加速される。抵抗２８が加速管２２を電流サージか
ら保護している。
る帯電粒子加速器は、通常、例えば中性子及びホトン等
のような非帯電粒子の二次的ビームを発生し、それは、
ボアホール（穿孔）地層を効果的に浸透する。例えば、
図１は、従来の中性子発生器１０の概略図を示してい
る。中性子発生器１０は、金属圧力容器１２を有してお
り、該容器はコッククロフト−ウォルトン（Ｃ−Ｗ）電
圧倍増器１４を収納している。このＣ−Ｗ電圧倍増器は
ラダー回路の形態にハードワイヤード接続した個別的要
素からなる回路を有している。このＣ−Ｗ電圧倍増器
は、電圧供給源１６によって駆動され、該電圧供給源は
金属圧力容器１２内の変圧器１８を付勢する。Ｃ−Ｗ倍
増器１４は以下に図２及び３に関して説明する如く変圧
器１３からのパワー即ち電力を倍増させる。このＣ−Ｗ
倍増器１４の出力は加速管２２のリング２０及びイオン
ターゲット２４をバイアスする。従って、イオン発生源
２６からのイオンは公知の態様でターゲット２４に向か
って加速される。抵抗２８が加速管２２を電流サージか
ら保護している。
【０００３】図２は２段コッククロフト−ウォルトン電
圧倍増器を示している。コッククロフト−ウォルトン電
圧倍増器１４は、基本的に、振動電圧駆動源１６（必ず
しも正弦波的である必要はない）、２つの直列コンデン
サバンク３０，３２、及び該コンデンサを相互接続する
ダイオードマトリクス３４から構成されている。コンデ
ンサＣ１及びＣ３はＡＣコンデンサバンク３２を表わし
ており、且つコンデンサＣ２及びＣ４はＤＣコンデンサ
バンク３２を表わしている。ダイオードＤ１乃至Ｄ４は
高電圧整流器である。供給電圧の正のピークで、ダイオ
ードＤ１及びＤ３は導通し、且つＤ２及びＤ４は逆バイ
アス（オフ）される。この時に、コンデンサＣ１及びＣ
３は充電される。負の電圧ピークにおいて、Ｄ１及びＤ
３はオフし、且つＤ２及びＤ４が導通して、コンデンサ
Ｃ２及びＣ４を充電する。
圧倍増器を示している。コッククロフト−ウォルトン電
圧倍増器１４は、基本的に、振動電圧駆動源１６（必ず
しも正弦波的である必要はない）、２つの直列コンデン
サバンク３０，３２、及び該コンデンサを相互接続する
ダイオードマトリクス３４から構成されている。コンデ
ンサＣ１及びＣ３はＡＣコンデンサバンク３２を表わし
ており、且つコンデンサＣ２及びＣ４はＤＣコンデンサ
バンク３２を表わしている。ダイオードＤ１乃至Ｄ４は
高電圧整流器である。供給電圧の正のピークで、ダイオ
ードＤ１及びＤ３は導通し、且つＤ２及びＤ４は逆バイ
アス（オフ）される。この時に、コンデンサＣ１及びＣ
３は充電される。負の電圧ピークにおいて、Ｄ１及びＤ
３はオフし、且つＤ２及びＤ４が導通して、コンデンサ
Ｃ２及びＣ４を充電する。
【０００４】図３は図２の回路のシミュレーション（Ｐ
Ｓｐｉｃｅ）を示している。全ての構成要素は理想的な
ものとして仮定されている。回路は、１Ωソースインピ
ーダンス３６を有する１５ｋＶピーク電圧正弦波源によ
って励起される。１２ＭΩ負荷抵抗２８を介しての電流
は約５ｍＡである。接地を基準にした点Ｖ（１）乃至Ｖ
（５）からの電圧のトレース（軌跡）が示されている。
図３のサイクルは、充電用の過渡的状態が納まった後に
発生する。トレースＶ（１）はラダー励起電圧である。
図３の時間Ａにおいて、ダイオードＤ２及びＤ４は逆バ
イアス（オフ）され且つダイオードＤ１及びＤ３は導通
状態を開始する。Ｄ１を介してＣ１内に電流が流れてい
る間、点Ｖ（２）は０の電圧極値にある。Ｖ（３）にお
ける電圧も極値にありＶ（４）に等しい。供給源がその
ピーク電圧に到達すると、Ｄ１及びＤ３を介しての電流
の流れは終了する。この点から時間Ｂ迄、全てのダイオ
ードは逆バイアスされ、且つコンデンサバンクの間で電
荷が流れることはない。負荷抵抗２８を介してＣ２及び
Ｃ４から電荷は継続して流出し、電圧Ｖ（４）及びＶ
（５）をドループさせる。時間Ｂにおいて、ダイオード
Ｄ２及びＤ４は導通状態を開始し、コンデンサＣ１及び
Ｃ３からコンデンサＣ２及びＣ４へ電荷を転送する。時
間Ｃにおいて供給源がその負のピーク電圧に到達する迄
この充電動作は継続する。電圧信号の各半サイクルにお
いて、その結果発生する電荷がラダーの相次ぐ段を段階
的に昇って加速管２２に到達する。
Ｓｐｉｃｅ）を示している。全ての構成要素は理想的な
ものとして仮定されている。回路は、１Ωソースインピ
ーダンス３６を有する１５ｋＶピーク電圧正弦波源によ
って励起される。１２ＭΩ負荷抵抗２８を介しての電流
は約５ｍＡである。接地を基準にした点Ｖ（１）乃至Ｖ
（５）からの電圧のトレース（軌跡）が示されている。
図３のサイクルは、充電用の過渡的状態が納まった後に
発生する。トレースＶ（１）はラダー励起電圧である。
図３の時間Ａにおいて、ダイオードＤ２及びＤ４は逆バ
イアス（オフ）され且つダイオードＤ１及びＤ３は導通
状態を開始する。Ｄ１を介してＣ１内に電流が流れてい
る間、点Ｖ（２）は０の電圧極値にある。Ｖ（３）にお
ける電圧も極値にありＶ（４）に等しい。供給源がその
ピーク電圧に到達すると、Ｄ１及びＤ３を介しての電流
の流れは終了する。この点から時間Ｂ迄、全てのダイオ
ードは逆バイアスされ、且つコンデンサバンクの間で電
荷が流れることはない。負荷抵抗２８を介してＣ２及び
Ｃ４から電荷は継続して流出し、電圧Ｖ（４）及びＶ
（５）をドループさせる。時間Ｂにおいて、ダイオード
Ｄ２及びＤ４は導通状態を開始し、コンデンサＣ１及び
Ｃ３からコンデンサＣ２及びＣ４へ電荷を転送する。時
間Ｃにおいて供給源がその負のピーク電圧に到達する迄
この充電動作は継続する。電圧信号の各半サイクルにお
いて、その結果発生する電荷がラダーの相次ぐ段を段階
的に昇って加速管２２に到達する。
【０００５】図３は、ＡＣコンデンサバンク３０上の全
てのノードが供給源１６のものに基本的に等しい振動成
分を有するものであることを示している。加速管２２に
関する電圧勾配に対して使用するのにＡＣバンク３０が
不適切であるのは大きなリップルが１つの理由である。
加速管をＡＣバンク３０へ取付けないことのより重要な
理由は、ＡＣバンクから接地への浮遊容量に起因するラ
ダー充電効率における損失である。ＤＣバンク３２から
接地への浮遊容量は、実際上、充電効率を助ける。
てのノードが供給源１６のものに基本的に等しい振動成
分を有するものであることを示している。加速管２２に
関する電圧勾配に対して使用するのにＡＣバンク３０が
不適切であるのは大きなリップルが１つの理由である。
加速管をＡＣバンク３０へ取付けないことのより重要な
理由は、ＡＣバンクから接地への浮遊容量に起因するラ
ダー充電効率における損失である。ＤＣバンク３２から
接地への浮遊容量は、実際上、充電効率を助ける。
【０００６】しかしながら、このような構成は、特に、
抵抗２８に向かってのラダーの端部において非線形的な
フィールドを発生させる。リニア（線形）なフィールド
においては、任意の与えられた誘電体を最適な状態で使
用することが可能である。なぜならば、該誘電体の全て
の部分は等しく応力がかけられるからである。非常に高
いフィールド強度において、誘電体を変形させることに
より静電力が電極間隔を減少させ、ブレークダウンを発
生させる場合がある。この問題は、誘電体が三次元の全
てにおいて機械的に拘束されるものではない幾何学的形
状において特に厳しいものである。しかしながら、増加
された中性子出力に対する主要な障害は、中性子管内に
おける及び周囲の絶縁体における高電圧放電であった。
より高い中性子出力は増加させたビーム電流によって達
成することが可能であるが、このことは、ターゲットの
寿命を減少させ且つターゲットの電力散逸が高くなると
いう欠点が存在している。中性子発生器１０のＣ−Ｗ倍
増器１４は、非線形的な半径方向フィールドを発生す
る。なぜならば、そのフィールドは半径の逆数の関数だ
からである。
抵抗２８に向かってのラダーの端部において非線形的な
フィールドを発生させる。リニア（線形）なフィールド
においては、任意の与えられた誘電体を最適な状態で使
用することが可能である。なぜならば、該誘電体の全て
の部分は等しく応力がかけられるからである。非常に高
いフィールド強度において、誘電体を変形させることに
より静電力が電極間隔を減少させ、ブレークダウンを発
生させる場合がある。この問題は、誘電体が三次元の全
てにおいて機械的に拘束されるものではない幾何学的形
状において特に厳しいものである。しかしながら、増加
された中性子出力に対する主要な障害は、中性子管内に
おける及び周囲の絶縁体における高電圧放電であった。
より高い中性子出力は増加させたビーム電流によって達
成することが可能であるが、このことは、ターゲットの
寿命を減少させ且つターゲットの電力散逸が高くなると
いう欠点が存在している。中性子発生器１０のＣ−Ｗ倍
増器１４は、非線形的な半径方向フィールドを発生す
る。なぜならば、そのフィールドは半径の逆数の関数だ
からである。
【０００７】半径方向のフィールドを近似的に線形化さ
せるためにバンデグラフ（Ｖａｎｄｅ Ｇｒａａｆｆ）
加速器において１個又は２個の中間電極を有する分圧器
が使用されている。しかしながら、その分圧器は抵抗分
圧器によって駆動される。バンデグラフ加速器は、更
に、軸方向のフィールドを線形化するために抵抗分圧器
も使用している。高電圧ケーブル終端部においてある程
度半径方向フィールドを線形化するために単一のコンデ
ンサ分圧器が使用されている。これらのコンデンサ分圧
器は、単一の受動的な（非駆動型）分圧器を有してい
る。
せるためにバンデグラフ（Ｖａｎｄｅ Ｇｒａａｆｆ）
加速器において１個又は２個の中間電極を有する分圧器
が使用されている。しかしながら、その分圧器は抵抗分
圧器によって駆動される。バンデグラフ加速器は、更
に、軸方向のフィールドを線形化するために抵抗分圧器
も使用している。高電圧ケーブル終端部においてある程
度半径方向フィールドを線形化するために単一のコンデ
ンサ分圧器が使用されている。これらのコンデンサ分圧
器は、単一の受動的な（非駆動型）分圧器を有してい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例は、粒
子発生源と、電圧供給源と、コッククロフト−ウォルト
ン電圧倍増器と具備する装置に関するものである。この
電圧倍増器は、電圧信号を倍増し、且つ互いに半径方向
に配列されたコンデンサからなるバンクを有している。
それらのコンデンサの間でリニア（線形）な電圧増加が
発生する。本装置は、更に、倍増された電圧によってバ
イアスされる加速管を有している。
子発生源と、電圧供給源と、コッククロフト−ウォルト
ン電圧倍増器と具備する装置に関するものである。この
電圧倍増器は、電圧信号を倍増し、且つ互いに半径方向
に配列されたコンデンサからなるバンクを有している。
それらのコンデンサの間でリニア（線形）な電圧増加が
発生する。本装置は、更に、倍増された電圧によってバ
イアスされる加速管を有している。
【０００９】本発明は、更に、粒子加速器を製造する方
法に関するものである。本発明方法は、絶縁性シート上
に導電性フォイル（箔）を配置させ、該フォイルをＣ−
Ｗ回路内に接続し、該フォイルを有する該シートを円筒
状に巻いて該フォイル及び絶縁性シートが互いに半径方
向に配設されたコンデンサを形成する、各ステップを有
している。
法に関するものである。本発明方法は、絶縁性シート上
に導電性フォイル（箔）を配置させ、該フォイルをＣ−
Ｗ回路内に接続し、該フォイルを有する該シートを円筒
状に巻いて該フォイル及び絶縁性シートが互いに半径方
向に配設されたコンデンサを形成する、各ステップを有
している。
【００１０】本発明の粒子加速器はリニアな軸方向フィ
ールドを有すると共にリニアな半径方向フィールドを有
しており、且つより高い電圧を供給する。粒子加速器の
加速管に従来のイオン供給源及び中性子発生に適したタ
ーゲットを設けた場合には、より高い中性子フラックス
が得られる。一方、その加速管に電子銃及びブレムスシ
ュトラールング（ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｍｇ）即ち
制動放射のホトン発生に適したターゲットを設けた場合
には、より高いホトンフラックスが得られる。中性子フ
ラックスがより高い場合には、発生源と検知器との間の
間隔が増加されるので、環境効果を減少させることが可
能であり、アイソトープ中性子源を置換させることが可
能であるので安全性を改善することが可能であり、且つ
統計的精度又はロギング（検層）速度を改善することが
可能である。同様な利点はホトン発生に対しても適用さ
れる。本発明の粒子加速器は地層をロギングするために
穿孔内に挿入することが可能である。同心的な同軸状の
シリンダの幾何学的形状においては、誘電体は非常に良
好に閉じ込められ、且つ電気機械的なブレークダウンは
重要な故障メカニズムではない。コンデンサバンクの半
径方向の幾何学的形状は、ＡＣ側から接地への又は発生
器のＤＣ側へ非常に低い浮遊容量を与える。
ールドを有すると共にリニアな半径方向フィールドを有
しており、且つより高い電圧を供給する。粒子加速器の
加速管に従来のイオン供給源及び中性子発生に適したタ
ーゲットを設けた場合には、より高い中性子フラックス
が得られる。一方、その加速管に電子銃及びブレムスシ
ュトラールング（ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｍｇ）即ち
制動放射のホトン発生に適したターゲットを設けた場合
には、より高いホトンフラックスが得られる。中性子フ
ラックスがより高い場合には、発生源と検知器との間の
間隔が増加されるので、環境効果を減少させることが可
能であり、アイソトープ中性子源を置換させることが可
能であるので安全性を改善することが可能であり、且つ
統計的精度又はロギング（検層）速度を改善することが
可能である。同様な利点はホトン発生に対しても適用さ
れる。本発明の粒子加速器は地層をロギングするために
穿孔内に挿入することが可能である。同心的な同軸状の
シリンダの幾何学的形状においては、誘電体は非常に良
好に閉じ込められ、且つ電気機械的なブレークダウンは
重要な故障メカニズムではない。コンデンサバンクの半
径方向の幾何学的形状は、ＡＣ側から接地への又は発生
器のＤＣ側へ非常に低い浮遊容量を与える。
【００１１】
【実施例】図４は本発明に基づく粒子加速器５０を示し
た概略図である。例えばイオン発生源等のような粒子発
生源５２が加速管５４へ向かって軸方向に粒子を発生す
る。加速管５４の相次ぐリング５６において電圧を増加
させて、ターゲット５８に向けて粒子を加速させる。真
鍮のプラグ６０が、ターゲット５８の後側で、加速管５
４へブラケット６２を介して接続しており、且つ非導電
性の管６４を閉止している。この非導電性の管６４は、
例えばフルオリナート（Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ）等のよ
うなターゲット５８用の冷却剤を収容している。この非
導電性の管６４は、更に、以下に説明する如く、本発明
の粒子加速器５０に対するサポートを与えている。非導
電性の管５８の周りには層構成型のＤＣコンデンサバン
ク６６と、ダイオードマトリクス６８と、層構成型のＡ
Ｃコンデンサバンク７０が設けられている。ＤＣコンデ
ンサバンク６６は接地へ接続している。ＤＣコンデンサ
バンク６６は、外側フォイル（不図示）から変圧器（不
図示）の一方の側へ且つ接地へ接続している。ＡＣコン
デンサバンク７０は、外側フォイル（不図示）から変圧
器（不図示）の反対側へ接続している。ＤＣ及びＡＣコ
ンデンサバンク６６，７０及びダイオード６８は、Ｃ−
Ｗ倍増器の態様で電気的に接続されている。
た概略図である。例えばイオン発生源等のような粒子発
生源５２が加速管５４へ向かって軸方向に粒子を発生す
る。加速管５４の相次ぐリング５６において電圧を増加
させて、ターゲット５８に向けて粒子を加速させる。真
鍮のプラグ６０が、ターゲット５８の後側で、加速管５
４へブラケット６２を介して接続しており、且つ非導電
性の管６４を閉止している。この非導電性の管６４は、
例えばフルオリナート（Ｆｌｕｏｒｉｎｅｒｔ）等のよ
うなターゲット５８用の冷却剤を収容している。この非
導電性の管６４は、更に、以下に説明する如く、本発明
の粒子加速器５０に対するサポートを与えている。非導
電性の管５８の周りには層構成型のＤＣコンデンサバン
ク６６と、ダイオードマトリクス６８と、層構成型のＡ
Ｃコンデンサバンク７０が設けられている。ＤＣコンデ
ンサバンク６６は接地へ接続している。ＤＣコンデンサ
バンク６６は、外側フォイル（不図示）から変圧器（不
図示）の一方の側へ且つ接地へ接続している。ＡＣコン
デンサバンク７０は、外側フォイル（不図示）から変圧
器（不図示）の反対側へ接続している。ＤＣ及びＡＣコ
ンデンサバンク６６，７０及びダイオード６８は、Ｃ−
Ｗ倍増器の態様で電気的に接続されている。
【００１２】しかしながら、本発明によれば、各バンク
６６，７０のコンデンサは、互いに半径方向に配列され
ている。このような構成は、軸方向及び半径方向におい
て線形的な電圧上昇を有する粒子加速器５０を与えてい
る。軸方向は加速された粒子のビームの方向である。半
径方向は軸方向に直交している。本発明によれば、本装
置の外側の電圧は信号電圧よりも大きいことはない。加
速管５４を構成するリング５６の間隔が等しく且つリン
グ５６に印加されるバイアス電圧が等しいので、加速管
５４の段間において線形的な電圧上昇が発生する。半径
方向の配置、従って特定のコンデンサの円周方向の面積
に従ってコンデンサの寸法が決定されているので、コン
デンサバンク６６のコンデンサ段の間で線形的な電圧上
昇が発生する。各コンデンサ段に対する誘電体厚さは等
しい。無負荷状態のラダーの場合、電圧上昇は、段当た
り変圧器のピーク電圧の２倍であり、それはコンデンサ
の寸法とは独立的である。本発明の付加的な特徴は、基
本的に、ＡＣ側から接地への全ての浮遊容量は第一の最
も低い電圧のコンデンサ段に集められているということ
である。より高い電圧の段から接地への容量は充電効率
を減少させ、且つ図１に示したタイプの加速器から得る
ことの可能な電圧における制限的要因である。軸方向及
び半径方向において線形的な電圧上昇を与える本発明の
特徴について、図５乃至７を参照して以下に説明する。
６６，７０のコンデンサは、互いに半径方向に配列され
ている。このような構成は、軸方向及び半径方向におい
て線形的な電圧上昇を有する粒子加速器５０を与えてい
る。軸方向は加速された粒子のビームの方向である。半
径方向は軸方向に直交している。本発明によれば、本装
置の外側の電圧は信号電圧よりも大きいことはない。加
速管５４を構成するリング５６の間隔が等しく且つリン
グ５６に印加されるバイアス電圧が等しいので、加速管
５４の段間において線形的な電圧上昇が発生する。半径
方向の配置、従って特定のコンデンサの円周方向の面積
に従ってコンデンサの寸法が決定されているので、コン
デンサバンク６６のコンデンサ段の間で線形的な電圧上
昇が発生する。各コンデンサ段に対する誘電体厚さは等
しい。無負荷状態のラダーの場合、電圧上昇は、段当た
り変圧器のピーク電圧の２倍であり、それはコンデンサ
の寸法とは独立的である。本発明の付加的な特徴は、基
本的に、ＡＣ側から接地への全ての浮遊容量は第一の最
も低い電圧のコンデンサ段に集められているということ
である。より高い電圧の段から接地への容量は充電効率
を減少させ、且つ図１に示したタイプの加速器から得る
ことの可能な電圧における制限的要因である。軸方向及
び半径方向において線形的な電圧上昇を与える本発明の
特徴について、図５乃至７を参照して以下に説明する。
【００１３】図５は図４の詳細な構成を示しており、且
つＤＣコンデンサバンク６６を構成する各層を示してい
る。加速管５４は、例えば、コバール（Ｋｏｖａｒ）か
らなる７個の軸方向に配列したリング５６を有してい
る。ＤＣコンデンサバンク６６は、加速管５４のリング
を実質的に取囲んでいる。各リングは、最も内側のリン
グが最も内側のフォイルへ接続するように、ＤＣコンデ
ンサバンク６６の対応する単一のコンデンサへ接続して
いる。リング５６は、最も高い電圧が最も小さな最も内
側のリングにおいて発生されるように、ＤＣコンデンサ
バンク６６から引き続き一層高い電圧によってバイアス
されている。このように、発生源５２からの粒子はター
ゲット５８へ向けて加速される。中性子発生器の場合に
は、発生源５２はイオン発生源であり、Ｘ線の場合に
は、発生源５２は電子銃である。加速管５４のリング５
６及び粒子発生源５２はセラミック絶縁体７２によって
一体的に接続されている。ブラケット６２は、セラミッ
ク絶縁体７２及びリング５６を、ターゲット５８と相対
的に所定の位置に固定している。
つＤＣコンデンサバンク６６を構成する各層を示してい
る。加速管５４は、例えば、コバール（Ｋｏｖａｒ）か
らなる７個の軸方向に配列したリング５６を有してい
る。ＤＣコンデンサバンク６６は、加速管５４のリング
を実質的に取囲んでいる。各リングは、最も内側のリン
グが最も内側のフォイルへ接続するように、ＤＣコンデ
ンサバンク６６の対応する単一のコンデンサへ接続して
いる。リング５６は、最も高い電圧が最も小さな最も内
側のリングにおいて発生されるように、ＤＣコンデンサ
バンク６６から引き続き一層高い電圧によってバイアス
されている。このように、発生源５２からの粒子はター
ゲット５８へ向けて加速される。中性子発生器の場合に
は、発生源５２はイオン発生源であり、Ｘ線の場合に
は、発生源５２は電子銃である。加速管５４のリング５
６及び粒子発生源５２はセラミック絶縁体７２によって
一体的に接続されている。ブラケット６２は、セラミッ
ク絶縁体７２及びリング５６を、ターゲット５８と相対
的に所定の位置に固定している。
【００１４】ターゲット５８は銅であり且つ、中性子発
生器の場合には、その面がチタンでコーティングされて
おり、且つＸ線発生器の場合にはタングステンボタンで
被覆されている。ターゲット５８は真鍮のプラグ６０へ
接続しており、該プラグは非導電性の管６４の一端を密
封している。例えばＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ等のような液
体誘電体７４が冷却及び高電圧絶縁を与え、ＤＣ又はＡ
Ｃコンデンサバンク６６，７０の何れかのコンデンサに
おいて存在することのある間隙を充填し、且つ各バンク
の夫々の層の容量値を増加させる。粒子加速器５０の全
体は、典型的に、ハウジング内に収納されるＦｌｕｏｒ
ｉｎｅｒｔによって取囲まれる。粒子加速器５０外部に
は高電圧は表われないので（ＡＣバンクを励起するのに
必要とされるＡＣ電圧を除いて）、加速器とハウジング
との間の絶縁条件は中程度のものである。ＤＣコンデン
サバンク６６及びＡＣコンデンサバンク７０は半径方向
に配列されたコンデンサの層を有している。各バンク６
６又は７０のコンデンサは直列的に接続している。
生器の場合には、その面がチタンでコーティングされて
おり、且つＸ線発生器の場合にはタングステンボタンで
被覆されている。ターゲット５８は真鍮のプラグ６０へ
接続しており、該プラグは非導電性の管６４の一端を密
封している。例えばＦｌｕｏｒｉｎｅｒｔ等のような液
体誘電体７４が冷却及び高電圧絶縁を与え、ＤＣ又はＡ
Ｃコンデンサバンク６６，７０の何れかのコンデンサに
おいて存在することのある間隙を充填し、且つ各バンク
の夫々の層の容量値を増加させる。粒子加速器５０の全
体は、典型的に、ハウジング内に収納されるＦｌｕｏｒ
ｉｎｅｒｔによって取囲まれる。粒子加速器５０外部に
は高電圧は表われないので（ＡＣバンクを励起するのに
必要とされるＡＣ電圧を除いて）、加速器とハウジング
との間の絶縁条件は中程度のものである。ＤＣコンデン
サバンク６６及びＡＣコンデンサバンク７０は半径方向
に配列されたコンデンサの層を有している。各バンク６
６又は７０のコンデンサは直列的に接続している。
【００１５】図６は簡単化のために６個のコンデンサ７
４を有する６段装置の内の３つの段のみを示している。
各段によって発生される電圧は約３０ｋＶである。しか
しながら、６個のコンデンサ７４は、例えば、巻着され
た例えばＦＥＰテフロン、カプトン又はポリフェニルサ
ルファイド等のような絶縁物質からなる１つの０．００
２インチの厚さのシートの４巻を有しており、それらの
間に、各コンデンサ７４の電極を構成する銅フォイル
（箔）７６がサンドイッチされている。各銅フォイル７
６は０．００１５インチの厚さである。細かい０．００
８インチの直径のニッケルワイヤ７８が各コンデンサ７
４の銅フォイルを加速器管５４の対応する単一のリング
５６へ接続している。
４を有する６段装置の内の３つの段のみを示している。
各段によって発生される電圧は約３０ｋＶである。しか
しながら、６個のコンデンサ７４は、例えば、巻着され
た例えばＦＥＰテフロン、カプトン又はポリフェニルサ
ルファイド等のような絶縁物質からなる１つの０．００
２インチの厚さのシートの４巻を有しており、それらの
間に、各コンデンサ７４の電極を構成する銅フォイル
（箔）７６がサンドイッチされている。各銅フォイル７
６は０．００１５インチの厚さである。細かい０．００
８インチの直径のニッケルワイヤ７８が各コンデンサ７
４の銅フォイルを加速器管５４の対応する単一のリング
５６へ接続している。
【００１６】図７は、図４の粒子加速器５０の電圧倍増
器がどのようにして構成されているかを示している。基
本的には、この電圧倍増器は、絶縁性シートと、小さな
導電性の銅フォイルと、ダイオードとを有しており、そ
れらは一体的に積層され次いで非導電性の管６４上に巻
着される。各段が巻着されると、点線で示した如く、絶
縁体をトリミングする。銅フォイルはコンデンサの電極
を構成し、且つシートは該電極間の誘電体物質を構成す
る。
器がどのようにして構成されているかを示している。基
本的には、この電圧倍増器は、絶縁性シートと、小さな
導電性の銅フォイルと、ダイオードとを有しており、そ
れらは一体的に積層され次いで非導電性の管６４上に巻
着される。各段が巻着されると、点線で示した如く、絶
縁体をトリミングする。銅フォイルはコンデンサの電極
を構成し、且つシートは該電極間の誘電体物質を構成す
る。
【００１７】銅フォイル７６が、例えばＦＥＰテフロン
等のような絶縁物質からなるシート８０の上に配置され
る。各銅フォイル７６は、バンク６６及び７０のコンデ
ンサの電極を構成する。フォイル７６の寸法及び間隔
は、シート８０上の夫々の配置に従って決定される。端
部８２に最も近いフォイル７６は最も小さく、反対側に
位置されるフォイル７６は最も大きい。フォイル７６は
異なった寸法を有しており且つ最も内側のフォイルが最
も小さなフォイルであるように次第に増加する寸法の状
態で配列される。相次ぐ対のフォイル７６の間の間隔は
端部８２から増加する。絶縁性シートが、該シートの最
も内側の部分が最も小さな軸方向長さを有するように次
第に増加する軸方向長さを有するべく配置される。
等のような絶縁物質からなるシート８０の上に配置され
る。各銅フォイル７６は、バンク６６及び７０のコンデ
ンサの電極を構成する。フォイル７６の寸法及び間隔
は、シート８０上の夫々の配置に従って決定される。端
部８２に最も近いフォイル７６は最も小さく、反対側に
位置されるフォイル７６は最も大きい。フォイル７６は
異なった寸法を有しており且つ最も内側のフォイルが最
も小さなフォイルであるように次第に増加する寸法の状
態で配列される。相次ぐ対のフォイル７６の間の間隔は
端部８２から増加する。絶縁性シートが、該シートの最
も内側の部分が最も小さな軸方向長さを有するように次
第に増加する軸方向長さを有するべく配置される。
【００１８】次いで、市販されているダイオード８４を
シート８０上に配置し、該ダイオードのリードがフォイ
ル７６と接触する。次いで、マンドレル（不図示）を端
部８２に配置し、且つ銅フォイル７６及びダイオード８
４と共に、シート８０を該マンドレル上に巻着される。
該マンドレルは、例えば、プラスチックであって、図４
の非導電性の管６４を構成する。該マンドレルは、この
ようにして半径方向に配列させたコンデンサに対する構
造的支持を与えている。その結果得られる組立体の直径
は、該シートが該マンドレル上に巻着されるにつれて増
加する。従って、銅フォイルの間の間隔及び該フォイル
の寸法は、反対側の端部に向けてより大きくなり、該組
立体の直径が増加するにつれて発生する円周方向面積に
おける増加を補償している。本発明者の知得したところ
によれば、銅フォイル７６、絶縁性シート８０又はダイ
オード８４の間の半田接続は必要ではない。粒子加速器
５０が動作される場合に、静電力が銅フォイル及び絶縁
シートの夫々の層を一体的に押圧し且つ電気的接触状態
を維持するのに充分である。
シート８０上に配置し、該ダイオードのリードがフォイ
ル７６と接触する。次いで、マンドレル（不図示）を端
部８２に配置し、且つ銅フォイル７６及びダイオード８
４と共に、シート８０を該マンドレル上に巻着される。
該マンドレルは、例えば、プラスチックであって、図４
の非導電性の管６４を構成する。該マンドレルは、この
ようにして半径方向に配列させたコンデンサに対する構
造的支持を与えている。その結果得られる組立体の直径
は、該シートが該マンドレル上に巻着されるにつれて増
加する。従って、銅フォイルの間の間隔及び該フォイル
の寸法は、反対側の端部に向けてより大きくなり、該組
立体の直径が増加するにつれて発生する円周方向面積に
おける増加を補償している。本発明者の知得したところ
によれば、銅フォイル７６、絶縁性シート８０又はダイ
オード８４の間の半田接続は必要ではない。粒子加速器
５０が動作される場合に、静電力が銅フォイル及び絶縁
シートの夫々の層を一体的に押圧し且つ電気的接触状態
を維持するのに充分である。
【００１９】ＤＣバンクの場合、最後の銅層が接地され
ており且つ第一コンデンサのプレートとして機能する。
金属フォイルは、相次ぐコンデンサのプレートとして機
能する。金属シールドの軸方向長さは、半径方向内側に
行くにつれて減少している。このことは、接地へのリー
ク経路を一層長いものとしており、且つ接地に対する浮
遊容量及びＡＣプレートからＤＣプレートへの浮遊容量
を著しく減少している。各コンデンサバンクの軸方向長
さは最小で１６インチであり、４００μＡのラダー負荷
に対し許容可能な電荷転送を与えるために充分な容量を
与えている。各コンデンサの長さは異なったラダー負荷
に対し調節することが必要な場合がある。
ており且つ第一コンデンサのプレートとして機能する。
金属フォイルは、相次ぐコンデンサのプレートとして機
能する。金属シールドの軸方向長さは、半径方向内側に
行くにつれて減少している。このことは、接地へのリー
ク経路を一層長いものとしており、且つ接地に対する浮
遊容量及びＡＣプレートからＤＣプレートへの浮遊容量
を著しく減少している。各コンデンサバンクの軸方向長
さは最小で１６インチであり、４００μＡのラダー負荷
に対し許容可能な電荷転送を与えるために充分な容量を
与えている。各コンデンサの長さは異なったラダー負荷
に対し調節することが必要な場合がある。
【００２０】本発明の６段加速管は、２インチのＩＤ
（内径）の接地したハウジング内において少なくとも１
８０ｋＶの動作が可能である。１０段加速管は３００ｋ
Ｖを与えることが可能である。反対極性の２つの電源を
使用することにより、６００ｋＶでのＸ線又は中性子管
の動作が可能である。
（内径）の接地したハウジング内において少なくとも１
８０ｋＶの動作が可能である。１０段加速管は３００ｋ
Ｖを与えることが可能である。反対極性の２つの電源を
使用することにより、６００ｋＶでのＸ線又は中性子管
の動作が可能である。
【００２１】与えられたコンデンサバンクにおいて、長
さが異なるために、該バンクの内側における容量は該バ
ンクの外側におけるものよりも一層小さい。該コンデン
サの全体的な長さは所要の最小容量によってセットさ
れ、それは負荷電流、駆動周波数及び浮遊容量等に依存
する。ラダーシミュレーションでも経験によれば、１ｋ
Ｈｚを超えた駆動周波数の場合、負荷電流は５００μＡ
以下であり、且つ実際的な浮遊容量の場合、最大で１０
段迄のラダーに対し２ｎｆの最小容量（ストリング内の
各コンデンサに対し）が許容可能である。
さが異なるために、該バンクの内側における容量は該バ
ンクの外側におけるものよりも一層小さい。該コンデン
サの全体的な長さは所要の最小容量によってセットさ
れ、それは負荷電流、駆動周波数及び浮遊容量等に依存
する。ラダーシミュレーションでも経験によれば、１ｋ
Ｈｚを超えた駆動周波数の場合、負荷電流は５００μＡ
以下であり、且つ実際的な浮遊容量の場合、最大で１０
段迄のラダーに対し２ｎｆの最小容量（ストリング内の
各コンデンサに対し）が許容可能である。
【００２２】該コンデンサは、絶縁性の円筒を介挿した
円筒状の電極から形成されている。最も内側（最も高い
電圧）の電極はブラケット６２によってターゲット５８
へ取付けられており、ターゲット５８の面はその電極か
ら凹設されている。このように、ターゲット表面におい
ては基本的に半径方向の電界（フィールド）は存在しな
い。各電極はそのより小さな半径の隣のものよりもイオ
ン発生源２６に向かって（即ち、軸方向に）更に延在し
ている。該電極の軸方向の長さを適切に選択することに
より、該電極間の高い半径方向電界をビーム及びターゲ
ット領域における基本的に線形的な軸方向フィールドへ
変換している。
円筒状の電極から形成されている。最も内側（最も高い
電圧）の電極はブラケット６２によってターゲット５８
へ取付けられており、ターゲット５８の面はその電極か
ら凹設されている。このように、ターゲット表面におい
ては基本的に半径方向の電界（フィールド）は存在しな
い。各電極はそのより小さな半径の隣のものよりもイオ
ン発生源２６に向かって（即ち、軸方向に）更に延在し
ている。該電極の軸方向の長さを適切に選択することに
より、該電極間の高い半径方向電界をビーム及びターゲ
ット領域における基本的に線形的な軸方向フィールドへ
変換している。
【００２３】図８は本発明に基づく別の実施例としての
粒子加速器５０の概略図を示している。この実施例にお
いては、加速管５４が構成されており、且つリング５６
が前の実施例の如くに、半径方向に配列させた直列コン
デンサバンク１１６の電極１１４へ取付けられている
が、コンデンサバンク１１６の電極１１４は従来のイン
ライン構成のコッククロフト−ウォルトン電圧倍増器１
２０の段１１８へ電気的に接続されている。本発明は前
述した第一実施例の利点の多くを有している。なぜなら
ば、軸方向及び半径方向の両方の電界は、夫々、加速管
リング５６及び半径方向コンデンサ１１６の適切な間隔
によってリニア、即ち線形的なものとさせることが可能
だからである。本装置の表面においても基本的に高電圧
は存在することはなく、非常に緩やかな絶縁条件を与え
ている。しかしながら、第一実施例と比較してこの実施
例の欠点は、ＡＣ側からＤＣ側への容量が一層高いとい
うことであり、それと対応して、電荷転送効率はより劣
ったものとなっている。
粒子加速器５０の概略図を示している。この実施例にお
いては、加速管５４が構成されており、且つリング５６
が前の実施例の如くに、半径方向に配列させた直列コン
デンサバンク１１６の電極１１４へ取付けられている
が、コンデンサバンク１１６の電極１１４は従来のイン
ライン構成のコッククロフト−ウォルトン電圧倍増器１
２０の段１１８へ電気的に接続されている。本発明は前
述した第一実施例の利点の多くを有している。なぜなら
ば、軸方向及び半径方向の両方の電界は、夫々、加速管
リング５６及び半径方向コンデンサ１１６の適切な間隔
によってリニア、即ち線形的なものとさせることが可能
だからである。本装置の表面においても基本的に高電圧
は存在することはなく、非常に緩やかな絶縁条件を与え
ている。しかしながら、第一実施例と比較してこの実施
例の欠点は、ＡＣ側からＤＣ側への容量が一層高いとい
うことであり、それと対応して、電荷転送効率はより劣
ったものとなっている。
【００２４】図９は本発明に基づく電源の概略図であ
る。加速管が、図９に示した如く、高電圧コネクタ及び
ケーブルによって置換される場合、本発明の前述した実
施例において説明した如きコッククロフト−ウォルトン
電圧倍増器をスタンドアローンの高電圧電源として使用
することが可能である。同軸高電圧ケーブル１１０が、
中央導体１１１円錐形状の絶縁体１１２から構成される
高電圧コネクタで終端している。本発明は、従来のコッ
ククロフト−ウォルトン高電圧電源よりも本質的により
小型である。なぜならば、装置の外側において励起電圧
よりも高い電圧は存在せず、絶縁条件がより緩和されて
いるからである。コッククロフト−ウォルトン電源は、
巻着した絶縁シートのものの代わりに同軸管を有するこ
とも可能である。何れの場合においても、断面において
示される如く、絶縁層と導体との交互の層が設けられ
る。
る。加速管が、図９に示した如く、高電圧コネクタ及び
ケーブルによって置換される場合、本発明の前述した実
施例において説明した如きコッククロフト−ウォルトン
電圧倍増器をスタンドアローンの高電圧電源として使用
することが可能である。同軸高電圧ケーブル１１０が、
中央導体１１１円錐形状の絶縁体１１２から構成される
高電圧コネクタで終端している。本発明は、従来のコッ
ククロフト−ウォルトン高電圧電源よりも本質的により
小型である。なぜならば、装置の外側において励起電圧
よりも高い電圧は存在せず、絶縁条件がより緩和されて
いるからである。コッククロフト−ウォルトン電源は、
巻着した絶縁シートのものの代わりに同軸管を有するこ
とも可能である。何れの場合においても、断面において
示される如く、絶縁層と導体との交互の層が設けられ
る。
【００２５】具体例として５段コッククロフト−ウォル
トン発生器を以下の如くに製造した。０．００１４イン
チの厚さのＣｕストックからフォイルを切断した。各々
の長さが１０インチ、１０．５インチ、１１インチ、１
１．５インチ、１２インチ、１２．５インチで幅が７．
５インチのフォイルを２つづつ切断した。最も短い２個
のフォイルを８インチ離して０．００２インチの厚さで
４８インチの幅のＦＥＰテフロン膜上に配置させた。リ
ード延長部をＡｍｐｅｒｅｘのＢＹ７１４ダイオード
（２個を直列）へ半田付けし、且つそのダイオード組立
体を前述した如くＣｕフォイル及びテフロン膜上に配置
させた。巻着用のマンドレルのために１インチの直径の
ポリカーボネートのロッドを使用した。約１回転巻着し
た後に、２番目のダイオード組立体（それは、最も高い
電圧のＡＣコンデンサを次に高いＤＣコンデンサへ接続
している）を所定位置に付設した。テフロン膜を約更に
５回巻着させ、次いで次の一対のＣｕフォイルを所定位
置に配置させた。これにより、コンデンサの誘電体層を
形成するための０．００２インチの厚さのテフロンから
なる４つの層が与えられた。この時点において、既に巻
着されたテフロン膜を適切な長さにトリミングし、次の
コンデンサ段を巻着させた。ダイオードは約０．１イン
チの直径であるので、コンデンサの誘電体のテフロン層
の間に幾分かの空隙が発生することは回避不可能であ
る。巻着した後に、ＨＶ変圧器へ接続させるべきリード
をＡＣ及びＤＣコンデンサバンクの最も外側のＣｕ層へ
半田付けした。約１．４インチの直径の組立体全体を２
インチの直径のポリカーボネートハウジング内に収納さ
せ、排気させると共にＦＣ５３１１ Ｆｌｕｏｒｉｎｅ
ｒｔを充填させた。次いで、該液体をＳＦ6 で２５ｐｓ
ｉａの圧力に加圧した。２ＧΩ負荷及び１０ｋＨｚの駆
動周波数でのテストの結果、出力電圧は可能な最大値
（ピークＡＣ駆動電圧の１０倍）のほぼ１００％であっ
た。電圧発生器は１６ｋＶピークＡＣ駆動電圧へ迄満足
に動作し、ＤＣ電圧の発生は約１６０ｋＶであった。１
２段を有する同様の構成の２番目の具体例としての装置
を構成し、テストした結果、２５ｋＶピーク励起電圧迄
満足して動作し約３００ｋＶＤＣが得られた。
トン発生器を以下の如くに製造した。０．００１４イン
チの厚さのＣｕストックからフォイルを切断した。各々
の長さが１０インチ、１０．５インチ、１１インチ、１
１．５インチ、１２インチ、１２．５インチで幅が７．
５インチのフォイルを２つづつ切断した。最も短い２個
のフォイルを８インチ離して０．００２インチの厚さで
４８インチの幅のＦＥＰテフロン膜上に配置させた。リ
ード延長部をＡｍｐｅｒｅｘのＢＹ７１４ダイオード
（２個を直列）へ半田付けし、且つそのダイオード組立
体を前述した如くＣｕフォイル及びテフロン膜上に配置
させた。巻着用のマンドレルのために１インチの直径の
ポリカーボネートのロッドを使用した。約１回転巻着し
た後に、２番目のダイオード組立体（それは、最も高い
電圧のＡＣコンデンサを次に高いＤＣコンデンサへ接続
している）を所定位置に付設した。テフロン膜を約更に
５回巻着させ、次いで次の一対のＣｕフォイルを所定位
置に配置させた。これにより、コンデンサの誘電体層を
形成するための０．００２インチの厚さのテフロンから
なる４つの層が与えられた。この時点において、既に巻
着されたテフロン膜を適切な長さにトリミングし、次の
コンデンサ段を巻着させた。ダイオードは約０．１イン
チの直径であるので、コンデンサの誘電体のテフロン層
の間に幾分かの空隙が発生することは回避不可能であ
る。巻着した後に、ＨＶ変圧器へ接続させるべきリード
をＡＣ及びＤＣコンデンサバンクの最も外側のＣｕ層へ
半田付けした。約１．４インチの直径の組立体全体を２
インチの直径のポリカーボネートハウジング内に収納さ
せ、排気させると共にＦＣ５３１１ Ｆｌｕｏｒｉｎｅ
ｒｔを充填させた。次いで、該液体をＳＦ6 で２５ｐｓ
ｉａの圧力に加圧した。２ＧΩ負荷及び１０ｋＨｚの駆
動周波数でのテストの結果、出力電圧は可能な最大値
（ピークＡＣ駆動電圧の１０倍）のほぼ１００％であっ
た。電圧発生器は１６ｋＶピークＡＣ駆動電圧へ迄満足
に動作し、ＤＣ電圧の発生は約１６０ｋＶであった。１
２段を有する同様の構成の２番目の具体例としての装置
を構成し、テストした結果、２５ｋＶピーク励起電圧迄
満足して動作し約３００ｋＶＤＣが得られた。
【００２６】以上、本発明の具体的実施の態様について
に詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限
定されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱
することなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
に詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限
定されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱
することなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
【００２７】例えば、コンデンサバンクは、中性子発生
の場合正のイオンを加速するために負の極性でバイアス
され、且つＸ線発生の場合正の極性でバイアスされる。
タンデムのアプローチとすることも可能である。この場
合、発生源が負のイオンを発生し、該イオンは電圧Ｖへ
加速される。カーボンフォイルは電子を剥奪して正の電
荷を発生させる。次いで、その正の電荷は対称的なシス
テムを介して接地へ向かって加速される。加速された粒
子をターゲット上に集束させるために、加速管のリング
内の開口上にワイヤグリッドを使用することも可能であ
る。
の場合正のイオンを加速するために負の極性でバイアス
され、且つＸ線発生の場合正の極性でバイアスされる。
タンデムのアプローチとすることも可能である。この場
合、発生源が負のイオンを発生し、該イオンは電圧Ｖへ
加速される。カーボンフォイルは電子を剥奪して正の電
荷を発生させる。次いで、その正の電荷は対称的なシス
テムを介して接地へ向かって加速される。加速された粒
子をターゲット上に集束させるために、加速管のリング
内の開口上にワイヤグリッドを使用することも可能であ
る。
【図１】 従来の中性子発生器を示した概略図。
【図２】 コッククロフト−ウォルトン電圧倍増器を示
した概略図。
した概略図。
【図３】 図２の倍増器の構成要素の電圧レベルを示し
た説明図。
た説明図。
【図４】 本発明の一実施例に基づく粒子加速器を示し
た概略図。
た概略図。
【図５】 図４の一部を拡大して示した概略図。
【図６】 図５の一部を拡大して示した概略図。
【図７】 図４の粒子加速器がどのようにして構成され
ているかを示した概略図。
ているかを示した概略図。
【図８】 本発明の別の実施例に基づいて構成された粒
子加速器の概略図。
子加速器の概略図。
【図９】 本発明の別の実施例に基づく電源を示した概
略図。
略図。
１４ コッククロフト−ウォルトン電圧倍増器 ５０ 粒子加速器 ５２ 粒子発生源 ５４ 加速管 ５６ リング ５８ ターゲット ６６ ＤＣコンデンサバンク ６８ ダイオードマトリクス ７０ ＡＣコンデンサバンク ７６ 導電性フォイル ８０ 絶縁性シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実公 昭37−4298（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 5/02
Claims (12)
- 【請求項１】 帯電粒子を発生する発生源、信号電圧を
供給する手段、前記信号電圧を倍増する電圧倍増器、ビ
ーム軸を持った加速器手段であって前記加速器手段外部
の電圧が前記信号電圧よりも大きくないように前記発生
源からの粒子を加速させ且つ前記ビーム軸を共通軸とす
るコンデンサからなるバンクを持った加速器手段、を有
することを特徴とする装置。 - 【請求項２】 請求項１において、前記電圧倍増器がコ
ッククロフト−ウォルトン電圧倍増器であることを特徴
とする装置。 - 【請求項３】 請求項２において、前記コンデンサのバ
ンクが絶縁シートとフォイルを有する筒状部材であり、
前記フォイルが前記コンデンサの電極を構成しており、
且つ前記シートが前記電極間の誘電体物質を構成してい
ることを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項３において、前記フォイルが異な
った寸法を有すると共に最も内側のフォイルが最も小さ
なフォイルであるように次第に寸法が増加する態様で前
記筒状部材内に配列されていることを特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項４において、前記絶縁性のシート
がそのシートの最も内側の部分が最も小さな軸方向長さ
を有するように次第に増加する軸方向長さを持つように
前記筒状部材内に配設されていることを特徴とする装
置。 - 【請求項６】 請求項５において、前記コンデンサのバ
ンクは、ＤＣコンデンサバンクとＡＣコンデンサバンク
とを有しており、前記コッククロフト−ウォルトン電圧
倍増器も前記ＡＣコンデンサバンクと前記ＤＣコンデン
サバンクとを接続するダイオードからなるバンクを有す
ることを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項６において、前記ダイオードバン
クのダイオード及び前記ＡＣ及びＤＣコンデンサバンク
のフォイルは電気的に導通すべく静電力によって物理的
に接続されていることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項３において、前記加速器手段が前
記筒状部材によって実質的に取囲まれている軸方向に配
列したリングを持った粒子加速器であり、各リングは最
も内側のリングが最も内側のフォイルへ接続するように
前記バンクの対応する１つのコンデンサへ接続している
ことを特徴とする装置。 - 【請求項９】 請求項８において、前記コンデンサのバ
ンクが前記加速器のリングへ接続するＤＣコンデンサバ
ンクとを有すると共にＡＣコンデンサバンクを有してお
り、前記コッククロフト−ウォルトン電圧倍増器が前記
ＡＣコンデンサバンク及び前記ＤＣコンデンサバンクを
接続するダイオードバンクを有していることを特徴とす
る装置。 - 【請求項１０】 請求項９において、ＡＣ側上の接地に
対する浮遊容量が第一の最も低い電圧容量段上に集めら
れていることを特徴とする装置。 - 【請求項１１】 請求項１０において、前記筒状部材が
１．５インチ未満の直径を有することを特徴とする装
置。 - 【請求項１２】 請求項１１において、前記ダイオード
バンクのダイオード及び前記ＡＣ及びＤＣコンデンサバ
ンクのフォイルが電気的に導通すべく静電力によって物
理的に接続されていることを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| US5523556A (en) * | 1994-05-24 | 1996-06-04 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and method of using PMT having wrap-around circuitry |
| DE19513683C2 (de) * | 1995-04-11 | 1998-03-19 | Schwerionenforsch Gmbh | Hochstromgepulstes Linsenmultiplett für die Strahlführung und Strahloptik von elektrisch geladenen Teilchen |
| US5680431A (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-21 | Schlumberger Technology Corporation | X-ray generator |
| US7030355B1 (en) | 2004-08-03 | 2006-04-18 | Sandia National Laboratories | Low power photomultiplier tube circuit and method therefor |
| US20080232532A1 (en) * | 2005-04-29 | 2008-09-25 | Larsen Lewis G | Apparatus and Method for Generation of Ultra Low Momentum Neutrons |
| US7336764B2 (en) * | 2005-10-20 | 2008-02-26 | Agilent Technologies, Inc. | Electron beam accelerator and ceramic stage with electrically-conductive layer or coating therefor |
| US20100189223A1 (en) * | 2006-02-16 | 2010-07-29 | Steller Micro Devices | Digitally addressed flat panel x-ray sources |
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| RU2456781C1 (ru) * | 2010-12-27 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Циклический ускоритель пылевых заряженных частиц |
| WO2013040525A1 (en) * | 2011-09-15 | 2013-03-21 | Schlumberger Canada Limited | Target extender in radiation generator |
| US8824161B2 (en) * | 2012-06-15 | 2014-09-02 | Medtronic, Inc. | Integrated circuit packaging for implantable medical devices |
| US8895994B2 (en) | 2012-06-27 | 2014-11-25 | Schlumberger Technology Corporation | Electronic device including silicon carbide diode dies |
| US20140209308A1 (en) * | 2013-01-29 | 2014-07-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | High Efficiency Radiation-Induced Triggering for Set-On-Command Compositions and Methods of Use |
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| GB2517671A (en) | 2013-03-15 | 2015-03-04 | Nikon Metrology Nv | X-ray source, high-voltage generator, electron beam gun, rotary target assembly, rotary target and rotary vacuum seal |
| WO2023200901A2 (en) * | 2022-04-12 | 2023-10-19 | Space Age Technologies, LLC | Bessel tube for driving gaseous molecules and nanoparticles into linear motion |
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|---|---|---|---|---|
| US3581106A (en) * | 1968-04-05 | 1971-05-25 | Nuclear Chicago Corp | Graded plane, high voltage dc power supply |
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| SU434896A2 (ru) * | 1972-11-04 | 1988-10-30 | Anatskij A I | Вакуумна система линейного индукционного ускорител |
| IT1006799B (it) * | 1973-02-01 | 1976-10-20 | Air Ind | Cascata moltiplicatrice e fistola di spruzzatura elettrostatica a ca scata incorporata |
| DE2314674C3 (de) * | 1973-03-23 | 1980-11-27 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Elektrische spannungsvervielfacher-kaskade |
| GB1492395A (en) * | 1975-06-03 | 1977-11-16 | Science Res Council | Electrostatic particle generators |
| DE2526823C2 (de) * | 1975-06-16 | 1979-12-20 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Spannungsvervielfacheranordnung |
| DE2853503A1 (de) * | 1978-12-12 | 1980-06-26 | Draloric Electronic | Kondensatorkaskade |
| FR2475792A1 (fr) * | 1980-02-12 | 1981-08-14 | Thomson Csf | Multiplicateur de tension integre |
| US4320446A (en) * | 1980-05-05 | 1982-03-16 | Texaco Inc. | Cockcroft-Walton voltage multiplying circuit for slim hole well logging tool |
| US4587430A (en) * | 1983-02-10 | 1986-05-06 | Mission Research Corporation | Ion implantation source and device |
| US4583025A (en) * | 1983-10-31 | 1986-04-15 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Autogenerator of beams of charged particles |
| JPS61208739A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-17 | Jeol Ltd | 集束イオンビ−ム装置 |
| JPS62166782A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-07-23 | Toshiba Corp | 多出力多倍圧整流回路 |
| JPS62166783A (ja) * | 1986-01-17 | 1987-07-23 | Toshiba Corp | 多出力多倍圧整流回路 |
| US5124658A (en) * | 1988-06-13 | 1992-06-23 | Adler Richard J | Nested high voltage generator/particle accelerator |
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