JP3168785B2 - Vacuum beam duct for accelerator and method of manufacturing the same - Google Patents
Vacuum beam duct for accelerator and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、加速器、特に、超大型
超伝導加速器等の大規模な加速器において、粒子ビーム
を通過させるダクトとして用いて好適な加速器用真空ビ
ームダクトおよびその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an accelerator, and more particularly to a vacuum beam duct for an accelerator suitable for use as a duct for passing a particle beam in a large-scale accelerator such as a super large superconducting accelerator, and a method of manufacturing the same. It is.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、高エネルギー物理学に関する種々
の現象の研究に用いる目的で、電子―電子衝突、電子―
陽電子衝突、陽子―陽子衝突等のような、高エネルギー
粒子同士の衝突を発生させるための加速器が開発されて
いる。例えば、陽子―陽子衝突を発生させるための超大
型超伝導加速器(以下、SSCと称する)は、20兆電
子ボルトのエネルギーにまで加速した陽子同士を衝突さ
せるための円形加速器である。SSCにおける陽子ビー
ムを通過させるダクトは、所定の長さの真空ビームダク
トが多数連結されて全体としてリング状とされたもので
あり、陽子ビームは、リングの途中に設置された超伝導
電磁石により偏向、収束されつつ、リング内を周回する
ようになっている。この場合、低温雰囲気の超伝導電磁
石の中心には真空ビームダクトが配置され、この内部を
陽子ビームが通過するようになっている。また、SSC
においては、例えば、リングの周長は87kmであり、
長さ16mの超伝導電磁石が10000台以上使用され
るといった大規模のものである。2. Description of the Related Art In recent years, for the purpose of studying various phenomena related to high energy physics, electron-electron collision, electron-
Accelerators have been developed to generate high energy particle collisions, such as positron collisions, proton-proton collisions, and the like. For example, an ultra-large superconducting accelerator (hereinafter, referred to as SSC) for generating proton-proton collisions is a circular accelerator for colliding protons accelerated to an energy of 20 trillion electron volts. The duct through which the proton beam passes in the SSC is a ring formed by connecting a number of vacuum beam ducts of a predetermined length, and the proton beam is deflected by a superconducting electromagnet installed in the middle of the ring. , While converging, it goes around the ring. In this case, a vacuum beam duct is disposed at the center of the superconducting electromagnet in a low-temperature atmosphere, and a proton beam passes through the inside thereof. Also, SSC
In, for example, the circumference of the ring is 87 km,
This is a large-scale one in which 10,000 or more superconducting electromagnets having a length of 16 m are used.
【0003】ところで、前記真空ビームダクトにおいて
は、加速した陽子とビームダクト内に残留した粒子とが
衝突し、水素原子が発生する。この水素原子は、陽子の
運動の妨げとなったり、ビームダクト内の真空度を低下
させる等の悪影響を及ぼすので、発生した水素原子をビ
ームダクト内面に吸着させて除去する必要がある。そこ
で、SSCに用いるダクトとしては、図11に示すよう
に、ビームダクト1の管壁2の内部にポンプ室3、3を
設け、その端部にクライオアブソーバ(低温吸着体)
4、4、…を取り付ける構成のものが検討されている。
そして、ビームダクト1の内部とポンプ室3とを仕切る
壁部5には多数のポンプホール6、6、…を形成してい
る。このような構造のビームダクト1においては、発生
した水素原子は、ビームダクト1の内部からポンプホー
ル6を通過してポンプ室3に到達し、クライオアブソー
バ4に吸着されて除去される。In the vacuum beam duct, accelerated protons collide with particles remaining in the beam duct, and hydrogen atoms are generated. Since the hydrogen atoms have an adverse effect such as hindering the movement of protons or lowering the degree of vacuum in the beam duct, it is necessary to remove generated hydrogen atoms by adsorbing them on the inner surface of the beam duct. Therefore, as a duct used in the SSC, as shown in FIG. 11, pump chambers 3 and 3 are provided inside the tube wall 2 of the beam duct 1 and a cryo absorber (low temperature adsorbent) is provided at the end thereof.
4, 4,... Are being studied.
A large number of pump holes 6, 6,... Are formed in a wall portion 5 that partitions the inside of the beam duct 1 from the pump chamber 3. In the beam duct 1 having such a structure, the generated hydrogen atoms reach the pump chamber 3 from the inside of the beam duct 1 through the pump hole 6, are adsorbed by the cryoabsorber 4, and are removed.
【0004】また、前記ポンプ室3が設けられた真空ビ
ームダクトを製造するには、アルミニウム合金等の金属
を素材として、押し出し成形法により管状のビームダク
ト1を形成するとともに、その管壁2にポンプ室3を形
成するようにし、その後、プレス加工によりビームダク
ト1の内部とポンプ室3とを仕切る壁部5に1個ずつポ
ンプホール6を形成することが検討されている。In order to manufacture a vacuum beam duct in which the pump chamber 3 is provided, a tubular beam duct 1 is formed from a metal such as an aluminum alloy by an extrusion method, and the tube wall 2 is formed on the tube beam 2. It is considered that the pump chamber 3 is formed, and thereafter, the pump holes 6 are formed one by one in the wall portion 5 that separates the inside of the beam duct 1 and the pump chamber 3 by press working.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、真空ビーム
ダクトにおいては、内部に発生した水素原子を早急に吸
着させる必要があるため、多数個のポンプホールが必要
となる。例えば、SSC用の長さ16mのビームダクト
の場合、450個程度のポンプホールが必要となるが、
これ程多くのポンプホールをプレス加工によって形成す
るには、非常に多くの工数を要するという問題がある。
一方、プレス加工を行なう際に、ビームダクト端部から
中央部に加工が進むに従って、一対の孔開け用パンチを
長尺のビームダクトの奥深くに挿入して高い精度で位置
合わせ、作動を行なわせる必要がある。また、ポンプ室
の容積が小さい場合には孔開け用パンチを挿入するこ
と、または孔開け時の金属くずを外部に排出することが
困難であるという問題もある。すなわち、このポンプホ
ール形成はプレス装置の技術としても困難さを有する作
業であった。In a vacuum beam duct, a large number of pump holes are required because it is necessary to immediately adsorb the hydrogen atoms generated inside. For example, in the case of a 16 m long beam duct for SSC, about 450 pump holes are required,
In order to form such a large number of pump holes by press working, there is a problem that a very large number of steps are required.
On the other hand, when performing the press working, as the working progresses from the end portion of the beam duct to the center portion, a pair of punches for punching are inserted deep into the long beam duct to perform positioning and operation with high precision. There is a need. Further, when the volume of the pump chamber is small, there is a problem that it is difficult to insert a punch for punching or to discharge metal scraps at the time of punching to the outside. That is, the formation of the pump hole is an operation having difficulty as a technology of the press device.
【0006】一方、ポンプホールの形状、寸法、位置等
はビームダクトの壁部表面を流れる高周波、ひいては陽
子ビームの軌道の安定性に影響を与えるものであるが、
前述したように、加工が非常に困難であるという理由か
らポンプホールの形状、寸法、位置等の設計の自由度が
小さいので、ビームダクトの壁部表面を流れる高周波の
影響を少なくすることが困難であり、その結果として陽
子ビームの軌道が若干不安定になるということが懸念さ
れた。On the other hand, the shape, size, position, etc. of the pump hole affect the high frequency flowing on the wall surface of the beam duct and, consequently, the stability of the orbit of the proton beam.
As described above, since the degree of freedom in designing the shape, size, and position of the pump hole is small because processing is extremely difficult, it is difficult to reduce the influence of high frequency flowing through the wall surface of the beam duct. As a result, there was concern that the orbit of the proton beam would be slightly unstable.
【0007】本発明は、前記の課題を解決するためにな
されたものであって、粒子ビームの軌道の安定性が高い
加速器用真空ビームダクトを提供するとともに、形状、
寸法、個数を任意に選択したポンプホール形成を容易に
行なうことができる加速器用真空ビームダクトの製造方
法を提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and provides a vacuum beam duct for an accelerator having high stability of the trajectory of a particle beam.
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a vacuum beam duct for an accelerator, in which a pump hole having an arbitrary size and number can be easily formed.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項1記載の加速器用真空ビームダクトは、ビ
ーム室とポンプ室とが仕切壁部によって区画され、該仕
切壁部の一部が、前記ビーム室と前記ポンプ室とを連通
させるポンプホールが設けられ、母材板の片面または両
面にロウ材が積層されたブレージングパネルによって構
成されたことを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a vacuum beam duct for an accelerator, wherein a beam chamber and a pump chamber are divided by a partition wall. The part is provided with a pump hole for communicating the beam chamber and the pump chamber, and is constituted by a brazing panel in which a brazing material is laminated on one or both sides of a base material plate.
【0009】また、請求項2記載の加速器用真空ビーム
ダクトの製造方法は、押し出し成形法により、管状のビ
ームダクト本体における本体壁部を製作するとともに、
その際に、該本体壁部から突出して互いに対向し、前記
ビームダクト本体の長手方向に延在し、それらの間に前
記ポンプ室に通じる開口部が確保された一対の仕切壁部
を形成することによって、前記本体壁部と前記一対の仕
切壁部とからなる前記ビームダクト本体を製作するとと
もに、母材板の片面または両面にロウ材が積層されてな
るブレージングパネルによって、前記一対の仕切壁部に
当接して前記開口部を塞ぎ得る形状に成形した蓋体を製
作し、ついで、該蓋体にポンプホールを形成し、つい
で、前記ビームダクト本体に形成した前記開口部を塞ぐ
ように前記蓋体を装着し、ついで、該蓋体が装着された
ビームダクト本体を加熱炉に装入して加熱することによ
り、蓋体のロウ材を溶融させて前記一対の仕切壁部と前
記蓋体とをロウ付けしてこれらを一体化することを特徴
とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a vacuum beam duct for an accelerator, wherein a main body wall of a tubular beam duct main body is manufactured by an extrusion molding method.
At this time, a pair of partition walls protruding from the main body wall and facing each other, extending in the longitudinal direction of the beam duct main body, and between which an opening communicating with the pump chamber is secured is formed. Thereby, the beam duct main body including the main body wall portion and the pair of partition wall portions is manufactured, and the brazing panel in which the brazing material is laminated on one or both surfaces of the base material plate forms the pair of partition walls. A lid formed in a shape capable of closing the opening by contacting the opening, then forming a pump hole in the lid, and then closing the opening formed in the beam duct main body so as to close the opening. A lid is attached, and then the beam duct body to which the lid is attached is charged into a heating furnace and heated to melt the brazing material of the lid, and the pair of partition walls and the lid And brazing It is characterized in that integrating these Te.
【0010】[0010]
【作用】請求項1記載の加速器用真空ビームダクトによ
れば、ビーム室とポンプ室とを仕切る仕切壁部の一部が
ブレージングパネルによって構成されているので、ビー
ムダクトの本体とは別に、ブレージングパネルにポンプ
ホールを形成させることができる。According to the vacuum beam duct for an accelerator according to the present invention, since a part of the partition wall for separating the beam chamber and the pump chamber is constituted by the brazing panel, the brazing is performed separately from the beam duct main body. A pump hole can be formed in the panel.
【0011】また、請求項2記載の加速器用真空ビーム
ダクトの製造方法によれば、一対の仕切壁部が形成され
たビームダクト本体の製作とは別個に、ブレージングパ
ネルからなる蓋体の製作作業、ならびに蓋体のポンプホ
ール形成作業を行なうことができるので、特に、ポンプ
ホール形成作業を任意の方法を用いて容易に行なうこと
ができる。Further, according to the method of manufacturing a vacuum beam duct for an accelerator according to the second aspect, separately from the manufacturing of the beam duct main body having the pair of partition walls formed therein, the operation of manufacturing a lid body made of a brazing panel is performed. In addition, since the pump hole forming operation of the lid can be performed, the pump hole forming operation can be particularly easily performed by using any method.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の加速器用真空ビームダクトお
よびその製造方法の一実施例を図1ないし図6を参照し
て説明する。本実施例の加速器用真空ビームダクトは、
SSCの超伝導電磁石内に設置されるものであって、径
が44mm、長さが約16m、板厚が2mmのアルミニ
ウム合金製の管体であり、管内上部、下部の2箇所には
同一のポンプ室が設けられている。図1は、ビームダク
ト6内の下部に設けられたポンプ室部分を示す図であっ
て、符号7はポンプ室、8はビームダクト本体壁部、9
は仕切壁部、10は蓋板(蓋体)、11はポンプホー
ル、12はクライオアブソーバ(低温吸着体)である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a vacuum beam duct for an accelerator according to the present invention and a method for manufacturing the same will be described below with reference to FIGS. The vacuum beam duct for the accelerator of this embodiment is:
It is a tube made of an aluminum alloy having a diameter of 44 mm, a length of about 16 m, and a plate thickness of 2 mm, which is installed in an SSC superconducting electromagnet. A pump chamber is provided. FIG. 1 is a view showing a pump chamber portion provided at a lower portion in a beam duct 6, wherein reference numeral 7 denotes a pump chamber, 8 denotes a beam duct main body wall, 9
Is a partition wall, 10 is a lid plate (lid), 11 is a pump hole, and 12 is a cryoabsorber (low temperature adsorbent).
【0013】ビームダクト本体壁部8には、互いに対向
してビームダクト6の長手方向に延在し、ビームダクト
本体壁部8から水平方向に突出した一対の仕切壁部9、
9が形成されている。また、一対の仕切壁部9、9の先
端上部にはそれぞれ切欠部9aが形成されており、この
切欠部9aには、多数個のポンプホール11が一定間隔
に形成された蓋板10が載置され、一対の仕切壁部9、
9と一体化されている。したがって、ビームダクト6の
管内は、一体化した仕切壁部9、9と蓋板10とによっ
て、ビーム室13と断面が弓状のポンプ室7とに区画さ
れ、これらビーム室13とポンプ室7とはポンプホール
11を介して連通されている。The beam duct main body wall 8 has a pair of partition walls 9 extending in the longitudinal direction of the beam duct 6 so as to face each other and projecting horizontally from the beam duct main body wall 8.
9 are formed. A notch 9a is formed in the upper end of each of the pair of partition walls 9, 9, and a cover plate 10 in which a number of pump holes 11 are formed at regular intervals is mounted on the notch 9a. And a pair of partition walls 9,
9 is integrated. Therefore, the inside of the pipe of the beam duct 6 is divided into the beam chamber 13 and the pump chamber 7 having an arc-shaped cross section by the integrated partition walls 9, 9 and the cover plate 10. Is communicated through a pump hole 11.
【0014】また、ポンプ室7の両端部にはクライオア
ブソーバ12、12が充填されている。クライオアブソ
ーバ12は表面積の大きな多孔質の吸着材であって、例
えば、チタンスポンジ、あるいは黒鉛等からなり、低温
雰囲気においてその表面に水素原子を吸着させる性質を
有するものである。Both ends of the pump chamber 7 are filled with cryo-absorbers 12, 12, respectively. The cryoabsorber 12 is a porous adsorbent having a large surface area, and is made of, for example, titanium sponge or graphite, and has a property of adsorbing hydrogen atoms on the surface thereof in a low-temperature atmosphere.
【0015】つぎに、前記構成のビームダクトの製造方
法について説明する。図6は製造工程を示すフローチャ
ートであるが、この図に示すように、ビームダクトはビ
ームダクト本体と蓋板とが別個に製作され、その後、こ
れらが組み合わされて一体化されるようになっている。Next, a method of manufacturing the beam duct having the above-described configuration will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the manufacturing process. As shown in this figure, the beam duct is manufactured by separately manufacturing the beam duct main body and the cover plate, and thereafter, these are combined and integrated. I have.
【0016】まず、ビームダクト本体14を製作する。
この場合には、図2に示すように、切欠部9aが設けら
れた一対の仕切壁部9、9を上下2箇所に有するビーム
ダクト本体14をアルミニウム合金を素材とした押し出
し成形法によって製作する(図6のS1)。First, the beam duct body 14 is manufactured.
In this case, as shown in FIG. 2, a beam duct main body 14 having a pair of partition walls 9, 9 provided with notches 9a at two upper and lower portions is manufactured by an extrusion method using an aluminum alloy as a material. (S1 in FIG. 6).
【0017】一方、ビームダクト本体14の製作とは別
個に、図3に示す蓋板10を製作する。この際には、蓋
板10の素材としては、母材板の片面(もしくは両面)
にその母材板より低融点のロウ材を積層してなる市販の
ブレージングパネルを用いる(例えば、JISZ326
3に規定されているBA23PC等)。そして、ビーム
ダクト本体14の一対の仕切壁部9、9に形成された切
欠部9aに嵌合する寸法にこのブレージングパネルを切
断、成形する(図6のS2)。その後、前記蓋板10に
プレス加工により多数個のポンプホール11を一定間隔
をおいて形成する(図6のS3)。On the other hand, separately from the manufacture of the beam duct body 14, the cover plate 10 shown in FIG. 3 is manufactured. In this case, the material of the cover plate 10 is one side (or both sides) of the base material plate.
A commercially available brazing panel obtained by laminating a brazing material having a lower melting point than the base material plate is used (for example, JISZ326
BA23PC specified in No. 3). Then, the brazing panel is cut and formed into a size that fits into the notch 9a formed in the pair of partition walls 9, 9 of the beam duct main body 14 (S2 in FIG. 6). Thereafter, a large number of pump holes 11 are formed in the cover plate 10 by pressing at regular intervals (S3 in FIG. 6).
【0018】つぎに、図4に示すように、ポンプホール
11を形成した蓋板10をロウ材側の面がポンプ室側と
なるようにビームダクト本体14の一対の仕切壁部9、
9に形成された切欠部9a、9aに嵌合させ、図示しな
い押さえ治具で固定する(図6のS4)。Next, as shown in FIG. 4, the cover plate 10 in which the pump hole 11 is formed is placed on the pair of partition walls 9 of the beam duct body 14 such that the surface on the brazing material side faces the pump chamber.
9 are fitted into the notches 9a, 9a formed therein, and are fixed by a holding jig (not shown) (S4 in FIG. 6).
【0019】ついで、図5に示すように、上下2箇所の
ポンプ室7、7それぞれに蓋板10、10を装着したビ
ームダクト本体14を真空加熱炉(加熱炉)内に装入し
て、全体を加熱する。このようにすると、蓋板10を構
成するブレージングパネルのロウ材が溶融することによ
って蓋板10と一対の仕切壁部9、9とがロウ付けによ
り一体化される(図6のS5)。なお、この際には、前
記押さえ治具を用いて矢印16に示す方向に力を加え、
各蓋板10を一対の仕切壁部9、9の方向に押し付ける
ようにした状態で真空加熱炉内に装入するようにする。Next, as shown in FIG. 5, the beam duct main body 14 having the lid plates 10 and 10 attached to the upper and lower two pump chambers 7 and 7 is charged into a vacuum heating furnace (heating furnace). Heat the whole. In this way, the brazing material of the brazing panel constituting the lid plate 10 is melted, so that the lid plate 10 and the pair of partition walls 9, 9 are integrated by brazing (S5 in FIG. 6). At this time, a force is applied in the direction shown by arrow 16 using the holding jig,
Each cover plate 10 is inserted into a vacuum heating furnace in a state where the cover plate 10 is pressed in the direction of the pair of partition walls 9 and 9.
【0020】つぎに、蓋板10を一体化したビームダク
ト本体14に対して180℃、20時間の熱処理を施す
と(図6のS6)、ビームダクト本体14および蓋板1
0全体の強度が向上し、所定の強度となったところでビ
ームダクト6の製作は完了する。その後、ポンプ室7の
両端部にはクライオアブソーバ12を充填する。Next, when the beam duct body 14 with the cover plate 10 integrated therein is subjected to a heat treatment at 180 ° C. for 20 hours (S6 in FIG. 6), the beam duct body 14 and the cover plate 1 are heated.
The production of the beam duct 6 is completed when the strength of the entirety is improved and reaches a predetermined strength. Thereafter, both ends of the pump chamber 7 are filled with a cryo-absorber 12.
【0021】このようにして製作されたビームダクト6
をSSCの超伝導電磁石内に設置すると、ビームダクト
6全体が低温雰囲気に置かれることになり、ビームダク
ト6中心部を陽子ビームが通過するときに、ダクト内に
残存する粒子に衝突して発生する水素原子は、ポンプホ
ール11を通過してポンプ室7に到達する。そこで、水
素原子は低温下で吸着能を有するクライオアブソーバ1
2に吸着され、ビームダクト6のビーム室13から除去
される。また、SSCの使用を重ねることによりクライ
オアブソーバ12の吸着能が低下したときには、ベーキ
ングを行なうことによりクライオアブソーバ12を再生
する。The beam duct 6 thus manufactured
Is installed in the superconducting electromagnet of the SSC, the entire beam duct 6 is placed in a low-temperature atmosphere. When the proton beam passes through the center of the beam duct 6, it collides with particles remaining in the duct. The generated hydrogen atoms reach the pump chamber 7 through the pump hole 11. Therefore, the hydrogen atom is a cryoabsorber 1 that has the ability to adsorb at low temperatures.
2 and is removed from the beam chamber 13 of the beam duct 6. When the adsorbability of the cryoabsorber 12 decreases due to repeated use of SSC, the cryoabsorber 12 is regenerated by performing baking.
【0022】本実施例の加速器用真空ビームダクト6の
製造方法においては、ビームダクト本体14の製作とは
別個に、ビームダクト本体14の外部で蓋板10の製作
を行なうので、ビームダクトの奥深くにプレス装置を挿
入してポンプホールの形成を行なう従来の方法に比べ
て、プレス加工による蓋板10へのポンプホール11の
形成作業を容易に行なうことができる。さらに、蓋板1
0を一対の仕切壁部9、9の切欠部9a、9aに嵌合さ
せればよいので、蓋板10の位置決めが容易であるとと
もに、真空加熱炉に挿入するのみで蓋板10を仕切壁部
9にロウ付けし、これらを一体化することができるの
で、蓋板10の固定も容易、かつ少ない工数で行なうこ
とができる。したがって、この製造方法によれば、ビー
ムダクト6の製造工程全体を通して、工数低減、作業の
簡略化を図ることが可能となる。In the method of manufacturing the vacuum beam duct 6 for the accelerator according to the present embodiment, the cover plate 10 is manufactured outside the beam duct main body 14 separately from the manufacture of the beam duct main body 14, so that it is deep in the beam duct. The work of forming the pump hole 11 in the cover plate 10 by press working can be easily performed as compared with the conventional method of forming a pump hole by inserting a press device into the pump plate. Furthermore, cover plate 1
0 can be fitted into the notches 9a, 9a of the pair of partition walls 9, 9, so that the positioning of the lid plate 10 is easy, and the lid plate 10 is simply inserted into the vacuum heating furnace. Since they can be brazed to the portion 9 and integrated therewith, the fixing of the cover plate 10 can be performed easily and with a small number of steps. Therefore, according to this manufacturing method, it is possible to reduce man-hours and simplify the work throughout the entire manufacturing process of the beam duct 6.
【0023】また、ポンプホールの形成作業が容易にな
るのみならず、多数個の小さなポンプホール11を精度
よく形成することができるので、ポンプホール11によ
ってビームダクト本体14の壁部表面を流れる高周波が
キャビティを発生する等、悪影響を与えることもなく、
陽子ビームの軌道をより安定させることができる。Further, not only the work of forming the pump hole is facilitated, but also a large number of small pump holes 11 can be formed with high precision. Without adverse effects such as the generation of cavities,
The trajectory of the proton beam can be made more stable.
【0024】また、アルミニウム合金を素材とした押し
出し成形法はその技術が著しく向上しているので、特
に、ビームダクト本体14の仕切壁部9における切欠部
9aを形成する等にあたっては、高い寸法精度で製作す
ることができ、蓋板10を装着したときにビーム室13
の内壁面を平滑な面とすることができる。Since the extrusion molding method using an aluminum alloy as a raw material has been significantly improved, especially when forming the notch 9a in the partition wall 9 of the beam duct main body 14, high dimensional accuracy is required. When the lid plate 10 is mounted, the beam chamber 13 can be manufactured.
Can be made a smooth surface.
【0025】なお、本実施例の加速器用真空ビームダク
ト6においては、仕切壁部9と蓋板10との接合部分の
形状を仕切壁部9先端のビーム室13側に切欠部9aを
形成し、この切欠部9aに蓋板10を嵌合させる構造と
したが、これに代えて、図7ないし図10に示す種々の
構造のものを適用することができる。In the vacuum beam duct 6 for the accelerator according to the present embodiment, a notch 9a is formed at the tip of the partition wall 9 on the side of the beam chamber 13 in the shape of the joint between the partition wall 9 and the cover plate 10. Although the cover plate 10 is fitted into the notch 9a, various structures shown in FIGS. 7 to 10 can be applied instead.
【0026】図7は、一対の仕切壁部18、18の板厚
方向における中央部に溝部18a、18aを形成し、こ
の溝部18aに蓋板10を嵌合させた構造のビームダク
ト17である。この構造の場合には、蓋板10がその両
面側から仕切壁部18によって堅固に保持される。FIG. 7 shows a beam duct 17 having a structure in which grooves 18a, 18a are formed in the center of the pair of partition walls 18, 18 in the plate thickness direction, and the lid plate 10 is fitted into the grooves 18a. . In the case of this structure, the cover plate 10 is firmly held by the partition walls 18 from both sides thereof.
【0027】図8は、仕切壁部20先端のポンプ室7側
の角部20aが鋭角となるように、一対の仕切壁部2
0、20をテーパ状に成形するとともに、蓋板21の側
面も仕切壁部20と同様にテーパ状に成形し、一対の仕
切壁部20、20の間に蓋板21を嵌合させた構造のビ
ームダクト19である。この構造の場合には、蓋板21
のロウ材が接合面に流れ込むことによって蓋板21と仕
切壁部20とが一体化される。FIG. 8 shows a pair of partition walls 2 such that a corner 20a at the end of the partition wall 20 on the pump chamber 7 side is acute.
A structure in which 0 and 20 are formed in a tapered shape, and the side surface of the lid plate 21 is also formed in a tapered shape like the partition wall portion 20, and the lid plate 21 is fitted between the pair of partition wall portions 20 and 20. The beam duct 19 of FIG. In the case of this structure, the cover plate 21
When the brazing material flows into the joint surface, the lid plate 21 and the partition wall portion 20 are integrated.
【0028】図9は、一対の仕切壁部23、23の表面
と蓋板24のロウ材面とが当接するように、仕切壁部2
3上に蓋板24を配置してこれらを一体化させた構造の
ビームダクト22である。この構造の場合には、蓋板2
4と嵌合させるための仕切壁部23先端の成形加工が不
要となり、一対の仕切壁部23、23の間隔、および蓋
板24の寸法が高い精度を必要としないという利点を有
する。FIG. 9 shows the partition wall 2 so that the surfaces of the pair of partition walls 23 and 23 and the brazing material surface of the cover plate 24 are in contact with each other.
3 is a beam duct 22 having a structure in which a cover plate 24 is disposed on and integrated with them. In the case of this structure, the cover plate 2
There is no need to form the front end of the partition wall portion 23 for fitting with 4, and the distance between the pair of partition wall portions 23 and 23 and the dimension of the cover plate 24 do not require high precision.
【0029】図10は、ビームダクト自体の形状が前記
のものと異なる加速器に適用した場合の例であって、
(a)は、断面がほぼ長方形のビームダクト25の内部
を3つの室に分割し、中央をビーム室26、その上下を
ポンプ室27、27とした構造のものである。そして、
ビームダクト25の本体壁部28には一対の仕切壁部2
9、29を上下に2組形成し、一対の仕切壁部29、2
9には、図9と同様に、一対の仕切壁部29、29の表
面と蓋板30のロウ材面とが当接するように、蓋板30
を配置してこれらを一体化した構造のビームダクト25
である。また、(b)は、(a)と全く同様の仕切壁部
と蓋板との接合形状を有するものであり、ビームダクト
31の内部を2つの室に分割し、一方をビーム室32、
他方をポンプ室33とした構造のものである。このよう
に形状が異なるビームダクトであっても、製造方法とし
ては前記と全く同一の工程を経て製造することができ
る。FIG. 10 shows an example in which the shape of the beam duct itself is applied to an accelerator different from that described above.
(A) has a structure in which the inside of a beam duct 25 having a substantially rectangular cross section is divided into three chambers, and a beam chamber 26 is provided at the center, and pump chambers 27 and 27 are provided above and below the chamber. And
The main body wall 28 of the beam duct 25 has a pair of partition walls 2.
9 and 29 are formed on the upper and lower sides, and a pair of partition walls 29 and 2
9, similarly to FIG. 9, the cover plate 30 is disposed such that the surfaces of the pair of partition walls 29, 29 and the brazing material surface of the cover plate 30 abut against each other.
And a beam duct 25 having a structure integrating them.
It is. (B) has the same joining shape of the partition wall and the cover plate as in (a), and divides the inside of the beam duct 31 into two chambers, one of which is a beam chamber 32.
The other is a structure having a pump chamber 33. Even if the beam ducts have different shapes as described above, the beam ducts can be manufactured through exactly the same steps as described above.
【0030】また、この製造方法においては蓋板10を
ビームダクト本体14と別個に製作するので、ポンプホ
ールの形成方法としても種々の方法を用いることができ
る。本実施例においては、プレス加工を用いたが、この
方法に代えて、例えば、機械加工や、電子ビーム、レー
ザ等による加工を用いることもできる。In this manufacturing method, since the cover plate 10 is manufactured separately from the beam duct main body 14, various methods can be used for forming the pump hole. In the present embodiment, press working is used, but instead of this method, for example, mechanical working, working with an electron beam, laser, or the like can be used.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項1
記載の加速器用真空ビームダクトによれば、ビーム室と
ポンプ室とを仕切る仕切壁部の一部がブレージングパネ
ルによって構成されているので、ビームダクトの本体と
は別に、ブレージングパネルにポンプホールを形成させ
ることができる。したがって、ポンプホール設計の自由
度を向上させ、ビームダクトの壁部表面を流れる高周波
を安定させることができるので、その結果として陽子ビ
ームの軌道をより安定させることができる。As described in detail above, claim 1 is as follows.
According to the accelerator vacuum beam duct described above, since a part of the partition wall that separates the beam chamber and the pump chamber is constituted by the brazing panel, a pump hole is formed in the brazing panel separately from the main body of the beam duct. Can be done. Therefore, the degree of freedom in pump hole design can be improved, and the high frequency flowing through the wall surface of the beam duct can be stabilized. As a result, the orbit of the proton beam can be further stabilized.
【0032】また、請求項2記載の加速器用真空ビーム
ダクトの製造方法は、ビームダクト本体の製作とは別個
に、蓋体の製作を行なうので、ビームダクトの奥深くに
プレス装置を挿入してポンプホールの形成を行なってい
た従来の方法に比べて、蓋体へのポンプホールの形成作
業を容易に行なうことができる。さらに、ブレージング
パネルからなる蓋体をビームダクト本体に装着した後、
加熱炉に装入するのみで蓋体をビームダクト本体の一対
の仕切壁部にロウ付けし、これらを一体化することがで
きるので、蓋体の固定も容易、かつ少ない工数で行なう
ことができる。したがって、本発明の製造方法によれ
ば、ビームダクトの製造工程全体を通して、工数低減、
作業の簡略化を図ることができる。In the method of manufacturing a vacuum beam duct for an accelerator according to the second aspect of the present invention, since the lid is manufactured separately from the manufacturing of the beam duct main body, the pump is inserted deep into the beam duct. As compared with the conventional method in which holes are formed, the operation of forming the pump holes in the lid can be easily performed. Furthermore, after attaching the lid consisting of the brazing panel to the beam duct body,
The lid can be brazed to the pair of partition walls of the beam duct body simply by being charged into the heating furnace, and these can be integrated, so that the lid can be fixed easily and with a small number of man-hours. . Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, a reduction in man-hours throughout the manufacturing process of the beam duct,
Work can be simplified.
【図1】本発明の加速器用真空ビームダクトの一実施例
におけるポンプ室部分を拡大視した斜視図である。FIG. 1 is an enlarged perspective view of a pump chamber in an embodiment of a vacuum beam duct for an accelerator according to the present invention.
【図2】同実施例におけるビームダクト本体を示す斜視
図である。FIG. 2 is a perspective view showing a beam duct main body in the embodiment.
【図3】同実施例における蓋板を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a cover plate in the embodiment.
【図4】同実施例において、蓋板をビームダクト本体に
装着する状態を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a cover plate is mounted on a beam duct main body in the embodiment.
【図5】同実施例において、蓋板を装着したビームダク
ト本体を真空加熱炉に装入する状態を示す断面図であ
る。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which a beam duct main body with a cover plate mounted therein is charged into a vacuum heating furnace in the embodiment.
【図6】本発明の加速器用真空ビームダクトの製造方法
の手順を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a procedure of a method of manufacturing a vacuum beam duct for an accelerator according to the present invention.
【図7】同実施例における一対の仕切壁部と蓋板との接
合構造の他の実施例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment of the joint structure between the pair of partition walls and the cover plate in the embodiment.
【図8】同、他の実施例を示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.
【図9】同、他の実施例を示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.
【図10】他の形状のビームダクトに本発明を適用した
場合における一対の仕切壁部と蓋板との接合構造を示す
断面図であり、(a)は2つのポンプ室、(b)は1つ
のポンプ室を有する場合である。FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views showing a joint structure between a pair of partition walls and a cover plate when the present invention is applied to a beam duct having another shape, wherein FIG. 10A shows two pump chambers and FIG. This is a case where one pump chamber is provided.
【図11】SSCに適用すべく検討されているビームダ
クトの一例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing an example of a beam duct being studied to be applied to the SSC.
6、17、19、22、25、31…ビームダクト(加
速器用真空ビームダクト) 7、27、33…ポンプ室 8、28…ビームダクト本体壁部 9、18、20、23、29…仕切壁部 10、21、24、30…蓋板(蓋体) 11…ポンプホール 13、26、32…ビーム室 14…ビームダクト本体6, 17, 19, 22, 25, 31 ... beam duct (vacuum beam duct for accelerator) 7, 27, 33 ... pump chamber 8, 28 ... beam duct main body wall 9, 18, 20, 23, 29 ... partition wall Part 10, 21, 24, 30 ... lid plate (lid) 11 ... pump hole 13, 26, 32 ... beam chamber 14 ... beam duct body
Claims (2)
その内部に粒子ビームを通過させるビーム室と該ビーム
室内に残存する粒子を吸着させるポンプ室とによって構
成される加速器用真空ビームダクトであって、 前記ビーム室と前記ポンプ室とが仕切壁部によって区画
され、該仕切壁部の一部が、前記ビーム室と前記ポンプ
室とを連通させるポンプホールが設けられ、母材板の片
面または両面にロウ材が積層されたブレージングパネル
によって構成されたことを特徴とする加速器用真空ビー
ムダクト。1. An electromagnet which constitutes an accelerator,
An accelerator vacuum beam duct composed of a beam chamber for passing a particle beam therein and a pump chamber for adsorbing particles remaining in the beam chamber, wherein the beam chamber and the pump chamber are separated by a partition wall. A part of the partition wall portion is formed by a brazing panel in which a pump hole for communicating the beam chamber and the pump chamber is provided, and a brazing material is laminated on one or both surfaces of a base material plate. A vacuum beam duct for an accelerator.
その内部に粒子ビームを通過させるビーム室と該ビーム
室内に残存する粒子を吸着させるポンプ室とによって構
成される加速器用真空ビームダクトの製造方法であっ
て、 押し出し成形法により、管状のビームダクト本体におけ
る本体壁部を製作するとともに、その際に、該本体壁部
から突出して互いに対向し、前記ビームダクト本体の長
手方向に延在し、それらの間に前記ポンプ室に通じる開
口部が確保された一対の仕切壁部を形成することによっ
て、前記本体壁部と前記一対の仕切壁部とからなる前記
ビームダクト本体を製作するとともに、 母材板の片面または両面にロウ材が積層されてなるブレ
ージングパネルによって、前記一対の仕切壁部に当接し
て前記開口部を塞ぎ得る形状に成形した蓋体を製作し、 ついで、該蓋体にポンプホールを形成し、 ついで、前記ビームダクト本体に形成した前記開口部を
塞ぐように前記蓋体を装着し、 ついで、該蓋体が装着されたビームダクト本体を加熱炉
に装入して加熱することにより、蓋体のロウ材を溶融さ
せて前記一対の仕切壁部と前記蓋体とをロウ付けしてこ
れらを一体化することを特徴とする加速器用真空ビーム
ダクトの製造方法。2. An electromagnet constituting an accelerator,
A method for manufacturing a vacuum beam duct for an accelerator, comprising a beam chamber through which a particle beam passes and a pump chamber to adsorb particles remaining in the beam chamber, wherein a tubular beam duct body is formed by extrusion molding. In this case, the main body wall portion is manufactured, and at this time, an opening protruding from the main body wall portion and facing each other, extending in the longitudinal direction of the beam duct main body, and communicating with the pump chamber is secured therebetween. By forming the pair of partition walls, the beam duct body including the main body wall and the pair of partition walls is manufactured, and a brazing material is laminated on one or both surfaces of the base material plate. By using a brazing panel, a lid formed in a shape capable of contacting the pair of partition walls and closing the opening is manufactured. Then, the lid is attached so as to close the opening formed in the beam duct main body, and then the beam duct main body with the lid attached is charged into a heating furnace and heated. A method of manufacturing a vacuum beam duct for an accelerator, wherein the brazing material of the lid is melted, the pair of partition walls and the lid are brazed and integrated.
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