JP3334637B2 - 加速管および荷電粒子加速装置 - Google Patents
加速管および荷電粒子加速装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空胴共振器を用い
た加速管および荷電粒子加速装置に関するものである。
た加速管および荷電粒子加速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の荷電粒子（電子）加速装置は、例
えば、図１２に示す構成の加速管を有する。同図に示す
荷電粒子加速装置は、カソード１、アノード２、第一加
速空胴３、第二加速空胴４、サイド空胴５、導波管６か
らなる。そして、カソード１からは、一点鎖線で示す電
子ビーム７が放射され、また、導波管６内には、マイク
ロ波８が投入されている。
えば、図１２に示す構成の加速管を有する。同図に示す
荷電粒子加速装置は、カソード１、アノード２、第一加
速空胴３、第二加速空胴４、サイド空胴５、導波管６か
らなる。そして、カソード１からは、一点鎖線で示す電
子ビーム７が放射され、また、導波管６内には、マイク
ロ波８が投入されている。
【０００３】そこで、図１２に示す、従来の荷電粒子加
速装置の機能について説明する。カソード１とアノード
２との間には、高電圧が印加されており、この高電圧に
よって、カソード１より電子が引き出されるため、電子
ビーム７が加速空胴側へ出射される。一方、空胴共振器
としての第一加速空胴３と第二加速空胴４は、サイド空
胴５で接続されており、それぞれの共振周波数は、同じ
値を有するよう製作されている。
速装置の機能について説明する。カソード１とアノード
２との間には、高電圧が印加されており、この高電圧に
よって、カソード１より電子が引き出されるため、電子
ビーム７が加速空胴側へ出射される。一方、空胴共振器
としての第一加速空胴３と第二加速空胴４は、サイド空
胴５で接続されており、それぞれの共振周波数は、同じ
値を有するよう製作されている。
【０００４】第二加速空胴４に接続された導波管６から
は、その空胴の共振周波数と一致したマイクロ波８が投
入され、空胴には、π／２モードの電磁場が発生する。
ここで発生した電磁場は、第一加速空胴３と第二加速空
胴４でπだけ位相がずれて、定波在が立っている。そこ
で、ここに電子ビーム７を入射すると、第一加速空胴３
の電場で速度変調を受けるとともに加速され、それが、
パルス化（バンチング）された電子ビームになり、第二
加速空胴４で、さらに加速される。
は、その空胴の共振周波数と一致したマイクロ波８が投
入され、空胴には、π／２モードの電磁場が発生する。
ここで発生した電磁場は、第一加速空胴３と第二加速空
胴４でπだけ位相がずれて、定波在が立っている。そこ
で、ここに電子ビーム７を入射すると、第一加速空胴３
の電場で速度変調を受けるとともに加速され、それが、
パルス化（バンチング）された電子ビームになり、第二
加速空胴４で、さらに加速される。
【０００５】図１３は、２８５６ＭＨｚの共振周波数を
持つ、第一加速空胴３のｚ軸上のｚ方向電場強度分布の
一例を示す。同図において、矢印で示す空胴ノーズ先端
位置を越えても、なおもｚ方向電場が分布していること
から、第一加速空胴３の入口から上流には、電場が漏れ
浸み出していることが分かる。この漏れた電場のため、
図１４に示すように、加速空胴の入射電子のエネルギが
５ｋＶ以下では、所定のエネルギ（１ＭｅＶ）が得られ
ないということが、実測データ上、確認できる。
持つ、第一加速空胴３のｚ軸上のｚ方向電場強度分布の
一例を示す。同図において、矢印で示す空胴ノーズ先端
位置を越えても、なおもｚ方向電場が分布していること
から、第一加速空胴３の入口から上流には、電場が漏れ
浸み出していることが分かる。この漏れた電場のため、
図１４に示すように、加速空胴の入射電子のエネルギが
５ｋＶ以下では、所定のエネルギ（１ＭｅＶ）が得られ
ないということが、実測データ上、確認できる。
【０００６】なお、従来の荷電粒子加速装置に関する文
献として、例えば、「線形加速器」（ピエレ（Ｐｉｅｒ
ｒｅ）Ｍ．ラプストール（Ｌａｐｓｔｏｌｌｅ），アル
バート（Ａｌｂｅｒｔ）Ｌ．セプティア（Ｓｅｐｔｉｅ
ｒ）共編、１９７０年、北オランダ出版会社（アムステ
ルダム）の６０１頁〜６１６頁）がある。
献として、例えば、「線形加速器」（ピエレ（Ｐｉｅｒ
ｒｅ）Ｍ．ラプストール（Ｌａｐｓｔｏｌｌｅ），アル
バート（Ａｌｂｅｒｔ）Ｌ．セプティア（Ｓｅｐｔｉｅ
ｒ）共編、１９７０年、北オランダ出版会社（アムステ
ルダム）の６０１頁〜６１６頁）がある。
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の荷電粒子
加速装置では、低速（５ｋＶ以下）の電子ビームが入射
されたとき、第一加速空胴３の上流側に漏れている加速
電場によって、電子ビームの加速ができず、上流側への
ビームの反射が生じる、という問題がある。
加速装置では、低速（５ｋＶ以下）の電子ビームが入射
されたとき、第一加速空胴３の上流側に漏れている加速
電場によって、電子ビームの加速ができず、上流側への
ビームの反射が生じる、という問題がある。
【０００７】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、加速空胴の外部に電磁
場が漏洩するのを防止して、入射電子ビーム等を効率的
かつ十分に加速できる加速管および荷電粒子加速装置を
提供することである。
ので、その目的とするところは、加速空胴の外部に電磁
場が漏洩するのを防止して、入射電子ビーム等を効率的
かつ十分に加速できる加速管および荷電粒子加速装置を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、荷電粒子を放射するカソードと、カソー
ドとの間に正電圧が印加され、カソードから放射された
荷電粒子を引き出すアノードと、アノードで引き出され
た荷電粒子を高周波の共振電磁場で加速する加速空胴
と、この空胴の入口部に位置し、アノードで引き出され
た荷電粒子を加速空胴内に透過させる多孔性の金属部材
とを備えた加速管を提供する。
め、本発明は、荷電粒子を放射するカソードと、カソー
ドとの間に正電圧が印加され、カソードから放射された
荷電粒子を引き出すアノードと、アノードで引き出され
た荷電粒子を高周波の共振電磁場で加速する加速空胴
と、この空胴の入口部に位置し、アノードで引き出され
た荷電粒子を加速空胴内に透過させる多孔性の金属部材
とを備えた加速管を提供する。
【０００９】好ましくは、上記部材は、金属線を所定の
格子状に編んだ金属メッシュである。また、上記部材
は、円形あるいはハニカム形状の貫通孔を多数有する金
属板である。さらに、上記部材は、上記ビーム軸の方向
に移動でき、この部材の移動により、上記加速空胴内に
存在する共振電磁場の共振周波数の調整を行う。
格子状に編んだ金属メッシュである。また、上記部材
は、円形あるいはハニカム形状の貫通孔を多数有する金
属板である。さらに、上記部材は、上記ビーム軸の方向
に移動でき、この部材の移動により、上記加速空胴内に
存在する共振電磁場の共振周波数の調整を行う。
【００１０】他の発明によれば、上述した発明に係る加
速管を備える荷電粒子加速装置を提供する。この荷電粒
子加速装置は電子線型の加速を行う。
速管を備える荷電粒子加速装置を提供する。この荷電粒
子加速装置は電子線型の加速を行う。
【００１１】
【実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発明に係
る実施の形態を説明する。 実施の形態１． 図１は、本発明の実施の形態１に係る荷電粒子加速装置
の断面構成を示す。なお、同図において、図１２に示
す、従来の荷電粒子加速装置と同一構成要素には同一符
号を付す。
る実施の形態を説明する。 実施の形態１． 図１は、本発明の実施の形態１に係る荷電粒子加速装置
の断面構成を示す。なお、同図において、図１２に示
す、従来の荷電粒子加速装置と同一構成要素には同一符
号を付す。
【００１２】図１に示す荷電粒子加速装置は、従来の荷
電粒子加速装置に対して、第一加速空胴３の入口部に金
属メッシュ９を付加した構成を有する。本実施の形態に
係る荷電粒子加速装置においても、カソード１とアノー
ド２との間には、高電圧が印加されており、この高電圧
によって、カソード１（電子銃）より電子が引き出さ
れ、電子ビーム７が加速空胴側へ透過される。
電粒子加速装置に対して、第一加速空胴３の入口部に金
属メッシュ９を付加した構成を有する。本実施の形態に
係る荷電粒子加速装置においても、カソード１とアノー
ド２との間には、高電圧が印加されており、この高電圧
によって、カソード１（電子銃）より電子が引き出さ
れ、電子ビーム７が加速空胴側へ透過される。
【００１３】また、同じ共振周波数を有する第一加速空
胴３と第二加速空胴４が、サイド空胴５で接続され、第
二加速空胴４に接続された導波管６からは、その空胴の
共振周波数と一致したマイクロ波８が投入される。そし
て、この空胴に発生したπ／２モードの電磁場は、第一
加速空胴３と第二加速空胴４でπだけ位相がずれて、定
波在が立っている。
胴３と第二加速空胴４が、サイド空胴５で接続され、第
二加速空胴４に接続された導波管６からは、その空胴の
共振周波数と一致したマイクロ波８が投入される。そし
て、この空胴に発生したπ／２モードの電磁場は、第一
加速空胴３と第二加速空胴４でπだけ位相がずれて、定
波在が立っている。
【００１４】上述のように、第一加速空胴３の入口に
は、金属メッシュ９が挿入されているため、上記の空胴
に発生したマイクロ波電磁場は、電子銃側に漏れること
がない。よって、この空胴に電子ビーム７を入射する
と、漏れ出た電磁場によるビームの反射がなく、入射電
子ビームが第一加速空胴３の電場で加速され、パルス化
された電子ビームとなって、第二加速空胴４で、さらに
加速される。
は、金属メッシュ９が挿入されているため、上記の空胴
に発生したマイクロ波電磁場は、電子銃側に漏れること
がない。よって、この空胴に電子ビーム７を入射する
と、漏れ出た電磁場によるビームの反射がなく、入射電
子ビームが第一加速空胴３の電場で加速され、パルス化
された電子ビームとなって、第二加速空胴４で、さらに
加速される。
【００１５】図２は、金属メッシュ９が設けられた第一
加速空胴３の入口付近の詳細構造であり、図２の（ａ）
は、その側断面を示し、（ｂ）は、第一加速空胴３を、
その入口側から見たときの様子を示している。この金属
メッシュ９は、例えば、タングステン（Ｗ）製の細い線
を、所定の大きさの目を有するよう、格子状に編んだ構
造をなしている。そして、金属メッシュ９は、第一加速
空胴３の入口面全体を覆うよう配されている。
加速空胴３の入口付近の詳細構造であり、図２の（ａ）
は、その側断面を示し、（ｂ）は、第一加速空胴３を、
その入口側から見たときの様子を示している。この金属
メッシュ９は、例えば、タングステン（Ｗ）製の細い線
を、所定の大きさの目を有するよう、格子状に編んだ構
造をなしている。そして、金属メッシュ９は、第一加速
空胴３の入口面全体を覆うよう配されている。
【００１６】具体的には、この金属メッシュ９には、格
子間隔として、空胴内のマイクロ波が電子銃側に漏れ
ず、かつ、入射電子ビームが透過可能な程度の十分な細
かさが必要となる。
子間隔として、空胴内のマイクロ波が電子銃側に漏れ
ず、かつ、入射電子ビームが透過可能な程度の十分な細
かさが必要となる。
【００１７】図３は、本実施の形態に係る荷電粒子加速
装置における、２８５６ＭＨｚの共振周波数を持つ第一
加速空胴３の、ｚ軸上のｚ方向電場強度分布の一例を示
す。同図において、矢印で示す空胴ノーズ先端位置を越
えた点では、ｚ方向電場の分布がないことから、本実施
の形態に係る荷電粒子加速装置では、第一加速空胴３の
入口から上流には、電場の漏れがないことが分かる。
装置における、２８５６ＭＨｚの共振周波数を持つ第一
加速空胴３の、ｚ軸上のｚ方向電場強度分布の一例を示
す。同図において、矢印で示す空胴ノーズ先端位置を越
えた点では、ｚ方向電場の分布がないことから、本実施
の形態に係る荷電粒子加速装置では、第一加速空胴３の
入口から上流には、電場の漏れがないことが分かる。
【００１８】図４は、本実施の形態に係る荷電粒子加速
装置における、電子加速管の加速エネルギ特性を示す図
である。同図に示す特性から、加速空洞への入射電子の
エネルギが５ｋＶ以下でも、所定のエネルギ（１Ｍｅ
Ｖ）が得られる、ということが確認できる。
装置における、電子加速管の加速エネルギ特性を示す図
である。同図に示す特性から、加速空洞への入射電子の
エネルギが５ｋＶ以下でも、所定のエネルギ（１Ｍｅ
Ｖ）が得られる、ということが確認できる。
【００１９】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、荷電粒子加速装置の第一加速空胴の入口に金属メッ
シュを挿入することで、空胴に発生したマイクロ波電磁
場が電子銃側に漏れることがないため、入射する低速の
荷電粒子が、漏れ出た電磁場で反射されることなく加速
され、所定の加速エネルギを得ることができる。
ば、荷電粒子加速装置の第一加速空胴の入口に金属メッ
シュを挿入することで、空胴に発生したマイクロ波電磁
場が電子銃側に漏れることがないため、入射する低速の
荷電粒子が、漏れ出た電磁場で反射されることなく加速
され、所定の加速エネルギを得ることができる。
【００２０】実施の形態２． 以下、本発明の実施の形態２について説明する。なお、
本実施の形態に係る荷電粒子加速装置は、以下の点を除
き、図１に示す、実施の形態１に係る荷電粒子加速装置
と同じであるため、ここでは、装置そのものの説明を省
略する。
本実施の形態に係る荷電粒子加速装置は、以下の点を除
き、図１に示す、実施の形態１に係る荷電粒子加速装置
と同じであるため、ここでは、装置そのものの説明を省
略する。
【００２１】図５は、本実施の形態に係る荷電粒子加速
装置の、第一加速空胴の入口付近の詳細構造を示す図で
ある。すなわち、図５の（ａ）は、この入口付近の側断
面を示し、（ｂ）は、第一加速空胴３を、その入口側か
ら見たときの様子を示している。
装置の、第一加速空胴の入口付近の詳細構造を示す図で
ある。すなわち、図５の（ａ）は、この入口付近の側断
面を示し、（ｂ）は、第一加速空胴３を、その入口側か
ら見たときの様子を示している。
【００２２】本実施の形態に係る荷電粒子加速装置の第
一加速空胴の入口には、多数の円筒空間を有する金属板
１０が設けられ、これらの円筒空間を介して、電子ビー
ムが加速空洞側へ入射される。各円筒の直径ａと金属板
１０の板厚ｂは、ｂ≧ａの関係を有している。円筒の直
径ａそのものは、空胴の共振周波数に等しい周波数のマ
イクロ波に対して、この円筒空間で形成される円形導波
管の減衰係数が十分大きくなるよう、小さな値とする。
一加速空胴の入口には、多数の円筒空間を有する金属板
１０が設けられ、これらの円筒空間を介して、電子ビー
ムが加速空洞側へ入射される。各円筒の直径ａと金属板
１０の板厚ｂは、ｂ≧ａの関係を有している。円筒の直
径ａそのものは、空胴の共振周波数に等しい周波数のマ
イクロ波に対して、この円筒空間で形成される円形導波
管の減衰係数が十分大きくなるよう、小さな値とする。
【００２３】このように、荷電粒子加速装置の第一加速
空胴の入口に、それを覆うよう、多数の円筒空間を有す
る金属板を設けることで、空胴に発生したマイクロ波電
磁場が、これら円筒空間で形成される円形導波管による
減衰を受けるため、この電磁場が電子銃側に漏れること
がなく、結果として、低速の入射荷電粒子が、漏れ出た
電磁場で反射されることなく加速され、所定のエネルギ
を得ることができる。
空胴の入口に、それを覆うよう、多数の円筒空間を有す
る金属板を設けることで、空胴に発生したマイクロ波電
磁場が、これら円筒空間で形成される円形導波管による
減衰を受けるため、この電磁場が電子銃側に漏れること
がなく、結果として、低速の入射荷電粒子が、漏れ出た
電磁場で反射されることなく加速され、所定のエネルギ
を得ることができる。
【００２４】実施の形態３． 以下、本発明の実施の形態３について説明する。なお、
本実施の形態に係る荷電粒子加速装置は、以下の点を除
き、図１に示す、実施の形態１に係る荷電粒子加速装置
と同じであるため、ここでも、装置そのものの説明を省
略する。
本実施の形態に係る荷電粒子加速装置は、以下の点を除
き、図１に示す、実施の形態１に係る荷電粒子加速装置
と同じであるため、ここでも、装置そのものの説明を省
略する。
【００２５】図６は、本実施の形態に係る荷電粒子加速
装置の第一加速空胴の入口に設けた金属板１１の外観を
示す図である。同図に示す金属板１１は、多数のハニカ
ム状の空間１１ａを有しており、ここでも、上記実施の
形態２と同様、これらの空間を介して、電子ビームが加
速空洞側へ透過する。
装置の第一加速空胴の入口に設けた金属板１１の外観を
示す図である。同図に示す金属板１１は、多数のハニカ
ム状の空間１１ａを有しており、ここでも、上記実施の
形態２と同様、これらの空間を介して、電子ビームが加
速空洞側へ透過する。
【００２６】各ハニカム状空間の直径ａと金属板１１の
板厚ｂ（図６では省略してあるが、紙面に対して垂直方
向の、金属板の奥行きを指す）は、ｂ≧ａの関係を有し
ている。そして、ハニカム状空間の直径ａは、本装置の
空胴の共振周波数と同じ周波数を有するマイクロ波に対
して、このハニカム状空間で形成される導波管の減衰係
数が十分大きくなるよう、小さな値とする。
板厚ｂ（図６では省略してあるが、紙面に対して垂直方
向の、金属板の奥行きを指す）は、ｂ≧ａの関係を有し
ている。そして、ハニカム状空間の直径ａは、本装置の
空胴の共振周波数と同じ周波数を有するマイクロ波に対
して、このハニカム状空間で形成される導波管の減衰係
数が十分大きくなるよう、小さな値とする。
【００２７】なお、本実施の形態に係る装置の金属板１
１に設けたハニカム状空間は、図５に示す、上記実施の
形態２に係る金属板１０上の円筒空間に比べて、電子銃
側から見た開口率が高いため、空胴に入射される電子ビ
ームの利用効率が高くなる。
１に設けたハニカム状空間は、図５に示す、上記実施の
形態２に係る金属板１０上の円筒空間に比べて、電子銃
側から見た開口率が高いため、空胴に入射される電子ビ
ームの利用効率が高くなる。
【００２８】このように、本実施の形態においても、荷
電粒子加速装置の第一加速空胴の入口に、それを覆うよ
う、多数のハニカム状空間を有する金属板を設けること
で、空胴に発生したマイクロ波電磁場が、これらの空間
で形成される導波管による減衰を受ける。このため、こ
の電磁場が電子銃側に漏れることがなく、低速の入射荷
電粒子が、漏れ出た電磁場で反射されることなく加速さ
れ、ハニカム形状による荷電粒子の透過率の向上ととも
に、所定のエネルギを容易に得ることができる。
電粒子加速装置の第一加速空胴の入口に、それを覆うよ
う、多数のハニカム状空間を有する金属板を設けること
で、空胴に発生したマイクロ波電磁場が、これらの空間
で形成される導波管による減衰を受ける。このため、こ
の電磁場が電子銃側に漏れることがなく、低速の入射荷
電粒子が、漏れ出た電磁場で反射されることなく加速さ
れ、ハニカム形状による荷電粒子の透過率の向上ととも
に、所定のエネルギを容易に得ることができる。
【００２９】実施の形態４． 以下、本発明の実施の形態４に係る荷電粒子加速装置に
ついて説明する。図７は、本実施の形態に係る荷電粒子
加速装置の第一加速空胴３の詳細断面を示す。なお、同
図に示す装置には、上記実施の形態１，２，３に係る加
速管が使用されており、また、上記実施の形態１，２，
３に係る装置と同一構成要素には同一符号を付してあ
る。従って、ここでは、それらの説明を省略する。
ついて説明する。図７は、本実施の形態に係る荷電粒子
加速装置の第一加速空胴３の詳細断面を示す。なお、同
図に示す装置には、上記実施の形態１，２，３に係る加
速管が使用されており、また、上記実施の形態１，２，
３に係る装置と同一構成要素には同一符号を付してあ
る。従って、ここでは、それらの説明を省略する。
【００３０】本実施の形態に係る加速装置は、図７に示
すように、金属メッシュ９が張られた金属円筒１２、メ
ッシュ位置を調整する金属板１３、λ／４の波長を持つ
チョーク構造空胴１４からなる。これらの構成要素の
内、金属円筒１２は、不図示の円筒支持具によって、空
胴３より約１ｍｍの空間で離れている。また、金属板１
３の厚さを変えることで、ビーム軸方向に金属メッシュ
９の位置調整ができ、それによって、共振周波数を調整
できるようになっている。
すように、金属メッシュ９が張られた金属円筒１２、メ
ッシュ位置を調整する金属板１３、λ／４の波長を持つ
チョーク構造空胴１４からなる。これらの構成要素の
内、金属円筒１２は、不図示の円筒支持具によって、空
胴３より約１ｍｍの空間で離れている。また、金属板１
３の厚さを変えることで、ビーム軸方向に金属メッシュ
９の位置調整ができ、それによって、共振周波数を調整
できるようになっている。
【００３１】金属円筒１２が空胴３より約１ｍｍ離れて
いるため、金属メッシュ９も空胴３より約１ｍｍ離れて
いる。ここでは、λ／４の位置にチョーク構造空胴１４
が設けられており、このチョーク構造空胴１４も、上述
のようにλ／４の波長を持っている。そして、空胴１４
の端では、電気的に短絡しているため、図中、丸で囲ん
だ位置１５は、マイクロ波から見ると短絡状態になって
いる。このことは、空間があいていても、それは、第一
加速空胴３の共振空胴として、何ら問題がないことを意
味している。
いるため、金属メッシュ９も空胴３より約１ｍｍ離れて
いる。ここでは、λ／４の位置にチョーク構造空胴１４
が設けられており、このチョーク構造空胴１４も、上述
のようにλ／４の波長を持っている。そして、空胴１４
の端では、電気的に短絡しているため、図中、丸で囲ん
だ位置１５は、マイクロ波から見ると短絡状態になって
いる。このことは、空間があいていても、それは、第一
加速空胴３の共振空胴として、何ら問題がないことを意
味している。
【００３２】なお、上記の金属円筒１２に張るのは、金
属メッシュ９に限定されず、例えば、多数の穴の空いた
金属板でもよい。
属メッシュ９に限定されず、例えば、多数の穴の空いた
金属板でもよい。
【００３３】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、金属メッシュが張られた金属円筒をビーム軸方向に
移動できる構造をとり、金属メッシュの位置調整ができ
るようにすることで、共振周波数の調整が可能となる。
ば、金属メッシュが張られた金属円筒をビーム軸方向に
移動できる構造をとり、金属メッシュの位置調整ができ
るようにすることで、共振周波数の調整が可能となる。
【００３４】実施の形態５． 以下、本発明の実施の形態５に係る電子加速器システム
について説明する。図８は、本実施の形態に係る電子加
速器システムの構成を示す。なお、同図に示すシステム
には、上記実施の形態１，２，３に係る加速管が搭載さ
れている。
について説明する。図８は、本実施の形態に係る電子加
速器システムの構成を示す。なお、同図に示すシステム
には、上記実施の形態１，２，３に係る加速管が搭載さ
れている。
【００３５】図８に示す、本実施の形態に係るシステム
において、その電子ビーム系は、第一加速空胴に金属メ
ッシュ９ａを張った構造をとる加速空洞２０、アノード
電極２１、カソード２２、ヒータ２３、高電圧電源２４
からなる。また、マイクロ波系は、パルス発生器３３、
マクロトリガ制御盤３２、２８５６ＭＨｚの発振器３
１、クライストロン用パルス変調器３０、クライストロ
ン２９、サーキュレータ２６、方向性結合器２５等から
なる。なお、冷却装置３４は、本システムの上記構成要
素を冷却して、動作中に発生する熱を放散させるもので
ある。
において、その電子ビーム系は、第一加速空胴に金属メ
ッシュ９ａを張った構造をとる加速空洞２０、アノード
電極２１、カソード２２、ヒータ２３、高電圧電源２４
からなる。また、マイクロ波系は、パルス発生器３３、
マクロトリガ制御盤３２、２８５６ＭＨｚの発振器３
１、クライストロン用パルス変調器３０、クライストロ
ン２９、サーキュレータ２６、方向性結合器２５等から
なる。なお、冷却装置３４は、本システムの上記構成要
素を冷却して、動作中に発生する熱を放散させるもので
ある。
【００３６】そこで、以下、本実施の形態に係るシステ
ムの動作を説明する。パルス発生器３３より出力された
マスタトリガ信号が、マクロトリガ制御盤３２に入力さ
れると、このマクロトリガ制御盤３２は、発振器３１、
およびクライストロン用パルス変調器３０に必要なトリ
ガ信号を生成する。発振器３１は、このトリガ信号に合
わせてパルス化した２８５６ＭＨｚの信号を出力し、そ
の信号は、クライストロン２９に入力される。
ムの動作を説明する。パルス発生器３３より出力された
マスタトリガ信号が、マクロトリガ制御盤３２に入力さ
れると、このマクロトリガ制御盤３２は、発振器３１、
およびクライストロン用パルス変調器３０に必要なトリ
ガ信号を生成する。発振器３１は、このトリガ信号に合
わせてパルス化した２８５６ＭＨｚの信号を出力し、そ
の信号は、クライストロン２９に入力される。
【００３７】一方、このクライストロン２９には、クラ
イストロン用パルス変調器３０からのトリガ信号に同期
した高電圧パルスが印加され、マイクロ波の増幅が行わ
れる。そして、増幅されたマイクロ波は、導波管２８を
介して、サーキュレータ２６に入り、さらに、方向性結
合器２５を通って加速空洞２０に投入される。
イストロン用パルス変調器３０からのトリガ信号に同期
した高電圧パルスが印加され、マイクロ波の増幅が行わ
れる。そして、増幅されたマイクロ波は、導波管２８を
介して、サーキュレータ２６に入り、さらに、方向性結
合器２５を通って加速空洞２０に投入される。
【００３８】このようにして加速空洞２０に投入された
マイクロ波の内、加速空洞２０で反射されたマイクロ波
は、クライストロン側に反射され、それがサーキュレー
タ２６を介して、ダミー負荷２７に達する。
マイクロ波の内、加速空洞２０で反射されたマイクロ波
は、クライストロン側に反射され、それがサーキュレー
タ２６を介して、ダミー負荷２７に達する。
【００３９】他方、カソード２２、ヒータ２３で構成さ
れる電子銃には、高電圧電源２４から約−５００Ｖの高
電圧が印加される。そこで、このカソード２２と、グラ
ンド電位にあるアノード２１との間で低速の電子ビーム
が引き出され、その電子ビームが加速空洞２０に入射す
る。
れる電子銃には、高電圧電源２４から約−５００Ｖの高
電圧が印加される。そこで、このカソード２２と、グラ
ンド電位にあるアノード２１との間で低速の電子ビーム
が引き出され、その電子ビームが加速空洞２０に入射す
る。
【００４０】上述のように加速管は、第一加速空胴に金
属メッシュ９ａを張った構造をとるため、電子銃側に
は、マイクロ波電磁場が漏れ出ず、入射された低速の電
子ビームは、この第一加速空胴の入口で反射されること
なく、加速される。なお、図８の電子ビーム５０は、加
速後の電子ビームを示す。
属メッシュ９ａを張った構造をとるため、電子銃側に
は、マイクロ波電磁場が漏れ出ず、入射された低速の電
子ビームは、この第一加速空胴の入口で反射されること
なく、加速される。なお、図８の電子ビーム５０は、加
速後の電子ビームを示す。
【００４１】このように、本実施の形態では、電子加速
器システムの加速空胴の入口に、それを覆うように金属
メッシュを設けて、空胴内に発生したマイクロ波電磁場
が電子銃側に漏れない構造とすることで、低速の入射荷
電粒子が、漏れ出た電磁場で反射されることなく加速さ
れるので、所定のエネルギを確実に得ることができる。
器システムの加速空胴の入口に、それを覆うように金属
メッシュを設けて、空胴内に発生したマイクロ波電磁場
が電子銃側に漏れない構造とすることで、低速の入射荷
電粒子が、漏れ出た電磁場で反射されることなく加速さ
れるので、所定のエネルギを確実に得ることができる。
【００４２】実施の形態６． 以下、本発明の実施の形態６に係る電子加速器システム
について説明する。図９は、本実施の形態に係る電子加
速器システムの構成を示す。なお、同図に示すシステム
には、上記実施の形態１，２，３に係る加速管が搭載さ
れており、また、同図において、図８に示す、上記実施
の形態５に係るシステムと同一構成要素には同一符号を
付す。
について説明する。図９は、本実施の形態に係る電子加
速器システムの構成を示す。なお、同図に示すシステム
には、上記実施の形態１，２，３に係る加速管が搭載さ
れており、また、同図において、図８に示す、上記実施
の形態５に係るシステムと同一構成要素には同一符号を
付す。
【００４３】図９に示す、本実施の形態に係る電子加速
器システムは、上記実施の形態５に係るシステムに加え
て、サブハーモニック・バンチャ（ＳＨＢ）管３５、チ
ョッパ管３６、ソレノイド・コイルを巻いたビーム輸送
部３７、５０オーム終端器３８を備える。本電子加速器
システムは、さらに、発振器３１の後段に１／１６分周
器４８が配され、その出力を受ける移相器４２，４７、
減衰器４１、パルス変調器４０，４６、１７８．５ＭＨ
ｚのパルスＲＦ増幅器３９、ＤＣブロック４５、チョッ
パ電源４３、チョッパ電源用高電圧電源４４を有する。
器システムは、上記実施の形態５に係るシステムに加え
て、サブハーモニック・バンチャ（ＳＨＢ）管３５、チ
ョッパ管３６、ソレノイド・コイルを巻いたビーム輸送
部３７、５０オーム終端器３８を備える。本電子加速器
システムは、さらに、発振器３１の後段に１／１６分周
器４８が配され、その出力を受ける移相器４２，４７、
減衰器４１、パルス変調器４０，４６、１７８．５ＭＨ
ｚのパルスＲＦ増幅器３９、ＤＣブロック４５、チョッ
パ電源４３、チョッパ電源用高電圧電源４４を有する。
【００４４】そこで、本実施の形態に係るシステムの動
作を説明する。パルス発生器３３より出力されたマスタ
トリガ信号は、マクロトリガ制御盤３２に入力され、こ
のマクロトリガ制御盤３２は、発振器３１、クライスト
ロン用パルス変調器３０、パルス変調器４０，４６、パ
ルスＲＦ増幅器３９に必要なトリガ信号を生成する。発
振器３１は、このトリガ信号に合わせてパルス化した２
８５６ＭＨｚの信号をクライストロン２９に出力し、ま
た、２８５６ＭＨｚＣＷを１／１６分周器４８に出力す
る。
作を説明する。パルス発生器３３より出力されたマスタ
トリガ信号は、マクロトリガ制御盤３２に入力され、こ
のマクロトリガ制御盤３２は、発振器３１、クライスト
ロン用パルス変調器３０、パルス変調器４０，４６、パ
ルスＲＦ増幅器３９に必要なトリガ信号を生成する。発
振器３１は、このトリガ信号に合わせてパルス化した２
８５６ＭＨｚの信号をクライストロン２９に出力し、ま
た、２８５６ＭＨｚＣＷを１／１６分周器４８に出力す
る。
【００４５】上記実施の形態５と同様、クライストロン
２９には、クライストロン用パルス変調器３０からのト
リガ信号に同期した高電圧パルスが印加され、マイクロ
波の増幅が行われる。増幅されたマイクロ波は、導波管
２８を介して、サーキュレータ２６に入り、さらに、方
向性結合器２５を通って加速空洞２０に投入される。な
お、投入されたマイクロ波の内、加速空洞２０で反射さ
れたマイクロ波は、クライストロン側へ反射され、それ
がサーキュレータ２６を介して、ダミー負荷２７に達す
る。
２９には、クライストロン用パルス変調器３０からのト
リガ信号に同期した高電圧パルスが印加され、マイクロ
波の増幅が行われる。増幅されたマイクロ波は、導波管
２８を介して、サーキュレータ２６に入り、さらに、方
向性結合器２５を通って加速空洞２０に投入される。な
お、投入されたマイクロ波の内、加速空洞２０で反射さ
れたマイクロ波は、クライストロン側へ反射され、それ
がサーキュレータ２６を介して、ダミー負荷２７に達す
る。
【００４６】１／１６分周器４８から出力された１７
８．５ＭＨｚＣＷ信号の１つは、移相器４２および減衰
器４１を介して、パルス変調器４０に達し、このパルス
変調器４０は、そこに入力される所定パルスに従って、
上記１７８．５ＭＨｚＣＷ信号をパルス変調する。そし
て、パルス変調された１７８．５ＭＨｚの信号は、パル
スＲＦ増幅器３９で増幅され、その結果、終端器３８に
電力供給を行いながら、ＳＨＢ管３５の電極に１７８．
５ＭＨｚの電圧を印加する。
８．５ＭＨｚＣＷ信号の１つは、移相器４２および減衰
器４１を介して、パルス変調器４０に達し、このパルス
変調器４０は、そこに入力される所定パルスに従って、
上記１７８．５ＭＨｚＣＷ信号をパルス変調する。そし
て、パルス変調された１７８．５ＭＨｚの信号は、パル
スＲＦ増幅器３９で増幅され、その結果、終端器３８に
電力供給を行いながら、ＳＨＢ管３５の電極に１７８．
５ＭＨｚの電圧を印加する。
【００４７】また、１／１６分周器４８から出力され
た、もう１つの１７８．５ＭＨｚＣＷ信号は、移相器４
７を介して、パルス変調器４６に達する。このパルス変
調器４６も、そこに入力される所定パルスに従って、上
記１７８．５ＭＨｚＣＷ信号をパルス変調する。そし
て、パルス変調された１７８．５ＭＨｚの信号は、ＤＣ
ブロック４５で、その直流分が阻止され、その直流分を
含まない信号を、チョッパ電源用高電圧電源４４で浮い
た状態にあるチョッパ電源４３のトリガ信号として使用
する。
た、もう１つの１７８．５ＭＨｚＣＷ信号は、移相器４
７を介して、パルス変調器４６に達する。このパルス変
調器４６も、そこに入力される所定パルスに従って、上
記１７８．５ＭＨｚＣＷ信号をパルス変調する。そし
て、パルス変調された１７８．５ＭＨｚの信号は、ＤＣ
ブロック４５で、その直流分が阻止され、その直流分を
含まない信号を、チョッパ電源用高電圧電源４４で浮い
た状態にあるチョッパ電源４３のトリガ信号として使用
する。
【００４８】他方、カソード２２、ヒータ２３で構成さ
れる電子銃には、高電圧電源２４より約−５００Ｖの高
電圧が印加されているため、このカソード２２と、グラ
ンド電位にあるアノード２１との間で低速の電子ビーム
が引き出される。この電子ビームは、ソレノイド・コイ
ルが巻かれたビーム輸送部３７を通り、チョッパ管３６
に達する。その結果、チョッパ電圧に従って、２ｎｓの
パルスビームがＳＨＢ管３５に入射される。
れる電子銃には、高電圧電源２４より約−５００Ｖの高
電圧が印加されているため、このカソード２２と、グラ
ンド電位にあるアノード２１との間で低速の電子ビーム
が引き出される。この電子ビームは、ソレノイド・コイ
ルが巻かれたビーム輸送部３７を通り、チョッパ管３６
に達する。その結果、チョッパ電圧に従って、２ｎｓの
パルスビームがＳＨＢ管３５に入射される。
【００４９】ＳＨＢ管３５に入射された電子ビームは、
ＳＨＢ空胴で、１７８．５ＭＨｚのＲＦ電場で速度変調
を受け、加速空洞２０の入口でパルス化（バンチング）
される。この加速管は、その第一加速空胴の入口に金属
メッシュ９ａを張った構造をとるため、電子銃側には、
マイクロ波電磁場が漏れ出ず、入射された低速の電子ビ
ームは、この第一加速空胴の入口で反射されることな
く、パルス化され、加速される。
ＳＨＢ空胴で、１７８．５ＭＨｚのＲＦ電場で速度変調
を受け、加速空洞２０の入口でパルス化（バンチング）
される。この加速管は、その第一加速空胴の入口に金属
メッシュ９ａを張った構造をとるため、電子銃側には、
マイクロ波電磁場が漏れ出ず、入射された低速の電子ビ
ームは、この第一加速空胴の入口で反射されることな
く、パルス化され、加速される。
【００５０】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、電子加速器システムの加速空胴の入口を金属メッシ
ュで覆い、その空胴内に発生したマイクロ波電磁場が、
電子銃側に漏れない構造とすることで、低速の入射荷電
粒子が、漏れ出た電磁場で反射されることなく、十分に
加速される。
ば、電子加速器システムの加速空胴の入口を金属メッシ
ュで覆い、その空胴内に発生したマイクロ波電磁場が、
電子銃側に漏れない構造とすることで、低速の入射荷電
粒子が、漏れ出た電磁場で反射されることなく、十分に
加速される。
【００５１】さらに、電子銃と加速空胴との間にチョッ
パ管とＳＨＢ管を配し、電子銃の直後に設けたビーム輸
送部を通過した電子ビームを、これらチョッパ管とＳＨ
Ｂ管でパルス化することで、１パルスあたりの電荷量の
多いビーム加速が可能となる。
パ管とＳＨＢ管を配し、電子銃の直後に設けたビーム輸
送部を通過した電子ビームを、これらチョッパ管とＳＨ
Ｂ管でパルス化することで、１パルスあたりの電荷量の
多いビーム加速が可能となる。
【００５２】実施の形態７． 以下、本発明の実施の形態７に係る陽電子加速器システ
ムについて説明する。図１０は、本実施の形態に係る陽
電子加速器システムの構成を示す。なお、同図に示すシ
ステムには、上記実施の形態１，２，３に係る加速管が
搭載されており、また、同図において、図８に示す、上
記実施の形態５に係るシステムと同一構成要素には同一
符号を付す。
ムについて説明する。図１０は、本実施の形態に係る陽
電子加速器システムの構成を示す。なお、同図に示すシ
ステムには、上記実施の形態１，２，３に係る加速管が
搭載されており、また、同図において、図８に示す、上
記実施の形態５に係るシステムと同一構成要素には同一
符号を付す。
【００５３】図１０に示す、本実施の形態に係る陽電子
加速器システムには、その陽電子ビーム系を構成する要
素として、モデレータ５１と、例えば、22Ｎａのような
陽電子を発する陽電子源５２を備え、所定の陽電子ビー
ムを得る構成となっている。なお、加速管は、上述のよ
うに、その第一加速空胴の入口を覆うように金属メッシ
ュ９ａを張った構造をとる。
加速器システムには、その陽電子ビーム系を構成する要
素として、モデレータ５１と、例えば、22Ｎａのような
陽電子を発する陽電子源５２を備え、所定の陽電子ビー
ムを得る構成となっている。なお、加速管は、上述のよ
うに、その第一加速空胴の入口を覆うように金属メッシ
ュ９ａを張った構造をとる。
【００５４】以下、本実施の形態に係る加速器システム
の動作を説明する。マクロトリガ制御盤３２は、パルス
発生器３３からのマスタトリガ信号を入力して、発振器
３１、およびクライストロン用パルス変調器３０に必要
なトリガ信号を生成する。発振器３１は、このトリガ信
号に合わせてパルス化した２８５６ＭＨｚの信号を出力
し、その信号をクライストロン２９に入力する。
の動作を説明する。マクロトリガ制御盤３２は、パルス
発生器３３からのマスタトリガ信号を入力して、発振器
３１、およびクライストロン用パルス変調器３０に必要
なトリガ信号を生成する。発振器３１は、このトリガ信
号に合わせてパルス化した２８５６ＭＨｚの信号を出力
し、その信号をクライストロン２９に入力する。
【００５５】クライストロン２９には、クライストロン
用パルス変調器３０からのトリガ信号に同期した高電圧
パルスが印加され、マイクロ波の増幅が行われる。そし
て、増幅されたマイクロ波は、導波管２８を介して、サ
ーキュレータ２６に入り、さらに、方向性結合器２５を
通って加速空洞２０に投入される。加速空洞２０に投入
されたマイクロ波の内、加速空洞２０で反射されたマイ
クロ波は、クライストロン側へ反射され、それがサーキ
ュレータ２６を介して、ダミー負荷２７に達する。
用パルス変調器３０からのトリガ信号に同期した高電圧
パルスが印加され、マイクロ波の増幅が行われる。そし
て、増幅されたマイクロ波は、導波管２８を介して、サ
ーキュレータ２６に入り、さらに、方向性結合器２５を
通って加速空洞２０に投入される。加速空洞２０に投入
されたマイクロ波の内、加速空洞２０で反射されたマイ
クロ波は、クライストロン側へ反射され、それがサーキ
ュレータ２６を介して、ダミー負荷２７に達する。
【００５６】陽電子源５２から出た陽電子は、タンタル
（Ｔａ）あるいはＷの薄い箔でできたモデレータ５１に
入射されて、低速の陽電子化が行われる。この陽電子源
５２は、高電圧電源２４によって約５００Ｖに浮いた電
位を有し、これら陽電子源５２とモデレータ５１から、
メッシュ状のアノード２１へ低速の陽電子が出射され、
それが加速空洞２０に入射する。
（Ｔａ）あるいはＷの薄い箔でできたモデレータ５１に
入射されて、低速の陽電子化が行われる。この陽電子源
５２は、高電圧電源２４によって約５００Ｖに浮いた電
位を有し、これら陽電子源５２とモデレータ５１から、
メッシュ状のアノード２１へ低速の陽電子が出射され、
それが加速空洞２０に入射する。
【００５７】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、陽電子加速器システムの加速空胴の入口に金属メッ
シュを設けて、空胴に発生したマイクロ波電磁場が陽電
子源側に漏れない構造をとることで、入射された低速の
陽電子ビームが、漏れ出た電磁場で反射されることな
く、パルス化され、加速される。
ば、陽電子加速器システムの加速空胴の入口に金属メッ
シュを設けて、空胴に発生したマイクロ波電磁場が陽電
子源側に漏れない構造をとることで、入射された低速の
陽電子ビームが、漏れ出た電磁場で反射されることな
く、パルス化され、加速される。
【００５８】実施の形態８． 以下、本発明の実施の形態８に係る陽電子加速器システ
ムについて説明する。図１１は、本実施の形態に係る陽
電子加速器システムの構成を示す。なお、同図に示すシ
ステムには、上記実施の形態１，２，３に係る加速管が
搭載されており、また、同図において、図９に示す、上
記実施の形態６に係るシステムと同一構成要素には同一
符号を付す。
ムについて説明する。図１１は、本実施の形態に係る陽
電子加速器システムの構成を示す。なお、同図に示すシ
ステムには、上記実施の形態１，２，３に係る加速管が
搭載されており、また、同図において、図９に示す、上
記実施の形態６に係るシステムと同一構成要素には同一
符号を付す。
【００５９】図１１に示す、本実施の形態に係る陽電子
加速器システムは、上記実施の形態７に係るシステムに
対して、さらに、サブハーモニック・バンチャ（ＳＨ
Ｂ）管３５、チョッパ管３６、ソレノイド・コイルを巻
いたビーム輸送部３７、５０オーム終端器３８を備え
る。また、発振器３１の後段には、１／１６分周器４８
が配され、その出力を移相器４２，４７が受け、さら
に、減衰器４１、パルス変調器４０，４６、１７８．５
ＭＨｚのパルスＲＦ増幅器３９、ＤＣブロック４５、チ
ョッパ電源４３、チョッパ電源用高電圧電源４４を有す
る構成をとる。
加速器システムは、上記実施の形態７に係るシステムに
対して、さらに、サブハーモニック・バンチャ（ＳＨ
Ｂ）管３５、チョッパ管３６、ソレノイド・コイルを巻
いたビーム輸送部３７、５０オーム終端器３８を備え
る。また、発振器３１の後段には、１／１６分周器４８
が配され、その出力を移相器４２，４７が受け、さら
に、減衰器４１、パルス変調器４０，４６、１７８．５
ＭＨｚのパルスＲＦ増幅器３９、ＤＣブロック４５、チ
ョッパ電源４３、チョッパ電源用高電圧電源４４を有す
る構成をとる。
【００６０】以下、本実施の形態に係る加速器システム
の動作を説明する。パルス発生器３３からのマスタトリ
ガ信号は、マクロトリガ制御盤３２に入力され、マクロ
トリガ制御盤３２は、発振器３１、クライストロン用パ
ルス変調器３０、パルス変調器４０，４６、パルスＲＦ
増幅器３９に必要なトリガ信号を生成する。発振器３１
は、このトリガ信号に合わせてパルス化した２８５６Ｍ
Ｈｚの信号をクライストロン２９に出力し、また、２８
５６ＭＨｚＣＷを１／１６分周器４８に出力する。
の動作を説明する。パルス発生器３３からのマスタトリ
ガ信号は、マクロトリガ制御盤３２に入力され、マクロ
トリガ制御盤３２は、発振器３１、クライストロン用パ
ルス変調器３０、パルス変調器４０，４６、パルスＲＦ
増幅器３９に必要なトリガ信号を生成する。発振器３１
は、このトリガ信号に合わせてパルス化した２８５６Ｍ
Ｈｚの信号をクライストロン２９に出力し、また、２８
５６ＭＨｚＣＷを１／１６分周器４８に出力する。
【００６１】クライストロン２９には、クライストロン
用パルス変調器３０からのトリガ信号に同期した高電圧
パルスが印加され、マイクロ波の増幅が行われる。増幅
されたマイクロ波は、導波管２８を介して、サーキュレ
ータ２６に入り、さらに、方向性結合器２５を通って加
速空洞２０に投入される。なお、投入されたマイクロ波
の内、加速空洞２０で反射されたマイクロ波は、クライ
ストロン側へ反射され、それがサーキュレータ２６を介
して、ダミー負荷２７に達する。
用パルス変調器３０からのトリガ信号に同期した高電圧
パルスが印加され、マイクロ波の増幅が行われる。増幅
されたマイクロ波は、導波管２８を介して、サーキュレ
ータ２６に入り、さらに、方向性結合器２５を通って加
速空洞２０に投入される。なお、投入されたマイクロ波
の内、加速空洞２０で反射されたマイクロ波は、クライ
ストロン側へ反射され、それがサーキュレータ２６を介
して、ダミー負荷２７に達する。
【００６２】１／１６分周器４８から出力された１７
８．５ＭＨｚＣＷ信号の１つは、移相器４２および減衰
器４１を介して、パルス変調器４０に達し、このパルス
変調器４０は、そこに入力される所定パルスに従って、
上記１７８．５ＭＨｚＣＷ信号をパルス変調する。そし
て、パルス変調された１７８．５ＭＨｚの信号は、パル
スＲＦ増幅器３９で増幅され、その結果、終端器３８に
電力供給を行いながら、ＳＨＢ管３５の電極に１７８．
５ＭＨｚの電圧を印加する。
８．５ＭＨｚＣＷ信号の１つは、移相器４２および減衰
器４１を介して、パルス変調器４０に達し、このパルス
変調器４０は、そこに入力される所定パルスに従って、
上記１７８．５ＭＨｚＣＷ信号をパルス変調する。そし
て、パルス変調された１７８．５ＭＨｚの信号は、パル
スＲＦ増幅器３９で増幅され、その結果、終端器３８に
電力供給を行いながら、ＳＨＢ管３５の電極に１７８．
５ＭＨｚの電圧を印加する。
【００６３】また、１／１６分周器４８から出力され
た、もう１つの１７８．５ＭＨｚＣＷ信号は、移相器４
７を介して、パルス変調器４６に達する。このパルス変
調器４６も、そこに入力される所定パルスに従って、上
記１７８．５ＭＨｚＣＷ信号をパルス変調する。そし
て、パルス変調された１７８．５ＭＨｚの信号は、ＤＣ
ブロック４５で、その直流分が阻止され、この直流分の
ない信号を、チョッパ電源用高電圧電源４４で浮いた状
態にあるチョッパ電源４３のトリガ信号として使用す
る。
た、もう１つの１７８．５ＭＨｚＣＷ信号は、移相器４
７を介して、パルス変調器４６に達する。このパルス変
調器４６も、そこに入力される所定パルスに従って、上
記１７８．５ＭＨｚＣＷ信号をパルス変調する。そし
て、パルス変調された１７８．５ＭＨｚの信号は、ＤＣ
ブロック４５で、その直流分が阻止され、この直流分の
ない信号を、チョッパ電源用高電圧電源４４で浮いた状
態にあるチョッパ電源４３のトリガ信号として使用す
る。
【００６４】他方、陽電子源５２から出た陽電子は、Ｔ
ａあるいはＷの薄い箔でできたモデレータ５１に入射さ
れ、低速の陽電子化が行われる。この陽電子源５２は、
高電圧電源２４によって約５００Ｖに浮いた電位を有
し、これら陽電子源５２とモデレータ５１から、メッシ
ュ状のアノード２１へ低速の陽電子が出射される。その
陽電子は、ソレノイド・コイルが巻かれたビーム輸送部
３７を通り、チョッパ管３６に達する。その結果、チョ
ッパ電圧に従って、２ｎｓのパルスビームがＳＨＢ管３
５に入射される。
ａあるいはＷの薄い箔でできたモデレータ５１に入射さ
れ、低速の陽電子化が行われる。この陽電子源５２は、
高電圧電源２４によって約５００Ｖに浮いた電位を有
し、これら陽電子源５２とモデレータ５１から、メッシ
ュ状のアノード２１へ低速の陽電子が出射される。その
陽電子は、ソレノイド・コイルが巻かれたビーム輸送部
３７を通り、チョッパ管３６に達する。その結果、チョ
ッパ電圧に従って、２ｎｓのパルスビームがＳＨＢ管３
５に入射される。
【００６５】ＳＨＢ管３５に入射した電子ビームは、Ｓ
ＨＢ空胴で、１７８．５ＭＨｚのＲＦ電場で速度変調を
受け、加速空洞２０の入口でパルス化（バンチング）さ
れる。この加速管は、その第一加速空胴の入口を覆うよ
うに金属メッシュ９ａを張った構造をとるため、陽電子
源側には、マイクロ波電磁場が漏れ出ておらず、入射さ
れた低速の電子ビームは、この第一加速空胴の入口で反
射されることなく、パルス化され、加速される。
ＨＢ空胴で、１７８．５ＭＨｚのＲＦ電場で速度変調を
受け、加速空洞２０の入口でパルス化（バンチング）さ
れる。この加速管は、その第一加速空胴の入口を覆うよ
うに金属メッシュ９ａを張った構造をとるため、陽電子
源側には、マイクロ波電磁場が漏れ出ておらず、入射さ
れた低速の電子ビームは、この第一加速空胴の入口で反
射されることなく、パルス化され、加速される。
【００６６】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、第一加速空胴の入口に張った金属メッシュによっ
て、マイクロ波電磁場が空胴外部へ漏洩しないため、低
速の入射荷電粒子が電磁場で反射することなく、十分に
加速される。
ば、第一加速空胴の入口に張った金属メッシュによっ
て、マイクロ波電磁場が空胴外部へ漏洩しないため、低
速の入射荷電粒子が電磁場で反射することなく、十分に
加速される。
【００６７】さらに、電子銃と加速空胴との間にチョッ
パ管とＳＨＢ管を配し、陽電子源の直後に設けたビーム
輸送部を通過した電子ビームを、これらチョッパ管とＳ
ＨＢ管でパルス化することで、１パルスあたりの電荷量
の多いビーム加速が可能となる。
パ管とＳＨＢ管を配し、陽電子源の直後に設けたビーム
輸送部を通過した電子ビームを、これらチョッパ管とＳ
ＨＢ管でパルス化することで、１パルスあたりの電荷量
の多いビーム加速が可能となる。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
粒子を加速空胴の入口部に多孔性の金属板を配すること
で、この加速空胴の外部へ共振電磁場が漏れ出るのを防
止でき、入射する低速荷電粒子が、漏れ出た電磁場で反
射されることなく加速されるため、所定の加速エネルギ
を得ることができる。
粒子を加速空胴の入口部に多孔性の金属板を配すること
で、この加速空胴の外部へ共振電磁場が漏れ出るのを防
止でき、入射する低速荷電粒子が、漏れ出た電磁場で反
射されることなく加速されるため、所定の加速エネルギ
を得ることができる。
【００６９】また、上記部材として、金属メッシュ、円
形あるいはハニカム形状の貫通孔を多数有する金属板を
使用することで、確実に共振電磁場の漏れを阻止でき
る。特に、ハニカム形状の貫通孔を有する金属板を使用
した場合、入射荷電粒子に対する上記入口部の開口率が
高くなるため、空胴に入射される電子ビームの利用効率
を上げることができる。
形あるいはハニカム形状の貫通孔を多数有する金属板を
使用することで、確実に共振電磁場の漏れを阻止でき
る。特に、ハニカム形状の貫通孔を有する金属板を使用
した場合、入射荷電粒子に対する上記入口部の開口率が
高くなるため、空胴に入射される電子ビームの利用効率
を上げることができる。
【００７０】上記部材を荷電粒子のビーム軸方向に移動
できるようにし、加速空胴内に存在する共振電磁場の共
振周波数の調整を容易に行うことができる。
できるようにし、加速空胴内に存在する共振電磁場の共
振周波数の調整を容易に行うことができる。
【００７１】さらに、他の発明によれば、上述した発明
に係る加速管を備える荷電粒子加速装置を提供すること
で、その装置を構成する加速空胴の外部へ共振電磁場が
漏れ出るのを防止して、入射する低速荷電粒子が反射さ
れることなく加速され、所定の加速エネルギを得ること
が可能となる。
に係る加速管を備える荷電粒子加速装置を提供すること
で、その装置を構成する加速空胴の外部へ共振電磁場が
漏れ出るのを防止して、入射する低速荷電粒子が反射さ
れることなく加速され、所定の加速エネルギを得ること
が可能となる。
【００７２】そして、他の発明に係る荷電粒子加速装置
で、電子線型の加速を行うことで、十分に加速された電
子ビームを得ることができる。
で、電子線型の加速を行うことで、十分に加速された電
子ビームを得ることができる。
【図１】 本発明の実施の形態１に係る荷電粒子加速装
置の断面構成を示す図である。
置の断面構成を示す図である。
【図２】 実施の形態１に係る第一加速空胴の入口付近
の詳細構造を示す図である。
の詳細構造を示す図である。
【図３】 実施の形態１に係る第一加速空胴３の、ｚ軸
上のｚ方向電場強度分布の一例を示す図である。
上のｚ方向電場強度分布の一例を示す図である。
【図４】 実施の形態１に係る荷電粒子加速装置におけ
る、電子加速管の加速エネルギ特性を示す図である。
る、電子加速管の加速エネルギ特性を示す図である。
【図５】 実施の形態２に係る荷電粒子加速装置の第一
加速空胴の入口付近の詳細構造を示す図である。
加速空胴の入口付近の詳細構造を示す図である。
【図６】 実施の形態３に係る荷電粒子加速装置の第一
加速空胴の入口に設ける金属板の外観を示す図である。
加速空胴の入口に設ける金属板の外観を示す図である。
【図７】 実施の形態４に係る荷電粒子加速装置の第一
加速空胴３の詳細断面を示す。
加速空胴３の詳細断面を示す。
【図８】 実施の形態５に係る電子加速器システムの構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図９】 実施の形態６に係る電子加速器システムの構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図１０】 実施の形態７に係る陽電子加速器システム
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図１１】 実施の形態８に係る陽電子加速器システム
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図１２】 従来の荷電粒子加速装置の加速管の構成を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１３】 従来の加速装置に係る第一加速空胴の、ｚ
軸上のｚ方向電場強度分布の一例を示す図である。
軸上のｚ方向電場強度分布の一例を示す図である。
【図１４】 従来の電子加速空洞の入射電子の加速エネ
ルギ特性を示す図である。
ルギ特性を示す図である。
１…カソード、２…アノード、３…第一加速空胴、４…
第二加速空胴、６…導波管、７…電子ビーム、９，９ａ
…金属メッシュ、１０，１１，１３…金属板、１２…金
属円筒、１４…チョーク構造空胴、２０…加速空洞、２
１…アノード電極、２２…カソード、２３…ヒータ、２
４…高電圧電源、２５…方向性結合器、２６…サーキュ
レータ、２９…クライストロン、３０…クライストロン
用パルス変調器、３１…発振器、３２…マクロトリガ制
御盤、３３…パルス発生器、３４…冷却装置、３５…サ
ブハーモニック・バンチャ（ＳＨＢ）管、３６…チョッ
パ管、３７…ビーム輸送部、３８…５０オーム終端器、
３９…パルスＲＦ増幅器、４０，４６…パルス変調器、
４１…減衰器、４２，４７…移相器、４３…チョッパ電
源、４４…チョッパ電源用高電圧電源、４５…ＤＣブロ
ック、４８…１／１６分周器、５０…電子ビーム、５１
…モデレータ、５２…陽電子源、６０…陽電子ビーム
第二加速空胴、６…導波管、７…電子ビーム、９，９ａ
…金属メッシュ、１０，１１，１３…金属板、１２…金
属円筒、１４…チョーク構造空胴、２０…加速空洞、２
１…アノード電極、２２…カソード、２３…ヒータ、２
４…高電圧電源、２５…方向性結合器、２６…サーキュ
レータ、２９…クライストロン、３０…クライストロン
用パルス変調器、３１…発振器、３２…マクロトリガ制
御盤、３３…パルス発生器、３４…冷却装置、３５…サ
ブハーモニック・バンチャ（ＳＨＢ）管、３６…チョッ
パ管、３７…ビーム輸送部、３８…５０オーム終端器、
３９…パルスＲＦ増幅器、４０，４６…パルス変調器、
４１…減衰器、４２，４７…移相器、４３…チョッパ電
源、４４…チョッパ電源用高電圧電源、４５…ＤＣブロ
ック、４８…１／１６分周器、５０…電子ビーム、５１
…モデレータ、５２…陽電子源、６０…陽電子ビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 9/04 H01J 37/04
Claims (6)
- 【請求項１】 荷電粒子を放射するカソードと、 前記カソードとの間に正電圧が印加され、前記のカソー
ドから放射された荷電粒子を引き出すアノードと、 前記アノードで引き出された荷電粒子を高周波の共振電
磁場で加速する加速空胴と、 前記加速空胴の入口部に位置し、前記アノードで引き出
された荷電粒子を前記加速空胴内に透過させる多孔性の
金属部材とを備えた ことを特徴とする加速管。 - 【請求項２】 前記部材は、金属線を所定の格子状に編
んだ金属メッシュであることを特徴とする請求項１記載
の加速管。 - 【請求項３】 前記部材は、円形あるいはハニカム形状
の貫通孔を多数有する金属板であることを特徴とする請
求項１記載の加速管。 - 【請求項４】 前記部材は、ビーム軸の方向に移動で
き、この部材の移動により、前記加速空胴内に存在する
共振電磁場の共振周波数の調整を行うことを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の加速管。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載の加速
管を備えることを特徴とする荷電粒子加速装置。 - 【請求項６】 前記加速管は電子線型の加速を行うこと
を特徴とする請求項５記載の荷電粒子加速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23975998A JP3334637B2 (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 加速管および荷電粒子加速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23975998A JP3334637B2 (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 加速管および荷電粒子加速装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000068098A JP2000068098A (ja) | 2000-03-03 |
| JP3334637B2 true JP3334637B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=17049506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23975998A Expired - Fee Related JP3334637B2 (ja) | 1998-08-26 | 1998-08-26 | 加速管および荷電粒子加速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3334637B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109496052A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-19 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种加速管和直线加速器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5688632B2 (ja) * | 2010-06-14 | 2015-03-25 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 対物レンズ系及び電子顕微鏡 |
-
1998
- 1998-08-26 JP JP23975998A patent/JP3334637B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP2000068098A (ja) | 2000-03-03 |
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