JP3456132B2 - Electromagnetic wave generation method and electromagnetic wave generator - Google Patents
Electromagnetic wave generation method and electromagnetic wave generatorInfo
- Publication number
- JP3456132B2 JP3456132B2 JP33448697A JP33448697A JP3456132B2 JP 3456132 B2 JP3456132 B2 JP 3456132B2 JP 33448697 A JP33448697 A JP 33448697A JP 33448697 A JP33448697 A JP 33448697A JP 3456132 B2 JP3456132 B2 JP 3456132B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnetic wave
- electron beam
- magnetic field
- orbit
- wave generator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、特にＸ線等の波長
の短い電磁波を大強度で発生させる小型の電磁波発生装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small-sized electromagnetic wave generator for generating an electromagnetic wave having a short wavelength such as X-rays with high intensity.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来例１．
図１１、図１２は、例えば「加速器科学（パリティ物理
学コース）１９９３年、４１頁」に記載されている従来
のベータトロンを利用した電磁波発生装置の概略構成図
である。図１１において、１０１１は主磁極、１０１２
はコイル、１０１３はフラックス磁極、１０１４はヨー
ク、１０１５は真空ダクト、１０１６は電子銃、１０１
７はターゲット、１０１８は交流電源、１０１９は電子
軌道をずらす補正コイルである。また、図１２におい
て、１０１６は電子銃、１０１７はターゲット、１０１
５は真空ダクト、１０２１はＸ線である。従来の電磁波
発生装置は、１０１６の電子銃で電子を発生させ、真空
ダクト１０１５中を電子ビームを周回させる。ヨーク１
０１４、主磁極１０１１、コイル１０１２で構成された
電磁石に交流電源１０１８から電流を供給し、真空ダク
ト１０１５上に時間的に変動する磁界を発生させる。そ
の結果、真空ダクト中にビームの進行方向に電界が発生
し、その電界により電子を加速する。加速された電子は
電子軌道１０１９をずらす補正コイルを励磁すること
で、外側に軌道が変化させられ、ターゲット１０１７に
衝突する。ターゲットに衝突した電子ビームはエネルギ
ーを失い、ターゲット中や真空ダクトに衝突して失われ
る。電子がターゲットに衝突すると、制動放射により電
磁波を放出する。その電磁波をダクト外へ取り出して主
としてＸ線を透視等に利用する。2. Description of the Related Art Conventional Example 1. 11 and 12 are schematic configuration diagrams of a conventional electromagnetic wave generator using a betatron, for example, described in "Accelerator Science (Parity Physics Course) 1993, p. 41". In FIG. 11, 1011 is a main pole, and 1012.
Is a coil, 1013 is a flux pole, 1014 is a yoke, 1015 is a vacuum duct, 1016 is an electron gun, 101
Reference numeral 7 is a target, 1018 is an AC power supply, and 1019 is a correction coil for shifting the electron orbit. Further, in FIG. 12, 1016 is an electron gun, 1017 is a target, 101
5 is a vacuum duct and 1021 is an X-ray. In the conventional electromagnetic wave generator, an electron gun 1016 generates electrons to orbit an electron beam in a vacuum duct 1015. York 1
An electric current is supplied from an AC power supply 1018 to an electromagnet constituted by 014, a main magnetic pole 1011 and a coil 1012 to generate a time-varying magnetic field on a vacuum duct 1015. As a result, an electric field is generated in the beam traveling direction in the vacuum duct, and the electron is accelerated by the electric field. The accelerated electrons excite a correction coil that shifts an electron orbit 1019, so that the orbit is changed to the outside and collides with a target 1017. The electron beam that collides with the target loses energy and collides with the target and the vacuum duct and is lost. When the electron hits the target, it emits an electromagnetic wave by bremsstrahlung. The electromagnetic waves are taken out of the duct and mainly used for X-rays such as fluoroscopy.
【０００３】従来例２．
図１３は、例えば「Status of the 1GeV Synchrotron R
adiation Source at SORTEC, Proceedings of 7th Symp
osium on Accelerator Science and Technology,1989,
P7（第７回加速器科学と技術のシンポジウム、７頁）」
に記載されている従来の電磁波発生装置（放射光発生装
置）の平面図である。図において、１０３１は電子ライ
ナック、１０３２はブースターシンクロトロン、１０３
３は蓄積リング、１０３４はＳＲビームラインである。
従来の電磁波発生装置は、電子ライナック１０３１の電
子銃で電子を発生させ、初期加速を行い、ブースターシ
ンクロトロン１０３２でさらに電子を加速し、蓄積リン
グ１０３３内で数時間から数１０時間に渡って電子を蓄
積する。Conventional example 2. FIG. 13 shows, for example, “Status of the 1GeV Synchrotron R
adiation Source at SORTEC, Proceedings of 7th Symp
osium on Accelerator Science and Technology, 1989,
P7 (7th Accelerator Science and Technology Symposium, page 7) "
FIG. 7 is a plan view of a conventional electromagnetic wave generator (radiation light generator) described in FIG. In the figure, 1031 is an electronic linac, 1032 is a booster synchrotron, 103
3 is a storage ring and 1034 is an SR beam line.
The conventional electromagnetic wave generator generates electrons by the electron gun of the electron linac 1031, performs initial acceleration, further accelerates the electrons by the booster synchrotron 1032, and stores the electrons in the storage ring 1033 for several hours to several tens of hours. Accumulate.
【０００４】光速近くの電子が磁場で曲げられるとその
接線方向に強力な電磁波を放出する。この電磁波はシン
クロトロン放射光と呼ばれる。非常に強力で指向性のあ
る光であるので、物性研究や加工の光源として用いられ
ている。When an electron near the speed of light is bent by a magnetic field, it emits a strong electromagnetic wave in the tangential direction. This electromagnetic wave is called synchrotron radiation. Since it is a very strong and directional light, it is used as a light source for physical property research and processing.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来例１（従来の技術
１）の様な電磁波発生装置では、発生する電磁波の量が
少ないといった問題があった。よって、電磁波発生手段
は、電子ライナックで発生した電子ビームを重金属のタ
ーゲットに当てる装置が主流となり従来の電磁波発生装
置は用いられなくなった。また、従来例１の様な装置は
重金属のターゲットと電子ビームの相互作用が非常に大
きく、そこから発生する電磁波は広がったビームとなっ
て利用分野が制限されていた。The electromagnetic wave generating device as in Conventional Example 1 (Prior Art 1) has a problem that the amount of electromagnetic waves generated is small. Therefore, as the electromagnetic wave generating means, a device that applies an electron beam generated by an electronic linac to a target of a heavy metal becomes the mainstream, and the conventional electromagnetic wave generating device is no longer used. Further, in the device like the conventional example 1, the interaction between the heavy metal target and the electron beam is very large, and the electromagnetic wave generated from the device becomes a divergent beam and its field of use is limited.
【０００６】従来例２（従来の技術２）の様な電磁波発
生装置では、装置が非常に大きく、高価であるといった
問題があった。特に数１０ｋｅＶ以上のＸ線を利用する
為には、電子を５ＧｅＶ〜８ＧｅＶ程度に加速する必要
があり、装置は数１００億円から１０００億円程度とな
り、また、維持費も年間数１０億円程度が必要であっ
た。The electromagnetic wave generating device as in the conventional example 2 (prior art 2) has a problem that the device is very large and expensive. In particular, in order to use X-rays of several tens keV or more, it is necessary to accelerate electrons to about 5 GeV to 8 GeV, and the equipment costs several 10 billion yen to 100 billion yen, and the maintenance cost is several billion yen per year. Degree was needed.
【０００７】本発明は、かかる問題点を解決するために
なされたものであり、従来例１の装置より数桁から数１
０桁の強い電磁波を発生させる方法並びに装置を提供す
るものである。また、従来例１の装置と比べて著しく指
向性の良い電磁波を発生する装置を提供するものであ
る。更に、従来例２の装置と比べて格段に安価な装置を
提供するものである。The present invention has been made in order to solve such a problem, and it is several digits to several 1 in comparison with the device of Conventional Example 1.
The present invention provides a method and apparatus for generating a zero-digit strong electromagnetic wave. Further, the present invention provides a device for generating an electromagnetic wave having a remarkably good directivity as compared with the device of Conventional Example 1. Further, the present invention provides a device which is significantly cheaper than the device of the second conventional example.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成によ
る電磁波発生装置は、時間的に変動する磁界を発生させ
る電磁石、前記電磁石の磁極を包囲し内部を電子ビーム
が周回する円環状の真空ダクト、電子発生手段、および
周回状態を保持しつつ電子ビームの周回軌道を変更させ
る軌道変更手段を含む円形誘導加速器内で、前記軌道変
更手段により変更された後の電子ビーム周回軌道上に予
め配設された薄膜または薄膜の集合体を、この変更後の
周回軌道上を周回する電子ビームが、複数回、繰り返し
通過することにより、電磁波を発生させる構成のもので
ある。According to a first aspect of the present invention, there is provided an electromagnetic wave generator which comprises an electromagnet for generating a magnetic field which fluctuates with time, and an annular shape which surrounds a magnetic pole of the electromagnet and in which an electron beam circulates. Vacuum duct, electron generating means, and
While maintaining the circulation state in the circular induction accelerator comprising a trajectory changing means <br/> Ru is changed orbit of the electron beam, the track varying
Preliminary on the electron beam orbit after being changed by the additional means.
The fit provided by the thin film or collections of films, after the change
Electron beam circulating the orbit above, a plurality of times, by repeated <br/> passage is of a configuration for generating an electromagnetic wave.
【０００９】本発明の第２の構成による電磁波発生装置
は、第１の構成の電磁波発生装置において、前記周回す
る電子ビーム進行方向の磁界を発生させる磁界発生手段
を有するものである。An electromagnetic wave generator according to a second structure of the present invention is the electromagnetic wave generator of the first structure, which has magnetic field generating means for generating a magnetic field in the traveling direction of the electron beam.
【００１０】本発明の第３の構成による電磁波発生装置
は、第１の構成または第２の構成の電磁波発生装置にお
いて、水平方向と垂直方向のビームサイズを変える磁界
発生手段を有するものである。An electromagnetic wave generator according to a third structure of the present invention is the electromagnetic wave generator of the first structure or the second structure, which has magnetic field generating means for changing the beam size in the horizontal and vertical directions.
【００１１】本発明の第４の構成による電磁波発生装置
は、第１の構成〜第３の構成のいずれかの電磁波発生装
置において、前記薄膜またはその集合体を電子ビームの
周回軌道に沿って複数個配設したものである。An electromagnetic wave generator according to a fourth aspect of the present invention is the electromagnetic wave generator according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of the thin films or aggregates thereof are arranged along an orbit of an electron beam. Individually arranged.
【００１２】本発明の第５の構成による電磁波発生装置
は、第１の構成〜第４の構成のいずれかの電磁波発生装
置において、前記電磁石の磁場強度をビームの進行方向
に沿って周期的に変化させる磁界発生手段を有するもの
である。An electromagnetic wave generator according to a fifth aspect of the present invention is the electromagnetic wave generator according to any one of the first to fourth aspects, in which the magnetic field strength of the electromagnet is periodically set along the beam traveling direction. It has a magnetic field generating means for changing it.
【００１３】本発明の第６の構成による電磁波発生装置
は、第１の構成〜第５の構成のいずれかの電磁波発生装
置において、電磁波検出手段を配設し、前記手段で検出
される電磁波の強度に応じて、前記電磁石または前記軌
道変更手段の磁界強度を変化させるようにしたものであ
る。An electromagnetic wave generator according to a sixth aspect of the present invention is the electromagnetic wave generator according to any one of the first to fifth aspects, in which an electromagnetic wave detecting means is provided and an electromagnetic wave detected by the means is provided. The magnetic field strength of the electromagnet or the trajectory changing means is changed according to the strength.
【００１４】本発明の第７の構成による電磁波発生方法
は、時間的に変動する磁界を発生させる電磁石、前記電
磁石の磁極を包囲し内部を電子ビームが周回する円環状
の真空ダクト、電子発生手段、および周回状態を保持し
つつ電子ビームの周回軌道を変更させる軌道変更手段を
含む円形誘導加速器内で、前記軌道変更手段により変更
された後の電子ビーム周回軌道上に予め配設された薄膜
または薄膜の集合体を、この変更後の周回軌道上を周回
する電子ビームが、複数回、繰り返し通過することによ
り、電磁波を発生させるものである。The electromagnetic wave generating method according to the seventh aspect of the present invention is an electromagnet for generating a time-varying magnetic field, an annular vacuum duct that surrounds the magnetic poles of the electromagnet, and an electron beam circulates inside, and an electron generating means. , And keep the lap state
In a circular induction accelerator comprising a trajectory changing means for changing the orbit of the electron beam while, modified by the track changing device
The pre-disposed thin film or collections of films on the electron beam orbit after being an electron beam circulating on orbit after this change, several times, to repeated passes
It generates electromagnetic waves.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態を図について説明する。図１
は本発明の実施の形態１による電磁波発生装置の模式図
である。本装置はベータトロンを基にしており、図にお
いて、１１はメインコイル（主コイル）、１２はリター
ンヨーク、１３は主磁極、１４はフラックス磁極、１５
は真空チェンバ、１６は電子銃、１７は薄膜、１８は補
正コイルである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 1 is a schematic diagram of an electromagnetic wave generation device according to a first embodiment of the present invention. This apparatus is based on a betatron. In the figure, 11 is a main coil (main coil), 12 is a return yoke, 13 is a main pole, 14 is a flux pole, and 15 is a flux pole.
Is a vacuum chamber, 16 is an electron gun, 17 is a thin film, and 18 is a correction coil.
【００１６】図２は図１の１７の先端部に装着されてい
る薄膜の概念図である。図２（ａ）は１枚の薄膜を用い
た場合であり、図２（ｂ）は複数枚の薄膜を用いた場合
である。FIG. 2 is a conceptual view of a thin film mounted on the tip portion 17 of FIG. 2A shows the case where one thin film is used, and FIG. 2B shows the case where a plurality of thin films are used.
【００１７】また、図３は本発明の電磁波発生装置中の
電子ビームの運動を説明する図である。図において、１
６は電子銃、１７は薄膜、１５は真空チェンバ、３１は
薄膜から発生するＸ線、３２は加速中の平衡軌道、３３
は薄膜に衝突中の平衡軌道である。FIG. 3 is a diagram for explaining the movement of the electron beam in the electromagnetic wave generator of the present invention. In the figure, 1
6 is an electron gun, 17 is a thin film, 15 is a vacuum chamber, 31 is X-ray generated from the thin film, 32 is an equilibrium orbit during acceleration, 33
Is the equilibrium orbit in collision with the thin film.
【００１８】本発明の電磁波発生装置は、電子銃１６で
電子を発生させ、真空ダクト１５中を電子ビームを周回
させる。主コイル１１、リターンヨーク１２、主磁極１
３、フラックス磁極１４で構成された電磁石により、真
空チェンバ１５中に時間的に変動する磁界を発生させ
る。その結果、真空ダクト中にビームの進行方向に誘導
電界が発生し、その電界により電子が加速される。加速
された電子は電子軌道をずらす補正コイル１８を励磁す
ることにより、内側に（内側が望ましいが外側でも可能
である）軌道を変化させ、１７の薄膜に衝突させる。１
７の薄膜に衝突した電子ビームは、運動エネルギーの一
部を失う。失ったエネルギーは、誘導電界により一部が
補われるが、１ターンで得られるエネルギーは、数ｋｅ
Ｖ〜数１０ｋｅＶ程度であるので、だんだん軌道は内側
に移動し、最終的にはチェンバ等に衝突し失われる。し
かしながら、薄膜の厚さを数ミクロンｍから数１０ミク
ロンｍ程度にした場合には、電子は数１０ターンから数
１０００ターン周回することになる。電子が薄膜に衝突
する度に、制動放射により電磁波を放出するので大強度
の電磁波を取り出すことができる。その電磁波をダクト
外へ取り出して利用する。通常の厚いターゲットに衝突
させて電磁波を発生させると、発生する電磁波の大部分
はターゲット内で吸収され、さらに多重散乱により、放
射角は広がる。これに対して本発明の電磁波発生装置は
ターゲット内で吸収される電磁波が少なく、また、多重
散乱も少ないので多量の電磁波を取り出すことが可能で
ある。なお、補正コイルを励磁し軌道を変化させ、薄膜
に電子が衝突しはじめた時には、ベータトロン条件を崩
し電子の周回数がなるべく多くなる様にビーム周回部の
磁場強度と、フラックス磁極１４の磁場強度の比を調整
する必要がある。In the electromagnetic wave generator of the present invention, electrons are generated by the electron gun 16 and the electron beam is circulated in the vacuum duct 15. Main coil 11, return yoke 12, main pole 1
3. The magnetic field which changes with time is generated in the vacuum chamber 15 by the electromagnet constituted by the flux magnetic pole 14. As a result, an induced electric field is generated in the vacuum duct in the beam traveling direction, and the electric field accelerates the electrons. The accelerated electrons excite a correction coil 18 that shifts the electron orbit, thereby changing the orbit inside (desirably the inside is also possible but outside can be changed), and collides with the thin film of 17. 1
The electron beam impinging on the thin film of No. 7 loses part of its kinetic energy. The lost energy is partially compensated by the induction electric field, but the energy obtained in one turn is several ke.
Since it is about V to several tens keV, the orbit gradually moves inward, and eventually collides with the chamber or the like and is lost. However, when the thickness of the thin film is set to about several microns to several tens of microns, the electrons will orbit several tens to several thousand turns. Each time an electron collides with the thin film, an electromagnetic wave is emitted by bremsstrahlung, so that a high-intensity electromagnetic wave can be extracted. The electromagnetic waves are taken out of the duct and used. When electromagnetic waves are generated by colliding with a normal thick target, most of the generated electromagnetic waves are absorbed in the target, and the radiation angle is expanded by multiple scattering. On the other hand, the electromagnetic wave generation device of the present invention absorbs a small amount of electromagnetic waves in the target, and since multiple scattering is small, it is possible to extract a large amount of electromagnetic waves. When the correction coil is excited to change the trajectory and electrons begin to collide with the thin film, the betatron condition is broken and the magnetic field strength of the beam orbit and the magnetic field of the flux pole 14 are adjusted so that the number of orbits of the electron is increased as much as possible. It is necessary to adjust the intensity ratio.
【００１９】本実施の形態のＸ線の発生方法について図
３を用いて更に詳しく説明する。電子銃１６から出た電
子ビームは、加速中の平衡軌道３２の周囲を振動しなが
ら加速される。具体的には、電子は平衡軌道３２より少
し外側の半径位置に入射される。電子がその軌道に対し
て接線方向に入射されるが、ベータトロン条件を満たし
ていないのでエネルギー拾得が少なく、磁場が上昇する
に従って平衡軌道３２に近づいていく。加速電流値を増
加させる為には、電子銃の位置、磁極の磁場強度の最適
調整が必要である。加速後に、加速中の平衡軌道３２か
ら薄膜に衝突中の軌道３３に軌道を移す必要がある。そ
の手法にはいろいろな手法がある。例えば、図１のフラ
ックス磁極１４に巻いた補正コイル１８にパルス電流を
流すことでベータトロン条件を瞬間にくずして軌道を薄
膜３３に衝突中の平衡軌道上に近づける。薄膜に衝突す
ると制動放射により薄膜から電磁波３１（主としてＸ
線）が放射される。Ｘ線を放射することにより、電子は
運動エネルギーの一部を失うので、軌道が若干内側へと
シフトする。周回中に誘導電場で再び加速を受けるが、
一般にベータトロン条件からずれてしまっており、また
１周当たりの加速エネルギーは最大でも数１０ｋｅＶ以
下であるので、ビームは周回毎にエネルギーを失いなが
ら内側にシフトしていきやがて真空チェンバに衝突し失
われる。失われるまでに電子は数回転から数１０００回
転し、その間電磁波を出し続ける。薄膜が薄いので薄膜
中で減衰する電磁波の量は少なく、大強度の電磁波を発
生させることが可能である。また、薄膜中では多重散乱
が少なく、出てくる電磁波は相対論の影響で光速近くで
放射される電磁波の特徴である前方放射が主となり、ビ
ーム方向に集中した領域に放射される。また、図２
（ｂ）のように薄膜１７を複数枚の薄膜の積層体とした
場合はトランジションラディエーションの原理により限
定された波長域内で強度の大きい電磁波を発生すること
ができる。The X-ray generation method of this embodiment will be described in more detail with reference to FIG. The electron beam emitted from the electron gun 16 is accelerated while vibrating around the equilibrium orbit 32 during acceleration. Specifically, the electrons are incident on a radial position slightly outside the equilibrium orbit 32. Although the electrons are tangentially incident to the orbit, they do not satisfy the betatron condition and thus have little energy pickup, and approach the equilibrium orbit 32 as the magnetic field rises. In order to increase the acceleration current value, it is necessary to optimally adjust the position of the electron gun and the magnetic field strength of the magnetic pole. After acceleration, it is necessary to transfer the orbit from the equilibrium orbit 32 during acceleration to the orbit 33 in collision with the thin film. There are various methods in that method. For example, by passing a pulse current through the correction coil 18 wound around the flux magnetic pole 14 of FIG. 1, the betatron condition is momentarily broken and the orbit is brought closer to the equilibrium orbit being collided with the thin film 33. When it collides with the thin film, electromagnetic waves 31 (mainly X
Line) is emitted. By radiating X-rays, the electrons lose some of their kinetic energy, causing the orbit to shift slightly inward. While being lapped, it is again accelerated by an induction electric field,
Generally, it is out of the betatron condition, and the acceleration energy per revolution is several tens keV or less at the maximum, so the beam loses energy at each revolution and shifts inward, eventually colliding with the vacuum chamber and losing. Be seen. By the time it is lost, the electron makes several to several thousand revolutions and continues to emit electromagnetic waves during that time. Since the thin film is thin, the amount of electromagnetic waves attenuated in the thin film is small, and it is possible to generate high-intensity electromagnetic waves. In addition, multiple scattering is small in the thin film, and the outgoing electromagnetic waves are mainly forward radiation, which is a characteristic of electromagnetic waves emitted near the speed of light due to the influence of relativity, and are emitted to a region concentrated in the beam direction. Also, FIG.
When the thin film 17 is a laminated body of a plurality of thin films as shown in (b), a strong electromagnetic wave can be generated within a wavelength range limited by the principle of transition radiation.
【００２０】実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２による電磁波発生装置の模
式図であり、電磁波発生装置のビーム進行方向に対する
垂直な面の断面を示している。図において、４１はフラ
ックス磁極、４２は主コイル、４３はビームの進行方向
磁場を発生させるＢｓコイル、４４は主磁極、４５は真
空ダクトである。電子銃で発生したビームは、主磁極４
４の働きで、真空ダクトのビーム進行方向に作られる誘
導電界により加速される。その時には、ベータトロン振
動をしながら、真空ダクト中を安定に周回する。本発明
の電磁波発生装置は大電流の電子を加速するので、低エ
ネルギー時には空間電荷効果の影響で集束力が弱くな
り、ある閾値以上の電流を加速することができなくな
る。それを防止する為に、Ｂｓコイル４３を配置する。
Ｂｓコイル４３はビーム進行方向の磁場を発生するの
で、ベータトロン振動を行う電子ビームの垂直方向の集
束力を強くする働きをする。ビーム進行方向の磁場があ
ると、ビームはその磁束線に巻き付く様な運動をしなが
ら、真空ダクト内を周回するので、より集束作用が大き
くなる。この集束力の増大によって、大電流の電子ビー
ムを加速することが可能となり、結果的に大強度の電磁
波を発生させることが可能となる。Embodiment 2. FIG. 4 is a schematic diagram of an electromagnetic wave generator according to a second embodiment of the present invention, showing a cross section of a plane perpendicular to the beam traveling direction of the electromagnetic wave generator. In the figure, 41 is a flux pole, 42 is a main coil, 43 is a Bs coil that generates a magnetic field in the beam traveling direction, 44 is a main pole, and 45 is a vacuum duct. The beam generated by the electron gun is the main pole 4
By the action of 4, the electric field is accelerated by the induction electric field created in the beam traveling direction of the vacuum duct. At that time, it circulates stably in the vacuum duct while vibrating with betatron. Since the electromagnetic wave generator of the present invention accelerates a large current of electrons, the focusing force becomes weak due to the effect of the space charge effect when the energy is low, and it becomes impossible to accelerate the current above a certain threshold. In order to prevent this, the Bs coil 43 is arranged.
Since the Bs coil 43 generates a magnetic field in the beam traveling direction, it serves to strengthen the vertical focusing force of the electron beam that oscillates in the betatron. When there is a magnetic field in the beam traveling direction, the beam orbits in the vacuum duct while moving around the magnetic flux lines, so that the focusing action becomes larger. This increase in the focusing force makes it possible to accelerate a high-current electron beam, and as a result, it is possible to generate a high-intensity electromagnetic wave.
【００２１】実施の形態３．
図５は本発明の実施の形態３による電磁波発生装置の模
式図であり、電磁波発生装置のビーム進行方向に対する
垂直な面の断面を示している。図において、５１は真空
ダクト、５２は加速されている時の電子ビームの断面、
５３は補正コイル（スキュー４極磁場発生）である。Embodiment 3. FIG. 5 is a schematic diagram of an electromagnetic wave generator according to a third embodiment of the present invention, showing a cross section of a plane perpendicular to the beam traveling direction of the electromagnetic wave generator. In the figure, 51 is a vacuum duct, 52 is a cross section of an electron beam when being accelerated,
Reference numeral 53 is a correction coil (skew quadrupole magnetic field generation).
【００２２】電磁波発生装置中の電子ビームは真空ダク
ト中の平衡軌道上を周回する。正確には平衡軌道の近傍
を振動しながら周回する。その振動振幅の大きさから周
回する電子ビームのビームサイズが決まる。大電流加速
を行う場合、ビームサイズが小さいと空間電荷効果によ
りビームが失われやすくなる。よって、本発明の電磁波
発生装置では、補正コイル５３によりスキュー４極磁場
を発生させ、水平方向と垂直方向のビームサイズを調整
できる構成とした。それぞれのエネルギーで最適なビー
ムサイズとなる様に、補正コイル５３の電流値を変化さ
せる。それにより、大電流の電子ビームを加速すること
が可能となり、結果的に、大強度の電磁波を発生させる
ことが可能となる。The electron beam in the electromagnetic wave generator orbits on an equilibrium orbit in a vacuum duct. To be precise, it orbits while vibrating near the equilibrium orbit. The size of the oscillation amplitude determines the beam size of the circulating electron beam. When accelerating a large current, if the beam size is small, the beam tends to be lost due to the space charge effect. Therefore, in the electromagnetic wave generator of the present invention, the skew quadrupole magnetic field is generated by the correction coil 53, and the horizontal and vertical beam sizes can be adjusted. The current value of the correction coil 53 is changed so that the beam size becomes optimum with each energy. This makes it possible to accelerate a large-current electron beam, and as a result, it is possible to generate a high-intensity electromagnetic wave.
【００２３】実施の形態４．
図６は本発明の実施の形態４による電磁波発生装置の軌
道平面上の模式図である。図において、６０は真空ダク
トの内壁、６１は真空ダクトの外壁、６２は真空ダクト
内に設置された薄膜、６３は薄膜へ衝突させる為に図１
の補正コイル１８を励磁した後の電子ビームの軌道、６
４は薄膜から発生した電磁波である。Fourth Embodiment FIG. 6 is a schematic diagram on an orbital plane of an electromagnetic wave generator according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, 60 is an inner wall of the vacuum duct, 61 is an outer wall of the vacuum duct, 62 is a thin film installed in the vacuum duct, and 63 is a thin film for colliding with the thin film.
Trajectory of the electron beam after exciting the correction coil 18 of
Reference numeral 4 is an electromagnetic wave generated from the thin film.
【００２４】従来の電磁波発生装置（従来例１）では、
ターゲットに衝突させる為に電子ビームの軌道を変化さ
せ、ターゲットを通過した電子ビームがターゲットより
後方でさらに周回を続けることができなかった。よっ
て、Ｘ線は一カ所からしか発生させることができなかっ
た。一方、本発明では、薄膜通過後の電子ビームは、そ
の後も周回可能であるので、薄膜を図６の６２の様にリ
ング中の複数箇所に設置することにより複数箇所で電磁
波を発生させることが可能となる。In the conventional electromagnetic wave generator (conventional example 1),
The trajectory of the electron beam was changed to make it collide with the target, and the electron beam that passed through the target could not continue to orbit further behind the target. Therefore, X-rays could only be generated from one place. On the other hand, in the present invention, since the electron beam after passing through the thin film can continue to orbit, it is possible to generate an electromagnetic wave at a plurality of places by installing the thin film at a plurality of places in the ring as shown by 62 in FIG. It will be possible.
【００２５】実施の形態５．
図７は本発明の実施の形態５による電磁波発生装置の軌
道平面上の模式図である。図において、７１は真空ダク
トの外壁、７２は真空ダクト内に設置された薄膜、７３
は加速中の電子の平衡軌道、７４はハーモニックコイ
ル、７５は電子銃、７６はビーム位置モニタである。Embodiment 5. FIG. 7 is a schematic diagram on the orbital plane of the electromagnetic wave generator according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, 71 is the outer wall of the vacuum duct, 72 is a thin film installed in the vacuum duct, 73
Is an equilibrium orbit of an accelerating electron, 74 is a harmonic coil, 75 is an electron gun, and 76 is a beam position monitor.
【００２６】本発明の電磁波発生装置は、１０ｋｅＶか
ら５０ｋｅＶ程度の低エネルギーで電子ビームを電子銃
７５から発生させ、加速を行う。ハーモニック磁場と
は、電磁波発生装置中の電子ビームの平衡軌道に沿って
磁場をフーリエ変換した時の磁場の展開成分である。例
えば、１次の展開成分を１次のハーモニック磁場（ファ
ーストハーモニック磁場）と呼ぶ。低エネルギーでは
０．１ガウス程度のファーストハーモニック磁場の影響
で容易に軌道が変移する。また、大電流を蓄積するの
で、空間電荷の影響でビームを集束する力が非常に弱く
なる。その様な状態での運動では真空ダクト７１内を周
回する電子の平衡軌道７３の回転中心のずれが最も問題
となる。よって、本発明では加速中のビーム位置をビー
ム位置モニタ７６で検出し、回転中心が平衡軌道７３の
回転中心からずれた場合には、ハーモニックコイル７４
を励磁して回転中心を戻すフィードバック制御を行う。
それにより大電流の電子ビームを安定に高エネルギーま
で加速でき、大強度の電磁波を発生することが可能とな
る。The electromagnetic wave generator of the present invention accelerates by generating an electron beam from the electron gun 75 with a low energy of about 10 keV to 50 keV. The harmonic magnetic field is the expansion component of the magnetic field when the magnetic field is Fourier transformed along the equilibrium orbit of the electron beam in the electromagnetic wave generator. For example, the primary expansion component is called a primary harmonic magnetic field (first harmonic magnetic field). At low energies, the orbit easily changes due to the influence of the first harmonic magnetic field of about 0.1 Gauss. Also, since a large current is stored, the force of focusing the beam becomes very weak due to the influence of space charges. In the motion in such a state, the deviation of the rotation center of the equilibrium orbit 73 of the electrons circulating in the vacuum duct 71 becomes the most problematic. Therefore, in the present invention, the beam position during acceleration is detected by the beam position monitor 76, and when the rotation center deviates from the rotation center of the equilibrium orbit 73, the harmonic coil 74 is detected.
Feedback control is performed by exciting the.
As a result, a high-current electron beam can be stably accelerated to high energy, and a high-intensity electromagnetic wave can be generated.
【００２７】実施の形態６．
図８は本発明の実施の形態６による電磁波発生装置の軌
道平面上の模式図である。図において、８１は真空ダク
トの外壁、８２はポールチップ磁極、８３の点線は加速
中の電子の平衡軌道、８４はフラックス磁極、８５はリ
ターンヨークである。Sixth Embodiment FIG. 8 is a schematic diagram on an orbital plane of an electromagnetic wave generator according to a sixth embodiment of the present invention. In the figure, 81 is the outer wall of the vacuum duct, 82 is the pole tip magnetic pole, 83 is the equilibrium trajectory of electrons during acceleration, 84 is the flux pole, and 85 is the return yoke.
【００２８】ポールチップ磁極８２は、真空ダクトの外
側８１の上下に配置する。図の様に複数個配置（図では
４つ）することにより加速中の電子の平衡軌道８３上の
磁場強度が周期的に変化することになる。ポールチップ
磁極８２がない場合には、加速中の電子の平衡軌道８３
は殆ど円であるが、例えば図の様に４つのポールチップ
磁極があると、ポールチップ磁極がある部分の磁場強度
が強い部分の偏向半径は短くなり、ポールチップ磁極が
ない部分の偏向半径は大きくなる。結果的に平衡軌道は
円軌道が４角形に歪んだ様な軌道となる。そして、ポー
ルチップ磁極に入る位置と出る位置で電子ビームは集
束、発散作用を受け、全体としてのビームの集束力はポ
ールチップ磁極が無い場合よりも強くなる。よって、大
電流の電子ビームを加速でき、結果的に多量の電磁波を
発生する装置が可能となる。The pole tip poles 82 are located above and below the outside 81 of the vacuum duct. By arranging a plurality of them (four in the figure) as shown in the figure, the magnetic field strength on the equilibrium orbit 83 of the accelerating electron changes periodically. If there is no pole tip magnetic pole 82, the equilibrium trajectory 83 of the accelerating electron
Is almost a circle, but if there are four pole tip magnetic poles as shown in the figure, the deflection radius of the portion where the pole tip magnetic pole is high and the magnetic field strength is strong becomes short, and the deflection radius of the portion where the pole tip magnetic pole is not present is growing. As a result, the equilibrium orbit becomes an orbit in which the circular orbit is distorted into a quadrangle. Then, the electron beam is focused and diverged at the position where it enters the pole tip magnetic pole and the position where it exits the pole tip magnetic pole, so that the beam focusing power as a whole becomes stronger than that in the case without the pole tip magnetic pole. Therefore, a device capable of accelerating a large-current electron beam and consequently generating a large amount of electromagnetic waves becomes possible.
【００２９】実施の形態７．
図９は本発明の実施の形態７による電磁波発生装置の軌
道平面上の模式図である。図において、９１は真空ダク
トの外壁、９２は真空ダクト内に設置された薄膜、９３
は薄膜に衝突している際の電子の平衡軌道、９４はハー
モニックコイル、９５は補正コイル、９６はフラックス
磁極、９７はＸ線強度モニター、９８は信号処理回路で
ある。Embodiment 7. FIG. 9 is a schematic diagram on an orbital plane of an electromagnetic wave generator according to a seventh embodiment of the present invention. In the figure, 91 is an outer wall of the vacuum duct, 92 is a thin film installed in the vacuum duct, and 93 is a thin film.
Is a balanced orbit of electrons when colliding with a thin film, 94 is a harmonic coil, 95 is a correction coil, 96 is a flux magnetic pole, 97 is an X-ray intensity monitor, and 98 is a signal processing circuit.
【００３０】電磁波を利用する場合、なるべく強度が一
定の電磁波を発生させることが望ましい。よって、本発
明の電磁波発生装置ではＸ線強度モニター９７で電磁波
の強度を測定し、その値が一定となる様なフィードバッ
ク制御を実施する。具体的には、加速された電子は９６
のフラックス磁極の周囲に配置された、補正コイル９５
を励磁することで、薄膜に衝突する際の平衡軌道９３に
電子ビームの平衡軌道をシフトさせる。そして、薄膜９
２に衝突した電子は電磁波を発生する。発生した電磁波
はＸ線強度モニタ９７でその強度を測定する。そしてそ
の強度を信号処理回路９８に導き、信号処理を行う。そ
して、発生する電磁波の強度が一定となる様に補正コイ
ル９５やハーモニックコイル９４の電流値を変化させ
る。When using electromagnetic waves, it is desirable to generate electromagnetic waves whose intensity is as constant as possible. Therefore, in the electromagnetic wave generator of the present invention, the intensity of the electromagnetic wave is measured by the X-ray intensity monitor 97, and feedback control is performed so that the value becomes constant. Specifically, the accelerated electrons are 96
Correction coil 95 arranged around the flux pole of
Is excited to shift the equilibrium orbit of the electron beam to the equilibrium orbit 93 when the electron beam collides with the thin film. And the thin film 9
Electrons that collide with 2 generate electromagnetic waves. The intensity of the generated electromagnetic wave is measured by the X-ray intensity monitor 97. Then, the intensity is guided to the signal processing circuit 98 to perform signal processing. Then, the current values of the correction coil 95 and the harmonic coil 94 are changed so that the intensity of the generated electromagnetic wave becomes constant.
【００３１】前記各実施の形態に示した電磁波発生方
法、及び電磁波発生装置から発生する電磁波の強度を概
略計算で見積もった結果を図１０に示す。比較のため、
代表的な放射光（ＳＲ）装置のスペクトルも同時に示
す。計算は以下の条件で行った。
１）入射繰り返し数６０Ｈｚ
２）ピーク電流値 １０Ａ
３）薄膜、カーボン、厚さ10ミクロン
４）周回数１００ターン
図の縦軸は電磁波の強度を表す。図からわかる様に特に
短波長側（図では高エネルギー側）でＳＲ装置を凌ぐ強
度の電磁波が発生できることがわかる。例えばＵＶＳＯ
Ｒは全体で２５００ｍ2 程度の大きさなのに比較して、
本発明の電磁波発生装置は本体は１ｍ2 以下、電源等全
て含めて２ｍ2 程度である。FIG. 10 shows a result obtained by estimating the intensity of the electromagnetic wave generated from the electromagnetic wave generating method and the electromagnetic wave generating device shown in each of the above-described embodiments by a rough calculation. For comparison,
The spectrum of a typical synchrotron radiation (SR) device is also shown. The calculation was performed under the following conditions. 1) Number of repetitions of incidence 60 Hz 2) Peak current value 10A 3) Thin film, carbon, thickness 10 micron 4) Number of turns 100 turns The vertical axis of the figure represents the intensity of electromagnetic waves. As can be seen from the figure, it is possible to generate an electromagnetic wave having a strength exceeding that of the SR device particularly on the short wavelength side (high energy side in the figure). For example UVSO
R is about 2500m 2 in total,
The electromagnetic wave generator of the present invention has a main body of 1 m 2 or less, and about 2 m 2 including all power supplies.
【００３２】なお、薄膜を積層させた場合には、トラン
ジション・ラディエーションの原理により、モノクロ化
された電磁波が非常に強い強度で発生する。その場合の
強度は積層数の２乗に比例するので、さらに大強度の電
磁波が得られると考えられる。When the thin films are laminated, a monochromatic electromagnetic wave is generated with a very strong intensity due to the principle of transition radiation. Since the strength in that case is proportional to the square of the number of stacked layers, it is considered that electromagnetic waves of even higher strength can be obtained.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明は以上説明した様に構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.
【００３４】本発明の第１の構成に係る電磁波発生装置
によれば、時間的に変動する磁界を発生させる電磁石、
前記電磁石の磁極を包囲し内部を電子ビームが周回する
円環状の真空ダクト、電子発生手段、および周回状態を
保持しつつ電子ビームの周回軌道を変更させる軌道変更
手段を含む円形誘導加速器内で、前記軌道変更手段に よ
り変更された後の電子ビーム周回軌道上に予め配設され
た薄膜または薄膜の集合体を、この変更後の周回軌道上
を周回する電子ビームが、複数回、繰り返し通過するこ
とにより、電磁波を発生させる構成にしたので、電子が
薄膜に衝突する度に、制動放射により電磁波を放出する
ので大強度の電磁波を取り出すことができる。また、薄
膜なので、発生した電磁波が薄膜中で減衰する量は少な
く、大強度の電磁波を発生させることが可能である。更
に、薄膜中では多重散乱が少なく、出てくる電磁波は相
対論の影響で光速近くで放射される電磁波の特徴である
前方放射が主となり、絞られた領域に放射される。According to the electromagnetic wave generator of the first aspect of the present invention, an electromagnet for generating a time-varying magnetic field,
An annular vacuum duct that surrounds the magnetic poles of the electromagnet and in which an electron beam circulates, an electron generating means, and an orbiting state.
Held within a circular induction accelerator comprising a trajectory changing means for changing the orbit of the electron beam while, in the track changing means
It is arranged in advance on the electron beam orbit after being changed.
A thin film or thin film assembly on the orbit after this change.
Electron beam circulating a is several times repeated passage child
With this configuration, since the electromagnetic wave is generated, the electromagnetic wave is emitted by the bremsstrahlung each time the electron collides with the thin film, so that the electromagnetic wave of high intensity can be extracted. Further, since the thin film, the amount electromagnetic wave generated is attenuated by the thin film is small, it is possible to generate an electromagnetic wave of high intensity. Further, the multiple scattering is small in the thin film, and the outgoing electromagnetic waves are mainly forward radiation, which is a characteristic of electromagnetic waves emitted near the speed of light due to the influence of relativity, and is emitted to a narrowed region.
【００３５】本発明の第２の構成に係る電磁波発生装置
によれば、第１の構成の電磁波発生装置において、前記
周回する電子ビーム進行方向の磁界を発生させる磁界発
生手段を有するようにしたので、大電流の電子ビームを
加速することが可能となり、結果的に大強度の電磁波を
発生させることが可能となる。According to the electromagnetic wave generator of the second structure of the present invention, the electromagnetic wave generator of the first structure has magnetic field generating means for generating the magnetic field in the traveling direction of the electron beam. It becomes possible to accelerate a high-current electron beam, and as a result, it becomes possible to generate a high-intensity electromagnetic wave.
【００３６】本発明の第３の構成に係る電磁波発生装置
によれば、第１の構成または第２の構成の電磁波発生装
置において、水平方向と垂直方向のビームサイズを変え
る磁界発生手段を有するようにしたので、大電流の電子
ビームを加速することが可能となり、結果的に大強度の
電磁波を発生させることが可能となる。According to the electromagnetic wave generator of the third structure of the present invention, the electromagnetic wave generator of the first structure or the second structure has magnetic field generating means for changing the beam size in the horizontal and vertical directions. Therefore, it becomes possible to accelerate a high-current electron beam, and as a result, it becomes possible to generate a high-intensity electromagnetic wave.
【００３７】本発明の第４の構成に係る電磁波発生装置
によれば、第１の構成〜第３の構成のいずれかの電磁波
発生装置において、前記薄膜またはその集合体を電子ビ
ームの周回軌道に沿って複数個配設したので、複数箇所
で電磁波を発生させることが可能となる。According to the electromagnetic wave generator of the fourth structure of the present invention, in any one of the electromagnetic wave generators of the first structure to the third structure, the thin film or the aggregate thereof is placed on the orbit of the electron beam. Since a plurality of them are arranged along the line, it is possible to generate electromagnetic waves at a plurality of points.
【００３８】本発明の第５の構成に係る電磁波発生装置
によれば、第１の構成〜第４の構成のいずれかの電磁波
発生装置において、前記電磁石の磁場強度をビームの進
行方向に沿って周期的に変化させる磁界発生手段を有す
るようにしたので、大電流の電子ビームを加速すること
が可能となり、結果的に大強度の電磁波を発生させるこ
とが可能となる。According to the electromagnetic wave generator of the fifth structure of the present invention, in the electromagnetic wave generator of any one of the first structure to the fourth structure, the magnetic field strength of the electromagnet is set along the traveling direction of the beam. Since the magnetic field generating means for changing periodically is provided, it is possible to accelerate a large-current electron beam, and as a result, it is possible to generate a high-intensity electromagnetic wave.
【００３９】本発明の第６の構成である電磁波発生装置
によれば、第１の構成〜第５の構成のいずれかの電磁波
発生装置において、電磁波検出手段を配設し、前記手段
で検出される電磁波の強度に応じて、前記電磁石または
前記軌道変更手段の磁界強度を変化させるようにしたも
ので、一定強度の多量の電磁波を発生することが可能と
なる。According to the electromagnetic wave generator of the sixth structure of the present invention, in any one of the electromagnetic wave generators of the first structure to the fifth structure, the electromagnetic wave detecting means is provided and detected by the means. The magnetic field strength of the electromagnet or the trajectory changing means is changed according to the strength of the electromagnetic wave. Therefore, it is possible to generate a large amount of electromagnetic wave with a constant strength.
【００４０】本発明の第７の構成である電磁波発生方法
によれば、時間的に変動する磁界を発生させる電磁石、
前記電磁石の磁極を包囲し内部を電子ビームが周回する
円環状の真空ダクト、電子発生手段、および周回状態を
保持しつつ電子ビームの周回軌道を変更させる軌道変更
手段を含む円形誘導加速器内で、前記軌道変更手段によ
り変更された後の電子ビーム周回軌道上に予め配設され
た薄膜または薄膜の集合体を、この変更後の周回軌道上
を周回する電子ビームが、複数回、繰り返し通過するこ
とにより、電磁波を発生させるようにしたので、電子が
薄膜に衝突する度に、制動放射により電磁波を放出する
ので大強度の電磁波を取り出すことができる。また、薄
膜なので、発生した電磁波が薄膜中で減衰する量は少な
く、大強度の電磁波を発生させることが可能である。更
に、薄膜中では多重散乱が少なく、出てくる電磁波は相
対論の影響で光速近くで放射される電磁波の特徴である
前方放射が主となり、絞られた領域に放射される。According to the electromagnetic wave generating method of the seventh configuration of the present invention, an electromagnet for generating a time-varying magnetic field,
An annular vacuum duct that surrounds the magnetic poles of the electromagnet and in which an electron beam circulates, an electron generating means, and an orbiting state.
Held within a circular induction accelerator comprising a trajectory changing means for changing the orbit of the electron beam while, in the track changing means
It is arranged in advance on the electron beam orbit after being changed.
A thin film or thin film assembly on the orbit after this change.
Electron beam circulating a is several times repeated passage child
Since the electromagnetic wave is generated by the above, the electromagnetic wave is emitted by the bremsstrahlung each time the electron collides with the thin film, so that the electromagnetic wave of high intensity can be taken out. Further, since the thin film, the amount electromagnetic wave generated is attenuated by the thin film is small, it is possible to generate an electromagnetic wave of high intensity. Further, the multiple scattering is small in the thin film, and the outgoing electromagnetic waves are mainly forward radiation, which is a characteristic of electromagnetic waves emitted near the speed of light due to the influence of relativity, and is emitted to a narrowed region.
【図１】 本発明の実施の形態１による電磁波発生装置
の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an electromagnetic wave generation device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１の１７の先端部に装着されている薄膜の
概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram of a thin film attached to the tip portion of 17 of FIG.
【図３】 電磁波発生装置中の電子ビームの運動を説明
するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining movement of an electron beam in an electromagnetic wave generation device.
【図４】 本発明の実施の形態２による電磁波発生装置
の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an electromagnetic wave generation device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の実施の形態３による電磁波発生装置
の模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram of an electromagnetic wave generation device according to a third embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の実施の形態４による電磁波発生装置
の軌道平面上の模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram on an orbital plane of an electromagnetic wave generation device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図７】 本発明の実施の形態５による電磁波発生装置
の軌道平面上の模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram on an orbital plane of an electromagnetic wave generator according to a fifth embodiment of the present invention.
【図８】 本発明の実施の形態６による電磁波発生装置
の軌道平面上の模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram on an orbital plane of an electromagnetic wave generator according to a sixth embodiment of the present invention.
【図９】 本発明の実施の形態７による電磁波発生装置
の軌道平面上の模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram on an orbital plane of an electromagnetic wave generator according to a seventh embodiment of the present invention.
【図１０】 発生する電磁波の強度を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the intensity of generated electromagnetic waves.
【図１１】 従来のベータトロンを利用した電磁波発生
装置の概略構成図（立断面図）である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram (a vertical cross-sectional view) of an electromagnetic wave generator using a conventional betatron.
【図１２】 従来のベータトロンを利用した電磁波発生
装置の概略構成図（平面図）である。FIG. 12 is a schematic configuration diagram (plan view) of an electromagnetic wave generator using a conventional betatron.
【図１３】 従来の電磁波発生装置（放射光発生装置）
の平面図である。FIG. 13: Conventional electromagnetic wave generator (radiation light generator)
FIG.
１１，４２ メインコイル（主コイル）、１２，８５
リターンヨーク、１３，４４，１０１１ 主磁極、１
４，９６ フラックス磁極、１５ 真空チェンバ、１
６，７５，１０１６ 電子銃、１７ 薄膜、１８，５
３，９５ 補正コイル、３１ 薄膜から発生するＸ線、
３２ 加速中の平衡軌道、３３ 薄膜に衝突中の電子ビ
ームの平衡軌道、４１，８４，１０１３ フラックス磁
極、４３ ビームの進行方向磁場を発生させるＢｓコイ
ル、４５，５１，１０１５ 真空ダクト、５２ 加速さ
れている時の電子ビームの断面、６０ 真空ダクトの内
壁、６１，７１，８１，９１ 真空ダクトの外壁、６
２，７３，９２ 真空ダクト内に設置された薄膜、６３
電子ビームの軌道、６４ 薄膜から発生した電磁波、
７３加速中の電子の平衡軌道、７４，９４ハーモニック
コイル、７６ ビーム位置モニタ、８２ ポールチップ
磁極、８３ 加速中の電子の平衡軌道、９３ 薄膜に衝
突している際の電子の平衡軌道、９７ Ｘ線強度モニタ
ー、９８ 信号処理回路、１０１２ コイル、１０１４
ヨーク、１０１７ ターゲット、１０１８ 交流電
源、１０１９ 電子軌道をずらす補正コイル、１０２１
発生するＸ線、１０３１ 電子ライナック、１０３２
ブースターシンクロトロン、１０３３ 蓄積リング、
１０３４ ＳＲビームライン。11,42 Main coil (main coil), 12,85
Return yoke, 13, 44, 1011 Main pole, 1
4,96 flux pole, 15 vacuum chamber, 1
6,75,1016 Electron gun, 17 thin film, 18,5
3,95 correction coil, 31 X-ray generated from thin film,
32 Equilibrium orbit during acceleration, 33 Equilibrium orbit of electron beam colliding with thin film, 41, 84, 1013 flux poles, 43 Bs coil for generating magnetic field in the traveling direction of beam, 45, 51, 1015 Vacuum duct, 52 Accelerated Cross section of electron beam when moving, 60 inner wall of vacuum duct, 61, 71, 81, 91 outer wall of vacuum duct, 6
2,73,92 Thin film installed in vacuum duct, 63
Electron beam trajectories, electromagnetic waves generated from 64 thin films,
73 equilibrium orbit of electrons during acceleration, 74,94 harmonic coil, 76 beam position monitor, 82 pole tip magnetic pole, 83 equilibrium orbit of electrons during acceleration, 93 equilibrium orbit of electrons when colliding with thin film, 97 X Line intensity monitor, 98 signal processing circuit, 1012 coil, 1014
Yoke, 1017 target, 1018 AC power supply, 1019 Correction coil for shifting electron orbit, 1021
X-rays generated, 1031 electronic linac, 1032
Booster synchrotron, 1033 storage ring,
1034 SR beamline.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−13200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−14199（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−159000（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−70700（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−173306（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭34−1125（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭39−10448（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭33−10207（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭38−12249（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭53−22793（ＪＰ，Ｙ１) 特表 平10−504681（ＪＰ，Ａ) 国際公開96／006519（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 11/00 G21K 5/02 Continuation of the front page (56) References JP-A-5-13200 (JP, A) JP-A-56-14199 (JP, A) JP-A-57-159000 (JP, A) Actual development Sho-63-70700 (JP , U) Actual development Sho 59-173306 (JP, U) Japanese patent Sho 34-1125 (JP, B1) Japanese public Sho 39-10448 (JP, B1) Japanese public Sho 33-10207 (JP, B1) Japanese public Sho 38-12249 (JP, B1) Jitsuko Sho 53-22793 (JP, Y1) Tokuyohei 10-504681 (JP, A) International Publication 96/006519 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl . 7 , DB name) H05H 11/00 G21K 5/02
Claims (7)
石、前記電磁石の磁極を包囲し内部を電子ビームが周回
する円環状の真空ダクト、電子発生手段、および周回状
態を保持しつつ電子ビームの周回軌道を変更させる軌道
変更手段を含む円形誘導加速器内で、前記軌道変更手段
により変更された後の電子ビーム周回軌道上に予め配設
された薄膜または薄膜の集合体を、この変更後の周回軌
道上を周回する電子ビームが、複数回、繰り返し通過す
ることにより、電磁波を発生させることを特徴とする電
磁波発生装置。1. An electromagnet for generating a magnetic field that fluctuates with time, an annular vacuum duct which surrounds a magnetic pole of the electromagnet and in which an electron beam circulates, an electron generating means, and a circular shape.
Circular induction within accelerator containing trajectory changing means for changing the orbit of the electron beam while maintaining state, the track changing means
Pre-positioned on the electron beam orbit after being changed by
The thin films or assemblies of films, orbiting of the changed trajectories
Electron beam circulating the suprameatal is, several times, to repeated passes
The Rukoto, electromagnetic wave generator, characterized in that to generate the electromagnetic waves.
て、前記周回する電子ビーム進行方向の磁界を発生させ
る磁界発生手段を有する電磁波発生装置。2. The electromagnetic wave generating device according to claim 1, further comprising magnetic field generating means for generating a magnetic field in the traveling direction of the electron beam.
生装置において、水平方向と垂直方向のビームサイズを
変える磁界発生手段を有する電磁波発生装置。3. The electromagnetic wave generator according to claim 1 or 2, further comprising magnetic field generating means for changing beam sizes in the horizontal and vertical directions.
電磁波発生装置において、前記薄膜またはその集合体を
電子ビームの周回軌道に沿って複数個配設したことを特
徴とする電磁波発生装置。4. The electromagnetic wave generating device according to claim 1, wherein a plurality of the thin films or aggregates thereof are arranged along an orbit of an electron beam. apparatus.
電磁波発生装置において、前記電磁石の磁場強度をビー
ムの進行方向に沿って周期的に変化させる磁界発生手段
を有することを特徴とする電磁波発生装置。5. The electromagnetic wave generator according to any one of claims 1 to 4 , further comprising magnetic field generating means for periodically changing the magnetic field strength of the electromagnet along the beam traveling direction. Electromagnetic wave generator.
電磁波発生装置において、電磁波検出手段を配設し、前
記手段で検出される電磁波の強度に応じて、前記電磁石
または前記軌道変更手段の磁界強度を変化させることを
特徴とする電磁波発生装置。6. The electromagnetic wave generator according to any one of claims 1 to 5 , further comprising an electromagnetic wave detecting means, and the electromagnet or the trajectory change according to the intensity of the electromagnetic wave detected by the means. An electromagnetic wave generator characterized in that the magnetic field strength of the means is changed.
石、前記電磁石の磁極を包囲し内部を電子ビームが周回
する円環状の真空ダクト、電子発生手段、および周回状
態を保持しつつ電子ビームの周回軌道を変更させる軌道
変更手段を含む円形誘導加速器内で、前記軌道変更手段
により変更された後の電子ビーム周回 軌道上に予め配設
された薄膜または薄膜の集合体を、この変更後の周回軌
道上を周回する電子ビームが、複数回、繰り返し通過す
ることにより、電磁波を発生させることを特徴とする電
磁波発生方法。7. An electromagnet for generating a time-varying magnetic field, an annular vacuum duct that surrounds a magnetic pole of the electromagnet and has an electron beam circulating therein, an electron generating means, and a circular shape.
Circular induction within accelerator containing trajectory changing means for changing the orbit of the electron beam while maintaining state, the track changing means
Pre-positioned on the electron beam orbit after being changed by
The thin films or assemblies of films, orbiting of the changed trajectories
Electron beam circulating the suprameatal is, several times, to repeated passes
The Rukoto, electromagnetic wave generating method characterized by generating an electromagnetic wave.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33448697A JP3456132B2 (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Electromagnetic wave generation method and electromagnetic wave generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33448697A JP3456132B2 (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Electromagnetic wave generation method and electromagnetic wave generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11168000A JPH11168000A (en) | 1999-06-22 |
| JP3456132B2 true JP3456132B2 (en) | 2003-10-14 |
Family
ID=18277943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33448697A Expired - Fee Related JP3456132B2 (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Electromagnetic wave generation method and electromagnetic wave generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456132B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4513756B2 (en) * | 2006-02-06 | 2010-07-28 | 三菱電機株式会社 | Electromagnetic wave generator |
| RU2482641C1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Source of braking radiation |
| RU2482642C1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Source of braking radiation |
-
1997
- 1997-12-04 JP JP33448697A patent/JP3456132B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11168000A (en) | 1999-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3705091B2 (en) | Medical accelerator system and operating method thereof | |
| JP4257741B2 (en) | Charged particle beam accelerator, particle beam irradiation medical system using charged particle beam accelerator, and method of operating particle beam irradiation medical system | |
| JPH0356440B2 (en) | ||
| Hara et al. | The brightest x-ray source: A very long undulator at SPring-8 | |
| JPH08195300A (en) | Radioactive ray generating method using electron accumulating ring and the electron accumulating ring | |
| JP2782076B2 (en) | Charged particle beam cooling method | |
| JP3456132B2 (en) | Electromagnetic wave generation method and electromagnetic wave generator | |
| JP4650382B2 (en) | Charged particle beam accelerator and particle beam irradiation system using the charged particle beam accelerator | |
| RU2058676C1 (en) | Method for cooling charge-particle beam | |
| US3390293A (en) | High energy particle generator | |
| JPH0661000A (en) | Circular accelerator and circular accelerator operating method and semiconductor exposure device | |
| JP3602356B2 (en) | Electromagnetic wave generator | |
| JP4276160B2 (en) | Circular charged particle accelerator and method of operating the circular charged particle accelerator | |
| JPH1064699A (en) | Circular accelerator | |
| US2593845A (en) | Apparatus for the acceleration of electrons | |
| EP0437628A1 (en) | Method and device for reducing the emittance of the electron beam in an electron microscope | |
| JP3650354B2 (en) | Electron accelerator | |
| US2803767A (en) | Radiation sources in charged particle accelerators | |
| JP3027822B2 (en) | Method and apparatus for micro-bunching of charged particle beam | |
| Bassalat et al. | High Field Hybrid Permanent Magnet Wiggler Optimized for Tunable Synchrotron Radiation Spectrum | |
| JP2600075B2 (en) | X-ray generator | |
| JPS63266800A (en) | Charged particle acceleration and accumulation device | |
| Balakin et al. | A superhigh energy colliding electron-positron beam facility (VLEPP) | |
| JP4102677B2 (en) | Charged particle accelerator | |
| Berkvens et al. | The positron production and acceleration facility at the 90 MeV electron Linac of Ghent State University |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070801 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080801 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080801 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090801 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100801 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110801 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |