JP3524714B2 - 超伝導加速空洞およびその製造方法 - Google Patents
超伝導加速空洞およびその製造方法Info
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- JP3524714B2 JP3524714B2 JP10475597A JP10475597A JP3524714B2 JP 3524714 B2 JP3524714 B2 JP 3524714B2 JP 10475597 A JP10475597 A JP 10475597A JP 10475597 A JP10475597 A JP 10475597A JP 3524714 B2 JP3524714 B2 JP 3524714B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超伝導加速器シス
テム７に用いられる超伝導加速空洞１に関する。
テム７に用いられる超伝導加速空洞１に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図４〜図６に示す。図４
は、従来の超伝導加速空洞を示す図。図５は、従来の強
め輪付き超伝導加速空洞を示す図。
は、従来の超伝導加速空洞を示す図。図５は、従来の強
め輪付き超伝導加速空洞を示す図。
【０００３】図６は、共振周波数のズレと入力効率の関
係を示す図である。従来の超伝導加速器システム７で
は、図４に示すように、荷電粒子ビーム３を電波６のエ
ネルギーにより、加速する。
係を示す図である。従来の超伝導加速器システム７で
は、図４に示すように、荷電粒子ビーム３を電波６のエ
ネルギーにより、加速する。
【０００４】超伝導加速空洞１に電波６が投入される
と、その内部に、加速電圧１５が発生し、これにより荷
電粒子ビーム３は加速される。その加速電圧が大きいほ
ど、荷電粒子ビーム３は高いエネルギーに加速される。
と、その内部に、加速電圧１５が発生し、これにより荷
電粒子ビーム３は加速される。その加速電圧が大きいほ
ど、荷電粒子ビーム３は高いエネルギーに加速される。
【０００５】しかし、加速電圧が大きくなると、超伝導
加速空洞１の内部に生じる電磁力が強くなり、それによ
る空洞変形の問題が生じる。つまり、超伝導加速空洞１
が変形すると、共振周波数１７が変化し、電波６の電波
入力効率１６が著しく低下してしまう。
加速空洞１の内部に生じる電磁力が強くなり、それによ
る空洞変形の問題が生じる。つまり、超伝導加速空洞１
が変形すると、共振周波数１７が変化し、電波６の電波
入力効率１６が著しく低下してしまう。
【０００６】図６に、ある条件で設計された超伝導加速
空洞１の共振周波数１７の変化に伴う電波６の電波入力
効率１６の変化を示す。８０％以上の電波入力効率１６
を得るには、この場合、共振周波数１７のズレを約７０
Ｈｚ以下に抑える必要がある。
空洞１の共振周波数１７の変化に伴う電波６の電波入力
効率１６の変化を示す。８０％以上の電波入力効率１６
を得るには、この場合、共振周波数１７のズレを約７０
Ｈｚ以下に抑える必要がある。
【０００７】図５に、ドイツのＤＥＳＹ研究所で提案さ
れた電磁力対策用強め輪付き超伝導加速空洞の例を示
す。超伝導加速空洞１のセル１８の間に、円筒状の強め
輪９が施工されている。この超伝導加速空洞１は、超伝
導状態に保つ為、ＬＨｅ槽４に装着され、さらに断熱を
図る為、たう真空槽５に納められている。
れた電磁力対策用強め輪付き超伝導加速空洞の例を示
す。超伝導加速空洞１のセル１８の間に、円筒状の強め
輪９が施工されている。この超伝導加速空洞１は、超伝
導状態に保つ為、ＬＨｅ槽４に装着され、さらに断熱を
図る為、たう真空槽５に納められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術に
は、次のような問題がある。 （１）超伝導加速空洞１に施工される従来の強め輪９
は、図５に示すように、アイリス部１３近傍に施工され
るため、パルス的、かつ高電界での運転の際に変形が大
きく、共振周波数１７のズレが大きいという問題があ
る。 （２）また、強め輪９は超伝導加速空洞１が完成された
後に電子ビーム溶接１１により施工されることになる
が、一般に溶接部には、超伝導加速空洞１の性能を低下
させる要因、すなわち、熱影響部やセル１８の変形が生
じるリスクがある。
は、次のような問題がある。 （１）超伝導加速空洞１に施工される従来の強め輪９
は、図５に示すように、アイリス部１３近傍に施工され
るため、パルス的、かつ高電界での運転の際に変形が大
きく、共振周波数１７のズレが大きいという問題があ
る。 （２）また、強め輪９は超伝導加速空洞１が完成された
後に電子ビーム溶接１１により施工されることになる
が、一般に溶接部には、超伝導加速空洞１の性能を低下
させる要因、すなわち、熱影響部やセル１８の変形が生
じるリスクがある。
【０００９】しかも、従来の施工方法では、もし、強め
輪９の施工により超伝導加速空洞１の内面に前記不具合
が発生した場合に、処置するのは、非常に困難である。 （３）さらに、従来の施工方法の場合、各セル１８を全
て溶接でつなげた後に、強め輪９をセル１８に直接溶接
で取付ける為、セル１８の形状が溶接歪により、空洞形
状が変形し、共振周波数１７が変化してしまうという問
題がある。
輪９の施工により超伝導加速空洞１の内面に前記不具合
が発生した場合に、処置するのは、非常に困難である。 （３）さらに、従来の施工方法の場合、各セル１８を全
て溶接でつなげた後に、強め輪９をセル１８に直接溶接
で取付ける為、セル１８の形状が溶接歪により、空洞形
状が変形し、共振周波数１７が変化してしまうという問
題がある。
【００１０】そのため、強め輪９の施工後に、更にセル
１８を変形させて、共振周波数１７を調整する必要があ
るが、強め輪９の付いた状態での変形のため、セル１８
の内面形状が歪み、性能低下を招くだけでなく、変形に
必要となる力も大きなものとなり、チューニング装置も
大がかりなものになってしまうという問題がある。本発
明は、これらの問題を解決することができる超伝導加速
空洞を提供することを目的とする。
１８を変形させて、共振周波数１７を調整する必要があ
るが、強め輪９の付いた状態での変形のため、セル１８
の内面形状が歪み、性能低下を招くだけでなく、変形に
必要となる力も大きなものとなり、チューニング装置も
大がかりなものになってしまうという問題がある。本発
明は、これらの問題を解決することができる超伝導加速
空洞を提供することを目的とする。
【００１１】
（第１の手段）本発明に係る超伝導加速器空洞は、荷電
粒子ビーム３を加速する超伝導加速空洞において、
（Ａ）溶接により接合した数個のセル１８と、強化輪９
０からなり、（Ｂ）電磁力による変形を押さえるため
に、前記セル１８の間に施工される強化輪９０の構造
が、１個の強め輪リング２０と２個の強め輪ブラケット
１０とにより構成されていることを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る超伝導加速器空洞は、第１
の手段において、強め輪ブラケット１０および強め輪リ
ング２０には、テーパがついていることを特徴とする。 （第３の手段）本発明に係る超伝導加速器空洞の製造方
法は、（Ａ）ハーフセル８に強め輪ブラケット１０を溶
接する工程と、（Ｂ）２枚のハーフセル８を溶接により
一体化する工程と、（Ｃ）数個のセル１８を溶接により
接合し、多連空洞を製作する工程と、（Ｄ）溶接縮みの
バラツキによる共振周波数１７のズレをなくすために、
製作された多連空洞に変形を加えて修正する工程と、
（Ｅ）強化輪９０本体を溶接する工程と、からなること
を特徴とする。
粒子ビーム３を加速する超伝導加速空洞において、
（Ａ）溶接により接合した数個のセル１８と、強化輪９
０からなり、（Ｂ）電磁力による変形を押さえるため
に、前記セル１８の間に施工される強化輪９０の構造
が、１個の強め輪リング２０と２個の強め輪ブラケット
１０とにより構成されていることを特徴とする。 （第２の手段）本発明に係る超伝導加速器空洞は、第１
の手段において、強め輪ブラケット１０および強め輪リ
ング２０には、テーパがついていることを特徴とする。 （第３の手段）本発明に係る超伝導加速器空洞の製造方
法は、（Ａ）ハーフセル８に強め輪ブラケット１０を溶
接する工程と、（Ｂ）２枚のハーフセル８を溶接により
一体化する工程と、（Ｃ）数個のセル１８を溶接により
接合し、多連空洞を製作する工程と、（Ｄ）溶接縮みの
バラツキによる共振周波数１７のズレをなくすために、
製作された多連空洞に変形を加えて修正する工程と、
（Ｅ）強化輪９０本体を溶接する工程と、からなること
を特徴とする。
【００１２】すなわち、本発明は、前記問題を解決する
為に、 （１）従来アイリス部１３近傍に施工されていた強め輪
９を、下記の強化輪９０に変更し、かつ制振効果の高い
赤道部１４近くに施工することにより、入力効率の高い
超伝導加速空洞１を実現する。 （２）その時、超伝導加速空洞１の各セル１８毎の周波
数が調整しやすいように、強化輪９０を、図２に示すよ
うに、１個の強め輪リング（２０）と２個の強め輪ブラ
ケット（１０）に分割（以下、３分割という）し、チュ
ーニング終了後に、全体を溶接するという工法をとる。
為に、 （１）従来アイリス部１３近傍に施工されていた強め輪
９を、下記の強化輪９０に変更し、かつ制振効果の高い
赤道部１４近くに施工することにより、入力効率の高い
超伝導加速空洞１を実現する。 （２）その時、超伝導加速空洞１の各セル１８毎の周波
数が調整しやすいように、強化輪９０を、図２に示すよ
うに、１個の強め輪リング（２０）と２個の強め輪ブラ
ケット（１０）に分割（以下、３分割という）し、チュ
ーニング終了後に、全体を溶接するという工法をとる。
【００１３】したがって、次のように作用する。強化輪
９０を３分割にし、赤道部１４近傍に施工することによ
り、従来のものに比べ、 （１）強化輪９０のセル１８変形抑制効果が増大し、共
振周波数１７が変化しにくくなる。そのため、電波６の
入力効率が向上する。 （２）ハーフセル８の状態で、強め輪ブラケット１０を
施工するので、超伝導加速空洞１への電子ビーム溶接１
１による影響を確認出来、製造上のリスクを少なくする
ことが出来る。 （３）強め輪リング２０のない状態で、各セル１８の共
振周波数１７の調整が可能となり、セル１８形状を保っ
た状態でチューニングでき、変形に必要な外力も小さく
て済む。
９０を３分割にし、赤道部１４近傍に施工することによ
り、従来のものに比べ、 （１）強化輪９０のセル１８変形抑制効果が増大し、共
振周波数１７が変化しにくくなる。そのため、電波６の
入力効率が向上する。 （２）ハーフセル８の状態で、強め輪ブラケット１０を
施工するので、超伝導加速空洞１への電子ビーム溶接１
１による影響を確認出来、製造上のリスクを少なくする
ことが出来る。 （３）強め輪リング２０のない状態で、各セル１８の共
振周波数１７の調整が可能となり、セル１８形状を保っ
た状態でチューニングでき、変形に必要な外力も小さく
て済む。
【００１４】
（第１の実施の形態）本発明の第１の実施の形態を図１
〜図３に示す。図１は、本発明の第１の実施の形態に係
る超伝導加速空洞を示す図。
〜図３に示す。図１は、本発明の第１の実施の形態に係
る超伝導加速空洞を示す図。
【００１５】図２は、図１の主要部である強化輪９０の
形状を示す図。図３は、本発明の第１の実施の形態に係
る超伝導加速空洞の製作手順を示す図である。
形状を示す図。図３は、本発明の第１の実施の形態に係
る超伝導加速空洞の製作手順を示す図である。
【００１６】図１に示すように、強化輪９０は、強め輪
ブラケット１０と強め輪リング２０から構成される。ハ
ーフセル８に、強め輪ブラケット１０が電子ビーム溶接
１１により施工される。
ブラケット１０と強め輪リング２０から構成される。ハ
ーフセル８に、強め輪ブラケット１０が電子ビーム溶接
１１により施工される。
【００１７】その時、ハーフセル８の内面に性能上問題
となる突起等が発生した時は、ブラインダ等を用いて徐
去し、内面研磨を行う。この強め輪ブラケット１０を付
けたハーフセル８の２枚を、電子ビーム溶接１１により
一体化し、さらに数セル１８分を電子ビーム溶接１１で
接合し、多連空洞を製作する。
となる突起等が発生した時は、ブラインダ等を用いて徐
去し、内面研磨を行う。この強め輪ブラケット１０を付
けたハーフセル８の２枚を、電子ビーム溶接１１により
一体化し、さらに数セル１８分を電子ビーム溶接１１で
接合し、多連空洞を製作する。
【００１８】製作された多連空洞は、各セル１８毎に、
溶接縮みのバラツキにより、共振周波数１７がズレてい
るので、機械的な変形を加えて修正する。その後、強化
輪９０本体を多連空洞に施工する。
溶接縮みのバラツキにより、共振周波数１７がズレてい
るので、機械的な変形を加えて修正する。その後、強化
輪９０本体を多連空洞に施工する。
【００１９】その時、強め輪ブラケット１０と強め輪リ
ング２０本体には、テーハが付いているので、チューニ
ングによりセル１８の間隔が変化しても、溶接すること
は可能である。３分割した強化輪９０を具備する超伝導
加速空洞１は、超伝導状態に保つ為、ＬＨｅ槽４内に納
められ、さらに断熱の為の真空槽５に入れられる。
ング２０本体には、テーハが付いているので、チューニ
ングによりセル１８の間隔が変化しても、溶接すること
は可能である。３分割した強化輪９０を具備する超伝導
加速空洞１は、超伝導状態に保つ為、ＬＨｅ槽４内に納
められ、さらに断熱の為の真空槽５に入れられる。
【００２０】
【発明の効果】本発明は前述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）従来アイリス部１３近傍に施工されていた強め輪
９を、強化輪９０に変更し、赤道部１４近くに施工する
ことにより、超伝導加速空洞１の共振周波数１７の変化
を抑え、入力効率の向上を図ることが出来る。 （２）強化輪９０を３分割にしたので、強め輪ブラケッ
ト１０をハーフセル８に溶接した時点で、超伝導加速空
洞１の内面の処置が可能になり、製品の歩留まりを向上
することが出来る。 （３）強め輪リング２０のない状態でチューニングを行
うことが出来るので、セル１８の形状を損なうこと無
く、安定した性能の超伝導加速空洞１を実現することが
出来る。 （４）強め輪リング２０のない状態でチューニングを行
うので、セル１８を変形させる力が少なくて済み、チュ
ーニング装置が簡単になる。
で、以下に記載するような効果を奏する。 （１）従来アイリス部１３近傍に施工されていた強め輪
９を、強化輪９０に変更し、赤道部１４近くに施工する
ことにより、超伝導加速空洞１の共振周波数１７の変化
を抑え、入力効率の向上を図ることが出来る。 （２）強化輪９０を３分割にしたので、強め輪ブラケッ
ト１０をハーフセル８に溶接した時点で、超伝導加速空
洞１の内面の処置が可能になり、製品の歩留まりを向上
することが出来る。 （３）強め輪リング２０のない状態でチューニングを行
うことが出来るので、セル１８の形状を損なうこと無
く、安定した性能の超伝導加速空洞１を実現することが
出来る。 （４）強め輪リング２０のない状態でチューニングを行
うので、セル１８を変形させる力が少なくて済み、チュ
ーニング装置が簡単になる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る超伝導加速空
洞を示す図。
洞を示す図。
【図２】図１の主要部である強化輪９０の形状を示す
図。
図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る超伝導加速空
洞の製作手順を示す図。
洞の製作手順を示す図。
【図４】従来の超伝導加速空洞を示す図。
【図５】従来の強め輪付き超伝導加速空洞を示す図。
【図６】共振周波数のズレと入力効率の関係を示す図。
１ …超伝導加速空洞
２ …インプットカプラ
３ …荷電粒子ビーム
４ …ＬＨｅ槽
５ …真空槽
６ …電波
７ …超伝導加速器システム
８ …ハーフセル
９ …強め輪
１０…強め輪ブラケット
１１…電子ビーム溶接
１２…チューニング２
１３…アイリス部
１４…赤道部
１５…加速電圧
１６…電波入力効率
１７…共振周波数
１８…セル
２０…強め輪リング
９０…強化輪
Claims (3)
- 【請求項１】荷電粒子ビーム（３）を加速する超伝導加
速空洞において、（Ａ）溶接により接合した数個のセル
（１８）と、強化輪（９０）からなり、（Ｂ）電磁力に
よる変形を押さえるために、前記のセル（１８）の間に
施工される強化輪（９０）の構造が、１個の強め輪リン
グ（２０）と２個の強め輪ブラケット（１０）とにより
構成されていることを特徴とする超伝導加速器空洞。 - 【請求項２】強め輪ブラケット（１０）および強め輪リ
ング（２０）には、テーパがついていることを特徴とす
る請求項１記載の超伝導加速空洞。 - 【請求項３】（Ａ）ハーフセル（８）に強め輪ブラケッ
ト（１０）を溶接する工程と、（Ｂ）２枚のハーフセル
（８）を溶接により一体化する工程と、（Ｃ）数個のセ
ル（１８）を溶接により接合し、多連空洞を製作する工
程と、（Ｄ）溶接縮みのバラツキによる共振周波数（１
７）のズレをなくすために、製作された多連空洞に、変
形を加えて修正する工程と、（Ｅ）強化輪（９０）本体
を溶接する工程と、からなることを特徴とする超伝導加
速空洞の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10475597A JP3524714B2 (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | 超伝導加速空洞およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10475597A JP3524714B2 (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | 超伝導加速空洞およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303000A JPH10303000A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3524714B2 true JP3524714B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=14389314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10475597A Expired - Fee Related JP3524714B2 (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | 超伝導加速空洞およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3524714B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608365C1 (ru) * | 2015-08-11 | 2017-01-18 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Индукционный синхротрон с постоянным магнитным полем |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4817198B2 (ja) * | 2008-06-20 | 2011-11-16 | 独立行政法人理化学研究所 | 荷電粒子加速装置 |
| DE102009028182B3 (de) * | 2009-08-03 | 2011-02-24 | Forschungszentrum Dresden - Rossendorf E.V. | Hochfrequenz-Fotoelektronenquelle mit supraleitendem Hohlraumresonatorsystem stabilisierter Eigenfrequenz |
| RU2477936C2 (ru) * | 2011-06-15 | 2013-03-20 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Циклический ускоритель заряженных частиц |
| CN111341631B (zh) * | 2020-04-07 | 2021-05-14 | 电子科技大学 | 一种利用二次电子倍增的电磁波发生器 |
-
1997
- 1997-04-22 JP JP10475597A patent/JP3524714B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608365C1 (ru) * | 2015-08-11 | 2017-01-18 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Индукционный синхротрон с постоянным магнитным полем |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10303000A (ja) | 1998-11-13 |
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