JP4629121B2 - Foil stripper and particle accelerator - Google Patents

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Description

本発明は、加速粒子を取り出すためのフォイルストリッパー及びこれを備える粒子加速器に関する。   The present invention relates to a foil stripper for taking out accelerated particles and a particle accelerator including the same.

サイクロトロンなどの粒子加速器では、通常、一様な磁場がかかっている状態で引き出された加速粒子が、高周波加速空洞(RFキャビティ)において生成される電界により多重加速される。そして、加速に伴って軌道半径が大きくなり、最後にフォイルストリッパーのフォイルにより軌道を曲げられて、放射性同位元素を生成するためのターゲットに誘導される(例えば特許文献1を参照)。
特開2005−38628号公報
In a particle accelerator such as a cyclotron, usually accelerated particles extracted in a state where a uniform magnetic field is applied are subjected to multiple acceleration by an electric field generated in a high-frequency acceleration cavity (RF cavity). Then, the orbit radius is increased with acceleration, and finally the orbit is bent by the foil of the foil stripper and guided to a target for generating a radioisotope (see, for example, Patent Document 1).
JP 2005-38628 A

このような粒子加速器において、1つのフォイルストリッパーで、より多くのターゲットに対応することができれば好ましい。そこで、マグネットの外周における円周方向に複数のターゲットを設け、1個のフォイルストリッパーを加速粒子の軌道に沿って移動させることにより、各ターゲットに加速粒子を誘導することが考えられる。   In such a particle accelerator, it is preferable that one foil stripper can handle more targets. Therefore, it is conceivable that a plurality of targets are provided in the circumferential direction on the outer periphery of the magnet, and one foil stripper is moved along the trajectory of the acceleration particles to induce the acceleration particles to each target.

しかしながら、フォイルストリッパーを移動させて複数のターゲットに加速粒子を誘導する場合、加速粒子を加速させるビーム加速空間の中に、フォイルストリッパーを移動させるための機構が配置されると、ビームスペースが阻害されてサイクロトロンにより生成されるビーム量が減少する可能性があった。   However, when moving the foil stripper to induce accelerated particles to multiple targets, the beam space is hindered if a mechanism for moving the foil stripper is placed in the beam acceleration space that accelerates the accelerated particles. Therefore, the amount of beam generated by the cyclotron may be reduced.

本発明は、上記の問題点を解決し、ビームスペースを阻害することなく、1個のフォイルストリッパーにより複数のターゲットに加速粒子を誘導させることができるフォイルストリッパー及び粒子加速器を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a foil stripper and a particle accelerator capable of solving the above-described problems and capable of guiding accelerated particles to a plurality of targets by one foil stripper without obstructing beam space. To do.

本発明に係るフォイルストリッパーは、加速粒子を取り出すためのフォイルストリッパーであって、弧状に形成されたガイドと、加速粒子の軌道を曲げるためのフォイルがガイドの弧状の軌道より内側に位置するように備えられ、ガイドに沿って移動可能な移動体と、移動体に連結され、移動体を移動させるための駆動力を与える駆動手段と、を備えている。   The foil stripper according to the present invention is a foil stripper for taking out accelerated particles, and the guide formed in an arc shape and the foil for bending the trajectory of the accelerated particle are located inside the arc-shaped track of the guide. A movable body that is movable along the guide; and a driving unit that is connected to the movable body and applies a driving force for moving the movable body.

この構成により、フォイルストリッパーの全ての構成要素を、加速粒子の軌道上に配置されるフォイルより外側に設置することができるので、ビームスペースを阻害することなく、1個のフォイルストリッパーにより複数のターゲットに加速粒子を誘導させることできる。   With this configuration, all the components of the foil stripper can be installed outside the foil arranged on the trajectory of the accelerating particles, so that multiple target can be formed by one foil stripper without obstructing the beam space. Accelerating particles can be induced.

本発明に係るフォイルストリッパーでは、移動体は、ガイドによる軌道に沿って延びる外周部を備え、この外周部にはセクターギアが設けられており、駆動手段は、セクターギアを介して移動体に駆動力を与えるのが好適である。   In the foil stripper according to the present invention, the moving body has an outer peripheral portion extending along the track by the guide, and a sector gear is provided on the outer peripheral portion, and the driving means is driven to the moving body via the sector gear. It is preferable to apply force.

この構成により、セクターギアを介して移動体に駆動力が与えられるので、ワイヤ等で駆動する場合と比較して移動体と駆動手段との連結部分が磨耗や劣化を生じにくくなり、長期の安定した制御が実現できる。   With this configuration, since a driving force is applied to the moving body via the sector gear, the connecting portion between the moving body and the driving means is less likely to be worn or deteriorated compared to driving with a wire or the like, and stable for a long time. Control can be realized.

本発明に係るフォイルストリッパーでは、移動体には、ローラが回転自在に設けられており、ローラはガイドの側面からガイドに係合されることによって、移動体がガイドに沿って移動可能となるのが好適である。   In the foil stripper according to the present invention, a roller is rotatably provided on the movable body, and the movable body is movable along the guide by being engaged with the guide from the side surface of the guide. Is preferred.

この構成により、ガイドと移動体との係合部分は、少なくとも一対のローラが回転可能な状態でガイドに係合されていれば良いので、例えば嵌合によるスライド機構などのように加工精度や摩擦抵抗について厳密に考慮する必要がないので、係合部分の設計や整備が簡便になる。   With this configuration, the engagement portion between the guide and the moving body only needs to be engaged with the guide in a state where at least a pair of rollers can rotate. Since it is not necessary to strictly consider resistance, the design and maintenance of the engaging portion is simplified.

また、本発明に係る粒子加速器は、それぞれが円板状に形成されて対向配置される一対の磁極と、一対の磁極の外周側に配置され、弧状に形成されたガイドと、加速粒子の軌道を曲げるためのフォイルが一対の磁極の間に配置されるように備えられ、ガイドに沿って移動可能な移動体と、移動体に連結され、移動体を移動させるための駆動力を与える駆動手段と、を備えている。   Further, the particle accelerator according to the present invention includes a pair of magnetic poles that are each formed in a disk shape and arranged to face each other, a guide that is disposed on the outer peripheral side of the pair of magnetic poles and is formed in an arc shape, and an orbit of an accelerated particle A movable body that is provided so that a foil for bending is disposed between the pair of magnetic poles and is movable along the guide, and a driving means that is connected to the movable body and provides a driving force for moving the movable body And.

この構成により、フォイルを移動させるための全ての構成要素が、加速粒子の軌道がある一対の磁極の外周部に設置されるので、ビームスペースを阻害することなく、1個のフォイルストリッパーにより複数のターゲットに加速粒子を誘導させることできる。   With this configuration, since all the components for moving the foil are installed on the outer periphery of the pair of magnetic poles where the orbits of the acceleration particles exist, a plurality of foil strippers can be used by one foil stripper without hindering the beam space. Accelerated particles can be guided to the target.

本発明に係るフォイルストリッパー及び粒子加速器によると、ビームスペースを阻害することなく、1個のフォイルストリッパーにより複数のターゲットに加速粒子を誘導させることできる。   According to the foil stripper and the particle accelerator according to the present invention, the acceleration particles can be guided to a plurality of targets by one foil stripper without hindering the beam space.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本実施形態に係る粒子加速器としてサイクロトロン10の構成を示す正面図である。図1に示すように、サイクロトロン10は、一対の磁極16と、図示しない一対のコイルと、真空箱20と、一対の加速電極22と、フォイルストリッパー46と、ターゲット48a〜48cと、を備えている。   FIG. 1 is a front view showing a configuration of a cyclotron 10 as a particle accelerator according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the cyclotron 10 includes a pair of magnetic poles 16, a pair of coils (not shown), a vacuum box 20, a pair of acceleration electrodes 22, a foil stripper 46, and targets 48 a to 48 c. Yes.

一対の磁極16は、図1及び図2に示すように、それぞれ円板状の外形を有する。これら磁極16の対向する面には、それぞれ谷領域16aと山領域16bとが交互に連続して設けられている。より詳細には、これら磁極16の対向する面は、それぞれ4つの谷領域16aと4つの山領域16bとが交互に現れる8つの扇形のセクタに分割されている。このように構成することで、セクターフォーカシングを利用して加速粒子の軌道の収束効果を高めている。   Each of the pair of magnetic poles 16 has a disk-like outer shape as shown in FIGS. On the opposing surfaces of these magnetic poles 16, valley regions 16a and mountain regions 16b are alternately and continuously provided. More specifically, the opposing surfaces of these magnetic poles 16 are divided into eight sector sectors in which four valley regions 16a and four mountain regions 16b appear alternately. With such a configuration, the convergence effect of the orbits of the accelerated particles is enhanced by using sector focusing.

真空箱20は、図1に示すように、箱本体21と図示しない箱蓋とを有している。箱本体21の底壁部21aには、磁極16の外形と略同径の開口部21bが設けられており、この開口部21bから、一方の磁極16の谷領域16a及び山領域16bを備える面が、真空箱20に突出されている。また、箱本体21には真空排気用の排気口(図示せず)が設けられており、この排気口には図示しない真空ポンプが接続されている。箱蓋は、真空ポンプによって真空箱20内を真空化できるように、箱本体21の上部開口を塞いでいる。箱蓋には、箱本体21と同様に、他方の磁極16の谷領域16a及び山領域16bを備える面を真空箱20に突出させるために、磁極16の外形と略同径の開口部が設けられている。   As shown in FIG. 1, the vacuum box 20 has a box body 21 and a box lid (not shown). An opening 21b having substantially the same diameter as the outer shape of the magnetic pole 16 is provided in the bottom wall portion 21a of the box body 21, and a surface including a valley region 16a and a mountain region 16b of one magnetic pole 16 from the opening 21b. Is protruded into the vacuum box 20. Further, the box body 21 is provided with an exhaust port (not shown) for vacuum exhaust, and a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust port. The box lid closes the upper opening of the box body 21 so that the vacuum box 20 can be evacuated by a vacuum pump. Similarly to the box body 21, the box lid is provided with an opening having substantially the same diameter as the outer shape of the magnetic pole 16 so that the surface including the valley region 16 a and the mountain region 16 b of the other magnetic pole 16 protrudes from the vacuum box 20. It has been.

図示しない一対のコイルは、一対の磁極16の側面の周りにそれぞれ設けられており、電磁石が構成されている。   A pair of coils (not shown) are provided around the side surfaces of the pair of magnetic poles 16 to constitute an electromagnet.

一対の加速電極22は、図1に示すように、それぞれ正面視において三角形状をなす。各加速電極22は、例えば銅等の電気導体から構成されており、上下2枚の三角板を底辺で連結して構成されている。そして、加速電極22の板面には冷却用の冷媒を通すための管32が設けられている。   As shown in FIG. 1, each of the pair of acceleration electrodes 22 has a triangular shape in front view. Each acceleration electrode 22 is made of an electrical conductor such as copper, and is formed by connecting two upper and lower triangular plates at the bottom. A tube 32 for passing a cooling refrigerant is provided on the plate surface of the acceleration electrode 22.

これら一対の加速電極22は、一対の磁極16の谷領域16aに位置する。そして、加速電極22の先端部同士が、図1に示すように、蝶の羽のような外形を有する接続部材34により、機械的且つ電気的に接続されている。   The pair of acceleration electrodes 22 is located in the valley region 16 a of the pair of magnetic poles 16. And as shown in FIG. 1, the front-end | tip parts of the acceleration electrode 22 are mechanically and electrically connected by the connection member 34 which has an external shape like a butterfly wing.

加速電極22の一方の側方には、加速粒子を取り出すためのフォイルストリッパー46が設けられている。フォイルストリッパー46には4枚のフォイル47(図3参照)が備えられており、そのうちの1枚のフォイルが、加速粒子の軌道上に配置されている。このフォイルは、加速粒子の軌道上の第1の所定位置101a、第2の所定位置101b、第3の所定位置101c及び第4の所定位置101dに位置決めされるように、フォイルストリッパー46により移動される。   A foil stripper 46 for taking out accelerated particles is provided on one side of the acceleration electrode 22. The foil stripper 46 is provided with four foils 47 (see FIG. 3), and one of the foils is arranged on the trajectory of the acceleration particles. The foil is moved by the foil stripper 46 so as to be positioned at the first predetermined position 101a, the second predetermined position 101b, the third predetermined position 101c, and the fourth predetermined position 101d on the orbit of the accelerated particles. The

フォイルストリッパー46のフォイル47が第1の所定位置101a、第2の所定位置101b及び第3の所定位置101cに位置決めされたときのフォイル47通過後の加速粒子の軌道上には、放射性同位元素を生成するための第1のターゲット48a、第2のターゲット48b、第3のターゲット48cがそれぞれ設けられている。各ターゲットには、加速粒子を導入する入口に、ターゲットに導入される加速粒子のビーム幅を限定するためのコリメータ49a、49b、49cが設けられている。   On the orbit of the accelerated particles after passing through the foil 47 when the foil 47 of the foil stripper 46 is positioned at the first predetermined position 101a, the second predetermined position 101b, and the third predetermined position 101c, A first target 48a, a second target 48b, and a third target 48c for generation are provided. Each target is provided with collimators 49a, 49b, and 49c for limiting the beam width of the accelerated particles introduced into the target at the inlet for introducing the accelerated particles.

次に、図3及び図4を参照して、フォイルストリッパー46の詳細について説明する。図3は、フォイルストリッパー46の詳細な構成を示す図である。図4は、図3のIV−IV断面図である。   Next, the details of the foil stripper 46 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the foil stripper 46. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.

フォイルストリッパー46は、図3に示すように、ガイド51と、移動体52と、駆動機構56と、フォイルチェンジャ63と、図示しない制御装置と、を備えている。   As shown in FIG. 3, the foil stripper 46 includes a guide 51, a moving body 52, a drive mechanism 56, a foil changer 63, and a control device (not shown).

ガイド51は、一対の磁極16の外周側に配置され、弧状の形状に沿った外側、内側に側面51a、51bをもつ板材である。ガイド51がなす弧は、ガイド51近傍の加速粒子のビーム軌道上の3点101a、101b、101cを通る円弧と同一の中心点をもつように設計してある。ガイド51のなす弧の曲率中心は、磁極16の中心Oとは異なる点Pであり、また、その曲率半径は、磁極16の半径より小さい。   The guide 51 is a plate member that is disposed on the outer peripheral side of the pair of magnetic poles 16 and has side surfaces 51a and 51b on the outer side and the inner side along the arc shape. The arc formed by the guide 51 is designed to have the same center point as the arc passing through the three points 101a, 101b, and 101c on the beam trajectory of the accelerated particles near the guide 51. The center of curvature of the arc formed by the guide 51 is a point P different from the center O of the magnetic pole 16, and the radius of curvature is smaller than the radius of the magnetic pole 16.

ガイド51には、移動体52がガイド51に沿って移動可能に係合されている。移動体52は、4枚のフォイル47を有するフォイルカセットユニット50を備える。フォイルカセットユニット50は、4枚のフォイル47のうち1枚のフォイルがガイド51のなす弧より内側に位置し、加速粒子の軌道上に配置されるように移動体52に備えられている。この1枚のフォイルが、加速粒子を通過させて軌道を磁極16の遠心方向に曲げるために用いられ、残りの3枚のフォイルは交換用の予備フォイルとしてフォイルカセットユニット50に備えられている。   A movable body 52 is engaged with the guide 51 so as to be movable along the guide 51. The moving body 52 includes a foil cassette unit 50 having four foils 47. The foil cassette unit 50 is provided in the moving body 52 so that one of the four foils 47 is positioned on the inner side of the arc formed by the guide 51 and arranged on the orbit of the accelerated particles. The single foil is used to pass the acceleration particles to bend the trajectory in the centrifugal direction of the magnetic pole 16, and the remaining three foils are provided in the foil cassette unit 50 as spare foils for replacement.

また、移動体52には、フォイルカセットユニット50を備える面の裏面に、二対のつば付ローラ53a、53b、54a、54bが、それぞれ移動体52の裏面と直交する回転軸で回転自在に設けられている。このうち、ローラ53a、54aは、ガイドの外側面51aと係合するように配置されており、ローラ53b、54bは、ガイドの内側面51bと係合するように配置されている。すなわち、移動体52は、図4に示すように、一対のつば付ローラ53a、53bのそれぞれによって、ガイド51の外側の側面51a及び内側の側面51bからガイドに係合されている。また、移動体52は、一対のつば付ローラ54a、54bのそれぞれによって、ガイド51の外側の側面51a及び内側の側面51bからガイドに係合されている。これにより、移動体52は、ガイド51に沿って移動可能となる。   The moving body 52 is provided with two pairs of flanged rollers 53 a, 53 b, 54 a, 54 b on the back surface of the surface including the foil cassette unit 50 so as to be rotatable about a rotation axis orthogonal to the back surface of the moving body 52. It has been. Among these, the rollers 53a and 54a are arranged to engage with the outer side surface 51a of the guide, and the rollers 53b and 54b are arranged to engage with the inner side surface 51b of the guide. That is, as shown in FIG. 4, the moving body 52 is engaged with the guide from the outer side surface 51a and the inner side surface 51b of the guide 51 by a pair of flanged rollers 53a and 53b. The movable body 52 is engaged with the guide from the outer side surface 51a and the inner side surface 51b of the guide 51 by the pair of flanged rollers 54a and 54b. As a result, the moving body 52 can move along the guide 51.

また、移動体52は、ガイド51の弧状の軌道に沿って外周面を備えており、この外周面にはセクターギア55が設けられている。   The moving body 52 has an outer peripheral surface along the arc-shaped track of the guide 51, and a sector gear 55 is provided on the outer peripheral surface.

移動体52のセクターギア55を介して、移動体52を移動させるための駆動力を与える駆動機構56が、移動体52に連結されている。駆動機構56は、図4に示すように、ステッピングモータ57と、回転を減速するとともに、直交方向の回転に変換する歯車機構を有している。この歯車機構は、ステッピングモータ57の回転軸である第1の軸58と、この第1の軸58に取り付けられた第1のかさ歯車59と、第1のかさ歯車59に噛み合わされ、これと直交する第2のかさ歯車60と、第2のかさ歯車60の回転中心である第2の軸61と、この第2の軸61に取り付けられたピニオンギア62と、を備えている。図3に示すように、ピニオンギア62が、移動体52のセクターギア55と噛み合わされている。   A driving mechanism 56 that applies a driving force for moving the moving body 52 is connected to the moving body 52 via the sector gear 55 of the moving body 52. As shown in FIG. 4, the drive mechanism 56 includes a stepping motor 57 and a gear mechanism that decelerates rotation and converts it into rotation in an orthogonal direction. The gear mechanism is engaged with a first shaft 58 which is a rotation shaft of the stepping motor 57, a first bevel gear 59 attached to the first shaft 58, and a first bevel gear 59. An orthogonal second bevel gear 60, a second shaft 61 that is the rotation center of the second bevel gear 60, and a pinion gear 62 attached to the second shaft 61 are provided. As shown in FIG. 3, the pinion gear 62 is meshed with the sector gear 55 of the moving body 52.

また、フォイルストリッパー46には、フォイルチェンジャ63が設けられている。フォイルストリッパー46は、加速粒子の軌道上に配置されるフォイル47が長期使用などにより消耗して劣化や破損を生じた場合に、フォイルチェンジャ63を利用して新たなフォイルに交換することができる。フォイルチェンジャ63は、フォイル47が第3の所定位置101cから第4の所定位置101dまで移動されるときに、フォイルカセットユニット50と接触することにより、加速粒子の軌道上に配置されるフォイル47を交換するよう構成されている。   The foil stripper 46 is provided with a foil changer 63. The foil stripper 46 can be replaced with a new foil by using the foil changer 63 when the foil 47 arranged on the orbit of the accelerated particles is worn out due to long-term use or the like and deteriorates or breaks. The foil changer 63 contacts the foil cassette unit 50 when the foil 47 is moved from the third predetermined position 101c to the fourth predetermined position 101d. Configured to replace.

フォイルストリッパー46は、図示しない制御装置を有しており、この制御装置により、フォイル47の位置のフィードバック制御を行う。具体的には、各ターゲット48a〜48cの入口に備えられた一対のコリメータ49a〜49cによって、電流値が検出される。これらの電流値はビームが当たる面積が多いほど大きな値をとるので、これらの電流値を比較することで、ビーム径の中心とターゲット入口の中心との相対的なずれを検知することができる。すなわち、一方の電流値が大きいときには、その電流値の検出箇所の方向にビームが偏っていることを示し、また、両方の電流値が同一のときには、ビーム径の中心とターゲット入口の中心が一致して、ビームが所望のターゲットに正確に導入されていることを示す。   The foil stripper 46 has a control device (not shown), and feedback control of the position of the foil 47 is performed by this control device. Specifically, the current value is detected by a pair of collimators 49a to 49c provided at the inlets of the targets 48a to 48c. Since these current values take a larger value as the area hit by the beam increases, the relative deviation between the center of the beam diameter and the center of the target entrance can be detected by comparing these current values. That is, when one of the current values is large, it indicates that the beam is biased in the direction of the detection point of the current value. It then shows that the beam has been correctly introduced to the desired target.

フォイルストリッパー46の図示しない制御装置は、ターゲット48a〜48cのうちビームを導入させたいターゲットの入口に備えられた一対のコリメータにより測定された電流値の差分に応じて、ステッピングモータ57への制御指令をフィードバック制御する。これにより、ビーム軌道上のフォイル47の位置が調整されて、ビーム径の中心がターゲット入口の中心と一致するようになる。   A control device (not shown) of the foil stripper 46 controls a control command to the stepping motor 57 according to a difference between current values measured by a pair of collimators provided at an entrance of a target to which a beam is to be introduced among the targets 48a to 48c. Feedback control. As a result, the position of the foil 47 on the beam trajectory is adjusted so that the center of the beam diameter coincides with the center of the target entrance.

次に、上述したような構成のサイクロトロン10及びフォイルストリッパー46の作用について説明する。   Next, the operation of the cyclotron 10 and the foil stripper 46 configured as described above will be described.

磁極16の中心部に設けられたビーム引出し部Oから、陽子或いは重陽子といった加速粒子が、磁極16により一様な磁場がかけられている空間に引き出され、RFキャビティにより生成される電界により多重加速される。加速粒子は、加速に伴って軌道半径が大きくなっていく。   Accelerated particles such as protons or deuterons are extracted from the beam extraction portion O provided at the center of the magnetic pole 16 to a space where a uniform magnetic field is applied by the magnetic pole 16 and multiplexed by the electric field generated by the RF cavity. Accelerated. Accelerating particles have an orbital radius that increases with acceleration.

フォイルストリッパー46において、駆動機構56のステッピングモータ57が駆動されて、駆動機構56内の歯車機構を介してピニオンギア62が回転する。このピニオンギア62に噛み合っている移動体52のセクターギア55が連動し、移動体52がガイド51に沿って移動する。そして、移動体52に搭載されたフォイルカセットユニット50のフォイル47は、第1の所定位置101a、第2の所定位置101b又は第3の所定位置101cに位置決めされる。   In the foil stripper 46, the stepping motor 57 of the drive mechanism 56 is driven, and the pinion gear 62 rotates through the gear mechanism in the drive mechanism 56. The sector gear 55 of the moving body 52 meshed with the pinion gear 62 is interlocked, and the moving body 52 moves along the guide 51. The foil 47 of the foil cassette unit 50 mounted on the moving body 52 is positioned at the first predetermined position 101a, the second predetermined position 101b, or the third predetermined position 101c.

多重加速され、軌道半径が大きくなった加速粒子は、最後にフォイルストリッパー46のフォイル47により軌道の曲率中心が、磁極16の内側から外側に変わるような軌道となってターゲットに導入される。本実施形態では、フォイル47が第1の所定位置101aにある場合には、加速粒子は第1のターゲット48aに導入される。フォイル47が第2の所定位置101bにある場合には、加速粒子は第2のターゲット48bに導入される。フォイル47が第3の所定位置101cにある場合には、加速粒子は第3のターゲット48cに導入される。   Accelerated particles that have been subjected to multiple acceleration and have a large orbit radius are finally introduced into the target in a trajectory in which the center of curvature of the orbit changes from the inside to the outside of the magnetic pole 16 by the foil 47 of the foil stripper 46. In the present embodiment, when the foil 47 is at the first predetermined position 101a, the accelerated particles are introduced into the first target 48a. When the foil 47 is at the second predetermined position 101b, the accelerated particles are introduced into the second target 48b. When the foil 47 is at the third predetermined position 101c, the accelerated particles are introduced into the third target 48c.

以上説明したように、本実施形態に係るサイクロトロン10及びフォイルストリッパー46は、フォイルストリッパー46を加速粒子の軌道に沿って移動させることができるので、1個のフォイルストリッパー46により複数のターゲット48a〜48cに加速粒子を誘導させることできる。また、フォイルストリッパー46の構成要素であるガイド51、移動体52及び駆動機構56が、加速粒子の軌道がある磁極16の外周側に設置されるので、ビームスペースを阻害することがない。   As described above, the cyclotron 10 and the foil stripper 46 according to the present embodiment can move the foil stripper 46 along the trajectory of the accelerating particles, so that a plurality of targets 48a to 48c can be obtained by one foil stripper 46. Accelerating particles can be induced. Further, since the guide 51, the moving body 52, and the driving mechanism 56, which are constituent elements of the foil stripper 46, are installed on the outer peripheral side of the magnetic pole 16 where the trajectory of the acceleration particles exists, the beam space is not hindered.

また、フォイルストリッパー46において、駆動機構56のピニオンギア62と、移動体52のセクターギア55とを介して、移動体52に駆動力が与えられるので、ワイヤ等で駆動する場合と比較して移動体52と駆動機構56との連結部分が磨耗や劣化を生じにくくなり、長期の安定した制御が実現できる。   Further, in the foil stripper 46, since the driving force is given to the moving body 52 through the pinion gear 62 of the driving mechanism 56 and the sector gear 55 of the moving body 52, the movement is performed as compared with the case of driving with a wire or the like. A connecting portion between the body 52 and the drive mechanism 56 is less likely to be worn or deteriorated, and long-term stable control can be realized.

また、フォイルストリッパー46において、移動体52の二対のつば付ローラ53a、53b、54a、54bが、ガイド51の両側面51a、51bからガイド51に係合されるので、例えば嵌合によるスライド機構などのように加工精度や摩擦抵抗について厳密に考慮する必要がなく、ガイド51と移動体52との係合部分の設計や整備が簡便になる   In the foil stripper 46, the two pairs of flanged rollers 53a, 53b, 54a, 54b of the moving body 52 are engaged with the guide 51 from the both side surfaces 51a, 51b of the guide 51. Thus, it is not necessary to strictly consider machining accuracy and frictional resistance, and the design and maintenance of the engaging portion between the guide 51 and the moving body 52 becomes simple.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、フォイルストリッパー46の駆動機構56は、ギヤ機構以外のフリクション機構などでもよく、また、クランクを利用したシリンダ機構でもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, the drive mechanism 56 of the foil stripper 46 may be a friction mechanism other than a gear mechanism, or may be a cylinder mechanism using a crank.

また、1個のフォイルストリッパー46から加速粒子を導入するターゲットの数は、3個以外の複数個でもよい。   Further, the number of targets for introducing accelerated particles from one foil stripper 46 may be other than three.

さらに、上記実施形態では、1個のフォイルストリッパー46を用いて1箇所から加速粒子を取り出していたが、複数のフォイルストリッパーを加速粒子の軌道上に等間隔に配列して、同時に複数箇所から加速粒子を取り出すように構成してもよい。   Further, in the above embodiment, the acceleration particles are taken out from one place using one foil stripper 46. However, a plurality of foil strippers are arranged at equal intervals on the orbit of the acceleration particles, and accelerated from a plurality of places at the same time. You may comprise so that particle | grains may be taken out.

本実施形態に係る粒子加速器としてサイクロトロンの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of a cyclotron as a particle accelerator which concerns on this embodiment. 一対の磁極の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a pair of magnetic pole. フォイルストリッパーの詳細な構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of a foil stripper. 図3のIV−IV断面図である。It is IV-IV sectional drawing of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10…サイクロトロン、16…磁極、22…加速電極、46…フォイルストリッパー、47…フォイル、48a、48b、48c…ターゲット、50…フォイルカセットユニット、51…ガイド、51a…外側面、51b…内側面、52…移動体、53a、53b、54a、54b…つば付ローラ、55…セクターギア、56…駆動機構(駆動手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cyclotron, 16 ... Magnetic pole, 22 ... Acceleration electrode, 46 ... Foil stripper, 47 ... Foil, 48a, 48b, 48c ... Target, 50 ... Foil cassette unit, 51 ... Guide, 51a ... Outer side, 51b ... Inner side, 52... Moving body, 53 a, 53 b, 54 a, 54 b ... collar roller, 55... Sector gear, 56.

Claims (4)

加速粒子を取り出すためのフォイルストリッパーであって、
弧状に形成されたガイドと、
前記加速粒子の軌道を曲げるためのフォイルが前記ガイドの弧状の軌道より内側に位置するように備えられ、前記ガイドに沿って移動可能な移動体と、
前記移動体に連結され、前記移動体を移動させるための駆動力を与える駆動手段と、
を備えるフォイルストリッパー。
A foil stripper for removing accelerated particles,
An arc-shaped guide;
A foil for bending the trajectory of the acceleration particles is provided so as to be located inside the arcuate trajectory of the guide, and a movable body movable along the guide;
Driving means connected to the moving body and providing a driving force for moving the moving body;
Foil stripper with
前記移動体は、前記ガイドによる軌道に沿って延びる外周部を備え、該外周部にはセクターギアが設けられており、
前記駆動手段は、前記セクターギアを介して前記移動体に駆動力を与える、
請求項1に記載のフォイルストリッパー。
The movable body includes an outer peripheral portion extending along a track by the guide, and a sector gear is provided on the outer peripheral portion,
The driving means gives a driving force to the moving body via the sector gear.
The foil stripper according to claim 1.
前記移動体には、ローラが回転自在に設けられており、
前記ローラは前記ガイドの側面から前記ガイドに係合されることによって、前記移動体が前記ガイドに沿って移動可能となる、
請求項1又は2に記載のフォイルストリッパー。
A roller is rotatably provided on the moving body,
The roller is engaged with the guide from a side surface of the guide, so that the movable body can move along the guide.
The foil stripper according to claim 1 or 2.
それぞれが円板状に形成されて対向配置される一対の磁極と、
前記一対の磁極の外周側に配置され、弧状に形成されたガイドと、
加速粒子の軌道を曲げるためのフォイルが前記一対の磁極の間に配置されるように備えられ、前記ガイドに沿って移動可能な移動体と、
前記移動体に連結され、前記移動体を移動させるための駆動力を与える駆動手段と、
を備える粒子加速器。
A pair of magnetic poles, each of which is formed in a disk shape and arranged oppositely,
A guide disposed on the outer peripheral side of the pair of magnetic poles and formed in an arc shape;
A foil for bending the trajectory of the accelerating particles is provided between the pair of magnetic poles, and a movable body movable along the guide;
Driving means connected to the moving body and providing a driving force for moving the moving body;
A particle accelerator comprising:
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