JP7483285B1 - 片極性誘導加速セル、それを用いた荷電粒子ビームの誘導加速器及び誘導加速方法 - Google Patents
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Abstract
Description
誘導加速セルにおいて、
更に、
金属製のビームパイプの円周方向に帯状に設けられた第一絶縁体で切り離された前記ビームパイプの端部間を円周方向に等間隔に並列接続して配置された複数の第一ダイオードで構成される第一ダイオード群と、
前記誘導加速セルの金属製の外筒に前記ビームパイプを囲んで帯状に配置された第二絶縁体で切り離された前記外筒の端部間を等間隔に並列接続して配置された複数の第二ダイオードで構成される第二ダイオード群と、
を備えたことを特徴とする片極性誘導加速セル。
(2)
(1)に記載の片極性誘導加速セル二台を用いて、蓄積リングに蓄積された直流の荷電粒子ビームを誘導加速することを特徴とする荷電粒子ビームの誘導加速器。
(3)
(1)に記載の片極性誘導加速セル二台を用いて、蓄積リングに蓄積された直流の荷電粒子ビームを誘導加速することを特徴とする荷電粒子ビームの誘導加速方法。
(1)FELの出力は偏光している
(2)高効率 (~20%)
(3)大きな平均パワー(~kW)
(4)相対的低コスト(~50億円)
(5)13.5nmを越えたより短波長化への可能性
一方、このタイミング(t=0)で第二ダイオード群8は自動的に開放になる。この結果、一次側コイルには逆電流が流れ、リセット電圧9aにより磁性体3aはリセットされ、動作点はB-Hカーブ上の初期値に戻る。
1a 片極性誘導加速セル
2 ビームパイプ
2a 第一絶縁体
2b 端部
2c 電場
2d 加速ギャップ
3 外筒
3a 磁性体
3b シール
3c 1次電流
3d 第二絶縁体
3e 端部
3f 第二ギャップ
4 荷電粒子ビーム
5 真空ダクト
6 スイッチング電源
6a パルス電圧
7 第一ダイオード群
7a 第一ダイオード
8 第二ダイオード群
8a 第二ダイオード
9 セット電圧
9a リセット電圧
10 加速電圧
Claims (3)
- 内筒である金属製のビームパイプ及び金属製の外筒からなる2重構造で、前記外筒の内に磁性体が挿入されてインダクタンスを作り、
荷電粒子ビームが通過する真空ダクトと接続された前記ビームパイプの一部は第一絶縁体でできており、
前記磁性体を取り囲む一次側の電気回路である一次側コイルにパルス電圧を発生させるスイッチング電源を接続し、前記スイッチング電源を外部からオン及びオフすることで、電場の発生が制御され、
前記一次側コイルに前記スイッチング電源から前記パルス電圧を印加すると1次電流が流れ、前記磁性体が励磁されトロイダル形状の前記磁性体を貫く磁束密度が時間的に増加し、
前記第一絶縁体を挟んで、前記ビームパイプの両方の端部である2次側にファラデーの誘導法則に従って電場が誘導され、加速電場となる加速ギャップを有し、
前記荷電粒子ビームを加速する正の誘導電圧を与えるセット電圧と、前記磁性体の飽和を解消するリセット電圧を印加する誘導加速セルにおいて、
更に、
前記ビームパイプの円周方向に帯状に設けられた前記第一絶縁体で切り離された前記ビームパイプの端部間を円周方向に等間隔に並列接続して配置された複数の第一ダイオードで構成される第一ダイオード群と、
前記外筒に前記ビームパイプを囲んで帯状に配置された第二絶縁体で切り離された前記外筒の端部間を等間隔に並列接続して配置された複数の第二ダイオードで構成される第二ダイオード群と、
を備え、
前記第一ダイオード群は、前記一次側コイル端子間のセット電圧がオフになり負極性のリセット電圧が発生するタイミングでオンになるとともに、前記第二ダイオード群が自動的に開放になることを特徴とする片極性誘導加速セル。 - 請求項1に記載の片極性誘導加速セル二台を用いて、蓄積リングに蓄積された直流の荷電粒子ビームを誘導加速することを特徴とする荷電粒子ビームの誘導加速器。
- 請求項1に記載の片極性誘導加速セル二台を用いて、蓄積リングに蓄積された直流の荷電粒子ビームを誘導加速することを特徴とする荷電粒子ビームの誘導加速方法。
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Title |
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Ken Takayama,Evolution of induction synchrotrons,Reviews in Physics 10(2023) 100083,2023年05月13日 |
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