JPH01183098A

JPH01183098A - 粒子加速器用真空チャンバー

Info

Publication number: JPH01183098A
Application number: JP103888A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Nishibe; 西部　辰夫
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1988-01-06
Filing date: 1988-01-06
Publication date: 1989-07-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、粒子加速器用真空チャンバーに係り、特に、
ビーム軌道を曲げる場合において、超高真空雰囲気への
ガス分子の放出を抑制しながら、放射光を取り出す技術
に関するものである。

［従来の技術とその課題］粒子加速器（例えばシンクロトロン）の加速リングを構
成している真空チャンバーは、その内部を超高真空状態
（例えば１０　’−１０Ｔｏｒｒ以上）に維持するとと
もに、真空チャンバーの内面を高い導電性材料で構成す
ることが必要であり、これらの要求を満足させるために
、例えばアルミニウムが使用されている。

また、真空チャンバーの内部に形成されるビーム軌道を
曲げた場合には、該ビーム軌道の接線方向に、シンクロ
トロン放射光：５ＯＲ（主としてＸ線）が発生する。

従来、放射光を真空チャンバーの外に取り出す場合は、
第２図に示すように、真空チャンバー１における湾曲部
の外側壁に、ビーム軌道２の接線方向に延びる放射光誘
導管３を連設するとともに、放射光誘導管３の途中に、
制御用ハウジング４を設け、その中に放射光誘導管３の
長平方向と直交するビームシャター５を、大気に対して
気密状態に、かつ、水冷等の方法で冷却可能な状態に配
設して、該ビームツヤター５を適宜アクチュエーター〇
によって開閉操作するようにしている。

一方、放射光が第２図において、鎖線Ｘで示すように、
真空チャンバー１の内壁面に対して、傾斜状態で衝突し
た場合には、放射光が壁を励起して破線の矢印で示すよ
うに、ガス分子を放出させる現象を生じる。このガス分
子の放出現象は、第３図に示すように、放射光の照射に
より壁が発熱して、熱脱離によってガスか発生ずるとと
もに、放射光の照射により光電子の放出が行なわれて、
電子による脱離によってガス分子が発生するものである
。その他に、真空チャンバー１の内壁面に対して放射光
の入射角か小さい場合には、第２図中のＹて示すように
放射光の散乱が起こり、ガス分子の放出か増加する。

したがって、第２図例の真空チャンバー１であると、ａ）真空チャンバーの構成材料を、特に、品質的に優れ
たアルミニウムやステンレス鋼にする必要性が生じ、材
料の制約か大きくなる。

ｂ）隣り合う放射光誘導管の間等の広い範囲で、放射光
の散乱が起こってガス分子の放出現象が生じ易くなる。

Ｃ）ガス分子の放出により真空度が悪化し、超高真空ポ
ンプの必要容量が増大する。また、構造的に真空ポンプ
の取り付けが難しい。

ｄ）放出されたガス分子が正イオン化することにより、
イオントラッピング現象が生じて、粒子加速器の性能を
低下させる。

ｅ）発熱部分が広範囲となり、冷却することが困難とな
る。

等の問題点を生じる。

本発明は、これらの課題を有効に解決するものであり、
放射光の散乱防止を図ることによりガス放出発生量を少
なくするとともに、放射光の制御を容易にすることを目
的とするものである。

「課題を解決するための手段］加速リングの一部を構成する真空チャンバーにおける湾
曲部の外側壁に、放射光誘導ケーシングを連設するとと
もに、該放射光誘導ケーシング内にビーム軌道の接線方
向と交差する表面を有する放射光吸収板、を設け、該放
射光吸収板に放射光通適用開口部を配設してなる粒子加
速器用真空チャンバーとしている。

ビーム軌道を曲げることによって発生する放射光は、ビ
ーム軌道の接線方向に放射光誘導ケーシンク内を通って
、放射光吸収板に衝突する。この場合、放射光は、放射
光吸収板の表面に対して大きな角度で衝突するため、放
射光の散乱が少なくなり、放出カスの発生箇所が限定さ
れる。なお、利用に供される放射光は、当該放射光吸収
板に設けた開口を通って取り出される。

「実施例」以下、本発明の粒子加速器用真空チャンバーの一実施例
を第１図に基づいて説明する。

第１図に示すように、加速リングの一部を構成する真空
ヂャンバーｌは、その全体がアルミニウム材等からなる
筒状体によって形成されており、その中に鎖線で示すよ
うにビーム軌道２が形成されている。

そして、真空チャンバー１のビーム軌道２を曲げる箇所
、つまり、粒子ビームに偏向をイ」与する４一箇所における真空ヂャンバーｌの湾曲部の外側壁には、
ビーム軌道２における湾曲部の大部分に対して連通状態
とされた放射光誘導ケーソングアが連設され、該放射光
誘導ケーシング７の内部には、その付近におけるビーム
軌道２の各接線方向（例えば湾曲開始部分における接線
方向）と大きな角度で交差する（例えば直交する）表面
を有する放射光吸収板８が設けられる。

前記放射光誘導ケーシング７は、真空チャンバー１の側
壁に対して溶接可能な材料、例えば同一材料によって形
成され、後方壁には、放射光誘導管３が連設され、また
、側壁には放射光吸収板８を気密及び貫通状態に支持す
るための取り付はノズル７ａが配設されるとともに、下
方壁において放射光吸収板８よりも若干前方となる位置
には、超高真空ポンプと接続するための排気ノズル７ｂ
が設けられる。

前記放射光吸収板８は、その全体のうち、例えば放射光
誘導ケーシング７の内部に露出している１部分が無酸素
銅等のガス低放出性金属材によって形成されるとともに
、該露出部分に放射光を放射光誘導管３に送り込むため
の放射光通過用開口部８ａが配設され、その外方端部か
、放射光誘導ケーシング７の取り付はノズル７ａを経由
して、Ｖｉｌｌえ（ｆ冷却水による冷却手段９とが配設
さ２する。

なお、該放射光吸収板８は、前記取り付（ナノズル７ａ
に対して、例えばベローズ等を介在させて面方向に移動
自在に取り付けること力＼でき、第２図に示したアクチ
ュエータ６を併設しておし）で、１月１１部８ａの位置
をずらすことにより、放射光を選択あるしくＪ開閉する
ためのヒームンヤ・ンターの機能を（−１与することか
できる。

しかして、この上うに構成されて０る真空チャツバ−１
であると、粒子ビームを第１図の鎖線の矢印で示すよう
に、ビーム軌道２（こ乗Ｕ−て走らＵ−ている状態にお
いて、粒子ビームを曲１デたとき１こ、その湾曲部分の
接線方向にンンクロトロン放１寸＞ｈ（ＳＯＲ）か発生
して、放射光誘導ケーシング゛７の中に導かれ、放射光
の大部分力く大きな角度（伊］えば第１図に示すように
ほぼ直交喝−る角度）で、内部の放射光吸収板８に衝突
するため放射光の散乱がなく、ガス放出の発生箇所を該
放射光吸収板８の表面のみに限定することができる。ま
た、発生したガス分子は、その直近に位置する排気ノズ
ル７ｂから速やかに排気されて、超高真空雰囲気を維持
することになる。

そして、放射光吸収板８に達した放射光の一部は、第Ｘ
図において鎖線の矢印Ｙ−Ｙ”　で示すように、放射光
吸収板８の開口部８ａを経由して放射光誘導管３に導か
れ、所期の利用がなされることになる。

また、大部分の放射光が放射光吸収板８によって吸収さ
れることにより、放射光吸収板８の発熱を伴うが、この
熱は無酸素銅等の熱良導体によって外部に伝達されると
ともに、冷却手段９の作動によって速やかに排出され、
放射光吸収板Ｂ　ｔ７）　？Ａ度上昇を抑制する。

したがって、放射光を大きな角度で放射光吸収板８に衝
突させることと、放射光吸収板８の材質を選定すること
と、放射光吸収板８を直接冷却して温度」１昇を抑制す
ることとにより、ガス発生を効果的に減衰させて、超高
真空度を確保することができるものである。

なお、前述した放射光吸収板８は、前記取り付りノズル
７ａに対してベローズ等によって、面方向に沿って移動
可能に取り（−ｔ　ＩＪておき、第２図に示したアクチ
ュエータ６によって、開口部８ａの位置をずらずような
調整を行なうことにより、放射光を選択あるいは通過を
制御するビームツヤツタ−の機能を４４月することがで
きろ。

また、放射光吸収板８は、無酸素銅に限定するものでは
なく、例えば、その表面をセラミ・ソクス等により形成
することができる。

「効果」以」−説明したように、本発明に係る粒子加速器用真空
チャンバーによれは、以下のような優れた効果を奏する
。

■湾曲部の外側壁に放射光誘導ケーシングを連設すると
ともに、該放射光誘導ケーシング内にビーム軌道の接線
方向と交差する表面を有する放射光吸収板を設けている
ため、放射光の衝突する箇所を特定するとともに、放射
光の散乱現象を抑制することにより、ガス発生を少なく
し、真空度を向上させて安定し）こ粒子加速器の運転を
行なうことができる。

■放射光吸収板に放射光通過用開口部を配設しているた
めに、放射光を制御して正確に外部に放出させることが
できる。

■放射光吸収板において、材質、表面処理の選定度が高
くなり、ガス放出量の低減や、冷却性能の向上を図るこ
とができる。

■放射光吸収板の移動によって開口部の位置をずらすこ
とにより、ビームツヤツタ−の機能を句与することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る粒子加速器用真空チャンバーの一
実施例を示す要部を断面した平面図、第２図は粒子加速
器用真空チャンバーの従来例における要部の平面図、第
３図はシンクロトロン放射光の説明図である。ｌ　・・・真空チャンバー、２・・・　ビーム軌道、３　・・・放射光誘導管、４・・制御用ハウジング、５・・・ビームシャッター、６　　アクチュエータ、７　　放射光誘導ケーシング、７ａ　　　取り付はノズル、７ｂ・・・・・排気ノズル、８・・・・・放射光吸収板、８ａ・・　開口部、９・　・冷却手段。出願人　　石川島播磨重工業株式会社ｌｉ− 第１図

Claims

【特許請求の範囲】

加速リングの一部を構成する真空チャンバーにおける湾
曲部の外側壁に、放射光誘導ケーシングを連設するとと
もに、該放射光誘導ケーシング内にビーム軌道の接線方
向と交差する表面を有する放射光吸収板を設け、該放射
光吸収板に放射光通過用開口部を配設してなることを特
徴とする粒子加速器用真空チャンバー。