JPH01214000A - 線形加速器 - Google Patents

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］ この発明は、荷電粒子等の粒子を加速する線形加速器に
関するものである。

［従来の技術］ 第２図は、従来の線形加速器を示すブロック図である。

第２図において、（１）は電子銃、（２，）、（２２）
、（２，）、（２４）、・・・は進行波加速手段であっ
て、この従来例では電子銃（１）のビーム軸上に縦続配
置され、かつ長さが１−メートルの進行波加速管、（３
１）、（３才）、（３，）、（３，）、・・・はこれら
進行波加速管（２，）〜（２ｎ）の出力側に接続された
ダミーロード、（４Ｉ）、（４２）、（４，）、（４，
）、・・・と（５１）、（５□）、（５，）、（５，）
、・・・とは第２の高周波供給手段をｔＭ成し、この従
来例では（４１）〜（４ｎ）は進行波加速管（２１）〜
（２＋１）に接続された伝送回路、（５，）〜（５ｎ）
はこれら伝送回路（４，）〜（４ｎ）に接続された例え
ばクライストロン、マグネトロン等のマイクロ波源であ
る。

従来の線形加速器は、上記のように構成され、電子銃（
１）によって発射された荷電粒子が進行波加速管（２，
）に入射される。この進行波加速管（２，）の中で荷電
粒子が、マイクロ波源（５１）から伝送回路（４１）を
介して供給された高周波電界（マイクロ波電力）によっ
て加速される。こうして、高エネルギーの出力を得るた
めに、荷電粒子が進行波加速管（２２）〜（２ｎ）によ
って多段に加速される。しかしながら、荷電粒子のビー
ムが進行波加速管（２，）〜（２ｎ）によって連続して
加速されると、空間電荷効果のためビームが広がり、径
方向の電界の影響を受けやすくなると共に、エミツタン
スが高くなったり、大電流の加速によるＢＢＵ（ｆ：ｌ
ｅａ噛Ｂｌｏｗｕｐ）現象が発生しやすくなる。

［発明が解決しようとする課′Ｂ１］ 上述したような従来の線形加速器において、高エネルギ
ーの出力を得るには、加速器全体が非常に長くなると共
に、大電流の加速においては、ＢＢＵ現象や大きなエミ
ツタンス成長等が発生し、荷電粒子のビームの出力性能
に悪影響を与えるという問題点があった。

この発明は、上述した問題点を解決するためになされた
もので、高エネルギーの出力を得る場合でも小型化でき
ると共に、大電流の加速でもｌ３ＢＵ現象が発生せず、
低エミツタンスでエネルギー幅の狭い荷電粒子のビーム
を得ることができる線形加速器を得ることを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る線形加速器は、粒子を加速する複数個の
定在波加速手段、各定在波加速手段に高周波を供給する
第１の高周波供給手段、上記粒子を加速する複数個の進
行波加速手段、および各進行波加速手段に高周波を供給
する第２の高周波供給手段を備えたものである。

［作用］ この発明においては、粒子（荷電粒子）が定在波加速手
段によって比較的短い距離で高エネルギーに加速される
。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図であり
、（１）、（２，）〜（２輪）、（３１）〜（３ｍ）、
（４，）〜（４論）、および（５１）〜（５ｍ）（イ旦
し、鍮＜ｎ）は」ユ記従来加２Ｉ器のものと全く同一で
ある。

第１図において、（６、）　〜（６ｋ）（但し、ｋ＜ｎ
）は定在波加速手段であって、この実施例では電子銃（
１）のビーム軸上に縦列配置され、かつ長さが例えば０
．６Ｌメートルの定在波加速管、（７，）〜（７ｋ）、
（８１）〜（８ｋ）および（９，）〜（９ｋ）は第１の
高周波供給手段を構成し、この実施例では（７１）〜（
７ｋ）は定在波加速管（６１）〜（６ｋ）に接続され、
かつサーキュレータ（８，）〜（８ｋ）が挿入された伝
送回路、（９１）〜（９ｋ）はこれら伝送回路（７，）
〜（７ｋ）に接続された例えばクライストロン、マグネ
トロン等のマイクロ波源である。なお、定在波加速管（
６，）〜（６ｋ）と進行波加速管（２，）〜（２ｎ）は
交互に配置されている。

上述したように構成された線形加速器においては、電子
銃（１）によって発射された荷電粒子が定在波加速管（
６−）に入射される。この定在波加速管り６１）の中で
荷電粒子が、マイクロ波源（９，）からサーキュレータ
（８１）および伝送回路（７１）を介して供給された高
周波電界（マイクロ波電力）によってパンチング（集群
）加速される。定在波加速管（６，）におけるパンチン
グ加速は、高電界の下でなされるため、狭い位相幅に集
群されかつエネルギー幅の小さい荷電粒子のビームが得
られる。この狭い位相幅にあるエネルギー幅のそろった
ビームが次段の進行波加速管（２１）に入射され、ここ
で径方向の電界の大きな影響を受けずに加速される。こ
うして、高エネルギーの出力を得るために、荷電粒子が
定在波加速管（６１）〜（６ｋ）と進行波加速管（２Ｉ
）〜（２ｎ）とによって交互に多段に加速される。

なお、上記実施例では多段の定在波加速管の間に進行波
加速管を挿入していたが、逆に多段の進行波加速管の間
に定在波加速管を挿入しても同様の動作を期待できる。

ところで、定在波加速管は、進行波加速管と比べて単位
長当たりのエネルギーの出力が大きいため、例えば同一
のエネルギーの出力を得る場合、定在波加速管を使用し
て構成した線形加速器は長さが短くできる。

［発明の効果］ この発明は、以上説明したとおり、粒子を加速する複数
個の定在波加速手段、各定在波加速手段に高周波を供給
する第１の高周波供給手段、上記粒子を加速する複数個
の進行波加速手段、および各進行波加速手段に高周波を
供給する第２の高周波供給手段を備え、上記定在波加速
手段と上記進行波加速手段が混在して縦続接続されてい
るので、高エネルギーの出力を得る場合でも小型化でき
ると共に、大電流の加速でもＢＢＵ現象が発生せず、低
エミツタンスでエネルギー幅の狭い荷電粒子のビームを
得ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は従来の線形加速器を示すブロック図である。 図において、（２，）〜（２論）・・・　進行波加速管
、（ｌＩＩ）〜（４鴫）・・・　伝送回路、（５１）〜
（５論）・・・　マイクロ波源、（６１）〜（６ｋ）・
・・　定在波加速管、（７，）〜（７ｋ）　　・・・　
伝送回路、（８１）〜（８ｋ）・・・　サーキュレータ
、（９１）〜（９ｋ）・・・　マイクロ波源、である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を箔　ユ　
７口 茗　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粒子を加速する複数個の定在波加速手段、各定在波加速
   手段に高周波を供給する第１の高周波供給手段、上記粒
   子を加速する複数個の進行波加速手段、および各進行波
   加速手段に高周波を供給する第２の高周波供給手段を備
   え、上記定在波加速手段と上記進行波加速手段が混在し
   て縦続接続されたことを特徴とする線形加速器。