JPH0122719B2 - - Google Patents
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- JPH0122719B2 JPH0122719B2 JP56020722A JP2072281A JPH0122719B2 JP H0122719 B2 JPH0122719 B2 JP H0122719B2 JP 56020722 A JP56020722 A JP 56020722A JP 2072281 A JP2072281 A JP 2072281A JP H0122719 B2 JPH0122719 B2 JP H0122719B2
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- JP
- Japan
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- accelerator
- microwave power
- time
- energy
- incident
- Prior art date
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- Expired
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 6
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はＱ値の高い定在波形加速管を使用す
る線形粒子加速装置（ライナツクと称す）のビー
ム形成方式に関するものである。
る線形粒子加速装置（ライナツクと称す）のビー
ム形成方式に関するものである。
ライナツクの構成は簡単に言えば第１図のよう
なものである。図においてＧは電子銃、Ｔは加速
管、Ｐは加速管Ｔへのマイクロ波電力、Biは電
子銃Ｇから加速管Ｔへ入射する電子ビーム、Bo
は加速管Ｔにより加速された電子ビームである。
定在波形加速管の場合、パルス動作が一般的で、
第２図ａに示すように入射ビームBiとマイクロ
波電力Ｐが時間的に同位相で加速管に供給されて
いる。
なものである。図においてＧは電子銃、Ｔは加速
管、Ｐは加速管Ｔへのマイクロ波電力、Biは電
子銃Ｇから加速管Ｔへ入射する電子ビーム、Bo
は加速管Ｔにより加速された電子ビームである。
定在波形加速管の場合、パルス動作が一般的で、
第２図ａに示すように入射ビームBiとマイクロ
波電力Ｐが時間的に同位相で加速管に供給されて
いる。
図において横軸のｔは時間、τはマイクロ波電
力のパルス幅、縦軸の振幅はマイクロ波電力又は
ビーム電流を示す。
力のパルス幅、縦軸の振幅はマイクロ波電力又は
ビーム電流を示す。
第３図Ａの曲線は、マイクロ波電力Ｐと入射ビ
ームBiを同じ時間位相において加速管Ｔに入射
したときに得られる出力ビームBoの時間に対す
るエネルギゲイン特性である。
ームBiを同じ時間位相において加速管Ｔに入射
したときに得られる出力ビームBoの時間に対す
るエネルギゲイン特性である。
図において横軸のｔは時間、縦軸のＶはエネル
ギゲインである。Ｖ∞は定常状態におけるエネル
ギゲイン、t′はエネルギゲインが0.9V∞になる時
間を示す。
ギゲインである。Ｖ∞は定常状態におけるエネル
ギゲイン、t′はエネルギゲインが0.9V∞になる時
間を示す。
次に動作について説明する。
高いＱ値を有する定在波形加速管Ｔに第２図ａ
に示すようにマイクロ波電力Ｐと入射ビームBi
を同時に入射させたときの出力ビームBoのエネ
ルギゲイン特性は次式で与えられる。
に示すようにマイクロ波電力Ｐと入射ビームBi
を同時に入射させたときの出力ビームBoのエネ
ルギゲイン特性は次式で与えられる。
但しＶはエネルギゲイン、βは導波管と加速管
の結合係数、ZT2は実効シヤントインピーダン
ス、Ｌは加速管の長さ、Ｐは入射マイクロ波電
力、ｉはビーム尖頭電流、αはωo（１＋β）／2Qo， ωoは加速角周波数、Qoは加速管の無負荷Ｑ値と
する。
の結合係数、ZT2は実効シヤントインピーダン
ス、Ｌは加速管の長さ、Ｐは入射マイクロ波電
力、ｉはビーム尖頭電流、αはωo（１＋β）／2Qo， ωoは加速角周波数、Qoは加速管の無負荷Ｑ値と
する。
この式をみてわかるように時間ｔが増大するに
つれてエネルギゲインは増大し、ｔを∞にすれば
エネルギゲインは になることがわかる。
つれてエネルギゲインは増大し、ｔを∞にすれば
エネルギゲインは になることがわかる。
例えば、ZT2＝95MΩ／ｍ，Qo＝31，200，ωo
＝2π×2856×106，β＝３，５，Ｌ＝1m，Ｐ＝
15MW，ｉ＝0.32Aなる加速管を考えた場合エネ
ルギゲイン特性は第３図Ａに示す曲線となる。つ
まり、ビームとマイクロ波を入射させてから、時
間t′後にエネルギは0.9V∞になることがわかる。
このエネルギゲインの過渡特性はＱ値が大きい程
大きくなる。
＝2π×2856×106，β＝３，５，Ｌ＝1m，Ｐ＝
15MW，ｉ＝0.32Aなる加速管を考えた場合エネ
ルギゲイン特性は第３図Ａに示す曲線となる。つ
まり、ビームとマイクロ波を入射させてから、時
間t′後にエネルギは0.9V∞になることがわかる。
このエネルギゲインの過渡特性はＱ値が大きい程
大きくなる。
この過渡特性のため、得られるビームのエネル
ギスペクトルは悪化する。パルス幅の短かいビー
ムを加速する程、過渡特性の示す部分（時間幅）
の占める割合が多くなるため、エネルギスペクト
ルが悪くなる。
ギスペクトルは悪化する。パルス幅の短かいビー
ムを加速する程、過渡特性の示す部分（時間幅）
の占める割合が多くなるため、エネルギスペクト
ルが悪くなる。
従来の装置は以上のような動作のさせ方をして
いたため、エネルギスペクトルの良いビームを形
成とするときにはエネルギ限定システム（偏向マ
グネツト、限定スリツト、ビーム集束マグネツト
より構成された、限定範囲のエネルギのビームの
み後方に導くシステム）を追加する必要があるな
どの欠点があつた。
いたため、エネルギスペクトルの良いビームを形
成とするときにはエネルギ限定システム（偏向マ
グネツト、限定スリツト、ビーム集束マグネツト
より構成された、限定範囲のエネルギのビームの
み後方に導くシステム）を追加する必要があるな
どの欠点があつた。
この発明は上記のような従来の欠点を除去する
ためになされたもので、Ｑ値の高い定在波形加速
管内におけるマイクロ波電力の立上り特性に着目
して、エネルギスペクトルの良いビームを得るよ
うにした線形粒子加速装置のビーム形成方式を提
供することにある。
ためになされたもので、Ｑ値の高い定在波形加速
管内におけるマイクロ波電力の立上り特性に着目
して、エネルギスペクトルの良いビームを得るよ
うにした線形粒子加速装置のビーム形成方式を提
供することにある。
以下この発明の一実施例を図について説明す
る。
る。
第２図ｂは加速管に入射するマイクロ波電力Ｐ
と入射ビームBiの時間関係を示す。toはマイク
ロ波に対するビームの遅れ時間である。
と入射ビームBiの時間関係を示す。toはマイク
ロ波に対するビームの遅れ時間である。
第３図のＢはマイクロ波電力Ｐより時間t0遅れ
て加速管Ｔに入射ビームBiを入射させた出力ビ
ームB0の時間に対するエネルギゲイン曲線であ
る。この曲線からも解るように入射ビームBiを
時間位相をもつて入射することにより入射ビーム
Biは入射後過渡特性を伴わないですぐにＶ∞の
エネルギになる時間である。
て加速管Ｔに入射ビームBiを入射させた出力ビ
ームB0の時間に対するエネルギゲイン曲線であ
る。この曲線からも解るように入射ビームBiを
時間位相をもつて入射することにより入射ビーム
Biは入射後過渡特性を伴わないですぐにＶ∞の
エネルギになる時間である。
まず、マイクロ波電力Ｐを加速管に入射させ、
ある程度加速管内でのマイクロ波電界の立上りが
完成した時間t0後にビームを入射させてやる場合
のエネルギゲインＶは次式で与えられる。
ある程度加速管内でのマイクロ波電界の立上りが
完成した時間t0後にビームを入射させてやる場合
のエネルギゲインＶは次式で与えられる。
Ｖ／Ｖ∞＝１として、時間ｔに無関係となるt0
の値は t0＝Q0／ω0（1＋β）lni2ZT2L／4βP0 となる。前に上げたパラメータについてt0を計算
するとt0＝1.19μsとなる。
の値は t0＝Q0／ω0（1＋β）lni2ZT2L／4βP0 となる。前に上げたパラメータについてt0を計算
するとt0＝1.19μsとなる。
このビームエネルギゲイン特性を第３図Ｂに示
した。
した。
つまり、t0なる時間を決めてやれば、エネルギ
スペクトルの幅が計算上０になることがわかる。
このマイクロ波とビームの時間位相をずらせる方
法は、グリツト付電子銃を使用するなり、或はマ
イクロ波電源と電子銃電源を別個にするなどによ
り達成することができる。
スペクトルの幅が計算上０になることがわかる。
このマイクロ波とビームの時間位相をずらせる方
法は、グリツト付電子銃を使用するなり、或はマ
イクロ波電源と電子銃電源を別個にするなどによ
り達成することができる。
以上の理論は、マイクロ波電力とビーム共にス
テツプ的に考えたが、現実は有限の立上り時間が
両者に存在するため、計算で求めたt0より幾分ず
れた位置で、得られるビームエネルギのスペクト
ルが最良となるはずである。
テツプ的に考えたが、現実は有限の立上り時間が
両者に存在するため、計算で求めたt0より幾分ず
れた位置で、得られるビームエネルギのスペクト
ルが最良となるはずである。
以上のようにこの発明によれば、定在波形加速
管の立上り特性をうまく利用して、マイクロ波と
ビームの時間位相をずらして動作させる線形粒子
加速装置のビーム形成方式を考えたので、エネル
ギスペクトルの非常に良いビームを得ることがで
きる。
管の立上り特性をうまく利用して、マイクロ波と
ビームの時間位相をずらして動作させる線形粒子
加速装置のビーム形成方式を考えたので、エネル
ギスペクトルの非常に良いビームを得ることがで
きる。
第１図は、線形粒子加速装置の概略構成図、第
２図はマイクロ波とビームの時間位相を示す特性
図、第３図はエネルギゲインの特性図である。 図中、Ｇは電子銃、Ｔは加速管、B0は出力ビ
ーム、Ｐは加速管への入射マイクロ波電力、Bi
は加速管への入射ビームである。
２図はマイクロ波とビームの時間位相を示す特性
図、第３図はエネルギゲインの特性図である。 図中、Ｇは電子銃、Ｔは加速管、B0は出力ビ
ーム、Ｐは加速管への入射マイクロ波電力、Bi
は加速管への入射ビームである。
Claims (1)
- １ 電子銃と、この電子銃よりの電子ビームおよ
びマイクロ波電力が入射されるＱ値の高い定在波
形加速器とを備え、この定在波形加速器にマイク
ロ波電力と電子ビームとを入射させて出力ビーム
を得るようにした線形粒子加速装置のビーム形成
方式において、マイクロ波電界の立上り完成度と
電子ビームの負荷度とを打ち消すように上記定在
波形加速器に入射される上記マイクロ波電力を上
記電子ビームより先に入射させるように両者の時
間位相を設定することを特徴とする線形粒子加速
装置のビーム形成方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2072281A JPS57134900A (en) | 1981-02-12 | 1981-02-12 | Linear particle accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2072281A JPS57134900A (en) | 1981-02-12 | 1981-02-12 | Linear particle accelerator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57134900A JPS57134900A (en) | 1982-08-20 |
| JPH0122719B2 true JPH0122719B2 (ja) | 1989-04-27 |
Family
ID=12035055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2072281A Granted JPS57134900A (en) | 1981-02-12 | 1981-02-12 | Linear particle accelerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57134900A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51132399A (en) * | 1975-05-13 | 1976-11-17 | Toshiba Corp | Electronic linear accelerator |
-
1981
- 1981-02-12 JP JP2072281A patent/JPS57134900A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51132399A (en) * | 1975-05-13 | 1976-11-17 | Toshiba Corp | Electronic linear accelerator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57134900A (en) | 1982-08-20 |
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