JPH01264200A - 定在波形線形加速器 - Google Patents
定在波形線形加速器Info
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- JPH01264200A JPH01264200A JP9107688A JP9107688A JPH01264200A JP H01264200 A JPH01264200 A JP H01264200A JP 9107688 A JP9107688 A JP 9107688A JP 9107688 A JP9107688 A JP 9107688A JP H01264200 A JPH01264200 A JP H01264200A
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- Japan
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- acceleration
- accelerating
- axis
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- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 35
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 35
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 35
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は定在波形線形加速器に係り、特に大強度でエ
ネルギー可変なＸ線発生用の定在波形線形加速器に関す
る。
ネルギー可変なＸ線発生用の定在波形線形加速器に関す
る。
（従来の技術）
一般に、数１０ Ｍ Ｈｚから数１００１００Ｏまでの
一定周波数の高周波を使って、荷電粒子を真直ぐに加速
する装置として、線形加速器がある。
一定周波数の高周波を使って、荷電粒子を真直ぐに加速
する装置として、線形加速器がある。
この種の線形加速器のうち定在波形線形加速器は、従来
、第７図に示すように構成され、図中の１．２は加速器
本体１１内に形成された複数のリング状加速空胴であり
、３は電界を遮断し電子流を通過させるドリフト管、４
は複数の加速器１胴のうちの隣接する加速空胴を結合さ
せるリング状側結合空胴、５は加速器ＩＩ！１．２と側
結合空胴４とを結合させている結合孔、６は粒子線を入
射させる入射空胴、７は粒子線を取出す出力空胴、８は
粒子線発生部、１０は隣接する加速空胴間の電磁エネル
ギーを結合する側結合空胴である。
、第７図に示すように構成され、図中の１．２は加速器
本体１１内に形成された複数のリング状加速空胴であり
、３は電界を遮断し電子流を通過させるドリフト管、４
は複数の加速器１胴のうちの隣接する加速空胴を結合さ
せるリング状側結合空胴、５は加速器ＩＩ！１．２と側
結合空胴４とを結合させている結合孔、６は粒子線を入
射させる入射空胴、７は粒子線を取出す出力空胴、８は
粒子線発生部、１０は隣接する加速空胴間の電磁エネル
ギーを結合する側結合空胴である。
動作時には、加速された荷電粒子（一般には電子）は、
タングステン等のターゲットにてＸ線に変換されるが、
変換効率が低いために、放射線治療等の用途では加速電
子数（電流）を多くする必要がある。尚且つ、治療部位
の深度によって、Ｘ線エネルギーを可変とすることが望
まれる。Ｘ線エネルギーを可変とするためには、電子の
加速工ネルギーを可変とすれば良く、電子の加速エネル
ギーを与える高周波の電力を可変とすれば達成される。
タングステン等のターゲットにてＸ線に変換されるが、
変換効率が低いために、放射線治療等の用途では加速電
子数（電流）を多くする必要がある。尚且つ、治療部位
の深度によって、Ｘ線エネルギーを可変とすることが望
まれる。Ｘ線エネルギーを可変とするためには、電子の
加速工ネルギーを可変とすれば良く、電子の加速エネル
ギーを与える高周波の電力を可変とすれば達成される。
一方、大強度の電子線を得るためには、粒子線発生部８
の電子銃から加速管に入射された電子を効率良く集群さ
せる必要があり、電子流の上流側の加速空胴間隔をより
下流側よりも短くとり、電子の速度と加速電界との同期
を図る必要がある。
の電子銃から加速管に入射された電子を効率良く集群さ
せる必要があり、電子流の上流側の加速空胴間隔をより
下流側よりも短くとり、電子の速度と加速電界との同期
を図る必要がある。
この同期は、電子の速度、従って高周波の電力と空胴間
隔の双方により定まる。上記の如く、電子の加速エネル
ギーを可変とするために、高周波電力を変化させた場合
には、加速電界が変わることによって、同期が最適条件
よりずれ、効率のよい加速、即ち、大電流の加速を行な
うことが出来ないという欠点を有していた。
隔の双方により定まる。上記の如く、電子の加速エネル
ギーを可変とするために、高周波電力を変化させた場合
には、加速電界が変わることによって、同期が最適条件
よりずれ、効率のよい加速、即ち、大電流の加速を行な
うことが出来ないという欠点を有していた。
近年、この欠点を克服すべく、相対論効果によって殆ど
電子速度が光速に等しいと見做せるエネルギーまで加速
する部分（以後、パンチャ部と称す）、及び電子流の下
流に位置し、所要のエネルギーまで加速する加速管部に
分け、異なる所要エネルギーに対しても、パンチャ部の
電界強度は最適値より変化せず、後続の加速管部の電界
の位相又は振幅を変えることによって、大強度でエネル
ギー可変する定在波形線形加速器が提案されている（例
えば特公昭５６−６３８００号公報、特公昭５７−５５
０９９号公報、特開昭６１−２５３８００号公報、特開
昭６１−２８８４００号公報）。
電子速度が光速に等しいと見做せるエネルギーまで加速
する部分（以後、パンチャ部と称す）、及び電子流の下
流に位置し、所要のエネルギーまで加速する加速管部に
分け、異なる所要エネルギーに対しても、パンチャ部の
電界強度は最適値より変化せず、後続の加速管部の電界
の位相又は振幅を変えることによって、大強度でエネル
ギー可変する定在波形線形加速器が提案されている（例
えば特公昭５６−６３８００号公報、特公昭５７−５５
０９９号公報、特開昭６１−２５３８００号公報、特開
昭６１−２８８４００号公報）。
（発明が解決しようとする課題）
上記の特公昭５６−６３８００号公報記載の定在波形線
形加速器は、側結合空胴の共振モードが２つの結合孔間
で同相（ＴＭｏ １ｏ ）又は逆相（’ＴＥＭ、又はＴ
Ｍｏ ＋ ＋ ）であり、且つ上記２つの共振モードの
共振周波数が、加速空胴の共振周波数に略等しいように
、半同軸状の側結合空胴の中心導体の長さを機械的に変
化せしめている。
形加速器は、側結合空胴の共振モードが２つの結合孔間
で同相（ＴＭｏ １ｏ ）又は逆相（’ＴＥＭ、又はＴ
Ｍｏ ＋ ＋ ）であり、且つ上記２つの共振モードの
共振周波数が、加速空胴の共振周波数に略等しいように
、半同軸状の側結合空胴の中心導体の長さを機械的に変
化せしめている。
これによって、この側結合空胴以降の加速空胴の電界の
位相を変えて、加速管部にて電子のエネルギーを増加さ
せる動作（ＴＭｏ＋。）、又は逆に減少させる動作（Ｔ
ＥＭ、又はＴＭｏ＋□）が選択出来る。パンチャ部での
加速エネルギーをＥｌ、加速管部での加速エネルギーを
Ｅ２とすれば、得られるエネルギーはＥ、＋Ｅ２、又は
Ｅ。
位相を変えて、加速管部にて電子のエネルギーを増加さ
せる動作（ＴＭｏ＋。）、又は逆に減少させる動作（Ｔ
ＥＭ、又はＴＭｏ＋□）が選択出来る。パンチャ部での
加速エネルギーをＥｌ、加速管部での加速エネルギーを
Ｅ２とすれば、得られるエネルギーはＥ、＋Ｅ２、又は
Ｅ。
−Ｅ２の２通りである。
この方式は、得られるエネルギーが２通りだけに限定さ
れるという欠点を有している。又、半同軸状の側結合空
胴の中心導体の位置は、加速空胴外壁部に近接しており
、真空を保つためのベローズや駆動機構を設置する充分
なるスペースに欠けるという欠点がある。
れるという欠点を有している。又、半同軸状の側結合空
胴の中心導体の位置は、加速空胴外壁部に近接しており
、真空を保つためのベローズや駆動機構を設置する充分
なるスペースに欠けるという欠点がある。
次に、特公昭５７−５５０９９号公報記載の定在波形線
形加速器は、隣接する加速空胴の電界強度が介在する側
結合空胴の結合度によって変化することを利用し、パン
チャ部の電界強度を最適に保ちつつ、加速管部の電界の
振幅を相対的に変化させて、電子の加速エネルギーを変
えるものである。そして、結合度を変化せしめるために
は、半同軸状の側結合空胴を機械構造的に変形させ、共
振周波数を加速空胴の共振周波数とほぼ等しく保ちなが
ら、側結合空胴内の電磁界を非対称とする。
形加速器は、隣接する加速空胴の電界強度が介在する側
結合空胴の結合度によって変化することを利用し、パン
チャ部の電界強度を最適に保ちつつ、加速管部の電界の
振幅を相対的に変化させて、電子の加速エネルギーを変
えるものである。そして、結合度を変化せしめるために
は、半同軸状の側結合空胴を機械構造的に変形させ、共
振周波数を加速空胴の共振周波数とほぼ等しく保ちなが
ら、側結合空胴内の電磁界を非対称とする。
加速管部のエネルギーを０からＥ２まで変化させること
によって、ＥｌからＥ Ｈ＋ Ｅ ２までほぼ連続的に
変えることが出来る。
によって、ＥｌからＥ Ｈ＋ Ｅ ２までほぼ連続的に
変えることが出来る。
ところが、この方式では、上記特公昭５６−６３８００
号公報記載の定在波形線形加速器に比べ、Ｅ、以下のエ
ネルギーを選択出来ないという欠点を有している。
号公報記載の定在波形線形加速器に比べ、Ｅ、以下のエ
ネルギーを選択出来ないという欠点を有している。
次に、特開昭６１−２５３８００号公報記載の定在波形
線形加速器は、機械的変形によって、側結合空胴の共振
周波数を電磁界分布の対称性を保持しながら加速空胴の
共振周波数より離調させることによって、パンチャ部と
加速管部との相対的な位相、振幅を変化させている。
線形加速器は、機械的変形によって、側結合空胴の共振
周波数を電磁界分布の対称性を保持しながら加速空胴の
共振周波数より離調させることによって、パンチャ部と
加速管部との相対的な位相、振幅を変化させている。
ところが、この方式でも、上記特公昭５７−５５０９９
号公報記載の定在波形線形加速器と同様に、エネルギー
の連続可変が可能であるが、Ｅ１以下のエネルギーの選
択は出来ないという欠点を有している。
号公報記載の定在波形線形加速器と同様に、エネルギー
の連続可変が可能であるが、Ｅ１以下のエネルギーの選
択は出来ないという欠点を有している。
次に、特開昭６１−２８８４００号公報記載の定在波形
線形加速器は、２つの隣接する加速空胴を複数の側結合
空胴によって結合させたものである。各々の側結合空胴
は、加速空胴との間に異なった形状の結合孔を有し、且
つ同調機構によって、共振又は完全な非共振の２つの状
態が選択出来る。
線形加速器は、２つの隣接する加速空胴を複数の側結合
空胴によって結合させたものである。各々の側結合空胴
は、加速空胴との間に異なった形状の結合孔を有し、且
つ同調機構によって、共振又は完全な非共振の２つの状
態が選択出来る。
共振、非共振の違い及び結合孔の形状の違いの組合せに
よって、エネルギー可変である。
よって、エネルギー可変である。
ところが、この方式では、得られるエネルギーは高々有
限個の離散的な値をとるのみである。多くの異なったエ
ネルギーを得るためには、多数の側結合空胴を必要とし
、構造上、調整が困難になること、及びコスト高の欠点
を有している。又、エネルギーはＥ、からＥ、＋Ｅ２の
間の値をとり、Ｅ、以下のエネルギーはとり得ない。
限個の離散的な値をとるのみである。多くの異なったエ
ネルギーを得るためには、多数の側結合空胴を必要とし
、構造上、調整が困難になること、及びコスト高の欠点
を有している。又、エネルギーはＥ、からＥ、＋Ｅ２の
間の値をとり、Ｅ、以下のエネルギーはとり得ない。
この発明は、従来の課題を解消したもので、はぼ０に近
いエネルギーから最大のエネルギーまで、連続的にエネ
ルギー可変な大強度Ｘ線を発生出来る定在波形線形加速
器を提供することを目的とする。
いエネルギーから最大のエネルギーまで、連続的にエネ
ルギー可変な大強度Ｘ線を発生出来る定在波形線形加速
器を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
この発明は、側結合空胴に、管軸と垂直方向に可動導体
棒が設けられると共に、相対向する中央突出部が設けら
れてなる定在波形線形加速器であり、可動導体棒の位置
を調整することにより、ＴＭｏ＋ｏモードで共振したり
（但し２座標軸は加速管の中心軸方向にとる） 、ＴＥ
Ｍ又はＴＭ、、、モードで共振する（但し２座標軸は加
速管軸と垂直方向にとる）。
棒が設けられると共に、相対向する中央突出部が設けら
れてなる定在波形線形加速器であり、可動導体棒の位置
を調整することにより、ＴＭｏ＋ｏモードで共振したり
（但し２座標軸は加速管の中心軸方向にとる） 、ＴＥ
Ｍ又はＴＭ、、、モードで共振する（但し２座標軸は加
速管軸と垂直方向にとる）。
（作用）
この発明によれば、実質的に０に等しい低いエネルギー
から加速管長全体を有効加速長とする最大エネルギーま
で、という広範囲で連続的なエネルギー値をとることが
出来る。
から加速管長全体を有効加速長とする最大エネルギーま
で、という広範囲で連続的なエネルギー値をとることが
出来る。
（実施例）
以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。
明する。
この発明による定在波形線形加速器は、第１図乃至第６
図に示すように構成され、第２図、第３図及び第４図、
第５図及び第６図は動作状態的に第１図の一部を拡大し
たものであり、従来例（第７図）と同一箇所は同一符号
を付すことにする。
図に示すように構成され、第２図、第３図及び第４図、
第５図及び第６図は動作状態的に第１図の一部を拡大し
たものであり、従来例（第７図）と同一箇所は同一符号
を付すことにする。
即ち、加速器本体１１の一端には粒子線発生部８が設け
られ、この粒子線発生部８と所定間隔をおいて、加速器
本体１１内には粒子線を入射させる入射空胴６、複数の
加速空胴１．２、粒子線を取出す出力空胴７が順次形成
され、電界を遮断し電子流を通過させるドリフト管３で
接続されている。又、加速器本体１１の両側には、複数
の加速空胴のうちの隣接する加速空胴を結合する側結合
空胴４、及び複数の加速空胴のうちの隣接する加速空胴
間の電磁エネルギーを結合するように側結合空胴１０が
突設され、結合孔５を介して加速空胴１．２と結合され
ている。
られ、この粒子線発生部８と所定間隔をおいて、加速器
本体１１内には粒子線を入射させる入射空胴６、複数の
加速空胴１．２、粒子線を取出す出力空胴７が順次形成
され、電界を遮断し電子流を通過させるドリフト管３で
接続されている。又、加速器本体１１の両側には、複数
の加速空胴のうちの隣接する加速空胴を結合する側結合
空胴４、及び複数の加速空胴のうちの隣接する加速空胴
間の電磁エネルギーを結合するように側結合空胴１０が
突設され、結合孔５を介して加速空胴１．２と結合され
ている。
更に、この発明では、第２図乃至第６図からも明らかな
ように、側結合空胴１０に管軸と垂直方向に可動導体棒
９が設けられ、この可動導体棒９の一端頭部と側結合空
胴１０とはベローズ１２により接続され、真空封止され
ている。又、側結合空胴１０内には、可動導体棒９を挾
むように相対向する中央突出部１３．１４が、側結合空
胴１゜のほぼ中央に形成されている。
ように、側結合空胴１０に管軸と垂直方向に可動導体棒
９が設けられ、この可動導体棒９の一端頭部と側結合空
胴１０とはベローズ１２により接続され、真空封止され
ている。又、側結合空胴１０内には、可動導体棒９を挾
むように相対向する中央突出部１３．１４が、側結合空
胴１゜のほぼ中央に形成されている。
上記の場合、導体棒９を引き出した状態で、側結合空胴
１０が第２図及び第３図に示すようにＴＭＯＩＯモード
で共振するように、中央突出部１３と１４の間隔が決め
られている。この状態では、加速空胴１．２の電界は互
いに逆相であり、電子は進行に従って順に加速される（
加速モード）。尚、ＴＭｏ＋。モードの軸方向は２．−
Ｚ、／方向となる。
１０が第２図及び第３図に示すようにＴＭＯＩＯモード
で共振するように、中央突出部１３と１４の間隔が決め
られている。この状態では、加速空胴１．２の電界は互
いに逆相であり、電子は進行に従って順に加速される（
加速モード）。尚、ＴＭｏ＋。モードの軸方向は２．−
Ｚ、／方向となる。
又、導体棒９を挿入した状態では、側結合空胴１０が第
４図乃至第６図に示す゛ようにＴＥＭモードで共振する
ように、側結合空胴１ｏの内径１５又は導体棒９の径を
決めることが出来る。但し、ＴＥＭモードの軸方向はｚ
２−ｚ、’方向となる。
４図乃至第６図に示す゛ようにＴＥＭモードで共振する
ように、側結合空胴１ｏの内径１５又は導体棒９の径を
決めることが出来る。但し、ＴＥＭモードの軸方向はｚ
２−ｚ、’方向となる。
加速空胴１．２との結合孔５では、各々磁界の方向が逆
方向となっており、加速空胴１．２では電界は同相とな
る。従って、電子は進行につれて逆相の電界を見ること
になり、減速される（減速モード）。
方向となっており、加速空胴１．２では電界は同相とな
る。従って、電子は進行につれて逆相の電界を見ること
になり、減速される（減速モード）。
又、導体棒９を上記の中間位置に置くことによって、加
速、減速側モードの中間状態とすることが出来、任意の
電子エネルギを得ることが出来る。
速、減速側モードの中間状態とすることが出来、任意の
電子エネルギを得ることが出来る。
この発明では、ベローズ１２や導体棒９の駆動機構は１
つで済み、安価に構成出来る。又、駆動方向は加速管軸
と垂直方向であるため、ベローズ１２や導体棒９の駆動
機構等の取付はスペースも十分数ることが出来る。
つで済み、安価に構成出来る。又、駆動方向は加速管軸
と垂直方向であるため、ベローズ１２や導体棒９の駆動
機構等の取付はスペースも十分数ることが出来る。
［発明の効果］
この発明によれば、実質的に０に等しい低いエネルギー
から加速管長全体を有効加速長とする最大エネルギーま
で、という広範囲で連続的なエネルギー値をとることが
出来る。而も、簡単な構造で安価に実現可能であり、工
業的価値大である。
から加速管長全体を有効加速長とする最大エネルギーま
で、という広範囲で連続的なエネルギー値をとることが
出来る。而も、簡単な構造で安価に実現可能であり、工
業的価値大である。
第１図はこの発明の一実施例に係る定在波形線形加速器
を示す断面図、第２図はこの発明の要部（エネルギー可
変機構付近）における最大加速エネルギーモードでの動
作状態を示す断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ’線に沿
って切断し矢印方向に見た断面図、第４図はこの発明の
要部（エネルギー可変機構付近）における減速モードで
の動作状態を示す断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ’線
に沿って切断し矢印方向に見た断面図、第６図は第４図
のｃ−ｃ’線に沿って切断し矢印方向に見た断面図、第
７図は従来の定在波形線形加速器を示す断面図である。 １．２・・・加速空胴、９・・・可動導体棒、１０・・
・側結合空胴、１３．１４・・・中央突出部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第６図 第７図
を示す断面図、第２図はこの発明の要部（エネルギー可
変機構付近）における最大加速エネルギーモードでの動
作状態を示す断面図、第３図は第２図のＡ−Ａ’線に沿
って切断し矢印方向に見た断面図、第４図はこの発明の
要部（エネルギー可変機構付近）における減速モードで
の動作状態を示す断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ’線
に沿って切断し矢印方向に見た断面図、第６図は第４図
のｃ−ｃ’線に沿って切断し矢印方向に見た断面図、第
７図は従来の定在波形線形加速器を示す断面図である。 １．２・・・加速空胴、９・・・可動導体棒、１０・・
・側結合空胴、１３．１４・・・中央突出部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第６図 第７図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数の加速空胴と、この複数の加速空胴のうちの隣接す
る加速空胴間の電磁エネルギーを結合する側結合空胴と
を備えてなる定在波形線形加速器において、 上記側結合空胴に、管軸と垂直方向に可動導体棒が設け
られると共に、この可動導体棒を挾むように相対向する
中央突出部が設けられてなることを特徴とする定在波形
線形加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9107688A JPH01264200A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 定在波形線形加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9107688A JPH01264200A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 定在波形線形加速器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01264200A true JPH01264200A (ja) | 1989-10-20 |
Family
ID=14016416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9107688A Pending JPH01264200A (ja) | 1988-04-13 | 1988-04-13 | 定在波形線形加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01264200A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2803715A1 (fr) * | 2000-01-06 | 2001-07-13 | Varian Med Sys Inc | Accelerateur de faisceau de particules a onde stationnaire |
| JP2003506839A (ja) * | 1999-08-10 | 2003-02-18 | エレクタ、アクチボラグ | 線型加速器 |
| JP2003506840A (ja) * | 1999-08-06 | 2003-02-18 | エレクタ、アクチボラグ | 線形加速器 |
| JP2007517376A (ja) * | 2003-12-24 | 2007-06-28 | バリアン・メディカル・システムズ・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 定在波粒子ビーム加速器 |
-
1988
- 1988-04-13 JP JP9107688A patent/JPH01264200A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003506840A (ja) * | 1999-08-06 | 2003-02-18 | エレクタ、アクチボラグ | 線形加速器 |
| JP4647166B2 (ja) * | 1999-08-06 | 2011-03-09 | エレクタ、アクチボラグ | 線形加速器 |
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