JPH01281700A - 粒子加速器のマルチパクタリング防止構造 - Google Patents
粒子加速器のマルチパクタリング防止構造Info
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- JPH01281700A JPH01281700A JP11021888A JP11021888A JPH01281700A JP H01281700 A JPH01281700 A JP H01281700A JP 11021888 A JP11021888 A JP 11021888A JP 11021888 A JP11021888 A JP 11021888A JP H01281700 A JPH01281700 A JP H01281700A
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、シンクロトロンなどの粒子加速器における
マルチパクタリングを防止するＩｇ造に関し、鉄心とコ
イルによる電磁石の磁界を用いて共鳴条件をずらすよう
にしてマルチパクタリングを防止するようにしたもので
ある。
マルチパクタリングを防止するＩｇ造に関し、鉄心とコ
イルによる電磁石の磁界を用いて共鳴条件をずらすよう
にしてマルチパクタリングを防止するようにしたもので
ある。
素粒子の研究や原子核実験、あるいは放射性同位元素の
製造などのため粒子加速器が使用されることがある。
製造などのため粒子加速器が使用されることがある。
この粒子加速器の一つに例えば、シンクロトロンがあり
、その概略構造は、第３図に示すように、環状のビーム
ダクト１を備えており、周囲にマグネット２が配置され
、入射器３によって入射された電子をマグネット２によ
って形成される磁場によって一定の周軌道をとらせなが
ら電子の回転周期に同期した高周波電界で加速するよう
になっており、加速された電子は射出部４より取り出さ
れて所要の目的に使用される。
、その概略構造は、第３図に示すように、環状のビーム
ダクト１を備えており、周囲にマグネット２が配置され
、入射器３によって入射された電子をマグネット２によ
って形成される磁場によって一定の周軌道をとらせなが
ら電子の回転周期に同期した高周波電界で加速するよう
になっており、加速された電子は射出部４より取り出さ
れて所要の目的に使用される。
このようなシンクロトロンでは、電子の軌道が曲げられ
ると、光を出してエネルギーを失うため外部からエネル
ギーを与えて加速するようにしなければならない。
ると、光を出してエネルギーを失うため外部からエネル
ギーを与えて加速するようにしなければならない。
このためビームダクト１の途中に高周波加速洞５が設置
されており、第４図に示すように、電子の回転周期に共
鳴しうる空洞（共鳴筒）６がビームダクト１を構成する
管７の分断部に配置され、分断部に設けた内部導体８及
びその先端の加速ギャップ部９から形成されている。そ
して、空洞６の底部にマイクロ波を導入するための導波
管１０が接続され、この導波管１０にカップラー部１１
を構成する内軸１２が中心部に挿通され、カップラー部
１１の上端が空洞６に電気的に接地されている。また、
・この導波管１０の内軸１２と外管１３の間には、高真
空状態の空洞６内と空気とを仕切るためおよび電気絶縁
のためセラミックウィンド１４が取り付けである。
されており、第４図に示すように、電子の回転周期に共
鳴しうる空洞（共鳴筒）６がビームダクト１を構成する
管７の分断部に配置され、分断部に設けた内部導体８及
びその先端の加速ギャップ部９から形成されている。そ
して、空洞６の底部にマイクロ波を導入するための導波
管１０が接続され、この導波管１０にカップラー部１１
を構成する内軸１２が中心部に挿通され、カップラー部
１１の上端が空洞６に電気的に接地されている。また、
・この導波管１０の内軸１２と外管１３の間には、高真
空状態の空洞６内と空気とを仕切るためおよび電気絶縁
のためセラミックウィンド１４が取り付けである。
したがって、導波管１０のカッグラ一部１１により空洞
６内に導かれた高周波による磁界と空洞６内の磁界が共
鳴することによりエネルギーが入っていき、空洞６内に
磁界ができ電界がたってこれにより軸心に沿って走る電
子は加速ギャップ部９．９間を通過する際に加速される
。
６内に導かれた高周波による磁界と空洞６内の磁界が共
鳴することによりエネルギーが入っていき、空洞６内に
磁界ができ電界がたってこれにより軸心に沿って走る電
子は加速ギャップ部９．９間を通過する際に加速される
。
このような高周波加速空洞５に設けられた導波高周波に
同期した電子の衝突により二次電子が発生し、この二次
電子が雪崩れ的に発生する現象であるマルチパクタリン
グ放電が発生してしまう。
同期した電子の衝突により二次電子が発生し、この二次
電子が雪崩れ的に発生する現象であるマルチパクタリン
グ放電が発生してしまう。
このマルチパクタリング放電が発生すると、導波管１０
から送り込まれるマイクロ波が反射されてしまい加速用
のエネルギーが有効に利用できなくなるとともに、真空
遮断用のセラミックウィンド１４が高温になり、微細な
りラックが発生するなどの問題がある。
から送り込まれるマイクロ波が反射されてしまい加速用
のエネルギーが有効に利用できなくなるとともに、真空
遮断用のセラミックウィンド１４が高温になり、微細な
りラックが発生するなどの問題がある。
また、粒子加速器において高真空状態が破壊されると、
そのままでは運転ができなくなってしまうという問題も
ある。
そのままでは運転ができなくなってしまうという問題も
ある。
この発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされた
もので、マルチパクタリングによってセラミックウィン
ドなどにクラツクが生じ真空破壊を起こすことがなく、
加速用のエネルギーを有効に利用でき、安全かつ安定し
た運転を行うことができる粒子加速器のマルチパクタリ
ング防止構造を提供しようとするものである。
もので、マルチパクタリングによってセラミックウィン
ドなどにクラツクが生じ真空破壊を起こすことがなく、
加速用のエネルギーを有効に利用でき、安全かつ安定し
た運転を行うことができる粒子加速器のマルチパクタリ
ング防止構造を提供しようとするものである。
上記課Ｕを解決するためこの発明の粒子加速器のマルチ
パクタリング防止構造は、粒子を加速する高周波加速空
洞が設けられた粒子加速器において、高周波加速空洞の
マイクロ波導入用のカップラー部の周囲に、内部まで磁
力線が入るよう突出し部が形成された鉄心とコイルとで
なる電磁石による磁界により荷電粒子の共鳴条件を変更
し得る電磁石を配置したことを特徴とするものである。
パクタリング防止構造は、粒子を加速する高周波加速空
洞が設けられた粒子加速器において、高周波加速空洞の
マイクロ波導入用のカップラー部の周囲に、内部まで磁
力線が入るよう突出し部が形成された鉄心とコイルとで
なる電磁石による磁界により荷電粒子の共鳴条件を変更
し得る電磁石を配置したことを特徴とするものである。
粒子加速器の高周波加速洞のマイクロ波導入用のカップ
ラー部の周囲に電磁石を配置し、この電磁石の鉄心の形
状を工夫して発生する磁界がカップラー部の内部まで及
ぶようにするとともに、電磁石への供給電流を変えるこ
とで磁界の強さを変え、荷電粒子の共鳴条件を変えるよ
うにしてマルチパクタリングを防止するようにしている
。
ラー部の周囲に電磁石を配置し、この電磁石の鉄心の形
状を工夫して発生する磁界がカップラー部の内部まで及
ぶようにするとともに、電磁石への供給電流を変えるこ
とで磁界の強さを変え、荷電粒子の共鳴条件を変えるよ
うにしてマルチパクタリングを防止するようにしている
。
以下、この発明の一実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。
る。
第１図及び第２図はこの発明の粒子加速器のマルチパク
タリング防止構造の一実施例にかかる概略構成図及び部
分拡大断面図である。
タリング防止構造の一実施例にかかる概略構成図及び部
分拡大断面図である。
このマルチパクタリング防止構造では、粒子加速器のカ
ップラー部１１で起るマルチパクタリングは空間を移動
する電子と高周波電界とが同期することによって生じる
電子の雪崩れ現象であることから、この電子の動きを磁
界によって制限するようにするが、マイクロ波導入用の
導波管１０に孔を開けこの部分から電極を入れて直流電
流を流して磁場を形成することも考えられるが、電極１
２．１３による軸対象な磁場がくずれなり、この孔から
挿入した電極を介してマイクロ波が外部に洩れることと
なり、エネルギーのロスが生じるとともに、装置周辺の
実験者などが危険にさらされるということがある。
ップラー部１１で起るマルチパクタリングは空間を移動
する電子と高周波電界とが同期することによって生じる
電子の雪崩れ現象であることから、この電子の動きを磁
界によって制限するようにするが、マイクロ波導入用の
導波管１０に孔を開けこの部分から電極を入れて直流電
流を流して磁場を形成することも考えられるが、電極１
２．１３による軸対象な磁場がくずれなり、この孔から
挿入した電極を介してマイクロ波が外部に洩れることと
なり、エネルギーのロスが生じるとともに、装置周辺の
実験者などが危険にさらされるということがある。
そこで、導波管１０のカップラー部１１の外側に電磁石
１５を配置し、その磁界Ｈによりマルチパクタリングを
防止する。
１５を配置し、その磁界Ｈによりマルチパクタリングを
防止する。
この電磁石１５は、鉄心１６とこれに巻かれるコイル１
７とで構成され、鉄心１６は、第２図に拡大して示すよ
うに、環状もしくは分割された円弧状の軸方向上下に内
側に突き出した突出し部１６ａが形成されている。そし
て、鉄心１６の突出し部１６ａの上下にそれぞれコイル
１７が巻かれており、鉄心１６の形状に対応して環状も
しくは分割された円弧状としである。
７とで構成され、鉄心１６は、第２図に拡大して示すよ
うに、環状もしくは分割された円弧状の軸方向上下に内
側に突き出した突出し部１６ａが形成されている。そし
て、鉄心１６の突出し部１６ａの上下にそれぞれコイル
１７が巻かれており、鉄心１６の形状に対応して環状も
しくは分割された円弧状としである。
このような電磁石１５のコイル１７には、例えば直流電
源１８が接続されており、その供給電流を変えることが
できるようにしである。
源１８が接続されており、その供給電流を変えることが
できるようにしである。
このように構成された粒子加速器のマルチパクタリング
防止構造によれば、粒子の加速のなめに必要なマイクロ
波は、図示しないマイクロ波源から導波管１０を介して
カップラー部１１に送られ、高周波電界を誘導形成し、
この磁界と空洞６内の磁界が共鳴することによりエネル
ギーが入っていき、空洞６内に磁界ができ電荷がたって
これにより軸心に沿って走る電子は加速ギヤツブ部９．
９間を通過する際に加速される。
防止構造によれば、粒子の加速のなめに必要なマイクロ
波は、図示しないマイクロ波源から導波管１０を介して
カップラー部１１に送られ、高周波電界を誘導形成し、
この磁界と空洞６内の磁界が共鳴することによりエネル
ギーが入っていき、空洞６内に磁界ができ電荷がたって
これにより軸心に沿って走る電子は加速ギヤツブ部９．
９間を通過する際に加速される。
一方、カップラー部１１の外周部には、電磁石１５が配
置してあり、その鉄心１６に内側に突き出した突出し部
１６ａが形成しであるので、直流電源１８から供給され
る電流で磁界１１が形成され、例えば、上部の突出し部
１６ａから出た磁力線が下部の突出し部１６ａに入るよ
うになり、カップリング部１１の内管１２部分にまで磁
力線の影響が及ぶこととなり、内管１２．外管１３間を
往復している電子に力を加えることで高周波に同期して
いる電子の同期条件が変わる。
置してあり、その鉄心１６に内側に突き出した突出し部
１６ａが形成しであるので、直流電源１８から供給され
る電流で磁界１１が形成され、例えば、上部の突出し部
１６ａから出た磁力線が下部の突出し部１６ａに入るよ
うになり、カップリング部１１の内管１２部分にまで磁
力線の影響が及ぶこととなり、内管１２．外管１３間を
往復している電子に力を加えることで高周波に同期して
いる電子の同期条件が変わる。
このなめ、空間中にある二次電子の流れを変え、マルチ
パクタリングを防止することができる。・したがって、
マルチパクタリング放電がなくなり、セラミックで形成
したセラミックウィンド１４が高温となり、微細なりラ
ックを生じることを防止して、真空リークの原因となる
ことがない。
パクタリングを防止することができる。・したがって、
マルチパクタリング放電がなくなり、セラミックで形成
したセラミックウィンド１４が高温となり、微細なりラ
ックを生じることを防止して、真空リークの原因となる
ことがない。
また、電磁石１５のコイル１７に加える電流を変えるよ
うにすれば、これに応じて電磁石１５で発生する磁界Ｈ
の大きさが変化し、マルチパクタリングの発生条件であ
る二次電子の電極間を移動する時間や飛行経路などを変
えることもでき、−層有効にマルチパクタリングを防止
できる。
うにすれば、これに応じて電磁石１５で発生する磁界Ｈ
の大きさが変化し、マルチパクタリングの発生条件であ
る二次電子の電極間を移動する時間や飛行経路などを変
えることもでき、−層有効にマルチパクタリングを防止
できる。
なお、上記実施例では、電磁石に供給する電源を直流電
源としたが、交流電源でも良く、電子の共鳴条件を変え
ることができ、しかも二次電子の発生を助長するもので
なければ良い。
源としたが、交流電源でも良く、電子の共鳴条件を変え
ることができ、しかも二次電子の発生を助長するもので
なければ良い。
以上、一実施例とともに具体的に説明したようにこの発
明の粒子加速器のマルチパクタリング防止構造によれば
、粒子加速器の高周波加速側のマイクロ波導入用のカッ
プラー部の周囲に電磁石を配置し、この電磁石の鉄心の
形状を工夫して発生する磁界がカップラー部の内部まで
及ぶようにしたので、カップラー部で発生する二次電子
の運動状態を変え、荷電粒子の共鳴条件を変えるように
してマルチパクタリングを防止することができる。
明の粒子加速器のマルチパクタリング防止構造によれば
、粒子加速器の高周波加速側のマイクロ波導入用のカッ
プラー部の周囲に電磁石を配置し、この電磁石の鉄心の
形状を工夫して発生する磁界がカップラー部の内部まで
及ぶようにしたので、カップラー部で発生する二次電子
の運動状態を変え、荷電粒子の共鳴条件を変えるように
してマルチパクタリングを防止することができる。
また、電磁石への供給電流を変えるようにすることで磁
界の強さを変え二次電子の電極間を移動する時間や飛行
経路などを変えることもでき、−層有効にマルチパクタ
リングを防止できる。
界の強さを変え二次電子の電極間を移動する時間や飛行
経路などを変えることもでき、−層有効にマルチパクタ
リングを防止できる。
したがって、真空封じ用のセラミックウィンドにクラツ
クが生じたり、高温になることが防止される。
クが生じたり、高温になることが防止される。
また、同軸の導波管の外側に電磁石を配置しているので
、導波管からマイクロ波が漏れるようなことがなく、安
全に粒子加速器を運転することができるとともに、マル
チパクタリング放電によって電気的に蓋がされた状態と
なることもなく、全エネルギーを加速に利用することが
できる。
、導波管からマイクロ波が漏れるようなことがなく、安
全に粒子加速器を運転することができるとともに、マル
チパクタリング放電によって電気的に蓋がされた状態と
なることもなく、全エネルギーを加速に利用することが
できる。
第１図及び第２図はこの発明の粒子加速器のマルチパク
タリング防止構造の一実施例にかかる概略構成図及びカ
ップラー部の拡大断面図、第３図および第４図はこの発
明の適用対象の一例にかかるシンクロトロンの全体説明
図および高周波加速側の断面図である。 １：ビームダクト、２：マグネット、３：入射器、４：
射出部、５：高周波加速空洞、６：空洞、７：管、８：
内部導体、９：加速ギャップ部、１０：導波管、１１力
ツプラ一部、１２：内軸、１３：外管、１４：セラミ・
ツクウィンド、１５：電磁石、１６：鉄心、１６ａ：突
出し部、１７：コイル、１８：直流電源。 出願人 石川島播磨重工業株式会社 第１図 第２図
タリング防止構造の一実施例にかかる概略構成図及びカ
ップラー部の拡大断面図、第３図および第４図はこの発
明の適用対象の一例にかかるシンクロトロンの全体説明
図および高周波加速側の断面図である。 １：ビームダクト、２：マグネット、３：入射器、４：
射出部、５：高周波加速空洞、６：空洞、７：管、８：
内部導体、９：加速ギャップ部、１０：導波管、１１力
ツプラ一部、１２：内軸、１３：外管、１４：セラミ・
ツクウィンド、１５：電磁石、１６：鉄心、１６ａ：突
出し部、１７：コイル、１８：直流電源。 出願人 石川島播磨重工業株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- 粒子を加速する高周波加速空洞が設けられた粒子加速器
において、高周波加速空洞のマイクロ波導入用のカップ
ラー部の周囲に、内部まで磁力線が入るよう突出し部が
形成された鉄心とコイルとでなる電磁石による磁界によ
り荷電粒子の共鳴条件を変更し得る電磁石を配置したこ
とを特徴とする粒子加速器のマルチパクタリング防止構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11021888A JPH01281700A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 粒子加速器のマルチパクタリング防止構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11021888A JPH01281700A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 粒子加速器のマルチパクタリング防止構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01281700A true JPH01281700A (ja) | 1989-11-13 |
Family
ID=14530070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11021888A Pending JPH01281700A (ja) | 1988-05-06 | 1988-05-06 | 粒子加速器のマルチパクタリング防止構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01281700A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0389220A2 (en) * | 1989-03-20 | 1990-09-26 | Hitachi, Ltd. | An acceleration device for charged particles |
| JP2008171605A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 高周波加速空洞装置およびその運転方法 |
| WO2010045955A1 (en) | 2008-10-22 | 2010-04-29 | Cern-European Organization For Nuclear Research | Reduction of multipacting by means of spatially varying magnetization |
-
1988
- 1988-05-06 JP JP11021888A patent/JPH01281700A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0389220A2 (en) * | 1989-03-20 | 1990-09-26 | Hitachi, Ltd. | An acceleration device for charged particles |
| EP0389220A3 (en) * | 1989-03-20 | 1991-08-07 | Hitachi, Ltd. | An acceleration device for charged particles |
| JP2008171605A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Toshiba Corp | 高周波加速空洞装置およびその運転方法 |
| WO2010045955A1 (en) | 2008-10-22 | 2010-04-29 | Cern-European Organization For Nuclear Research | Reduction of multipacting by means of spatially varying magnetization |
| JP2012506605A (ja) * | 2008-10-22 | 2012-03-15 | ヨーロピアン オーガナイゼーション フォー ニュークリア リサーチ | 空間的に変化する磁化によるマルチパクティングの減少 |
| US8723617B2 (en) | 2008-10-22 | 2014-05-13 | CERN—European Organization for Nuclear Research | Reduction of multipacting by means of spatially varying magnetization |
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