JPH0262000A - 荷電粒子加速・蓄積装置 - Google Patents
荷電粒子加速・蓄積装置Info
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- JPH0262000A JPH0262000A JP21322088A JP21322088A JPH0262000A JP H0262000 A JPH0262000 A JP H0262000A JP 21322088 A JP21322088 A JP 21322088A JP 21322088 A JP21322088 A JP 21322088A JP H0262000 A JPH0262000 A JP H0262000A
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- electromagnet
- particles
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- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 32
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 16
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 8
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001015 X-ray lithography 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
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えばシンクロトロン放射光発生等に用い
られる荷電粒子加速・蓄積装置に関するものである。
られる荷電粒子加速・蓄積装置に関するものである。
第4図は米国プルツクヘブン国立研究所で開かれたX線
リソグラフィの為の放射光に関する第2回ワークショッ
プのレポート(1EtEPORT OF貫侶5ECON
D WORKSHOP ON 5YNCHROTR
ON RADIATIONSOURCES FORX
−RAY LITHOGRAPHY、BNL 3878
9INFORMAL REPORTJ )に示されてい
る従来の荷電粒子加速・蓄積装置を示す構成図である。
リソグラフィの為の放射光に関する第2回ワークショッ
プのレポート(1EtEPORT OF貫侶5ECON
D WORKSHOP ON 5YNCHROTR
ON RADIATIONSOURCES FORX
−RAY LITHOGRAPHY、BNL 3878
9INFORMAL REPORTJ )に示されてい
る従来の荷電粒子加速・蓄積装置を示す構成図である。
図において、(1目よ荷電粒子を曲げ且つ集束させる磁
場勾配を持たせた偏向電磁石で、例えば超電導偏向電礎
石、(2)は荷電粒子を集束させるための四極電磁石、
(3)は荷電粒子を加速するための高周波加速空洞、(
4)は荷電粒子の通過領域を真空にするための管状の真
空槽k(5)は放射光を取り出すためのポートである。
場勾配を持たせた偏向電磁石で、例えば超電導偏向電礎
石、(2)は荷電粒子を集束させるための四極電磁石、
(3)は荷電粒子を加速するための高周波加速空洞、(
4)は荷電粒子の通過領域を真空にするための管状の真
空槽k(5)は放射光を取り出すためのポートである。
真空槽(4)は対向する直線部と対向する曲線部を有し
、荷電粒子が内部を周回するものである。この例では超
電導偏向電磁石(1)は真空槽(4)の曲線部にそれぞ
れ1個ずつ配設され、四極電磁石(2)は真空槽(4)
の直線部にそれぞれ3個ずつ配設されている。
、荷電粒子が内部を周回するものである。この例では超
電導偏向電磁石(1)は真空槽(4)の曲線部にそれぞ
れ1個ずつ配設され、四極電磁石(2)は真空槽(4)
の直線部にそれぞれ3個ずつ配設されている。
この装置は、ビームエネルギがQ、5GaV程度のもの
であり、大きさの一例を示すと、直線部の長さ1a−2
,9m、四極電磁石間の長さJb”1.1m%真空槽の
縦の長さle−1,7884m、真空槽の横の長さld
露4.6884mのものである。
であり、大きさの一例を示すと、直線部の長さ1a−2
,9m、四極電磁石間の長さJb”1.1m%真空槽の
縦の長さle−1,7884m、真空槽の横の長さld
露4.6884mのものである。
次に動作について説明する。第4図には図示されていな
いが、芙際には荷電粒子を入射するためにセプタム電磁
石とキツカー電磁石と呼ばれる2台の電磁石が四極電硼
°石(2)の間の直線部に設置される。それらの電磁石
を使って入射された荷電粒子は偏向電磁石(υで曲げら
れ各つ集束され、更に四極電磁石(2)でも集束されて
真空槽(41内を安定に周回する。その後、荷電粒子は
高周波加速空洞(3)で加速されエネルギーを上げて行
く。エネルギーの上昇とともに偏向電磁石(υと四極1
1!礎石(2)の磁場強度も上げる。最終エネルギーに
達した後は、偏向電磁石(1」と四極N磁石(2)の磁
場強度は一定にする。荷電粒子は偏向w1出石(1)を
通過する際にポート(5)から放射光を出してエネルギ
ーを失うが、高周波加速空洞(3)で損失エネルギーは
補給されるため、荷電粒子は長時間真空槽(4)内を周
回し続は放射光を供給する。
いが、芙際には荷電粒子を入射するためにセプタム電磁
石とキツカー電磁石と呼ばれる2台の電磁石が四極電硼
°石(2)の間の直線部に設置される。それらの電磁石
を使って入射された荷電粒子は偏向電磁石(υで曲げら
れ各つ集束され、更に四極電磁石(2)でも集束されて
真空槽(41内を安定に周回する。その後、荷電粒子は
高周波加速空洞(3)で加速されエネルギーを上げて行
く。エネルギーの上昇とともに偏向電磁石(υと四極1
1!礎石(2)の磁場強度も上げる。最終エネルギーに
達した後は、偏向電磁石(1」と四極N磁石(2)の磁
場強度は一定にする。荷電粒子は偏向w1出石(1)を
通過する際にポート(5)から放射光を出してエネルギ
ーを失うが、高周波加速空洞(3)で損失エネルギーは
補給されるため、荷電粒子は長時間真空槽(4)内を周
回し続は放射光を供給する。
荷電粒子を集束する働きの四極電磁石(2)は真空槽(
4)の直線部に3個ずつ設けられている。この理由の1
つとして、周回する荷電粒子のビームサイズが最大とな
る場所が、偏向電磁石(υの中に入らないようにするこ
とが上げられる。
4)の直線部に3個ずつ設けられている。この理由の1
つとして、周回する荷電粒子のビームサイズが最大とな
る場所が、偏向電磁石(υの中に入らないようにするこ
とが上げられる。
従来の荷電粒子加速・蓄積装置は以上のように構成され
ているが、四極電磁石(2)が複数で構成されているた
めに直線部が長くなる上に、荷電粒子入射に必要なセプ
タム電磁石の設置を考慮すると更に長くなって装置が大
型になってしまうという問題点があった。また、四極電
極石(2)が偏向電磁石(1)に近すぎ、偏向電磁石(
1]の漏れ磁場の影響を強く受けるため、その対策が難
しい等の間蛤点があった。
ているが、四極電磁石(2)が複数で構成されているた
めに直線部が長くなる上に、荷電粒子入射に必要なセプ
タム電磁石の設置を考慮すると更に長くなって装置が大
型になってしまうという問題点があった。また、四極電
極石(2)が偏向電磁石(1)に近すぎ、偏向電磁石(
1]の漏れ磁場の影響を強く受けるため、その対策が難
しい等の間蛤点があった。
この発明は上記のような従来のものの問題点を解決する
ためになされたもので、直線部を短かくでき、小型で安
価な荷電粒子加速・蓄積装置を実現することを目的とし
ている。
ためになされたもので、直線部を短かくでき、小型で安
価な荷電粒子加速・蓄積装置を実現することを目的とし
ている。
この発明に係る荷電粒子加速・蓄積装置は、対向する直
線部と対向する曲線部により荷電粒子の周回路を構成す
る管状の真空槽、この真空槽の曲線部のそれぞれに配設
される偏向電磁石、及び真空槽の直線部のそれぞれに配
設される1個の四極電極石を備え、四極電磁石を真空槽
の直線部の中央よりずれた位置に配設したものである。
線部と対向する曲線部により荷電粒子の周回路を構成す
る管状の真空槽、この真空槽の曲線部のそれぞれに配設
される偏向電磁石、及び真空槽の直線部のそれぞれに配
設される1個の四極電極石を備え、四極電磁石を真空槽
の直線部の中央よりずれた位置に配設したものである。
この発明における四極電磁石は直線部に1個だけ配設さ
れており、直線部が短くなる。また、直線部に配設され
るセプタム電磁石の設計が比較的容易になり、さらに、
四極電磁石を偏向電磁石から遠ざけることができるので
、四極電磁石の偏向電磁石による漏れ磁場対策が容易に
なる。このため荷電粒子加速・蓄積装置が小型で且つ安
価にできる。
れており、直線部が短くなる。また、直線部に配設され
るセプタム電磁石の設計が比較的容易になり、さらに、
四極電磁石を偏向電磁石から遠ざけることができるので
、四極電磁石の偏向電磁石による漏れ磁場対策が容易に
なる。このため荷電粒子加速・蓄積装置が小型で且つ安
価にできる。
以下、この発明の一実施例による荷電粒子加速・蓄積装
置について第1図をもとに説明する。図において%(1
)は荷電粒子を曲げ且つ集束させる磁場勾配を持tコせ
た偏向電磁石で、例えば超電導偏向電磁石、(2)は荷
電粒子を集束させるための四極電磁石、(3)は荷電粒
子を加速するための高周波加速空洞、(4)は荷電粒子
の通過領域である周回路を真空にするための真空槽、(
5)は放射光を取り出すためのポート、(61は荷電粒
子を入射するためのセプタム電磁石、(7)はセプタム
・コイル、(8)は荷電粒子を入射するためのキツカー
電磁石、(9)はビーム軸である。第2図はビーム軸に
垂直な面内における偏向電磁石(υのコイルと真空槽(
4)の断面図であり、αGは荷電粒子を曲げるt二めの
ビーム軸に垂直な平面内で平坦な出湯分布を作り出す偏
向主コイル、αpは同平面内で四疹成分を作り出すため
のシムコイルである。
置について第1図をもとに説明する。図において%(1
)は荷電粒子を曲げ且つ集束させる磁場勾配を持tコせ
た偏向電磁石で、例えば超電導偏向電磁石、(2)は荷
電粒子を集束させるための四極電磁石、(3)は荷電粒
子を加速するための高周波加速空洞、(4)は荷電粒子
の通過領域である周回路を真空にするための真空槽、(
5)は放射光を取り出すためのポート、(61は荷電粒
子を入射するためのセプタム電磁石、(7)はセプタム
・コイル、(8)は荷電粒子を入射するためのキツカー
電磁石、(9)はビーム軸である。第2図はビーム軸に
垂直な面内における偏向電磁石(υのコイルと真空槽(
4)の断面図であり、αGは荷電粒子を曲げるt二めの
ビーム軸に垂直な平面内で平坦な出湯分布を作り出す偏
向主コイル、αpは同平面内で四疹成分を作り出すため
のシムコイルである。
従来例と同様、真空槽(4)は対向する直線部と対向す
る曲線部を有し、荷電粒子が内部を周回するものである
が、四極¥1ta1石(2)は真空槽(4)の直線部に
1個配設されている。さらに四極電磁石(2)は直線部
の中央よりずらした場所に位置させている。
る曲線部を有し、荷電粒子が内部を周回するものである
が、四極¥1ta1石(2)は真空槽(4)の直線部に
1個配設されている。さらに四極電磁石(2)は直線部
の中央よりずらした場所に位置させている。
この実施例は、ビームエネルギがQ、g GeV 程
度のものであり、大きさは例えばそれぞれ直線部の長さ
L&−2゜75m 一方の偏向gll万石1)から四
極電磁石(2)までの長さLb−1,75m 、四極電
磁石(2)の巾Lox0.2mとしている。
度のものであり、大きさは例えばそれぞれ直線部の長さ
L&−2゜75m 一方の偏向gll万石1)から四
極電磁石(2)までの長さLb−1,75m 、四極電
磁石(2)の巾Lox0.2mとしている。
次に動作について説明する。荷電粒子はセプタム電磁石
(6)で曲げられて真空槽(4)に入射されるが、その
ままでは荷電粒子は数回転後には必ず元の位置に戻って
来るためセプタム・コイル(7)に当たって消滅してし
まう。そのため入射された荷電粒子はキツカー電磁石(
8)で軌道を変えられ、セプタム・コイル(7)に当た
らないようにされる。これにより、入射された荷電粒子
は偏向電磁石(υで曲げられ且つ集束され、更に四極!
u石(2)でも集束されて真空槽(4)内を安定に周回
する。その後、荷電粒子は高周波加速空洞(3)で加速
されてエネルギーを上げて行く。エネルギーの上昇とと
もに偏向電磁石(1]と四極電磁石(2)の磁場強度も
上げる。最終エネルギーに達した後は、偏向電磁石tl
Jと四ttai石(2)の磁場強度は一定にする。荷電
粒子は偏向電磁石(1)を通過する際にポート(5)よ
り放射光を出してエネルギーを失うが、高周波加速空洞
(3)で損失エネルギーは補給されるため、荷電粒子は
長時間真空槽(4)内を周回し続は放射光を供給する。
(6)で曲げられて真空槽(4)に入射されるが、その
ままでは荷電粒子は数回転後には必ず元の位置に戻って
来るためセプタム・コイル(7)に当たって消滅してし
まう。そのため入射された荷電粒子はキツカー電磁石(
8)で軌道を変えられ、セプタム・コイル(7)に当た
らないようにされる。これにより、入射された荷電粒子
は偏向電磁石(υで曲げられ且つ集束され、更に四極!
u石(2)でも集束されて真空槽(4)内を安定に周回
する。その後、荷電粒子は高周波加速空洞(3)で加速
されてエネルギーを上げて行く。エネルギーの上昇とと
もに偏向電磁石(1]と四極電磁石(2)の磁場強度も
上げる。最終エネルギーに達した後は、偏向電磁石tl
Jと四ttai石(2)の磁場強度は一定にする。荷電
粒子は偏向電磁石(1)を通過する際にポート(5)よ
り放射光を出してエネルギーを失うが、高周波加速空洞
(3)で損失エネルギーは補給されるため、荷電粒子は
長時間真空槽(4)内を周回し続は放射光を供給する。
このように動作は従来装置と同様である。
ところが、この発明では四taj[磁石(2)が全体で
2個に減ったために、直線部は短くなり、装置は小型に
なった。また、四極電磁石(2)を直線部中心よりずら
して置いたために、セプタム電磁石(6)の般若場所が
広くなり、その設計が容易となる。更に、四極電磁石(
2)を従来より偏向*ai石(1)から遠い場所に配設
でき、偏向′NtWt石(1)の漏れ出湯の影響を軽減
できその対策が容易17:なった。更に広くなった偏向
m1ni石(1)と四極電磁石(2)との間にビーム・
モニター等を容易に設置できるようになった。
2個に減ったために、直線部は短くなり、装置は小型に
なった。また、四極電磁石(2)を直線部中心よりずら
して置いたために、セプタム電磁石(6)の般若場所が
広くなり、その設計が容易となる。更に、四極電磁石(
2)を従来より偏向*ai石(1)から遠い場所に配設
でき、偏向′NtWt石(1)の漏れ出湯の影響を軽減
できその対策が容易17:なった。更に広くなった偏向
m1ni石(1)と四極電磁石(2)との間にビーム・
モニター等を容易に設置できるようになった。
上P実施例と従来例と比較して表に示す。表から明らか
なように、ビームエネルギは大きいものでも、袋口自体
は小型になっている。さらに四極電磁石(2)と偏向電
磁石(1)の間の距離は表のように長く構成することが
できる。
なように、ビームエネルギは大きいものでも、袋口自体
は小型になっている。さらに四極電磁石(2)と偏向電
磁石(1)の間の距離は表のように長く構成することが
できる。
また、四極電磁石(2)を真空槽(4)の直線部の中央
部よりずらして配設しているため、周回する荷電粒子の
ビームサイズが最大となる場所が、偏向電磁石(1)の
中に入ってしまうのをある程度防ぐことができる。
部よりずらして配設しているため、周回する荷電粒子の
ビームサイズが最大となる場所が、偏向電磁石(1)の
中に入ってしまうのをある程度防ぐことができる。
なお、上記実施例では偏向電磁石(1]の磁場分布に四
極成分を持たせるためにシムコイルαυを使ったが、偏
向主コイルαGを第4図に示す様に真空槽(41の周回
路の外側に開くような配置とすることにより、シムコイ
ルαめを使わずに四極成分を作り出すことができる。更
に鉄心磁極面を真空槽(4)に近づけ、磁極面を周回路
の外側に開くような構造としても、四極成分を作り出す
効果が期待でき、それとシムコイルQ1)、或は第3図
に示すような偏向主コイルαOとの組合せによっても、
同様の効果が得られる。また、磁場分布が四極成分を持
つものでなくてもよい。
極成分を持たせるためにシムコイルαυを使ったが、偏
向主コイルαGを第4図に示す様に真空槽(41の周回
路の外側に開くような配置とすることにより、シムコイ
ルαめを使わずに四極成分を作り出すことができる。更
に鉄心磁極面を真空槽(4)に近づけ、磁極面を周回路
の外側に開くような構造としても、四極成分を作り出す
効果が期待でき、それとシムコイルQ1)、或は第3図
に示すような偏向主コイルαOとの組合せによっても、
同様の効果が得られる。また、磁場分布が四極成分を持
つものでなくてもよい。
なお、上記実施例ではキツカー電磁石(8)を第1図に
示す位置に設置したが、他の場所でもよい。
示す位置に設置したが、他の場所でもよい。
また、偏向電磁石(1)は超電導偏向電磁石でなくても
よい。
よい。
以上のように、この発明によれば、対向する直線部と対
向する曲線部により荷電粒子の周回路を構成する管状の
真空槽、この真空槽の曲線部のそれぞれに配設される偏
向電磁石、及び真空槽の直線部のそれぞれに配設される
1個の四極電磁石を備え、四極電磁石を真空槽の直線部
の中央よりずれた位置に配設したことにより、真空槽の
直線部を短くでき、また四極電磁石の偏向電磁石による
漏れ磁場対策が容易となり、さらにセプタム電磁石の設
計が比較的容易になる。このため、小型で安価で、さら
に信頼性を向上することのできる荷電粒子加速・蓄積装
置が得られる効果がある。
向する曲線部により荷電粒子の周回路を構成する管状の
真空槽、この真空槽の曲線部のそれぞれに配設される偏
向電磁石、及び真空槽の直線部のそれぞれに配設される
1個の四極電磁石を備え、四極電磁石を真空槽の直線部
の中央よりずれた位置に配設したことにより、真空槽の
直線部を短くでき、また四極電磁石の偏向電磁石による
漏れ磁場対策が容易となり、さらにセプタム電磁石の設
計が比較的容易になる。このため、小型で安価で、さら
に信頼性を向上することのできる荷電粒子加速・蓄積装
置が得られる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による荷電粒子加速・″T
iTi差装置す構成図、第2図はこの発明の一実施例に
係る偏向電磁石のコイルと真空槽を示す断面図、第3図
はこの発明の他の実施例に係る偏向電磁石のコイルと真
空槽を示す断面図、第4図は従来の荷電粒子加速・蓄積
装置を示す構成図である。 (υは偏向電磁石、(21は四極電磁石、(4)は真空
槽、である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
iTi差装置す構成図、第2図はこの発明の一実施例に
係る偏向電磁石のコイルと真空槽を示す断面図、第3図
はこの発明の他の実施例に係る偏向電磁石のコイルと真
空槽を示す断面図、第4図は従来の荷電粒子加速・蓄積
装置を示す構成図である。 (υは偏向電磁石、(21は四極電磁石、(4)は真空
槽、である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 対向する直線部と対向する曲線部により荷電粒子の周回
路を構成する管状の真空槽、この真空槽の曲線部のそれ
ぞれに配設される偏向電磁石、及び上記真空槽の直線部
のそれぞれに配設される1個の四極電磁石を備え、上記
四極電磁石を上記真空槽の直線部の中央よりずれた位置
に配設することを特徴とする荷電粒子加速・蓄積装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63213220A JPH07123080B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 荷電粒子加速・蓄積装置 |
GB8918872A GB2223350B (en) | 1988-08-26 | 1989-08-18 | Device for accelerating and storing charged particles |
DE3928037A DE3928037C2 (de) | 1988-08-26 | 1989-08-24 | Vorrichtung zum Beschleunigen und Speichern von geladenen Teilchen |
US07/398,419 US5117194A (en) | 1988-08-26 | 1989-08-25 | Device for accelerating and storing charged particles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63213220A JPH07123080B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 荷電粒子加速・蓄積装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0262000A true JPH0262000A (ja) | 1990-03-01 |
JPH07123080B2 JPH07123080B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=16635523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63213220A Expired - Fee Related JPH07123080B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 荷電粒子加速・蓄積装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07123080B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5495897A (en) * | 1978-01-13 | 1979-07-28 | Hidetsugu Ikegami | Method and device for accelerating or storing particles by using electrical current sheet magnet |
JPS62170200A (ja) * | 1986-01-22 | 1987-07-27 | 三菱電機株式会社 | 電子蓄積リング |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP63213220A patent/JPH07123080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5495897A (en) * | 1978-01-13 | 1979-07-28 | Hidetsugu Ikegami | Method and device for accelerating or storing particles by using electrical current sheet magnet |
JPS62170200A (ja) * | 1986-01-22 | 1987-07-27 | 三菱電機株式会社 | 電子蓄積リング |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07123080B2 (ja) | 1995-12-25 |
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