JPH03135000A - 超伝導加速管 - Google Patents
超伝導加速管Info
- Publication number
- JPH03135000A JPH03135000A JP27301089A JP27301089A JPH03135000A JP H03135000 A JPH03135000 A JP H03135000A JP 27301089 A JP27301089 A JP 27301089A JP 27301089 A JP27301089 A JP 27301089A JP H03135000 A JPH03135000 A JP H03135000A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- superconducting
- diameter
- barrels
- welded
- diameter portions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 10
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002470 thermal conductor Substances 0.000 description 1
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］
本発明は、超伝導体からなるマイクロ波荷電粒子加速管
に関するものである。
に関するものである。
〔従来の技術］
高周波電場を使う加速器においては、加速管が高周波電
場を発生させる装置として利用される。
場を発生させる装置として利用される。
このような加速管はより少ないマイクロ波電力でより高
エネルギーに荷電粒子を加速できることが好ましい。超
伝導体で作った加速管は管壁での高周波抵抗が小さいた
め以上の目的にかなったものといわれている。
エネルギーに荷電粒子を加速できることが好ましい。超
伝導体で作った加速管は管壁での高周波抵抗が小さいた
め以上の目的にかなったものといわれている。
従来の超伝導加速管は、例えばＮｂなどの超伝導材料の
板を第３図に示すような皿状の半割セル（３）に加工し
、第４図（ａ）、（ｂ）に示すように、それらの半割セ
ル（３）を相互にその両端を突合わせて形成した胴径の
極大部と極小部を電子ビームなどで溶接してつなげて構
成したものである。（１）および（２）は極大部と極小
部における溶接部である。このような超伝導加速管の溶
接をスムーズに行うためには、壁面の肉厚はある程度以
上の厚さ（１ｍＩ１１以上）が必要であった。つまり加
速管の胴径が極小となる付近はその構造上外面から溶接
する必要があり、したがって内面に溶接ビード等が残り
易い。ところがその付近は電界が高く、したがって溶接
ビード等が残らないようにスムーズに研磨仕上げ等をし
ないと放電等の原因になるため研摩代等が充分取れ、ま
た、研磨工程において変形などが生じない程度に充分な
強度を有する肉厚が必要であった。
板を第３図に示すような皿状の半割セル（３）に加工し
、第４図（ａ）、（ｂ）に示すように、それらの半割セ
ル（３）を相互にその両端を突合わせて形成した胴径の
極大部と極小部を電子ビームなどで溶接してつなげて構
成したものである。（１）および（２）は極大部と極小
部における溶接部である。このような超伝導加速管の溶
接をスムーズに行うためには、壁面の肉厚はある程度以
上の厚さ（１ｍＩ１１以上）が必要であった。つまり加
速管の胴径が極小となる付近はその構造上外面から溶接
する必要があり、したがって内面に溶接ビード等が残り
易い。ところがその付近は電界が高く、したがって溶接
ビード等が残らないようにスムーズに研磨仕上げ等をし
ないと放電等の原因になるため研摩代等が充分取れ、ま
た、研磨工程において変形などが生じない程度に充分な
強度を有する肉厚が必要であった。
ところで、超伝導加速管の特性はその熱伝導性によって
大きく左右される。すなわち、超伝導体は高周波抵抗を
もっており、したがって特に加速管のように多くのエネ
ルギーを蓄積する共振器ではかなりの熱が超伝導体の表
面で発生する。従ってこの熱を充分迅速に取り除いてや
らないと超伝導体の温度が上昇し、やがて超伝導破壊を
もたらすことになる。通常用いる加速管の高周波励振モ
ードはＴ Ｍ ｏ ＋ ｏであるため胴径の最も太い部
分の付近は最も多くの電流が流れ電界は小さい。これと
は逆に胴径の小さい部分では電界は大きいが電流は少な
い。従って熱は電流が多く流れる部分に多く発生ずるた
め胴径が大きい部分の冷却をより良く行う必要がある。
大きく左右される。すなわち、超伝導体は高周波抵抗を
もっており、したがって特に加速管のように多くのエネ
ルギーを蓄積する共振器ではかなりの熱が超伝導体の表
面で発生する。従ってこの熱を充分迅速に取り除いてや
らないと超伝導体の温度が上昇し、やがて超伝導破壊を
もたらすことになる。通常用いる加速管の高周波励振モ
ードはＴ Ｍ ｏ ＋ ｏであるため胴径の最も太い部
分の付近は最も多くの電流が流れ電界は小さい。これと
は逆に胴径の小さい部分では電界は大きいが電流は少な
い。従って熱は電流が多く流れる部分に多く発生ずるた
め胴径が大きい部分の冷却をより良く行う必要がある。
上述のように、多くのエネルギーを蓄積するためには、
超伝導加速管の熱伝導性を良くする必要がある。そのた
めには、超伝導加速管の板厚を薄くして冷却効果を良く
することが望ましい。しかしながら、従来のように溶接
により製作する場合には、上述のように板厚を薄くする
のには限度があるという問題があった。そこで、一つの
方法として、例えばＮｂでは材料の純度を向」ニさせて
Ｒるため溶接面がスムーズになり、研磨等の後加工が不
必要になる。超伝導加速管の板厚は、胴径極小部の溶接
部の厚さにより制約されるが、本発明ではその部分の厚
さを薄くすることができるため、冷却効率がもっとも要
求される胴径の太い部分の板厚も薄くなり、効率のよい
冷却が可能となる。
超伝導加速管の熱伝導性を良くする必要がある。そのた
めには、超伝導加速管の板厚を薄くして冷却効果を良く
することが望ましい。しかしながら、従来のように溶接
により製作する場合には、上述のように板厚を薄くする
のには限度があるという問題があった。そこで、一つの
方法として、例えばＮｂでは材料の純度を向」ニさせて
Ｒるため溶接面がスムーズになり、研磨等の後加工が不
必要になる。超伝導加速管の板厚は、胴径極小部の溶接
部の厚さにより制約されるが、本発明ではその部分の厚
さを薄くすることができるため、冷却効率がもっとも要
求される胴径の太い部分の板厚も薄くなり、効率のよい
冷却が可能となる。
（実施例〕
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明する
。
。
第１図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は本発明にかかる超伝導
加速管の製作工程を示し、まず、リング状のＮｂ製の駒
（１４）の両側に、皿状のＮｂ板からなる２個の半割セ
ル（１３）の胴径か細くなる部分をあてがい溶接して胴
径の極小部分を形成した。この部分の溶接は加速管の内
側から行い、スムーズな溶接面が得られ、研磨などの後
加工は不要である。次いで、第１図（ｂ）に示す胴径の
極小部が溶接された半割セル（１３）の胴径の極大部を
相互に溶接して、第１図（Ｃ）に示す形状のものが得ら
れた。この胴径極大部の溶接を繰り返すと、所望の長ざ
の超伝導加速管ＲＲ（ＲＥＳＩＤＩＩＡＬ ＲＥＳＩＳ
ＴＡＮＣＥ ＲＡＴＩＯ）をよくして熱伝導率を向上さ
せる方法等が行われている。しかしながらこれにも限度
があり、現状まだ充分とは言えない。またもう一つの方
法として、銅やアルミ等の良熱伝導体に超伝導体をメツ
キする方法も検討されている。しかしながらこの方法で
はメツキ部の溶接ができないためセルとセルとの接合が
困難であった。
加速管の製作工程を示し、まず、リング状のＮｂ製の駒
（１４）の両側に、皿状のＮｂ板からなる２個の半割セ
ル（１３）の胴径か細くなる部分をあてがい溶接して胴
径の極小部分を形成した。この部分の溶接は加速管の内
側から行い、スムーズな溶接面が得られ、研磨などの後
加工は不要である。次いで、第１図（ｂ）に示す胴径の
極小部が溶接された半割セル（１３）の胴径の極大部を
相互に溶接して、第１図（Ｃ）に示す形状のものが得ら
れた。この胴径極大部の溶接を繰り返すと、所望の長ざ
の超伝導加速管ＲＲ（ＲＥＳＩＤＩＩＡＬ ＲＥＳＩＳ
ＴＡＮＣＥ ＲＡＴＩＯ）をよくして熱伝導率を向上さ
せる方法等が行われている。しかしながらこれにも限度
があり、現状まだ充分とは言えない。またもう一つの方
法として、銅やアルミ等の良熱伝導体に超伝導体をメツ
キする方法も検討されている。しかしながらこの方法で
はメツキ部の溶接ができないためセルとセルとの接合が
困難であった。
本発明は上記問題点を解決した超伝導加速管を提供する
もので、超伝導材からなる半割セルを相互に溶接して形
成された、胴径が周期的に変動する超伝導加速管におい
て、半割セルは、胴径の細径部分において、リング状の
超伝導材からなる駒を介して相互に溶接されていること
を特徴とするものである。
もので、超伝導材からなる半割セルを相互に溶接して形
成された、胴径が周期的に変動する超伝導加速管におい
て、半割セルは、胴径の細径部分において、リング状の
超伝導材からなる駒を介して相互に溶接されていること
を特徴とするものである。
このように本発明では、胴径か細い部分に駒を配し、そ
の両側により薄い超伝導体でできた皿状の半割セルを溶
接するようにした。このようにすると駒と半割セルの溶
接は加速管の内側から行えが得られる。第２図（ａ）は
このようにして得られた超伝導加速管の側面図であり、
第２図（ｂ）はその縦断面図である。（１１）は胴径極
大部の溶接部、（１２ａ）、て補強されるため、半割セ
ル（１３）の板厚を薄くすることができ、冷却効率を良
くすることができる。
の両側により薄い超伝導体でできた皿状の半割セルを溶
接するようにした。このようにすると駒と半割セルの溶
接は加速管の内側から行えが得られる。第２図（ａ）は
このようにして得られた超伝導加速管の側面図であり、
第２図（ｂ）はその縦断面図である。（１１）は胴径極
大部の溶接部、（１２ａ）、て補強されるため、半割セ
ル（１３）の板厚を薄くすることができ、冷却効率を良
くすることができる。
本実施例の設計仕様としては、３Ｇｔｌｚ用の加速管と
しては、大径部分の直径は８０〜９０１Ｗｌ、細径部３ 分の直径は１０〜２０ｍ＋ｎ程度であり、半割セル（→
の板厚は０．１〜１ｍｍとなる。従来の加速管では、１
胴以上の板厚が必要であったため、本実施例により大径
部分の冷却効率がよくなることがわかる。なお、板厚を
０．１ｍｍ以下にすることは、胴径の太い部分の強度に
耐えることができず不可能である。
しては、大径部分の直径は８０〜９０１Ｗｌ、細径部３ 分の直径は１０〜２０ｍ＋ｎ程度であり、半割セル（→
の板厚は０．１〜１ｍｍとなる。従来の加速管では、１
胴以上の板厚が必要であったため、本実施例により大径
部分の冷却効率がよくなることがわかる。なお、板厚を
０．１ｍｍ以下にすることは、胴径の太い部分の強度に
耐えることができず不可能である。
また、周波数を変えた場合、５００ＭＨｚ用の加速管は
大径部分の直径が５００ ｍｍ程度になる。したがって
、強度的には、３ ＧＨｚの場合の６倍程度の板厚、す
なわち０．６ｍｍ以上となる。
大径部分の直径が５００ ｍｍ程度になる。したがって
、強度的には、３ ＧＨｚの場合の６倍程度の板厚、す
なわち０．６ｍｍ以上となる。
以上説明したように本発明によれば、半割セルは、胴径
の細径部分において、リング状の超伝導材からなる駒を
介して相互に溶接されているため、超伝導加速管の板厚
が薄くなり、冷却効率が向上し、したがって、冷却運転
経費が減少し、冷却機設置面積も減少するという優れた
効果がある。
の細径部分において、リング状の超伝導材からなる駒を
介して相互に溶接されているため、超伝導加速管の板厚
が薄くなり、冷却効率が向上し、したがって、冷却運転
経費が減少し、冷却機設置面積も減少するという優れた
効果がある。
第１図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）は本発明にかかる超伝導
加速管の一実施例の製作工程を示す図、第２図（ａ）、
（ｂ）は同実施例の側面図および縦断面図、第３図は半
割セルの断面図、第４図（ａ）、（ｂ）は従来例の側面
図および縦断面図である。 １、 ２．１１．１２ａ、 １２ｂ−溶接部、 ３．１
３−・・半割セル、 １４・・・駒。
加速管の一実施例の製作工程を示す図、第２図（ａ）、
（ｂ）は同実施例の側面図および縦断面図、第３図は半
割セルの断面図、第４図（ａ）、（ｂ）は従来例の側面
図および縦断面図である。 １、 ２．１１．１２ａ、 １２ｂ−溶接部、 ３．１
３−・・半割セル、 １４・・・駒。
Claims (1)
- 超伝導材からなる半割セルを相互に溶接して形成された
、胴径が周期的に変動する超伝導加速管において、半割
セルは、胴径の細径部分において、リング状の超伝導材
からなる駒を介して相互に溶接されていることを特徴と
する超伝導加速管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27301089A JPH03135000A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 超伝導加速管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27301089A JPH03135000A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 超伝導加速管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135000A true JPH03135000A (ja) | 1991-06-07 |
Family
ID=17521897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27301089A Pending JPH03135000A (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 超伝導加速管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03135000A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0483964A2 (en) * | 1990-10-31 | 1992-05-06 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | A superconducting accelerating tube and a method for manufacturing the same |
| EP0522156A1 (en) * | 1991-01-24 | 1993-01-13 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Superconductive acceleration pipe |
| WO2007062829A1 (de) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy | Verfahren zur herstellung von hohlkörpern für resonatoren |
| WO2011102295A1 (ja) * | 2010-02-17 | 2011-08-25 | 三菱重工業株式会社 | 溶接方法および超伝導加速器 |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP27301089A patent/JPH03135000A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0483964A2 (en) * | 1990-10-31 | 1992-05-06 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | A superconducting accelerating tube and a method for manufacturing the same |
| US5239157A (en) * | 1990-10-31 | 1993-08-24 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Superconducting accelerating tube and a method for manufacturing the same |
| EP0522156A1 (en) * | 1991-01-24 | 1993-01-13 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Superconductive acceleration pipe |
| WO2007062829A1 (de) * | 2005-12-02 | 2007-06-07 | Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy | Verfahren zur herstellung von hohlkörpern für resonatoren |
| US8088714B2 (en) | 2005-12-02 | 2012-01-03 | Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy | Method for production of hollow bodies for resonators |
| WO2011102295A1 (ja) * | 2010-02-17 | 2011-08-25 | 三菱重工業株式会社 | 溶接方法および超伝導加速器 |
| US8872446B2 (en) | 2010-02-17 | 2014-10-28 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Welding method and superconducting accelerator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7746192B2 (en) | Polyhedral contoured microwave cavities | |
| US7411361B2 (en) | Method and apparatus for radio frequency cavity | |
| US6097153A (en) | Superconducting accelerator cavity with a heat affected zone having a higher RRR | |
| WO1992013434A1 (en) | Superconductive acceleration pipe | |
| EP0174058B1 (en) | Hall accelerator with preionization discharge | |
| Yu et al. | Sheet-beam klystron RF cavities | |
| JPH03135000A (ja) | 超伝導加速管 | |
| US6348757B1 (en) | Reinforced supraconductive material, supraconductive cavity, and methods for making same | |
| US3866085A (en) | Collector pole piece for a microwave linear beam tube | |
| EP1926348B1 (en) | Magnetron | |
| US3443146A (en) | Conductive elements interconnecting adjacent members of the delay structure in a traveling wave tube | |
| US6670761B1 (en) | Magnetron having straps of different materials to enhance structural stability | |
| US3273006A (en) | Traveling wave tube having a contoured anode collecting surface | |
| CN103681174B (zh) | 一种扁平式多级降压收集极 | |
| JPH06325900A (ja) | 外部共振型高周波四重極加速器 | |
| US4733132A (en) | High energy accelerator | |
| Grimm et al. | New directions in superconducting radio frequency cavities for accelerators | |
| CN111933383B (zh) | 一种采用全金属加固Polyhelix的超快冷却脉冲磁体及其制造方法 | |
| CN102655068A (zh) | 一种双排矩形梳状慢波结构的制造方法 | |
| Bauer et al. | Design study of a superconducting deflecting cavity | |
| JPH08138893A (ja) | 超伝導高周波加速空胴の製造方法 | |
| Benaroya et al. | Tests of a niobium split-ring superconducting heavy-ion accelerating structure | |
| JP3165343B2 (ja) | 平板型マグネトロン用陽極及びその製造法 | |
| Geng et al. | Testing the first 1300 MHz reentrant cavity | |
| JPS603838A (ja) | ジヤイロトロン用空胴共振器 |