JPH0378212A - 鞍型ダイポ―ルコイル - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シンクロトロン放射光発生装置（以下ＳＯＲ
リングと記す）、粒子加速蓄積装置等に使用される鞍型
ダイポールコイルに関する。

［従来の技術］ 第３図に示すように、ダクト３の内部を走行する粒子の
加速あるいは上記粒子の進行方向を偏向するために、該
ダクト３の外表面上を、Ｊ：、下より覆うように長円形
状の二つのコイル５１１５２が相対向してダクト３の長
手方向に設けられ鞍型ダイポールコイルを形成する。

このように構成された鞍型ダイポールコイルに通電する
ことによってダクト３の内部には、二つのコイル５１，
５２にて当然に発生する磁場の２極成分の池に、ダクト
３の横方向断面におけろ両コイル５１．５２の位置関係
より４極成分、６極成分、・・・の各成分の磁場が発生
する。このような磁場の各成分の内、２極及び４極成分
については加速器の構成上必要なものであり消滅する必
要はないが、６極成分以上の磁場の多極成分については
粒子の走行上障害となる。

よって従来より、ダクト長手方向について、即ち鞍型ダ
イポールコイルの全長に亙り、磁場の多極成分の積分値
を最小にする考慮が為されている。

尚、上記多極成分積分値は、Ｓ（ΔＢ／Ｂ）（ｄ　１２
／ｆ２）の値がほぼ１Ｏ−４となることが必要とされて
いる。

ここで、Ｂは中心磁場の値、ΔＢは中心より離れた位置
の磁場の値と中心磁場の値との差、Ｃは長手方向のコイ
ルの長さである。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように上記多極成分の積分値がすべて最小とな
るようなダクト３上の位置に鞍型ダイポールコイルを形
成するコイル５１，５２を設置可能なように、コイル５
１．５２設計時にはコイル５１．５２のダクト３への設
置がある程度自由に行えるように自由度を大きくとる必
要があった。

又、上記積分値を最小にできる位置にコイル５１．５２
を設置するためにコイル導体間にも多数のスペーサを挿
入する必要がある場合や、上記積分値を最小にずべく多
極成分の相殺を狙いコイルの積層数を多くする場合や、
かつ又、第３図イに示ず、コイル５１．５２の立ち上が
り部よりコイル端部までの距離についても種々考慮する
必要があった。

このように従来の鞍型ダイポールコイルにおいてはコイ
ルの設計、製作ともに非常に手間がかかり困難であると
いう問題点があった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
ので、設計、製作が容易な鞍型ダイポールコイルを提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、鞍型ダイポールコイルの長手方向の端部にお
いて、上記鞍型ダイポールコイルより発生する磁場の多
極成分の内、６極成分のみを相殺するように上記コイル
を配置したことを特徴とする。

［作用］ 従来は６極以上の磁場の多極成分を消去することを鞍型
ダイポールコイルの設計製作上考慮していたが、本発明
では６極成分のみの消去を対象とする。

ダクトに設置されているコイルの内、所定角度範囲に存
在するコイルは、ダクトの長手方向へ延長する長さを適
宜な長さに設定するだけで鞍型ダイポールコイルにおけ
る６極成分の積分値をＯあるいは最小にすることができ
る。

［実施例］ 上述したように従来は発生する多極成分のすべての積分
値が最小となるように、鞍型ダイポールコイルを形成す
るコイルの設計製作等の考慮を行っていたが、本発明の
鞍型ダイポールコイルにおいては、上述した多極成分の
内、６極成分についてのみその積分値を最小にし、粒子
の加速性能等が良好なＳＯＲリングを製作可能とするも
のである。

尚、６極成分のみを最小にすることで上記の良好なＳＯ
Ｒリングを製作可能なことは、コンピュータによるシュ
ミレーシジンにて確認されている。

第２図は、第３図に示すように、ダクト３に設置される
鞍型ダイポールコイルを構成する上側のコイルについて
ダクト３に設置されている状態の側面図であり、ダクト
３は長手方向の中心線より下半分の記載が省略されてい
る。又、コイル２の中央部にはコイル２及びコイルｌの
巻芯５が存在するが便宜上仮想線にて記載している。

図示するように、ダクト３に設置されるコイルは、コイ
ルｌ及び２がダクト３の長手方向に沿って直線状に設置
されている直線区間口と、コイルｌ及び２がダクト外周
面に沿って立上がる立上区間ハとよりなる。直線区間口
と立上区間ハとの境界６を境に、直線区間口においては
製作時に上記６極成分を最小化させるようにコイルを設
置することができるが、立上区間ハについては鞍型のダ
イポールコイルにあっては避けることができない形状で
あることより、立上区間ハにおける６極成分の発生は避
けることができない。

よって立上区間ハにてコイルｌ及び２より発生する磁場
の６極成分を打ち消すように６極成分の磁場をコイル１
．２より発生させればよい。この打ち消し用の６極成分
の磁場が効率良く作用するよう本実施例の鞍型ダイポー
ルコイルでは、本発明の鞍型ダイポールコイルの一実施
例を示す第１図（ａ）に記載のように、ダクト３の中心
軸を含む水平面に近い方に設置されているコイル１のみ
を境界６より長さρだけダクト３の長手方向に直線状に
延長する。尚、第１図（ａ）に示すように、延長したコ
イル１とコイル２との隙間には、適宜なスペーサ４が設
けられる。

網目にて示すこの延長部分７における６極成分の値ｑ、
は、ｑ３＝（ＡＮ＋２／９）（Ｓ　ｉ　ｎ　３θｔ−５
ｉｎ３θ１）　にて算出される。ここでＡ、Ｎはコイル
ｌの形状にて決まる値であるので、６極成分の値ｑ３は
θ、が３０度、θ１が０度のとき最大値となる。

よって第１図（ｂ）に示すように、延長部分７の下側面
７ａとダクト３の中心点３ａとを結ぶ直線とダクト３の
水平面との為す角度θ１が０度となるように、延長部分
７の上側面７ｂとダクト３の中心点３ａとを結ぶ直線と
ダクト３の水平面との為す角度θ、が３０度となるよう
に延長部分７を設置する。尚、上記角度θ１、θ、に設
定される部分は延長部分７たけではなく、上記直線区間
口におけるコイルｌに適用してらよい。

尚、北述した角度θ、及びθ、の値については目標値で
あり、ダイポールコイルの設計、製作上多少の変更が生
じる場合がある。

このように立上区間ハにおいてコイルｌを所定の角度設
定することで、コイルｌ及び２の斜線にて示す立上部分
１ａ、２ａにて発生する磁場の６極成分を打ち消すよう
に延長部分７より発生する磁場の６極成分を最も大きく
することができる。

したがって」二足立上部分１ａ、２ａより発生する６極
成分量に相当する６極成分量が延長部分７より発生する
ように延長する長さＱを適宜な値に決めればよく、従来
のように総ての多極成分の消去を考慮する場合に比べ、
コイルの設計製作を容易に行うことができる。尚、上述
したように、多極成分の内、６極成分のみを打ち消すこ
とで粒子の加速性能等が良好なＳＯＲリングが形成され
ることが確認されている。

又、上述した実施例ではダクト外表面に設置されるコイ
ルはダクトの直径方向に一層のみの場合を説明したが、
−層では十分に６極成分の打ち消しが為されない場合に
は、さらに二層以上のコイルを設けても同様の効果が得
られる。

［発明の効果］ 以上詳述したようべこ本発明によれば、磁場の多極成分
の消去する対象を６極成分に限定したことより、鞍型ダ
イポールコイルの設計製作を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鞍型ダイポールコイルの一実施例を示
す側面図、第２図は第１図を説明するための図、第３図
は従来の鞍型ダイポールコイルを示す斜視図である。 第３図 ！及び２・・・コイル、３・・・ダクト、７・・・延長
部分。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鞍型ダイポールコイルの長手方向の端部において
   、上記鞍型ダイポールコイルより発生する磁場の多極成
   分の内、６極成分のみを相殺するように上記コイルを配
   置したことを特徴とする鞍型ダイポールコイル。
2. （２）横断面における０ないし１８０度及び１８０ない
   し３６０度のそれぞれの角度範囲に鞍型のコイルを備え
   た鞍型ダイポールコイルの長手方向の端部について、０
   度と１８０度を結ぶ線を中心としてそれぞれ所定角度の
   範囲に存在する鞍型ダイポールコイルの導体を鞍型ダイ
   ポールコイルの長手方向に適宜な長さに亙り延長した、
   請求項１記載の鞍型ダイポールコイル。
3. （３）上記鞍型ダイポールコイルは二層以上に巻かれて
   いる、請求項１又は２記載の鞍型ダイポールコイル。