JPH0426100A - 超電導加速装置 - Google Patents
超電導加速装置Info
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- JPH0426100A JPH0426100A JP12655690A JP12655690A JPH0426100A JP H0426100 A JPH0426100 A JP H0426100A JP 12655690 A JP12655690 A JP 12655690A JP 12655690 A JP12655690 A JP 12655690A JP H0426100 A JPH0426100 A JP H0426100A
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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）
本発明は超電導加速装置に関する。詳しくは、本発明は
、電子等の荷電粒子を、液体ヘリウム温度、及びそれよ
り這かに高い温度で超電導状態となるところの低臨界温
度及び高臨界温度の超電導体で製作された空洞共振器を
利用して、加速を行う超電導加速装置に関する。
、電子等の荷電粒子を、液体ヘリウム温度、及びそれよ
り這かに高い温度で超電導状態となるところの低臨界温
度及び高臨界温度の超電導体で製作された空洞共振器を
利用して、加速を行う超電導加速装置に関する。
（従来の技術）
従来の超電導加速装置の空洞共振器は、使用する液体ヘ
リウムを大型の液化冷凍機で作り、これを可搬型液体ヘ
リウム容器又は真空断熱配管により移送し、空洞共振器
を収納している液体ヘリウム容器に溜め、液体ヘリウム
の蒸発潜熱によって冷却される。また、従来の超電導加
速装置の熱シールドは、使用する液体窒素を大型の液体
冷凍機で作り、これを可搬型液体窒素容器又は真空断熱
配管により移送し、熱シールドの液体窒素配管中を循環
させ、液体窒素の蒸発潜熱により冷却される。
リウムを大型の液化冷凍機で作り、これを可搬型液体ヘ
リウム容器又は真空断熱配管により移送し、空洞共振器
を収納している液体ヘリウム容器に溜め、液体ヘリウム
の蒸発潜熱によって冷却される。また、従来の超電導加
速装置の熱シールドは、使用する液体窒素を大型の液体
冷凍機で作り、これを可搬型液体窒素容器又は真空断熱
配管により移送し、熱シールドの液体窒素配管中を循環
させ、液体窒素の蒸発潜熱により冷却される。
液体ヘリウムは、熱容量が小さく、断熱配管、バルブ等
による移送時の流入熱による移送損失が極めて大きい。
による移送時の流入熱による移送損失が極めて大きい。
この移送損失の割合は、システムの規模や特性によって
も異なるが、大体６０％−９０％である。また、液体及
び気体のヘリウムの連続した製造と移送は、その体積が
３桁異なることから、液体ヘリウム製造、気体液体ヘリ
ウム循環システムの設計製作は安全対策上、自動運転の
制御の点からも容易ではなく、高価で自動化し難い。
も異なるが、大体６０％−９０％である。また、液体及
び気体のヘリウムの連続した製造と移送は、その体積が
３桁異なることから、液体ヘリウム製造、気体液体ヘリ
ウム循環システムの設計製作は安全対策上、自動運転の
制御の点からも容易ではなく、高価で自動化し難い。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明の目的は、このような問題点を解決して液体ヘリ
ウム移送損失のない高効率で、安価で、安全な、自動化
可能な冷却を特徴とする超電導加速装置を捷供すること
にある。
ウム移送損失のない高効率で、安価で、安全な、自動化
可能な冷却を特徴とする超電導加速装置を捷供すること
にある。
（問題点を解決するための手段）
本発明者は、このような問題の解決のため鋭意研究の結
果、移送損失の多い液体ヘリウム、液体窒素等の冷媒の
代わりに、超電導加速装置の中心部に組み込まれた冷凍
機を用いて、必要な冷却と流勢の除去を行う超電導加速
装置を構成することにより、液体ヘリウム移送損失がな
い高効率で、安価で、安全な自動化可能な冷却を特徴と
する超電導加速装置を実現し得ることに想到し、本願発
明の「電子等の荷電粒子を、液体ヘリウム温度、及びそ
れより遥かに高い温度で超電導状態となるところの低臨
界温度及び高臨界温度の超電導体で製作された空洞共振
器を利用して、加速する装置において、超電導状態を実
現するための冷却を、冷凍機の熱交換器が超電導加速装
置内の被冷却空洞共振器近傍に直接又は間接に固定し、
又は半固定し、或いは固定されずに、熱交換することを
特徴とする超電導加速装置」を発明するに到った。
果、移送損失の多い液体ヘリウム、液体窒素等の冷媒の
代わりに、超電導加速装置の中心部に組み込まれた冷凍
機を用いて、必要な冷却と流勢の除去を行う超電導加速
装置を構成することにより、液体ヘリウム移送損失がな
い高効率で、安価で、安全な自動化可能な冷却を特徴と
する超電導加速装置を実現し得ることに想到し、本願発
明の「電子等の荷電粒子を、液体ヘリウム温度、及びそ
れより遥かに高い温度で超電導状態となるところの低臨
界温度及び高臨界温度の超電導体で製作された空洞共振
器を利用して、加速する装置において、超電導状態を実
現するための冷却を、冷凍機の熱交換器が超電導加速装
置内の被冷却空洞共振器近傍に直接又は間接に固定し、
又は半固定し、或いは固定されずに、熱交換することを
特徴とする超電導加速装置」を発明するに到った。
次に、本発明の装置の構成を図面について具体的に説明
する。
する。
第１図において、超電導材料からなる内表面を持つ超電
導加速空洞１は、外部から導入された冷凍機の極低温熱
交換器２により、動作温度まで冷却される。熱シールド
３．４は、直接又は間接に冷凍機の伝導冷却部５により
冷却される。
導加速空洞１は、外部から導入された冷凍機の極低温熱
交換器２により、動作温度まで冷却される。熱シールド
３．４は、直接又は間接に冷凍機の伝導冷却部５により
冷却される。
以上のようにして超電導加速空洞１は超電導臨界温度以
下に冷却され、熱シールド３．４は、内部への熱輻射が
十分に小さくなる温度まで冷却される。
下に冷却され、熱シールド３．４は、内部への熱輻射が
十分に小さくなる温度まで冷却される。
（実施例）
空洞共振器は、古典超伝導体であるＮｂ系の材料を用い
て成型したもので製作し、収納する液体ヘリウム容器は
ステンレス系の材料を用いて、二重熱シールドは銅の薄
板材料を用いて製作した。
て成型したもので製作し、収納する液体ヘリウム容器は
ステンレス系の材料を用いて、二重熱シールドは銅の薄
板材料を用いて製作した。
二重熱シールドは、より外側の８０Ｋ及び内側の４０）
［の各々を冷却する専用冷凍機又は多段式冷凍機の８０
Ｋ及び４０にステージを加速器の外側から直接導入して
銅網組線等で接続し熱伝導により冷却した。
［の各々を冷却する専用冷凍機又は多段式冷凍機の８０
Ｋ及び４０にステージを加速器の外側から直接導入して
銅網組線等で接続し熱伝導により冷却した。
空洞共振器は、収納する液体ヘリウム容器の内部の空洞
共振器本体近傍にガスシールド方式断熱された多段式冷
凍機の４に熱交換器を固定又は半固定して、あるいは固
定せずに導入し、蒸発ヘリウムの容器内再凝縮により流
勢を除去し、冷却する。
共振器本体近傍にガスシールド方式断熱された多段式冷
凍機の４に熱交換器を固定又は半固定して、あるいは固
定せずに導入し、蒸発ヘリウムの容器内再凝縮により流
勢を除去し、冷却する。
この実施例では、移送を行なわないシステムであるため
移送損失は存在せず、移送損失の問題は解決された。
移送損失は存在せず、移送損失の問題は解決された。
（発明の効果）
以上のごとく、本発明の低臨界温度及び高臨界温度の超
電導体で製作された空洞共振器を利用して荷電粒子を加
速する装置において、超電導状態を実現するための冷却
を、一つまたは複数の冷凍機の熱交換器が超電導加速装
置内の被冷却空洞共振器近傍、および単層又は複層の熱
シールドに直接又は間接に固定又は半固定され、あるい
は固定されず熱交換することを特徴とする超電導加速装
置は、超電導加速装置の中心部に組み込まれた冷凍機を
用いて、必要な冷却と流勢の除去を行う超電導加速装置
を構成することにより、移送損失の多い外部液化された
液体ヘリウム、液体窒素等の冷媒を使用する従来の技術
では困難であったところの移送損失のない、高効率で、
安価、安全で、かつ本質的に静的（液化冷媒の移動を必
要としない）で容易に自動化が可能な冷却を特徴とする
超電導加速装置を実現することができる。
電導体で製作された空洞共振器を利用して荷電粒子を加
速する装置において、超電導状態を実現するための冷却
を、一つまたは複数の冷凍機の熱交換器が超電導加速装
置内の被冷却空洞共振器近傍、および単層又は複層の熱
シールドに直接又は間接に固定又は半固定され、あるい
は固定されず熱交換することを特徴とする超電導加速装
置は、超電導加速装置の中心部に組み込まれた冷凍機を
用いて、必要な冷却と流勢の除去を行う超電導加速装置
を構成することにより、移送損失の多い外部液化された
液体ヘリウム、液体窒素等の冷媒を使用する従来の技術
では困難であったところの移送損失のない、高効率で、
安価、安全で、かつ本質的に静的（液化冷媒の移動を必
要としない）で容易に自動化が可能な冷却を特徴とする
超電導加速装置を実現することができる。
第１図は、本発明の超電導加速装置の横方向断面図であ
る。 図において １ 超電導加速空洞 ２ 冷凍機および極低温熱交換器 ３ 熱シールド１ ４ 熱シールド２ ５ 熱シールド用冷凍機および電導冷却部６ 超電
導加速空洞タライオスタット７ 液体ヘリウム ８ 液体ヘリウム容器 ９ 蒸発ヘリウムガス 第２図は、本発明の超電導加速装置の説明図である。 図において １ 超電導加速空洞 ２ 冷凍機および極低温熱交換器 ３ 熱シールド１ ４ 熱シールド２ ５ 熱シールド用冷凍機および電導冷却器６ 超電
導加速空洞タライオスタソト７ 高周波入力アンテナ
る。 図において １ 超電導加速空洞 ２ 冷凍機および極低温熱交換器 ３ 熱シールド１ ４ 熱シールド２ ５ 熱シールド用冷凍機および電導冷却部６ 超電
導加速空洞タライオスタット７ 液体ヘリウム ８ 液体ヘリウム容器 ９ 蒸発ヘリウムガス 第２図は、本発明の超電導加速装置の説明図である。 図において １ 超電導加速空洞 ２ 冷凍機および極低温熱交換器 ３ 熱シールド１ ４ 熱シールド２ ５ 熱シールド用冷凍機および電導冷却器６ 超電
導加速空洞タライオスタソト７ 高周波入力アンテナ
Claims (3)
- （１）電子等の荷電粒子を、液体ヘリウム温度、及びそ
れより遥かに高い温度で超電導状態となるところの低臨
界温度及び高臨界温度の超電導体で製作された空洞共振
器を利用して、加速する装置において、超電導状態を実
現するための冷却を、冷凍機の熱交換器が超電導加速装
置内の被冷却空洞共振器近傍に直接又は間接に固定し、
又は半固定し、或いは固定されずに、熱交換することを
特徴とする超電導加速装置。 - （２）該冷凍機の熱交換器は、超電導加速装置内の単層
又は複層の被冷却シールドに直接又は間接に固定し、又
は半固定し、或いは固定されずに、熱交換することを特
徴とする第１項に記載の超電導加速装置。 - （３）該冷凍機の熱交換は、動作流体として、水素、ヘ
リウム、その他の低沸点の気体、液体、及び固体素子を
用いることを特徴とする第１項に記載の超電導加速装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02126556A JP3094299B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 超電導加速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02126556A JP3094299B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 超電導加速装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426100A true JPH0426100A (ja) | 1992-01-29 |
| JP3094299B2 JP3094299B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=14938089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02126556A Expired - Fee Related JP3094299B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 超電導加速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3094299B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002359100A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Japan Atom Energy Res Inst | 超伝導加速装置のベント方法 |
| CN113593768A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-02 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种超导腔固体传导冷却结构 |
-
1990
- 1990-05-18 JP JP02126556A patent/JP3094299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002359100A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Japan Atom Energy Res Inst | 超伝導加速装置のベント方法 |
| CN113593768A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-02 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种超导腔固体传导冷却结构 |
| CN113593768B (zh) * | 2021-08-05 | 2022-11-01 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种超导腔固体传导冷却结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3094299B2 (ja) | 2000-10-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
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| R250 | Receipt of annual fees |
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