JPH04312800A - 粒子加速器用真空チャンバ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、粒子加速器用真空チ
ャンバに関し、特に、ビーム軌道を曲げる場合において
、超高真空雰囲気へのガス分子の放出を抑制しながら、
放射光を取り出すための粒子加速器用真空チャンバに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粒子加速器（例えばシンクロトロ
ン）の加速リングを構成している真空チャンバは、その
内部を超高真空状態（例えば１０−１０ｔｏｒｒ以上）
に維持するとともに、真空チャンバの内面を高い導電性
材料で構成することが必要であり、これらの要求を満足
させるために、例えばアルミニウムが使用されている。 また、真空チャンバの内部に形成されるビーム軌道を曲
げた場合には、ビーム軌道の接線方向に、シンクロトロ
ン放射光：ＳＯＲ（主としてＸ線）が発生する。この放
射光が真空容器の壁面に衝突した場合、ガス分子を放射
させる現象を生じる。このガス分子の放射現象は、放射
光の照射により壁が発熱して、熱脱離によってガスが発
生するとともに、放射光の照射により光電子の放出が行
われて、電子による脱離によってガス分子が発生するも
のである。

【０００３】このガス放出により、 ａ　　ガス分子の放出により真空度が悪化し、超高真空
ポンプの必要容量が増大する。また、構造的に真空ポン
プの取り付けが難しい。 ｂ　　放出されたガス分子が正イオン化することにより
、イオントラッピング現象が生じて、粒子加速器の性能
を低下させる。 ｃ　　発熱部分が広範囲となり、冷却することが困難と
なる。等の問題点を生じる。

【０００４】図３は、例えば特開平１−１８３０９８号
公報に開示された従来の粒子加速器用真空チャンバを示
し、放射光吸収板５は、その全体のうち、例えば放射光
誘導ケーシング４の内部に露出している部分が無酸素銅
等のガス低放出性金属材によって形成されるとともに、
前記の露出部分に放射光を放射光誘導ポート３に送り込
むための放射光通過用開口部５ａが配設され、その外方
端部が、放射光誘導ケーシング４の取付けポート４ａを
経由して、冷却水による冷却手段６が配設される。しか
して、このように構成されている真空チャンバ１である
と、粒子ビームを図の鎖線のうち矢印で示すように、ビ
ーム軌道２に乗せて走らせている状態において、粒子ビ
ームを曲げたときに、その湾曲部分の接線方向にシンク
ロトロン放射光（ＳＯＲ）が発生して、放射光誘導ケー
シング４の中に導かれ、内部の放射光吸収板５に衝突す
るため放射光の散乱がなく、ガス放出の発生箇所を放射
光吸収板５の表面のみに限定することができる。また、
発生したガス分子は、その間近に位置する排気ポート４
ｂから速やかに排気されて、超高真空雰囲気を維持する
ことになる。そして、放射光吸収板５に達した放射光の
一部は、図３において鎖線の矢印Ｙ・Ｙ′で示すように
、放射光吸収板５の開口部５ａを経由して放射光誘導管
３に導かれ、所期の利用がなされる。

【０００５】また、大部分の放射光が放射光吸収板５に
よって吸収されることにより、放射光吸収板５の発熱を
伴うが、この熱は無酸素銅等の熱良導体によって外部に
伝達されるとともに、冷却手段６の作動によって速やか
に排出され、放射光吸収板５の温度上昇を抑制する。し
たがって、放射光を大きな角度で放射光吸収板５に衝突
させることと、放射光吸収板５の材質を選定することと
、放射光吸収板５を直接冷却して温度上昇を抑制するこ
ととにより、ガス発生を効果的に減衰させて、超高真空
度を確保することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の粒子加速器用真
空チャンバは以上のように構成されているため、以下の
ような問題点があった。 ａ）　　水等の冷却媒体を真空チャンバ内に導入するの
で、水漏れがあつた場合、真空チャンバ内を汚染し、取
りかえしがつかなくなる。 ｂ）　　真空チャンバ内への冷却媒体の導入のために銅
とステンレス鋼との異材接合が必要となり、構造が複雑
となる。また、取付けポート４ａも設置しなくてはなら
ない。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、冷却媒体を真空チャンバ内に導
入せず、構造が簡単で信頼性の高い粒子加速器用真空チ
ャンバを得ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る粒子加速
器用真空チャンバは、放射光が衝突する真空チャンバ壁
を２種類の材質を接合したクラッド材で構成し、真空チ
ャンバ外側（大気側）に冷却チャンネルなどを設置して
チャンバ壁を冷却するようにしたものである。

【０００９】

【作　　用】この発明においては、放射光が衝突する真
空チャンバの壁は、熱伝導性の良い銅と溶接性の良いス
テンレス鋼などのクラッド材で構成され、放射光の衝突
による熱を大気側の冷却チャンネルから効果的に除去で
きる。また、構造も単純であり、冷却媒体を真空中に導
入しないので、信頼性が向上する。

【００１０】

【実施例】実施例　　１ 以下、この発明の一実施例を図１、図２について説明す
る。図において、放射光吸収壁７は無酸素銅の良熱伝導
体７ａとステンレス銅７ｂとのクラッド材からなってい
る。放射光吸収壁７の外壁には水等の冷却媒体を流す冷
却チャンネル８が設けられている。放射光吸収壁７は圧
接、爆発圧着、ロー付等で異種金属をクラッドして製作
される。９は冷却流路、１０はチャンバ壁である。その
他、図３におけると同一符号は同様の部分を示している
。

【００１１】以上の構成により、電子が軌道を曲げられ
たときに発生する放射光は、一部は放射光誘導ポート３
を通して利用され、残りは放射光吸収壁７にあたり、壁
面を加熱する。通常、この放射光Ｙの幅ｙは狭い、壁面
を局所的に加熱する。このとき、壁材が無酸素銅でなる
良熱伝導材であるので、熱は周囲に拡散され、ステンレ
ス鋼７ｂを通しても熱流束が小さくなるため、大きな温
度勾配をつけることなく冷却可能である。

【００１２】また、真空チャンバ１は通常ステンレス鋼
などの溶接性の良い材料で製作されるが、この発明によ
れば、真空をステンレス鋼のみで構成することが可能で
あり、銅とステンレス鋼の異材溶接などは必要としない
。

【００１３】実施例　　２ また、上記実施例では、冷却チャンネル８を設置した場
合について説明したが、放射光強度が弱ければ、冷却チ
ャンネルを設けず、クラッド材の熱伝導性を利用して、
熱を拡散させ、大気側からの冷却によって冷すことも可
能である。

【００１４】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、放射
光の衝突する真空チャンバ壁を、良熱伝導性の材料と溶
接の良い材料とのクラッド材で構成し、冷却媒体を真空
中に導入しない構造としたので、冷却性が良く、構造が
簡単である上に信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の要部の一部断面平面図。

【図２】図１のものの放射光吸収壁を示す詳細断面図。

【図３】従来の粒子加速器用真空チャンバの要部の一部
断面平面図。

【符号の説明】

１　　　　真空チャンバ ３　　　　放射光誘導ポート ４　　　　放射光誘導ケーシング ７　　　　放射光吸収壁 ８　　　　冷却チャンネル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　加速リングの一部を形成する真空チャ
   ンバの湾曲部の外側壁に連設された放射光誘導ケーシン
   グとこの放射光誘導ケーシングの端部に設けられた放射
   光誘導ポートと、この放射光誘導ポートに近接して配置
   され良熱伝導材と溶接性の良い真空用材料とのクラッド
   材でなる放射光吸収壁とからなり、かつ、前記放射光吸
   収壁の外壁を冷却するようにしてなる粒子加速器用真空
   チャンバ。