JPH05182797A - シンクロトロン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シンクロトロンを小型化する。 【構成】 荷電粒子を発生する電子発生装置２を地下室
に設け、リング状シンクロトロン本体７をそれぞれ地上
の各階毎に設置する。各シンクロトロン本体７を、荷電
粒子が送られる真空パイプ３１に接続する。各シンクロ
トロン本体７の内側に真空パイプ３１を配す。この真空
パイプ３１に、制御弁３２、偏向制御部３３を設けると
ともに、線型加速装置３を介して電子発生装置２を接続
する。 【効果】 複数のシンクロトロン本体毎にシンクロトロ
ン放射光を得ることができ、複数のシンクロトロン本体
が重ねられているために、複数のシンクロトロン本体が
まとめられ、シンクロトロンを小型化でき、狭い設置面
積を有する場合にあっても、多数のシンクロトロン放射
光を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子が周回するシ
ンクロトロンにかかり、特に、シンクロトロン本体から
発生するシンクロトロン放射光（ＳOＲ光）を有効に利
用し得るシンクロトロンに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、シンクロトロンより発生するシン
クロトロン放射（Ｓynchrotron Orbital Ｒadiatio
n）光では、超々LSI回路の作成、医療分野における診
断、分子解析、構造解析等様々な分野への適用が期待さ
れている。

【０００３】シンクロトロン放射光装置１の概要を、図
３を参照しながら説明する。電子銃等の電子発生装置２
が設けられ、この電子発生装置２に線型加速装置（ライ
ナック）３が接続され、電子発生装置２で発生する荷電
粒子は線型加速装置３で光速近くに加速される。この線
型加速装置３はビーム輸送部４に接続され、このビーム
輸送部４に荷電粒子を偏向する偏向電磁石５が設けられ
ている。

【０００４】前記ビーム輸送部４はインフレクタ６を介
してシンクロトロン本体７に接続され、このシンクロト
ロン本体７には荷電粒子が周回するる真空ダクト８が設
けられ、ビーム輸送部４の荷電粒子はシンクロトロン本
体７の真空ダクト８内に入射される。この真空ダクト８
には、荷電粒子からのエネルギーが与えられる高周波加
速空洞９が複数設けられ、荷電粒子を偏向させる偏向電
磁石１０が複数設けられている。

【０００５】前記偏向電磁石１０に例えば露光装置１２
がビームチャンネル１１を介して接続されている。この
ビームチャンネル１１は、所定の曲率変形に形成された
偏向電磁石１０の接線方向に複数設けられている。この
偏向電磁石１０で荷電粒子が偏向される時に発生するシ
ンクロトロン放射光は、露光装置１２に送られ、超々LS
I回路作成用の光源等として利用される。

【０００６】前記偏向電磁石１０で荷電粒子が偏向され
る時に発生するシンクロトロン放射光では、波長は１０
００〜５オングストローム程度であり、輝度が強く、指
向性がよい。このため、偏向電磁石１０の接線方向にシ
ンクロトロン放射光は直進され、ビームチャンネル１１
を通って例えば露光装置に送られる。ここで、各ビーム
チャンネル１１に各種の装置を設けることにより、超々
LSI回路等の超微細加工、半導体リソグラフィへの利
用、医療分野における病気診断と治療、各種細胞等の生
理学の研究、Ｘ線分光分析等の精密化学分析、高温超電
導物質の構造解析、物質の微細構造の観察等様々な分野
へのシンクロトロン放射光の利用を図ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記シンク
ロトロン放射光は屈曲された偏向電磁石１０の接線方向
に照射されるため、シンクロトロン本体７の外周にビー
ムチャンネル１１が配され、このビームチャンネル１１
の数が限定され、取り出されるシンクロトロン放射光の
数が少なくされ、シンクロトロン放射光が十分に利用さ
れない。そして、荷電粒子を発生する電子発生装置２と
荷電粒子を送るビーム輸送部４とはシンクロトロン本体
７の外周に配されているため、ビーム輸送部４付近にビ
ームチャンネル１１を設けることができず、シンクロト
ロン放射光が十分に利用されない。さらに、電子発生装
置２で発生された荷電粒子の供給を中断したい場合に
は、電子発生装置２の作動を停止させなければならず、
電子発生装置２の作動停止・開始を一日で数回繰り返さ
れるため、荷電粒子の供給中断作業は煩雑であった。

【０００８】本発明は前記課題を有効に解決するもの
で、シンクロトロン放射光を有効に利用し得るシンクロ
トロンを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のシンクロトロン
は、電子発生装置で発生させた荷電粒子をリング状シン
クロトロン本体に送って、該シンクロトロン本体内を周
回させるシンクロトロンにおいて、前記シンクロトロン
本体が上下に重なる形態で複数設けられ、これらシンク
ロトロン本体の内側に前記電子発生装置およびその電子
発生装置から発生させた荷電粒子を各シンクロトロン本
体に送る真空パイプが配され、該真空パイプには、各シ
ンクロトロン本体の間に開閉可能な制御弁がそれぞれ設
けられているとともに、各シンクロトロン本体の接続部
に荷電粒子を偏向制御して各シンクロトロン本体に導く
ための偏向制御部がそれぞれ設けられていることを特徴
とするものである。

【００１０】

【作用】本発明のシンクロトロンでは、複数のシンクロ
トロン本体が設けられているために、それぞれのシンク
ロトロン本体の周方向から多数のシンクロトロン放射光
が照射される。そして、複数のシンクロトロン本体が上
下に重なる形態で設けられているために、複数のシンク
ロトロン本体が一箇所にまとめられる。また、電子発生
装置とそこから発生させた荷電粒子を各シンクロトロン
本体に送る真空パイプをシンクロトロン本体の内側に配
しているため、シンクロトロン本体の外周に電子発生装
置等を設ける必要がなく、シンクロトロンに必要なスペ
ースが少なくされる。前記各シンクロトロン本体の間に
開閉可能な制御弁が真空パイプにそれぞれ設けられ、各
シンクロトロン本体と真空パイプとの接続部に荷電粒子
を偏向制御する偏向制御部がそれぞれ設けられているた
め、任意のシンクロトロン本体に荷電粒子が送られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明のシンクロトロンの一実施例に
ついて、図１ないし図２を参照して説明する。ここで、
図中、図３の従来例と共通部分には同一符合を用いて説
明を簡略化する。このシンクロトロン３０では、例え
ば、荷電粒子を発生する電子発生装置２が地下室に設け
られ、リング状シンクロトロン本体７がそれぞれ地上の
各階毎に積み重ねられている。

【００１２】これらシンクロトロン本体７は、荷電粒子
が周回する真空ダクト８と、この真空ダクト８の外側に
取り付けられた高周波加速空洞９と偏向電磁石１０とか
ら構成され、SOR 光が露光装置等の各種装置にビームチ
ャンネル１１を介して取り出されるようになっている。
このビームチャンネル１１は、所定の曲率に形成された
偏向電磁石１０の接線方向に複数設けられている。これ
ら、高周波加速空洞９、偏向電磁石１０、ビームチャン
ネル１１等の各シンクロトロン本体７に備えられた装置
の作動を制御する本体制御部３７がそれぞれ設けられて
いる。これら本体制御部３７の作動を制御する本体総合
制御部３８が設けられている。

【００１３】これらシンクロトロン本体７のインフレク
タ６は、荷電粒子が送られる真空パイプ３１に接続され
ている。この真空パイプ３１は、各リング状シンクロト
ロン本体７の内側に配され、リング状シンクロトロン本
体７の軸に平行に設けられている。前記真空パイプ３１
には、図２に示すように、開閉可能な真空系ゲートバル
ブ等の制御弁３２が各シンクロトロン本体７を挟む位置
にそれぞれ設けられ、荷電粒子を偏向制御可能な偏向電
磁石等の偏向制御部３３が各シンクロトロン本体７の接
続部と電子発生装置２の接続部とに設けられている。

【００１４】前記制御弁３２は、これら制御弁３２の開
閉作動をそれぞれ制御するＧＶ制御部３４に接続されて
いる。一方、荷電粒子を偏向させて各シンクロトロン本
体７に荷電粒子を送る各偏向制御部３４は、ＢＴ制御部
３５に接続されている。これらＢＴ制御部３５とＧＶ制
御部３４とは、これらＢＴ・ＧＶ制御部３５・３４の作
動を制御する荷電粒子総合制御部３６に接続されてい
る。

【００１５】前記電子発生装置２と真空パイプ３１の偏
向制御部３３とは、線型加速装置３を介して接続されて
いる。これら線型加速装置３と電子発生装置２との作動
を制御するライナック制御部３９が設けられている。な
お、これらライナック制御部３９と本体総合制御部３８
と荷電粒子総合制御部３６とを全体的に制御する全体制
御部を設けてもよい。

【００１６】このようなシンクロトロン３０では、電子
発生装置２で発生する荷電粒子が線型加速装置３で光速
近くに加速され、この加速された荷電粒子は真空パイプ
３１の偏向制御部３３で偏向されて真空パイプ３１内を
移動する。この真空パイプ３１では、各制御弁３２を開
くことにより荷電粒子は通過し、各制御弁３２を閉じる
ことにより荷電粒子の供給が止められ、各偏向制御部３
３を作動させることにより荷電粒子は偏向されて各シン
クロトロン本体７に送られる。このシンクロトロン本体
７では、荷電粒子がインフレクタ６を介して真空ダクト
８内に入射され、この真空ダクト８内の荷電粒子は高周
波加速空洞９でエネルギーを与えながら、偏向電磁石１
０で偏向されて真空ダクト８内を周回し続け、ビームチ
ャンネル１１を介してシンクロトロン放射光が取り出さ
れる。

【００１７】このようなシンクロトロン３０によれば、
複数のシンクロトロン本体７が上下に設けられているた
めに、各シンクロトロン本体７の周方向から多数のシン
クロトロン放射光が照射される。このため、各シンクロ
トロン本体７毎にビームチャンネル１１を設けることが
でき、取り出されるシンクロトロン放射光の数を増やす
ことができるため、各シンクロトロン本体７の周方向に
各種実験室を設けることができ、シンクロトロン放射光
を十分に有効利用することができる。そして、複数のシ
ンクロトロン本体７が上下に重なる状態で設けられてい
るために、複数のシンクロトロン本体７が一箇所にまと
めることができ、シンクロトロン３０を小型化でき、狭
い設置面積を有する場合にあっても、多数のシンクロト
ロン放射光を得ることができる。

【００１８】また、各シンクロトロン本体７に荷電粒子
を送る真空パイプ３１及び線型加速装置３がこれらシン
クロトロン本体７の内側に配されているため、これらシ
ンクロトロン本体７の外周に電子発生装置等を設ける必
要がなく、シンクロトロンに必要なスペースが少なくさ
れる。このため、各シンクロトロン本体７の外周全体に
ビームチャンネル１１を接続することができるので、シ
ンクロトロン本体７から取り出されるシンクロトロン放
射光の数を増やすことができる。

【００１９】さらに、各シンクロトロン本体７の間に開
閉可能な制御弁３２が真空パイプ３１にそれぞれ設けら
れ、各シンクロトロン本体７と真空パイプ３１との接続
部に荷電粒子を偏向制御する偏向制御部３３がそれぞれ
設けられているため、所定のシンクロトロン本体７に荷
電粒子を送ることができ、多数のシンクロトロン放射光
を得ることができるとともに、各シンクロトロン本体７
毎に電子発生装置２を設ける必要性をなくすことがで
き、シンクロトロン３０を小型化することができる。こ
のように多数のシンクロトロン放射光を得ることができ
るため、シンクロトロン本体７の周方向に、超々LSI回
路の作成、医療分野における診断、分子解析、構造解析
等様々な分野の実験室を設けることができ、シンクロト
ロン放射光を十分に有効利用することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のシンクロ
トロンによれば、複数のシンクロトロン本体が上下に設
けられているために、各シンクロトロン本体の周方向か
ら多数のシンクロトロン放射光が照射される。このた
め、各シンクロトロン本体毎にシンクロトロン放射光を
得ることができ、取り出されるシンクロトロン放射光の
数を増やすことができるため、各シンクロトロン本体の
周方向に各種実験室を設けることができ、シンクロトロ
ン放射光を十分に有効利用することができる。そして、
複数のシンクロトロン本体が重ねられた状態で設けられ
ているために、複数のシンクロトロン本体が一箇所にま
とめることができ、シンクロトロンを小型化でき、狭い
設置面積を有する場合にあっても、多数のシンクロトロ
ン放射光を得ることができる。

【００２１】そして、各シンクロトロン本体に荷電粒子
を送る真空パイプがこれらシンクロトロン本体の内側に
配されているため、これらシンクロトロン本体の外周に
電子発生装置等を設ける必要性がなく、シンクロトロン
に必要なスペースが少なくされる。このため、各シンク
ロトロン本体の外周全体から取り出されるシンクロトロ
ン放射光の数をさらに増やすことができる。

【００２２】さらに、各シンクロトロン本体の間に開閉
可能な制御弁が真空パイプにそれぞれ設けられ、各シン
クロトロン本体と真空パイプとの接続部に荷電粒子を偏
向制御する偏向制御部がそれぞれ設けられているため、
所定のシンクロトロン本体に荷電粒子を送ることがで
き、多数のシンクロトロン放射光を得ることができると
ともに、各シンクロトロン本体毎に電子発生装置を設け
る必要性をなくすことができ、シンクロトロンを小型化
することができるという効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシンクロトロンを示す斜視図である。

【図２】図１の制御系を示すブロック図である。

【図３】従来のシンクロトロンの斜視図である。

【符号の説明】

２ 電子発生装置 ７ シンクロトロン本体 ３０ シンクロトロン ３１ 真空パイプ ３２ 制御弁 ３３ 偏向制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子発生装置で発生させた荷電粒子をリ
   ング状シンクロトロン本体に送って、該シンクロトロン
   本体内を周回させるシンクロトロンにおいて、前記シン
   クロトロン本体が上下に重なる形態で複数設けられ、こ
   れらシンクロトロン本体の内側に前記電子発生装置およ
   びその電子発生装置から発生させた荷電粒子を各シンク
   ロトロン本体に送る真空パイプが配され、該真空パイプ
   には、各シンクロトロン本体の間に開閉可能な制御弁が
   それぞれ設けられているとともに、各シンクロトロン本
   体の接続部に荷電粒子を偏向制御して各シンクロトロン
   本体に導くための偏向制御部がそれぞれ設けられている
   ことを特徴とするシンクロトロン。