JPH05217698A - 加速器の制御装置 - Google Patents
加速器の制御装置Info
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- JPH05217698A JPH05217698A JP4052992A JP4052992A JPH05217698A JP H05217698 A JPH05217698 A JP H05217698A JP 4052992 A JP4052992 A JP 4052992A JP 4052992 A JP4052992 A JP 4052992A JP H05217698 A JPH05217698 A JP H05217698A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】比較手段１０は、蓄積リングビーム強度信号ｅ
とビーム強度基準信号ｆとの差を制御偏差信号ｇとして
フィードバック演算手段１１に入力する。フィードバッ
ク演算手段１１は、制御偏差信号ｇが所定値以上のとき
制御偏差信号ｇに応じた制御信号ｈを出力する。マスタ
信号発生手段１２は、制御信号ｈが所定値以上のときマ
スタ信号ｉをタイミング制御装置４に出力する。タイミ
ング制御装置４は、これに応じて各電源装置５へ加速信
号ａとビーム入射信号ｂとを出力する。 【効果】オペレータの操作を不要とし、ビーム強度の変
動を極めて小さくする。
とビーム強度基準信号ｆとの差を制御偏差信号ｇとして
フィードバック演算手段１１に入力する。フィードバッ
ク演算手段１１は、制御偏差信号ｇが所定値以上のとき
制御偏差信号ｇに応じた制御信号ｈを出力する。マスタ
信号発生手段１２は、制御信号ｈが所定値以上のときマ
スタ信号ｉをタイミング制御装置４に出力する。タイミ
ング制御装置４は、これに応じて各電源装置５へ加速信
号ａとビーム入射信号ｂとを出力する。 【効果】オペレータの操作を不要とし、ビーム強度の変
動を極めて小さくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粒子加速器に係り、特
に加速後の高エネルギー粒子を蓄積する蓄積リングの制
御装置に関する。
に加速後の高エネルギー粒子を蓄積する蓄積リングの制
御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高エネルギー粒子加速器はさまざ
まな分野で利用されるようになった。特に、シンクロト
ロン加速器では、高エネルギー粒子を得る目的ばかりで
はなく、高エネルギー粒子が磁場中で発生するシンクロ
トロン放射光の有用性が注目されている。
まな分野で利用されるようになった。特に、シンクロト
ロン加速器では、高エネルギー粒子を得る目的ばかりで
はなく、高エネルギー粒子が磁場中で発生するシンクロ
トロン放射光の有用性が注目されている。
【０００３】この種のシンクロトロン加速器の構成を図
５に示す。
５に示す。
【０００４】図示するように、シンクロトロン加速器は
蓄積リング１と呼ばれるシンクロトロンと、この蓄積リ
ング１に高エネルギー粒子を入射する入射器２により構
成される。入射器２は、目的とするエネルギーまで荷電
粒子を加速した後に荷電粒子をビームライン３を経由し
て蓄積リング１に供給する役割を果たす。この入射器２
はシンクロトロン加速器による場合もあり、また、線形
加速器による場合もある。
蓄積リング１と呼ばれるシンクロトロンと、この蓄積リ
ング１に高エネルギー粒子を入射する入射器２により構
成される。入射器２は、目的とするエネルギーまで荷電
粒子を加速した後に荷電粒子をビームライン３を経由し
て蓄積リング１に供給する役割を果たす。この入射器２
はシンクロトロン加速器による場合もあり、また、線形
加速器による場合もある。
【０００５】蓄積リング１は、入射器２より入射された
高エネルギー荷電粒子（以下「ビーム」と称する）を長
時間にわたって維持する。蓄積リング１のようなシンク
ロトロンでは、ビームを一定周回軌道上に回すために軌
道上に図示省略する複数の偏向電磁石が配置されてい
る。
高エネルギー荷電粒子（以下「ビーム」と称する）を長
時間にわたって維持する。蓄積リング１のようなシンク
ロトロンでは、ビームを一定周回軌道上に回すために軌
道上に図示省略する複数の偏向電磁石が配置されてい
る。
【０００６】ビームが偏向電磁石によって曲げられると
きに、その進行方向と接線方向にシンクロトロン放射光
が発生する。このシンクロトロン放射光（以下ＳＲ光と
称する）は極めて強い光であり、さらに、Ｘ線の領域に
まで及ぶ広い周波数帯域をもつなどの数々の特徴を有す
るため、非常に有用であることが判明している。
きに、その進行方向と接線方向にシンクロトロン放射光
が発生する。このシンクロトロン放射光（以下ＳＲ光と
称する）は極めて強い光であり、さらに、Ｘ線の領域に
まで及ぶ広い周波数帯域をもつなどの数々の特徴を有す
るため、非常に有用であることが判明している。
【０００７】このようなＳＲ光を発生させる加速器の動
作は、タイミング制御装置４が発生する動作信号（加速
信号ａおよびビーム入射信号ｂ）を各種の電源装置５に
与えることによって行われる。この電源装置５には、粒
子を加速するための高周波電界を発生させる高周波発振
器に電力を供給するものや軌道上に配置された偏向電磁
石に励磁電力を供給するもの等があり、これらはタイミ
ング制御装置４が発生する動作信号によって動作する。
作は、タイミング制御装置４が発生する動作信号（加速
信号ａおよびビーム入射信号ｂ）を各種の電源装置５に
与えることによって行われる。この電源装置５には、粒
子を加速するための高周波電界を発生させる高周波発振
器に電力を供給するものや軌道上に配置された偏向電磁
石に励磁電力を供給するもの等があり、これらはタイミ
ング制御装置４が発生する動作信号によって動作する。
【０００８】まず、図６に示す如く、入射器運転信号ｃ
がｔ１時点でタイミング制御装置４に与えられる。これ
によりタイミング制御装置４はパルス状の加速信号ａを
出力する。入射器２では加速信号ａにより入射器ビーム
エネルギーｄが徐々に増大される。入射器ビームエネル
ギーｄが所定のエネルギーに達したｔ２時点にビーム入
射信号ｂによりビームが入射器２から蓄積リング１に入
射される。これにより入射器ビームエネルギーｄは零と
なるが、再びｔ３時点に加速信号ａが入力されると、再
び入射器ビームエネルギーｄが徐々に増大され、その
後、ｔ４時点にビーム入射信号ｂが入力されるとビーム
が入射されて入射器ビームエネルギーｄは零となる。
がｔ１時点でタイミング制御装置４に与えられる。これ
によりタイミング制御装置４はパルス状の加速信号ａを
出力する。入射器２では加速信号ａにより入射器ビーム
エネルギーｄが徐々に増大される。入射器ビームエネル
ギーｄが所定のエネルギーに達したｔ２時点にビーム入
射信号ｂによりビームが入射器２から蓄積リング１に入
射される。これにより入射器ビームエネルギーｄは零と
なるが、再びｔ３時点に加速信号ａが入力されると、再
び入射器ビームエネルギーｄが徐々に増大され、その
後、ｔ４時点にビーム入射信号ｂが入力されるとビーム
が入射されて入射器ビームエネルギーｄは零となる。
【０００９】このように以下加速信号ａがｔ５時点、ｔ
７時点に入力され、ビーム入射信号ｂがｔ６時点、ｔ８
時点に入力される。この結果、ｔ２時点から段階的に蓄
積リングビーム強度ｅは上昇しｔ８時点に所定値とな
る。こうしてビーム入射を何回か繰り返すことによって
蓄積リング１のビーム強度は所定の値となる。このビー
ム強度は、その後も一定値であることがシンクロトロン
放射光の強度を一定とするため必要である。ところが、
ビーム強度は、蓄積リング１内の真空度の良否に主に左
右されて、例えば、ｔ９時点の如く次第に減少する。こ
のため蓄積リングビーム強度ｅを検出装置６によって検
出し表示装置７に表示して蓄積リングビーム強度ｅを監
視し、蓄積リングビーム強度ｅがある程度減少した時点
で、入射器運転信号ｃを与えビームを追加入射してい
た。
７時点に入力され、ビーム入射信号ｂがｔ６時点、ｔ８
時点に入力される。この結果、ｔ２時点から段階的に蓄
積リングビーム強度ｅは上昇しｔ８時点に所定値とな
る。こうしてビーム入射を何回か繰り返すことによって
蓄積リング１のビーム強度は所定の値となる。このビー
ム強度は、その後も一定値であることがシンクロトロン
放射光の強度を一定とするため必要である。ところが、
ビーム強度は、蓄積リング１内の真空度の良否に主に左
右されて、例えば、ｔ９時点の如く次第に減少する。こ
のため蓄積リングビーム強度ｅを検出装置６によって検
出し表示装置７に表示して蓄積リングビーム強度ｅを監
視し、蓄積リングビーム強度ｅがある程度減少した時点
で、入射器運転信号ｃを与えビームを追加入射してい
た。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の装置では、ビーム強度が低下したときにオペレ
ータの操作に基づいてビームの入射を行っているため制
御性に問題がある。
た従来の装置では、ビーム強度が低下したときにオペレ
ータの操作に基づいてビームの入射を行っているため制
御性に問題がある。
【００１１】即ち、図６に示すタイミング制御装置４の
タイミングチャートの如く蓄積リングビーム強度ｅがｔ
８時点で所定値に達した後、蓄積リングビーム強度ｅは
徐々に減少する。この状態をオペレータが表示装置７に
より監視して再びｔ９時点後に入射器運転信号ｃ、加速
信号ａ、ビーム入射信号ｂを入力して一連の動作後に蓄
積リングビーム強度ｅを所定値に保つようにするが、こ
のような操作で高精度で蓄積リングビーム強度ｅを一定
値に制御することが困難であるという問題がある。さら
に、常にオペレータが上記操作を行わなければならない
という煩雑な手間を要する。
タイミングチャートの如く蓄積リングビーム強度ｅがｔ
８時点で所定値に達した後、蓄積リングビーム強度ｅは
徐々に減少する。この状態をオペレータが表示装置７に
より監視して再びｔ９時点後に入射器運転信号ｃ、加速
信号ａ、ビーム入射信号ｂを入力して一連の動作後に蓄
積リングビーム強度ｅを所定値に保つようにするが、こ
のような操作で高精度で蓄積リングビーム強度ｅを一定
値に制御することが困難であるという問題がある。さら
に、常にオペレータが上記操作を行わなければならない
という煩雑な手間を要する。
【００１２】そこで、本発明は、ビーム強度を高精度で
所定値に維持すること、および、このためのオペレータ
の操作を不要とする加速器の制御装置を提供することを
目的とする。
所定値に維持すること、および、このためのオペレータ
の操作を不要とする加速器の制御装置を提供することを
目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、入射
器が入射信号を入力して電源装置によって所定のエネル
ギーに上昇された荷電粒子をビーム輸送ラインを介して
高エネルギーの荷電粒子を蓄積するための蓄積リングへ
入射させ、タイミング制御装置が所定の基準信号として
のマスタ信号により所定のタイミングで前記電源装置を
動作させて前記入射器へ前記入射信号を出力して加速器
を制御する加速器の制御装置において、前記蓄積リング
の高エネルギーの荷電粒子の強度を検出し荷電粒子強度
信号を出力する荷電粒子強度検出手段と、所定の荷電粒
子強度基準信号を出力する基準値設定手段と、前記荷電
粒子強度信号と前記荷電粒子強度基準信号とを比較して
制御偏差信号を出力する比較手段と、前記制御偏差信号
に応じて所定の関数演算をして制御信号を出力するフィ
ードバック演算手段と、前記制御信号に応じて前記タイ
ミング制御装置へ前記マスタ信号を出力するマスタ信号
発生手段とからなる制御手段とを設けるようにしたもの
である。
器が入射信号を入力して電源装置によって所定のエネル
ギーに上昇された荷電粒子をビーム輸送ラインを介して
高エネルギーの荷電粒子を蓄積するための蓄積リングへ
入射させ、タイミング制御装置が所定の基準信号として
のマスタ信号により所定のタイミングで前記電源装置を
動作させて前記入射器へ前記入射信号を出力して加速器
を制御する加速器の制御装置において、前記蓄積リング
の高エネルギーの荷電粒子の強度を検出し荷電粒子強度
信号を出力する荷電粒子強度検出手段と、所定の荷電粒
子強度基準信号を出力する基準値設定手段と、前記荷電
粒子強度信号と前記荷電粒子強度基準信号とを比較して
制御偏差信号を出力する比較手段と、前記制御偏差信号
に応じて所定の関数演算をして制御信号を出力するフィ
ードバック演算手段と、前記制御信号に応じて前記タイ
ミング制御装置へ前記マスタ信号を出力するマスタ信号
発生手段とからなる制御手段とを設けるようにしたもの
である。
【００１４】請求項２の発明は、１台の入射器が入射信
号を入力して電源装置によって所定のエネルギーに上昇
された荷電粒子をビーム輸送ラインへ入射させ、切替え
電源が入射された前記荷電粒子を高エネルギーの荷電粒
子を蓄積するための複数台の蓄積リングのいずれかに振
り分け、タイミング制御装置が所定の基準信号としての
マスタ信号により所定のタイミングで前記電源装置を動
作させて前記入射器へ前記入射信号を出力すると共に、
前記切替え電源へ切替え信号を出力して加速器を制御す
る加速器の制御装置において、前記蓄積リングの高エネ
ルギーの荷電粒子の強度を検出し荷電粒子強度信号を出
力する荷電粒子強度検出手段と、所定の荷電粒子強度基
準信号を出力する基準値設定手段と、前記荷電粒子強度
信号と前記荷電粒子強度基準信号とを比較して制御偏差
信号を出力する比較手段と、前記制御偏差信号に応じて
所定の関数演算をして制御信号を出力するフィードバッ
ク演算手段と、前記制御信号に応じて前記タイミング制
御装置へ前記マスタ信号を出力するマスタ信号発生手段
とからなる制御手段を前記蓄積リングに対応してそれぞ
れ設けるようにしたものである。
号を入力して電源装置によって所定のエネルギーに上昇
された荷電粒子をビーム輸送ラインへ入射させ、切替え
電源が入射された前記荷電粒子を高エネルギーの荷電粒
子を蓄積するための複数台の蓄積リングのいずれかに振
り分け、タイミング制御装置が所定の基準信号としての
マスタ信号により所定のタイミングで前記電源装置を動
作させて前記入射器へ前記入射信号を出力すると共に、
前記切替え電源へ切替え信号を出力して加速器を制御す
る加速器の制御装置において、前記蓄積リングの高エネ
ルギーの荷電粒子の強度を検出し荷電粒子強度信号を出
力する荷電粒子強度検出手段と、所定の荷電粒子強度基
準信号を出力する基準値設定手段と、前記荷電粒子強度
信号と前記荷電粒子強度基準信号とを比較して制御偏差
信号を出力する比較手段と、前記制御偏差信号に応じて
所定の関数演算をして制御信号を出力するフィードバッ
ク演算手段と、前記制御信号に応じて前記タイミング制
御装置へ前記マスタ信号を出力するマスタ信号発生手段
とからなる制御手段を前記蓄積リングに対応してそれぞ
れ設けるようにしたものである。
【００１５】
【作用】請求項１の発明は、荷電粒子強度が所定値まで
減少すると、マスタ信号発生手段からマスタ信号がタイ
ミング制御装置に入力される。これにより、タイミング
制御装置は各種電源装置に対して動作信号を出力し、入
射器はビーム輸送ラインを経由して荷電粒子を蓄積リン
グに入射し、この荷電粒子入射によって荷電粒子強度は
増加する。一方、荷電粒子強度が時間経過と共に小さく
なると、荷電粒子入射を再開する。従って、荷電粒子強
度が所定範囲内に制御される。
減少すると、マスタ信号発生手段からマスタ信号がタイ
ミング制御装置に入力される。これにより、タイミング
制御装置は各種電源装置に対して動作信号を出力し、入
射器はビーム輸送ラインを経由して荷電粒子を蓄積リン
グに入射し、この荷電粒子入射によって荷電粒子強度は
増加する。一方、荷電粒子強度が時間経過と共に小さく
なると、荷電粒子入射を再開する。従って、荷電粒子強
度が所定範囲内に制御される。
【００１６】請求項２の発明は、いずれかの蓄積リング
の荷電粒子強度が所定値まで減少すると、対応するマス
タ信号発生手段からマスタ信号がタイミング制御装置に
入力される。これにより、タイミング制御装置は電源装
置に対して動作信号を出力する一方、切替え電源装置へ
切替え信号を出力する。これにより蓄積リングに対応す
る蓄積リングへ入射器がビーム輸送ラインを経由して荷
電粒子を入射し、この荷電粒子入射によって荷電粒子強
度は増加する。一方、荷電粒子強度が時間経過と共に小
さくなると、荷電粒子入射を再開する。従って、荷電粒
子強度が所定範囲内に制御される。
の荷電粒子強度が所定値まで減少すると、対応するマス
タ信号発生手段からマスタ信号がタイミング制御装置に
入力される。これにより、タイミング制御装置は電源装
置に対して動作信号を出力する一方、切替え電源装置へ
切替え信号を出力する。これにより蓄積リングに対応す
る蓄積リングへ入射器がビーム輸送ラインを経由して荷
電粒子を入射し、この荷電粒子入射によって荷電粒子強
度は増加する。一方、荷電粒子強度が時間経過と共に小
さくなると、荷電粒子入射を再開する。従って、荷電粒
子強度が所定範囲内に制御される。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１８】図１は、本発明の第１の実施例を示す加速
器の制御装置の構成図である。図５と同一符号は、同一
部分または相当部分を示す。図５と異なる点は、表示装
置７の代わりに制御装置８を備えた点である。
器の制御装置の構成図である。図５と同一符号は、同一
部分または相当部分を示す。図５と異なる点は、表示装
置７の代わりに制御装置８を備えた点である。
【００１９】制御装置８は、基準値設定手段９、比較手
段１０、フィードバック演算手段１１およびマスタ信号
発生手段１２で構成される。基準値設定手段９は電圧値
の大きさで基準信号ｆを出力するもので、精度の良好な
電圧信号発生器、または可変抵抗器を用いて出力電圧値
を可変できる装置を用いている。比較手段１０は、蓄積
リングビーム強度ｅと基準信号ｆとを図示符号で比較
し、その差を出力するものであり、偏差アンプまたはオ
ペレーショナルアンプによる加算器および極性反転器に
よって構成される。
段１０、フィードバック演算手段１１およびマスタ信号
発生手段１２で構成される。基準値設定手段９は電圧値
の大きさで基準信号ｆを出力するもので、精度の良好な
電圧信号発生器、または可変抵抗器を用いて出力電圧値
を可変できる装置を用いている。比較手段１０は、蓄積
リングビーム強度ｅと基準信号ｆとを図示符号で比較
し、その差を出力するものであり、偏差アンプまたはオ
ペレーショナルアンプによる加算器および極性反転器に
よって構成される。
【００２０】フィードバック演算手段１１は、関数発生
器により構成され、図２に示すように、不感帯と比例部
分と飽和部分からなる極めて単純な特性を有するもので
十分である。これもオペレーショナルアンプ、抵抗、ダ
イオードを組合せて実施される。マスタ信号発生手段１
２は、制御信号ｈに応じた周波数のパルス信号を出力す
るもので、一種の電圧周波数変換器であり、電圧信号の
大きさにより出力周波数を制御する電圧制御発信器を用
いている。
器により構成され、図２に示すように、不感帯と比例部
分と飽和部分からなる極めて単純な特性を有するもので
十分である。これもオペレーショナルアンプ、抵抗、ダ
イオードを組合せて実施される。マスタ信号発生手段１
２は、制御信号ｈに応じた周波数のパルス信号を出力す
るもので、一種の電圧周波数変換器であり、電圧信号の
大きさにより出力周波数を制御する電圧制御発信器を用
いている。
【００２１】次に、本実施例の作用について図３を参照
して説明する。
して説明する。
【００２２】まず、図６で説明したと同様に、ｔ１時点
にタイミング制御装置４から加速信号ａが電源装置５に
入力されると、入射器ビームエネルギーｄが次第に上昇
する。その後、ｔ２時点にビーム入射信号ｂが電源装置
５に入力されると、入射器ビームエネルギーｄは急降下
して零となる。これにより、蓄積リングビーム強度ｅが
所定値まで１ステップ上昇する。
にタイミング制御装置４から加速信号ａが電源装置５に
入力されると、入射器ビームエネルギーｄが次第に上昇
する。その後、ｔ２時点にビーム入射信号ｂが電源装置
５に入力されると、入射器ビームエネルギーｄは急降下
して零となる。これにより、蓄積リングビーム強度ｅが
所定値まで１ステップ上昇する。
【００２３】以後、加速信号ａはｔ３時点、ｔ５時点、
ｔ７時点、ｔ９時点と周期的に入力され、一方、ビーム
入射信号ｂはｔ４時点、ｔ６時点、ｔ８時点、ｔ１０時
点に入力される。これに伴って、入射器ビームエネルギ
ーｄがｔ４時点、ｔ６時点、ｔ８時点、ｔ１０時点に出
力され、このため蓄積リングビーム強度ｅがステップ状
に増加して、ｔ１０時点でビーム強度基準信号ｆに達す
る。
ｔ７時点、ｔ９時点と周期的に入力され、一方、ビーム
入射信号ｂはｔ４時点、ｔ６時点、ｔ８時点、ｔ１０時
点に入力される。これに伴って、入射器ビームエネルギ
ーｄがｔ４時点、ｔ６時点、ｔ８時点、ｔ１０時点に出
力され、このため蓄積リングビーム強度ｅがステップ状
に増加して、ｔ１０時点でビーム強度基準信号ｆに達す
る。
【００２４】ここで、制御装置８では、基準値設定手段
９のビーム強度基準信号ｆと検出装置６の蓄積リングビ
ーム強度信号ｅとが比較手段１０で比較され、制御偏差
信号ｇがフィードバック演算手段１１に入力される。フ
ィードバック演算手段１１は、図２に示す如く、制御偏
差信号ｇがｇ０以下のとき、制御信号ｈは零とし、制御
偏差信号ｇがｇ０〜ｇ１の範囲では、制御偏差信号ｇと
制御信号ｈとが比例関係とし、さらに、制御偏差信号ｇ
がｇ１以上では制御信号ｈが飽和するようにしている。
９のビーム強度基準信号ｆと検出装置６の蓄積リングビ
ーム強度信号ｅとが比較手段１０で比較され、制御偏差
信号ｇがフィードバック演算手段１１に入力される。フ
ィードバック演算手段１１は、図２に示す如く、制御偏
差信号ｇがｇ０以下のとき、制御信号ｈは零とし、制御
偏差信号ｇがｇ０〜ｇ１の範囲では、制御偏差信号ｇと
制御信号ｈとが比例関係とし、さらに、制御偏差信号ｇ
がｇ１以上では制御信号ｈが飽和するようにしている。
【００２５】図３のｔ１０の時点では、制御偏差信号ｇ
は蓄積リングビーム強度信号ｅがビーム強度基準信号ｆ
より僅か大きいため制御偏差信号ｇはマイナスの信号が
フィードバック演算手段１１に入力されている。その
後、図示するように徐々に蓄積リングビーム強度信号ｅ
は低下し、フィードバック演算手段１１では、ｇ０〜ｇ
１の範囲で制御偏差信号ｇの増加に応じて比例的に制御
信号ｈを出力する。
は蓄積リングビーム強度信号ｅがビーム強度基準信号ｆ
より僅か大きいため制御偏差信号ｇはマイナスの信号が
フィードバック演算手段１１に入力されている。その
後、図示するように徐々に蓄積リングビーム強度信号ｅ
は低下し、フィードバック演算手段１１では、ｇ０〜ｇ
１の範囲で制御偏差信号ｇの増加に応じて比例的に制御
信号ｈを出力する。
【００２６】マスタ信号発生手段１２は、制御信号ｈが
所定値以上となるｔ１１時点にパルス信号ｉをタイミン
グ制御装置４に出力する。タイミング制御装置４は、こ
れに応じて加速信号ａを出力する。これにより、入射器
ビームエネルギーｄが上昇しｔ１２時点でビーム入射信
号ｂが入力され、蓄積リングビーム強度信号ｅがステッ
プ状に上昇する。このため、フィードバック演算手段１
１への制御偏差信号ｇは、マイナスとなり、制御信号ｈ
は零となる。その後、蓄積リングビーム強度信号ｅは時
間の経過と共に徐々に降下すると、ｔ１３時点後のｔ１
４時点に再び加速信号ａを出力し入射器ビームエネルギ
ーｄが増加してビーム入射信号ｂを入力してｔ１５時点
蓄積リングビーム強度信号ｅは上昇する。
所定値以上となるｔ１１時点にパルス信号ｉをタイミン
グ制御装置４に出力する。タイミング制御装置４は、こ
れに応じて加速信号ａを出力する。これにより、入射器
ビームエネルギーｄが上昇しｔ１２時点でビーム入射信
号ｂが入力され、蓄積リングビーム強度信号ｅがステッ
プ状に上昇する。このため、フィードバック演算手段１
１への制御偏差信号ｇは、マイナスとなり、制御信号ｈ
は零となる。その後、蓄積リングビーム強度信号ｅは時
間の経過と共に徐々に降下すると、ｔ１３時点後のｔ１
４時点に再び加速信号ａを出力し入射器ビームエネルギ
ーｄが増加してビーム入射信号ｂを入力してｔ１５時点
蓄積リングビーム強度信号ｅは上昇する。
【００２７】このように蓄積リングビーム強度信号ｅが
減少すると、基準値設定手段９で与えられるビーム強度
基準信号ｆとの制御偏差信号ｇが比較手段１０によって
算出される。フィードバック演算手段１１は不感帯を有
し、制御偏差信号ｇが所定の値より小さければその制御
信号ｈは０であるが、制御偏差信号ｇが所定値よりある
程度大きくなると制御信号ｈはフィードバック演算手段
１１の特性に応じた出力をする。制御信号ｈが所定値以
上となると、マスタ信号発生手段１２はパルス信号ｉを
出力する。
減少すると、基準値設定手段９で与えられるビーム強度
基準信号ｆとの制御偏差信号ｇが比較手段１０によって
算出される。フィードバック演算手段１１は不感帯を有
し、制御偏差信号ｇが所定の値より小さければその制御
信号ｈは０であるが、制御偏差信号ｇが所定値よりある
程度大きくなると制御信号ｈはフィードバック演算手段
１１の特性に応じた出力をする。制御信号ｈが所定値以
上となると、マスタ信号発生手段１２はパルス信号ｉを
出力する。
【００２８】パルス信号ｉがタイミング制御装置４に入
力され、タイミング制御装置４は各種電源装置５に対し
て動作信号ａ，ｂを与え、入射器２はビームライン３を
経由してビームを蓄積リング１に入射する。このビーム
入射によって、蓄積リングビーム強度信号ｅは増加す
る。その結果、制御偏差信号ｇが所定の値より小さくな
れば、ビーム入射は行われなくなりその状態を継続する
が、制御偏差信号ｇが大きい場合は、再度パルス信号ｉ
が出力されビーム入射が行われる。また、制御偏差信号
ｇが時間経過と共に大きくなると、所定の誤差範囲を越
えたところで、ビーム入射を再開する。
力され、タイミング制御装置４は各種電源装置５に対し
て動作信号ａ，ｂを与え、入射器２はビームライン３を
経由してビームを蓄積リング１に入射する。このビーム
入射によって、蓄積リングビーム強度信号ｅは増加す
る。その結果、制御偏差信号ｇが所定の値より小さくな
れば、ビーム入射は行われなくなりその状態を継続する
が、制御偏差信号ｇが大きい場合は、再度パルス信号ｉ
が出力されビーム入射が行われる。また、制御偏差信号
ｇが時間経過と共に大きくなると、所定の誤差範囲を越
えたところで、ビーム入射を再開する。
【００２９】上記の実施例では、制御装置８はアナログ
制御回路を用いて構成したが、これに限らず計算機を用
いて、ディジタル制御装置として構成することもでき
る。この場合、検出装置６の出力信号はアナログディジ
タル変換器によってディジタル値に変換する。また、基
準値設定手段９はビーム強度基準信号ｆをディジタル値
として計算機に入力できるものでよい。この場合、比較
手段１０およびフィードバック演算手段１１は数値計算
による。マスタ信号発生手段１２は計算機の内部タイマ
ーとディジタル出力装置を用いても実現可能である。
制御回路を用いて構成したが、これに限らず計算機を用
いて、ディジタル制御装置として構成することもでき
る。この場合、検出装置６の出力信号はアナログディジ
タル変換器によってディジタル値に変換する。また、基
準値設定手段９はビーム強度基準信号ｆをディジタル値
として計算機に入力できるものでよい。この場合、比較
手段１０およびフィードバック演算手段１１は数値計算
による。マスタ信号発生手段１２は計算機の内部タイマ
ーとディジタル出力装置を用いても実現可能である。
【００３０】また、上記の実施例では、ビーム強度の検
出をビーム電流の検出によって行っているが、これ以外
の検出方式、例えば、シンクロトロン放射光の強度によ
って行っても本実施例の効果には変わりはない。
出をビーム電流の検出によって行っているが、これ以外
の検出方式、例えば、シンクロトロン放射光の強度によ
って行っても本実施例の効果には変わりはない。
【００３１】次に、本発明の第２の実施例について図４
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００３２】図１と異なる点は、３台の蓄積リング１
ａ，１ｂ，１ｃが配置され、これらに対応して検出装置
６ａ，６ｂ，６ｃと制御装置８ａ，８ｂ，８ｃとを設
け、さらに、切替え電源装置１３と切替え電磁石１４と
が設けられている点である。第２の実施例では、１台の
入射器２により３台の蓄積リング１ａ，１ｂ，１ｃに対
するビーム強度の制御ができるように構成されている。
ａ，１ｂ，１ｃが配置され、これらに対応して検出装置
６ａ，６ｂ，６ｃと制御装置８ａ，８ｂ，８ｃとを設
け、さらに、切替え電源装置１３と切替え電磁石１４と
が設けられている点である。第２の実施例では、１台の
入射器２により３台の蓄積リング１ａ，１ｂ，１ｃに対
するビーム強度の制御ができるように構成されている。
【００３３】ここで、タイミング制御装置４は、制御装
置８ａ，８ｂ，８ｃからパルス信号ｉａ，ｉｂ，ｉｃが
入力されたとき対応する蓄積リング１ａ，１ｂ，１ｃに
入射器２からビームが入射するように切替え電源装置１
３に対して励磁信号ｊを出力する。切替え電源装置１３
は、タイミング制御装置４から励磁信号ｊにより切替え
電磁石１４ａか切替え電磁石１４ｂのいずれかを励磁す
る。切替え電磁石１４ａは、切替え電源装置１３により
励磁されると、ビームを蓄積リング１ａに入射させ、ま
た、切替え電磁石１４ｂは切替え電源装置１３により励
磁されると、ビームが蓄積リング１ｂに入力させる。切
替え電磁石１４ａと切替え電磁石１４ｂとが励磁されな
いとき、ビームが蓄積リング１ｃに入射させるように構
成されている。
置８ａ，８ｂ，８ｃからパルス信号ｉａ，ｉｂ，ｉｃが
入力されたとき対応する蓄積リング１ａ，１ｂ，１ｃに
入射器２からビームが入射するように切替え電源装置１
３に対して励磁信号ｊを出力する。切替え電源装置１３
は、タイミング制御装置４から励磁信号ｊにより切替え
電磁石１４ａか切替え電磁石１４ｂのいずれかを励磁す
る。切替え電磁石１４ａは、切替え電源装置１３により
励磁されると、ビームを蓄積リング１ａに入射させ、ま
た、切替え電磁石１４ｂは切替え電源装置１３により励
磁されると、ビームが蓄積リング１ｂに入力させる。切
替え電磁石１４ａと切替え電磁石１４ｂとが励磁されな
いとき、ビームが蓄積リング１ｃに入射させるように構
成されている。
【００３４】上記構成で、一般に運転開始時に、まず、
制御装置８ａからマスタ信号ｉａをタイミング制御装置
４に入力させて切替え電源装置１３から切替え電磁石１
４ａを励磁させてビームが蓄積リング１ａに入射するよ
うにする。これにより、ビームが入射されて蓄積リング
１ａのビームは所定のビーム強度となる。次に、同様に
して順次蓄積リング１ｂと蓄積リング１ｃも所定のビー
ム強度とする。
制御装置８ａからマスタ信号ｉａをタイミング制御装置
４に入力させて切替え電源装置１３から切替え電磁石１
４ａを励磁させてビームが蓄積リング１ａに入射するよ
うにする。これにより、ビームが入射されて蓄積リング
１ａのビームは所定のビーム強度となる。次に、同様に
して順次蓄積リング１ｂと蓄積リング１ｃも所定のビー
ム強度とする。
【００３５】その後、時間の経過と共に、例えば、蓄積
リング１ａのビーム強度が所定値より低下すると、第１
の実施例で説明したと同様に、制御装置８ａからマスタ
信号ｉａがタイミング制御装置４へ出力される。タイミ
ング制御装置４では、これに応じて励磁信号ｊが切替え
電源装置１３に出力され、切替え電磁石１４ａが励磁さ
れる。この結果、ビームが蓄積リング１ａに入射されて
所定値に維持される。以下同様に蓄積リング１ｂ蓄積リ
ング１ｃについても同様に動作する。この場合に、マス
タ信号ｉａ，ｉｂ，ｉｃが同時にタイミング制御装置４
に入力されたとき蓄積リング１ａ，１ｂ，１ｃに入射す
る優先順位が定められている。なお、第２の実施例で
は、３台の蓄積リングで説明したが３台に限ることなく
さらに台数の多い蓄積リングに実施できる。
リング１ａのビーム強度が所定値より低下すると、第１
の実施例で説明したと同様に、制御装置８ａからマスタ
信号ｉａがタイミング制御装置４へ出力される。タイミ
ング制御装置４では、これに応じて励磁信号ｊが切替え
電源装置１３に出力され、切替え電磁石１４ａが励磁さ
れる。この結果、ビームが蓄積リング１ａに入射されて
所定値に維持される。以下同様に蓄積リング１ｂ蓄積リ
ング１ｃについても同様に動作する。この場合に、マス
タ信号ｉａ，ｉｂ，ｉｃが同時にタイミング制御装置４
に入力されたとき蓄積リング１ａ，１ｂ，１ｃに入射す
る優先順位が定められている。なお、第２の実施例で
は、３台の蓄積リングで説明したが３台に限ることなく
さらに台数の多い蓄積リングに実施できる。
【００３６】このようにして、蓄積リング１の蓄積リン
グビーム強度信号ｅがオペレータの操作によらずにビー
ム強度基準信号ｆの近傍で、所定範囲内に制御すること
ができる。
グビーム強度信号ｅがオペレータの操作によらずにビー
ム強度基準信号ｆの近傍で、所定範囲内に制御すること
ができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、蓄積リングの荷電粒子強度が所定値とするように
制御される。従って、従来の装置による荷電粒子強度を
監視して荷電粒子を入射をさせる操作が不要となるだけ
でなく荷電粒子強度の変動が極めて小さく高精度で安定
した荷電粒子強度を維持することができる。また、請求
項２の発明によれば、１台の入射器で複数台の蓄積リン
グへ荷電粒子を入射をさせる構成の加速器において、そ
れぞれの蓄積リングの荷電粒子強度が所定値とするよう
に制御される。従って、従来の装置による蓄積リング毎
に荷電粒子強度を監視して荷電粒子を入射をさせる操作
が不要となるだけでなく蓄積リング毎に荷電粒子強度の
変動が極めて小さく高精度で安定した荷電粒子強度を維
持することができる。
れば、蓄積リングの荷電粒子強度が所定値とするように
制御される。従って、従来の装置による荷電粒子強度を
監視して荷電粒子を入射をさせる操作が不要となるだけ
でなく荷電粒子強度の変動が極めて小さく高精度で安定
した荷電粒子強度を維持することができる。また、請求
項２の発明によれば、１台の入射器で複数台の蓄積リン
グへ荷電粒子を入射をさせる構成の加速器において、そ
れぞれの蓄積リングの荷電粒子強度が所定値とするよう
に制御される。従って、従来の装置による蓄積リング毎
に荷電粒子強度を監視して荷電粒子を入射をさせる操作
が不要となるだけでなく蓄積リング毎に荷電粒子強度の
変動が極めて小さく高精度で安定した荷電粒子強度を維
持することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す加速器の制御装置
の構成図である。
の構成図である。
【図２】同装置のフィードバック演算手段の作用を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】同装置の作用を示すタイミングチャートであ
る。
る。
【図４】本発明の第２の実施例を示す加速器の制御装置
の構成図である。
の構成図である。
【図５】従来例を示す加速器の制御装置の構成図であ
る。
る。
【図６】同装置の作用を示すタイミングチャートであ
る。
る。
１ 蓄積リング ２ 入射器 ３ ビームライン ４ タイミング制御装置 ５ 電源装置 ６ 検出装置 ８ 制御装置 ９ 基準値設定手段 １０ 比較手段 １１ フィードバック演算手段 １２ マスタ信号発生手段
Claims (2)
- 【請求項１】 電源装置によって所定のエネルギーに上
昇された荷電粒子を入射器からビーム輸送ラインを介し
て蓄積リングへ入射することにより前記蓄積リングにエ
ネルギーを蓄積させ、この蓄積リングの荷電粒子の強度
を所定値に制御する加速器の制御装置において、 前記蓄積リングの荷電粒子の強度を検出し荷電粒子強度
信号を出力する荷電粒子強度検出手段と、所定の荷電粒
子強度基準信号を出力する基準値設定手段と、前記荷電
粒子強度信号と前記荷電粒子強度基準信号とを比較して
制御偏差信号を出力する比較手段と、前記制御偏差信号
に応じて所定の関数演算をして制御信号を出力するフィ
ードバック演算手段と、前記制御信号に応じて前記電源
装置を駆動するタイミングを制御するタイミング制御装
置とを備えたことを特徴とする加速器の制御装置。 - 【請求項２】 電源装置によって所定のエネルギーに上
昇された荷電粒子を一台の入射器からビーム輸送ライン
を介して複数台の蓄積リングのいずれかに切替え電源装
置によって振り分け入射することにより前記複数台の蓄
積リングにエネルギーを蓄積させ、これらの蓄積リング
の荷電粒子の強度を所定値に制御する加速器の制御装置
において、 前記各蓄積リングに対応して設けられ荷電粒子の強度を
検出して荷電粒子強度信号を出力する各荷電粒子強度検
出手段と、これらの検出手段に対応して設けられ所定の
荷電粒子強度基準信号を出力する各基準値設定手段と、
これらの設定手段に対応して設けられ前記荷電粒子強度
信号と前記荷電粒子強度基準信号とを比較して制御偏差
信号を出力する各比較手段と、これらの比較手段対応し
て設けられ前記制御偏差信号に応じて所定の関数演算を
して制御信号を出力する各フィードバック演算手段と、
これらの演算手段の前記制御信号に応じて前記電源装置
および前記切替え電源装置を駆動するタイミングを制御
するタイミング制御装置とを備えたことを特徴とする加
速器の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04040529A JP3131488B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 加速器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04040529A JP3131488B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 加速器の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05217698A true JPH05217698A (ja) | 1993-08-27 |
| JP3131488B2 JP3131488B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=12583002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04040529A Expired - Fee Related JP3131488B2 (ja) | 1992-01-31 | 1992-01-31 | 加速器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3131488B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019038966A1 (ja) * | 2017-08-23 | 2019-02-28 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子ビーム発生装置とそれを備えた粒子線治療装置、および荷電粒子ビーム発生装置の運転方法 |
-
1992
- 1992-01-31 JP JP04040529A patent/JP3131488B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019038966A1 (ja) * | 2017-08-23 | 2019-02-28 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子ビーム発生装置とそれを備えた粒子線治療装置、および荷電粒子ビーム発生装置の運転方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3131488B2 (ja) | 2001-01-31 |
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