JPH0529100A - 粒子加速器のビーム位置モニタ - Google Patents

粒子加速器のビーム位置モニタ

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JPH0529100A
JPH0529100A JP20397491A JP20397491A JPH0529100A JP H0529100 A JPH0529100 A JP H0529100A JP 20397491 A JP20397491 A JP 20397491A JP 20397491 A JP20397491 A JP 20397491A JP H0529100 A JPH0529100 A JP H0529100A
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JP
Japan
Prior art keywords
monitor
base
vacuum chamber
beam position
particle accelerator
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Pending
Application number
JP20397491A
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English (en)
Inventor
Mitsunari Miyazaki
満成 宮崎
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビーム位置モニタのモニタ端子が不具合にな
った場合の交換を容易にし、また加速器の位置基準に対
してビーム位置モニタを高精度に位置決めする。 【構成】 真空チェンバー22の一区間を形成するよう
にモニタベース90を挿入して接合し、このモニタベー
ス90に4個のモニタ端子96〜99をそれぞれ着脱自
在に取り付ける。モニタ端子96〜99のいずれかが不
具合になったら、それだけをモニタベース90から取り
外して交換することができる。また、モニタベースのア
ーム104〜107を直接ロッド107〜110を介し
て収束電磁石23(位置基準)に連結することにより、
ビーム位置モニタ30の位置精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子シンクロトロン
等の粒子加速器において、真空チェンバー内の粒子ビー
ム位置を測定するビーム位置モニタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子シンクロトロンは、シンクロ
トロン放射光(SOR)装置として、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。SOR装置の概要
を図2に示す。電子発生装置(電子銃等)10で発生し
た電子ビームは線型加速装置(ライナック)12で光速
近くに加速され、入射部14の偏向電磁石16で偏向さ
れて、インフレクタ18を介してシンクロトロン20の
真空チェンバー22(蓄積リング)内に入射される。真
空チェンバー22に入射された電子ビームは高周波加速
空洞21でエネルギを与えられながら収束電磁石23で
収束され、偏向電磁石24で偏向されて真空チェンバー
22中を回り続ける。偏向電磁石24で偏向される時に
発生するシンクロトロン放射光はビームチャンネル26
を通して例えば露光装置28に送られて超々LSI回路
作成用の光源等として利用される。
【0003】真空チェンバー22の各直線部には、電極
式ビーム位置モニタ30が例えば2個ずつ全周で合計8
個設けられている。この電極式ビーム位置モニタ30は
真空チェンバー22内のビーム中心位置を検出するもの
で、その検出結果に応じて各種電磁石の励磁量を制御す
ることにより、電子ビームが真空チェンバー22内の中
心軌道を通るようにして、真空チェンバー22の内壁に
衝突することなく長時間周回できるようにしている。
【0004】電極式ビーム位置モニタの原理図を図3に
示す。これは、前記図2において真空チェンバー22を
電極式ビーム位置モニタ30の位置で輪切にした状態を
示すものである。真空チェンバー22内には電子ビーム
34(図はビーム中心位置を示す)が周回している。電
極式位置モニタ30はボタン電極等で構成され、通常1
箇所に4個の電極30a〜30dをビーム34の周囲に
配置して構成される。各電極30a〜30dにはビーム
34の通過により起電力a〜dが誘起される。
【0005】ビーム位置演算回路36はこれら検出信号
a〜dに基づきビーム位置を検出する。すなわち、水平
方向ビーム位置Phは例えば、 で求められる。また垂直方向ビーム位置Pvは、 で求められる。
【0006】従来におけるビーム位置モニタ30の外観
図を図4に示す。また、図4のA−A矢視断面図を図5
に示す。真空チェンバー22の上下面に略々円形の穴3
8,40を形成し、その内周面に座付加工を施し、略々
円形のモニタベース42,44をはめ込んで全周に溶接
43,45をして取り付けている。モニタベース42,
44には、左右2箇所ずつにモニタ端子装着用穴46〜
49が形成され、それぞれモニタ端子51〜54が挿入
されて、電子ビーム溶接またはろう付け56〜59によ
り取り付けられて、モニタベース42,44と一体構成
とされている。モニタ端子51の先端には電極61〜6
4が取り付けられ、真空チェンバー22内に臨んでい
る。電極61〜64に誘起された信号は真空チェンバー
22と絶縁された状態で各モニタ端子51〜54の後端
部に導かれる。
【0007】ビーム位置モニタによる検出精度を高める
ためには、ビーム位置モニタが電磁石位置等の粒子加速
器の位置基準に対して上下、左右および軸方向に正確に
位置決めされていなければならない。このため、図4で
はビーム位置モニタ30を上下から固定枠66,68で
挾み込んで、これらをピン74,76(図5)で相互に
連結し、さらにリーマピン70,72を固定枠66、真
空チェンバー22、固定枠68に通して固定枠66,6
8と真空チェンバー22を固定し、さらに基礎80上に
固定されて加速器の位置基準となっている収束電磁石2
3と固定枠66,68とをロッド81〜84で連結する
ことにより、ビーム位置モニタ30を位置基準に対して
固定している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のビーム位置
モニタでは、モニタ端子51〜54がモニタベース4
2,44に対して溶接56〜59により一体に取り付け
られ、モニタベース42,44が真空チェンバー22に
対して溶接43,45で一体に取り付けられているた
め、モニタ端子51〜54のうちの1本だけが不具合に
なった場合でもその近辺の真空チェンバー22の全体を
取替えるかあるいはその近辺の真空チェンバー22を取
り外してビーム位置モニタ全体を加工しなければなら
ず、交換に時間がかかっていた。また、固定枠66,6
8と真空チェンバー22との固定が2本のリーマピン7
0,72のみで行なわれているため、完全な固定とはい
えず、位置基準(収束電磁石23の位置)に対してビー
ム位置モニタ30を高精度に位置決めするのが困難であ
った。また、一度真空チャンバー22を取り外すと位置
基準に対してずれるので再度位置合わせが必要となって
いた。
【0009】この発明は、前記従来の技術における欠点
を解決して、モニタ端子が不具合になった場合の交換を
容易にし、また加速器の位置基準に対して高精度に位置
決めすることができる粒子加速器のビーム位置モニタを
提供しようとするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、粒子
加速器を構成する真空チェンバーの一区間を形成するよ
うにこの真空チェンバーに挿入されたモニタベースと、
このモニタベースに真空チェンバーの内外間に貫通して
形成された複数のモニタ端子挿入用穴と、これらモニタ
端子挿入用穴に端子端部の電極を挿入した状態で前記モ
ニタベースに個々に着脱可能に装着されたモニタ端子と
を具備してなるものである。
【0011】また、請求項2記載の発明は、前記モニタ
ベースが当該モニタベースを粒子加速器の位置基準に連
結するための基準連結部を具備してなるものである。
【0012】さらに請求項3記載の発明は、前記モニタ
ベースの一部にモニタ感度較正用のアンテナを挿入する
較正用穴が形成されてなるものである。
【0013】
【作用】請求項1記載の発明によれば、各モニタ端子が
モニタベースに対して個々に着脱可能に装着されている
ので、各モニタ端子ごとに交換することができ、交換作
業が容易になる。
【0014】また、請求項2記載の発明によれば、モニ
タベースを直接位置基準に連結するので、位置基準に対
してビーム位置モニタを高精度に位置決めすることがで
きる。また、モニタ端子を交換してもベースプレートは
位置基準に対して動かないので、再度位置合せする必要
はない。
【0015】また、請求項3記載の発明によれば、モニ
タ端子を交換した時等に、較正用穴からアンテナを差し
込むことにより、モニタ感度を検出して較正を行なうこ
とができる。
【0016】
【実施例】
(実施例1)この発明の一実施例を図1に示す。また、
図1のB−B矢視断面図を図6に示す。真空チェンバー
22には、その一区間を形成するように円筒状のモニタ
ベース90が挿入され、全周が溶接92,94で接合さ
れている。モニタベース90は、例えばアルミニウム合
金で硬度の高いA2219−T6(T852)等を使用
し、全体が機械加工で一体加工されている。
【0017】モニタベース90には4本のモニタ端子9
6〜99が着脱可能に取り付けられている。また、モニ
タベース90の側部には較正用穴100が開設され、こ
こからアンテナを差し込んでモニタ端子96〜99の較
正が行なえるようになっている。較正用穴100は通常
はフランジ101をシール部材105を挾んでボルト1
03で取り付けて塞がれている。
【0018】基礎80上に固定されている架台102上
には収束電磁石23が固定されている。収束電磁石23
は加速器の位置基準となっており、モニタベース90の
アーム105〜106と収束電磁石23をロッド107
〜110で連結することにより、ビーム位置モニタ30
を加速器の上下、左右および軸方向の位置基準に固定す
る。モニタベース90を直接位置基準に連結するので、
位置精度が向上する。
【0019】ここで、モニタ端子96〜99の詳細構成
を図7に示す。モニタ端子96〜99は、円形のベース
プレート112の中央の穴113に円形のケーシング1
14を挿入して全周に溶接116をしてベースプレート
112とケーシング114を一体化している。ケーシン
グ114内には、碍子118を介してその中央に電極棒
120を固定支持し、電極棒120の先端に電極122
が取り付けられている。電極122はモニタベース90
に開設されたモニタ端子挿入用穴124に挿入されて、
真空チェンバー内空間126に臨んでいる。電極棒12
0の後端には信号ケーブルが連結される。
【0020】モニタ端子96〜99はモニタベース90
に対して、ボルト133をベースプレート112の穴1
30を通してモニタベース90のねじ穴132にねじ込
むことにより着脱自在に取り付けられている。モニタベ
ース90には穴124の周りにリング状の凸部134が
形成されている。ベースプレート112にはこれに合わ
せてリング状の溝136が形成されている。モニタ端子
96〜99をモニタベース90に取り付ける場合に凸部
134を溝136に挿入することにより、位置合わせを
容易にしている。
【0021】また、モニタベース90には、溝136に
つながってその外側にリング状の浅い溝138が形成さ
れており、ここにリング状のシール部材140を挾み込
んで、真空チェンバー内空間126を外気(大気圧)1
40から真空封止している。シール部材140としては
例えばヘリコフレックス(商標)を使用することができ
る。シール部材140によるシール構造は、モニタ端子
96〜99の軸方向の寸法精度が確保できるように、面
当り方法(ボルト133を穴132にねじ込んでいって
シール部材140がある程度押しつぶされた状態でベー
スプレート112とモニタベース90が当接して停止す
る)を使用し、シール部材140がシールするのに必要
な面圧を受けるように溝138の深さを決めている。ま
た、このベースプレート112とモニタベース90との
当接面は鏡面加工し、表面硬度を上げるために、TiN
(またはCrN)等の表面処理を行なっている。なお、
前記溝136は、ベースプレート112とケーシング1
14とを溶接116で接合する時の熱をここで遮断し
て、入熱による変形をシール部に与えないようにする働
きもさせるように、十分深く形成されている。
【0022】以上の構成によれば、モニタ端子96〜9
9のいずれかが不具合になったら、不具合になったモニ
タ端子についてだけボルト133を外して取り外し、新
しいものと交換する。新しいモニタ端子を装着したらフ
ランジ101(図6)を外して較正用穴100からアン
テナを差し込んで真空チェンバー内空間126の中心部
から発信し、この時各モニタ端子96〜99の出力を検
出して較正値を求め、実際の運転時の較正用に用いる。
較正値が求められたら較正用穴100をフランジ101
で塞ぐ。このように、不具合になったモニタ端子だけ交
換すればよいので交換作業が容易にかつ短時間で行なえ
る。
【0023】(実施例2)この発明の他の実施例を図8
に示す。このビーム位置モニタ30は真空チェンバー2
2とモニタベース90とをフランジ152,154で接
合したものである。前記図1の実施例と共通する部分に
は同一の符号を用いる。これによれば、モニタベース9
0自体をフランジ152,154で着脱することができ
る。
【0024】
【変更例】この発明は、電子シンクロトロンに限らず、
線型、リング型等の各種粒子加速器のビーム位置モニタ
に適用することができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、各モニタ端子がモニタベースに対して個々
に着脱可能に装着されているので、各モニタ端子ごとに
交換することができ、交換作業が容易になる。
【0026】また、請求項2記載の発明によれば、モニ
タベースを直接位置基準に連結するので、位置基準に対
してビーム位置モニタを高精度に位置決めすることがで
きる。また、モニタ端子を交換してもベースプレートは
位置基準に対して動かないので、再度位置合せする必要
はない。
【0027】また、請求項3記載の発明によれば、モニ
タ端子を交換した時等に、較正用穴からアンテナを差し
込むことにより、モニタ感度を検出して較正を行なうこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す斜視図である。
【図2】SOR装置の概要を示す平面図である。
【図3】電極式ビーム位置モニタの原理図である。
【図4】従来のビーム位置モニタを示す斜視図である。
【図5】図4のA−A矢視断面図である。
【図6】図1のB−B矢視断面図である。
【図7】図6のモニタ端子96〜99の詳細構成を示す
断面図である。
【図8】この発明の他の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
20 シンクロトロン(粒子加速器) 22 真空チェンバー 23 収束電磁石(位置基準) 30 ビーム位置モニタ 90 モニタベース 96,97,98,99 モニタ端子 100 較正用穴 104,105,106,107 アーム(基準連結
部) 122 電極 124 モニタ端子挿入用穴

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粒子加速器を構成する真空チェンバーの一
    区間を形成するようにこの真空チェンバーに挿入された
    モニタベースと、 このモニタベースに真空チェンバーの内外間に貫通して
    形成された複数のモニタ端子挿入用穴と、 これらモニタ端子押入用穴に端子端部の電極を挿入した
    状態で前記モニタベースに個々に着脱可能に装着された
    モニタ端子とを具備してなる粒子加速器のビーム位置モ
    ニタ。
  2. 【請求項2】前記モニタベースが当該モニタベースを粒
    子加速器の位置基準に連結するための基準連結部を具備
    してなる請求項1記載の粒子加速器のビーム位置モニ
    タ。
  3. 【請求項3】前記モニタベースの一部にモニタ感度較正
    用のアンテナを挿入する較正用穴が形成されてなる請求
    項1または2記載の粒子加速器のビーム位置モニタ。
JP20397491A 1991-07-18 1991-07-18 粒子加速器のビーム位置モニタ Pending JPH0529100A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102170744A (zh) * 2010-11-24 2011-08-31 无锡爱邦辐射技术有限公司 电子加速器电子束流监测装置

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