JPH05299197A - イオン加速装置 - Google Patents
イオン加速装置Info
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- JPH05299197A JPH05299197A JP12684592A JP12684592A JPH05299197A JP H05299197 A JPH05299197 A JP H05299197A JP 12684592 A JP12684592 A JP 12684592A JP 12684592 A JP12684592 A JP 12684592A JP H05299197 A JPH05299197 A JP H05299197A
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Abstract
ルドボックスの全容積を従来より大巾に小とすること。 [構成] 高電圧ターミナル1の一側面と、この高電圧
ターミナル1を電磁気的に遮蔽するシールドボックス2
の内壁面との間に加速管60、排気管11、電力供給装
置14の電力を導出する導電部材を被覆し、絶縁材でな
る第1ブッシング13及び高電圧発生装置16の高電圧
を導出する導電部材を被覆し、絶縁材でなる第2ブッシ
ング15をそれぞれ接続固定する。高電圧ターミナル1
内にイオン源3を排気するために、これに近接して真空
ポンプ7が配設されており、これには排気管11と排気
ダクト10を介して外部に配設された真空ポンプ12が
接続される。
Description
る。
イオン加速装置を示すものであるが、これら図において
グランドシールドボックス41内には、高電圧ターミナ
ル42がグランドレベルより所定の高さに配設されてお
り、これは4本の絶縁支柱45によりグランドレベルに
設けられた絶縁支柱支持板46上に支持されている。高
電圧ターミナル42からグランドレベルまでの距離を等
分割して中間ターミナル47が、これら絶縁支柱45に
巻装されており、これらとの間に、高電圧ターミナル4
2及び中間ターミナル47、もしくは絶縁支持板46と
の間に抵抗体48が接続されている。
力供給装置50が配設されており、これは電力ケーブル
シールドパイプ57により、その上端部が高電圧ターミ
ナル42に接続されている。本従来例の電力供給装置5
0は、いわゆる絶縁トランスでなり、一次側に商用電源
が接続され、二次側が上方へと延びていて、その上端部
はコロナシールド56を被覆させている。
源用スタック(コックロフト・ウォルトン型の高電圧電
源)51が配設されており、この下端部において発振器
52の出力端子がケーブルを介して接続されている。コ
ックロフト・ウォルトン型の高電圧電源装置51は公知
のように構成され、図7で示すように、ダイオード、コ
ンデンサなどを段階的に結合させた構成を有し、倍電圧
回路を構成するが、順次上方に行くに従い、昇圧され、
本従来例では400KVの最高電圧が得られ、上端部に
はコロナシールド54を被覆されており、これは接触棒
55により高電圧ターミナル42に接続されている。
有するイオン源43、質量分離磁石44、プラズマ発生
用電源46、引き出し電源47、ガスボックス48など
が配設されており、高電圧ターミナル42の一側壁部に
は、加速管60が接続されており、また、これに連接し
て集束用Qレンズ61、X−Y走査ユニット62及び注
入チャンバ63が設けられている。加速管60の一端部
はグランドシールドボックス41と同レベルとされてい
る。また排気管49が高電圧ターミナル42の他側壁部
とグランドシールドボックス41との間に接続され、外
部の真空ポンプ12に接続される。
すものであるが、下方のトランス部50bの一次側巻線
の入力端子U、Vには商用電源が供給され、このトラン
ス部50bにより昇圧されて二次側巻線から得られる電
圧は上方へと長く延在する導線50aにより、その上端
部の電極U’、V’を介してイオン源43や質量分離磁
石44などに電力を供給するものである。導線50aは
上述したように絶縁材でなるブッシング50cにより被
覆されている。
7に示されるが、この装置51においても、下方部はト
ランス部51bでなり、この入力端子p、qには商用周
波数を整流し、それをスイッチング回路にて20KHz
程度にした高周波が接続され、また二次側の巻線はカス
ケード状に構成され、ダイオードD及びコンデンサCの
図示する接続でなる倍電圧発生部51aに接続されてい
る。そしてこの上端部において400KVの高電圧が得
られる。
され、作用を行なうものであるが、図4に明示されるよ
うに高電圧ターミナル42の図において右側面には加速
管60がシールドボックス41との間に接続され、また
左側面には排気管49がシールドボックス41との間に
接続されている。イオン源45からは、イオンビームが
導出され、これは質量分離磁石44により、図において
は加速管60側に曲げられるのであるが、この90度の
軌跡偏向のためにイオン源43と加速管60とは同一直
線上に配列することはできない。排気管49と加速管6
0とは高電圧ターミナル42の左右の側面に取り付けら
れているが、これがために高電圧ターミナル42を電磁
気的に遮蔽するシールドボックス41の容積を大として
いる。
及び排気管49を図4において高電圧ターミナル42の
同側面とシールドケーシング41との間に接続した場合
には真空ポンプ12に対する高電圧ターミナル42内で
の排気管の寸法が長くなり、コンダクタンスが小とな
り、イオン源45を所定の真空度まで減圧させることが
できなくなる。
加速イオンが加速管内の残留ガスを電離、または電極と
の衝突により生ずる二次電子により生ずるものであ
る。)は、グランドシールドボックス41によって外部
に漏れることが防止される。またコロナシールド54及
び56はコロナ放電を発生させないために、ある曲率以
上の球形をしている。
と高電圧ターミナル42との間または絶縁支柱支持板4
6との間は抵抗48により強制的に高電圧ターミナル4
2とグランドレベルとの間を等分割した電位としてい
る。これにより中間ターミナルや絶縁物表面の帯電が原
因でなる電場の乱れやイオンビームの変動(負荷変動)
による発生電圧の変動などで電場の攪乱がおこっても、
放電する確率を低減させており、また電圧を長時間安定
に発生し得るようにしている。
鑑みてなされ、高電圧を印加されるケーシング、すなわ
ち高電圧ターミナルを電磁気的に遮蔽するシールドボッ
クスの全容積を小とすることができるイオン加速装置を
提供することを目的としている。
もイオン源及び質量分離磁石を内蔵させたケーシングを
地上より所定の高さに配設させ、高電圧電源装置により
前記ケーシングに所定の高電圧を印加し、電力供給装置
により前記イオン源や質量分離磁石などに電力を供給す
るようにし、前記イオン源を排気するための排気装置を
設け、かつ前記ケーシングを電磁気的に遮蔽するシール
ドボックスを設けたイオン加速装置において、前記ケー
シングの一側面と、該一側面と対向する前記シールドボ
ックスの内壁面との間に、各々加速管と、前記排気装置
の排気管と、前記高電圧電源装置の前記所定の高電圧を
前記ケーシングに印加するための導電部材を被覆し、絶
縁材でなる第1ブッシングと、前記電力供給装置の電力
を導出するための導電部材を被覆し、絶縁材でなる第2
ブッシングとを接続し、前記排気管と前記イオン源とを
接続する排気通路に真空ポンプを設け、かつ前記高電圧
電源装置の高電圧発生部及び前記電力供給装置の電力発
生部を各々、絶縁流体を充満させた容器内に位置させ、
該容器を各々、前記シールドボックス外壁面に固定した
ことを特徴とするイオン加速装置によって達成される。
ルドボックスの内壁面との間に加速管、排気装置の排気
管、電力供給装置の所定の電力を導出する導電部材を被
覆する絶縁材でなる第1ブッシング及び高電圧発生装置
の高電圧を導出する導電部材を被覆し、絶縁材でなる第
2ブッシングがそれぞれ接続固定されることにより、高
電圧ターミナル、すなわちケーシングの他側面には何ら
装置を取り付ける必要がなく、従ってこれら面と対向す
るシールドボックスの内壁との間の距離は何らかの絶縁
材でこれらを接続して沿面放電により決定される耐電圧
よりも大きな大気の耐電圧を得ることができるので、こ
れらの距離を従来より大巾に小とすることができ、従っ
てケーシングもしくは高電圧ターミナルの一側面とシー
ルドボックスの内壁との間に配設される絶縁材の沿面放
電のみを考慮すればよく、従ってシールドボックスの全
容積を大巾に小とすることができる。例えば、高電圧タ
ーミナル、もしくはケーシングに400KVが印加され
る場合には、シールドボックスの内壁までの通常の耐電
圧距離として80cm〜1mが必要であるが、ケーシン
グの他側面部とこれと対向するシールドボックスの内壁
との間は大気を隔ててのみ絶縁であるので、50〜60
cmとすることができるので、シールドボックスの全容
積を大巾に小とし得ることは明白である。なお、高電圧
ターミナルを地上に支持している支柱の高さは従来と同
じである。
について図面を参照して説明する。
平面図を示すものであるが、図において高電圧ターミナ
ル1はシールドボックス2内に配設されている。従来と
同様に高電圧ターミナル1内にはイオン源3、引き出し
電極4、プラズマ発生材料ガス収納箱6、プラズマ発生
用電源5などを内蔵し(なお、これらの配置構成は従来
と若干異なる)、またイオン源3には連接して従来と同
様に質量分離磁石44が配設されており、これは導管8
を介し、加速管60に接続されている。この一端はシー
ルドボックス2に接続されている。
真空ポンプ7が接続されており、更に導管8に第2の真
空ポンプ9が接続されている。そしてシールドボックス
2の外方には第3の真空ポンプ12が配設されており、
これは排気管11を介してT字型の排気ダクト10に接
続されている。これは第1の真空ポンプ7に接続され、
更に導管8に接続されている第2の真空ポンプ9を補助
する。また、第4の真空ポンプ40が加速管60内を排
気するために集束用Qレンズユニット61に取り付けら
れている。
び高電圧発生装置16のトランス部14a、高電圧発生
部16aがシールドボックス2の外方に配設され、この
シールドボックス2と高電圧ターミナル1との間に絶縁
トランス14及び高電圧発生装置16の高電圧を高電圧
ターミナル1に接続するために、これを被覆して絶縁材
でなるブッシング13、15がシールドボックス2と高
電圧ターミナル1との間に接続されている。
るが、この高電圧発生部16aの絶縁容器16bはシー
ルドボックス2に固定されており、この内部に絶縁油M
を充填させており、これによりダイオードDやコンデン
サCなどでなる倍電圧回路部16Aの最高電圧部は抵抗
体16Bを介して高電圧ターミナル1に接続されてい
る。また図2において倍電圧回路部16Aの入力端子
a、bには発振器の出力端子が接続される。
属容器14bを備えており、これもシールドボックス2
の側壁に固定され、高電圧発生装置16と同様に絶縁油
Mを充填させており、この絶縁油M中に一次側コイルC
1 、鉄心F、二次側コイルC2 とからなるトランス部が
浸漬されている。二次側コイルC2 からの導出端子e、
fは上方へと延びており、これから高電圧ターミナル1
内のイオン源3、質量分離磁石44、引き出し電極4な
どに電力を供給する。高電圧発生装置16は上述したよ
うにシールドボックス2に固定されているが、このシー
ルドボックス2と高電圧ターミナル1との間には絶縁材
でなるブッシング20が取り付けられており、この内部
で高電圧発生装置16の最高電圧が抵抗体16Bに接続
されるが、これを被覆している。またブッシング20に
は所定の間隔で金属リング21が取り付けられており、
これらの間は抵抗体22で接続されている。
高電圧ターミナル1側に延出され、これを囲繞するよう
に絶縁材でなるブッシング23がシールドボックス2と
高電圧ターミナル1との間に取り付けられており、この
外周には高電圧発生装置16と同様に金属リング24が
所定の間隔で固定されており、この間は抵抗体25で接
続されている。
外周は絶縁材でなるブッシング26、29により被覆さ
れており、この外周には金属リング27、30が同様に
所定の間隔で固定されており、これらの間は抵抗体2
8、31で接続されている。mはターミナル1に形成し
た開口の周辺に固定された金属リングで放電防止用であ
る。
以上ように構成されるが、次にこの作用について説明す
る。
れぞれイオン源3及び質量分離磁石44に接続される導
管8が所定圧まで減圧される。シールドボックス2の外
方に配設された第2の真空ポンプ12により、排気管1
1及び排気ダクト10を介して第1、第2の真空ポンプ
7、9を補助する形で排気管11及び質量分離磁石44
と加速管60とを接続する導管8内を所定の減圧度まで
低下するよう排気する。
3から所定の電圧で加速されたイオンが、質量分離磁石
44により質量分離され、所定のイオンのみが導管8及
び加速管60を介してイオン注入装置63へと導かれ
る。
のような効果を奏するものである。すなわち図1から明
らかなように、本実施例によれば高電圧ターミナル1の
一側面に加速管60、排気管11、絶縁トランス14の
ブッシング13、高電圧発生装置16のブッシング15
全てが取り付けられているので、他の3つの側面には何
ら装置は取り付けられておらず、従って高電圧ターミナ
ル1は、本実施例によれば、400KVが印加されてい
るのであるが、これの他側面とシールドボックス2との
間は大気を介在させているのみであり、同じ距離であれ
ば、絶縁材で高電圧ターミナル1の側面とシールドボッ
クス2とを結合している場合とでは耐電圧は前者のほう
がはるかに大きい。従って所定の耐電圧を得るために
は、シールドボックス2と高電圧ターミナル1の側面と
の間を更に小さくすることができ、加速管60、排気管
11、絶縁トランス14のブッシング13、高電圧発生
装置16のブッシング15を取り付けている側面と、こ
れと対向するシールドボックス2の内壁との間の距離に
比べて、はるかに小さくすることができる。従って、高
電圧ターミナル1を囲うシールドボックス2の全容積を
はるかに小とすることができる。よって本イオン加速装
置のコストを大巾に低下させることができる。他の種の
装置に比べ、一般に大きな占有面積を必要とするこの種
装置と比べても、大巾にその占有面積を小とすることが
できるので、限られた工場内の面積を有効に利用するこ
とができる。更に以上の実施例では、グランド電位から
同じ距離の位置に均等に金属リング21、24、27、
30が取り付けられ、それらの間に抵抗22、25、2
8、31が設けられているので、Lの線で示すような等
電位面がシールドボックス2から高電圧ターミナル1の
間に均等に形成され、高電圧を安定に維持させている。
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
16及び絶縁トランス14の絶縁容器内には絶縁の媒体
として絶縁油Mを充填させたが、これに代えて、SF6
のような絶縁ガスを充満させるようにしてもよい。
装置によれば、高電圧ターミナル、すなわち高電圧を印
加されるケーシングをシールドするシールドボックスの
全容積を従来よりはるかに小とし、装置コスト及びイオ
ン加速装置の占有面積を大巾に低下させることができ
る。
平面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 少なくともイオン源及び質量分離磁石を
内蔵させたケーシングを地上より所定の高さに配設さ
せ、高電圧電源装置により前記ケーシングに所定の高電
圧を印加し、電力供給装置により前記イオン源や質量分
離磁石などに電力を供給するようにし、前記イオン源を
排気するための排気装置を設け、かつ前記ケーシングを
電磁気的に遮蔽するシールドボックスを設けたイオン加
速装置において、前記ケーシングの一側面と、該一側面
と対向する前記シールドボックスの内壁面との間に、各
々加速管と、前記排気装置の排気管と、前記高電圧電源
装置の前記所定の高電圧を前記ケーシングに印加するた
めの導電部材を被覆し、絶縁材でなる第1ブッシング
と、前記電力供給装置の電力を導出するための導電部材
を被覆し、絶縁材でなる第2ブッシングとを接続し、前
記排気管と前記イオン源とを接続する排気通路に真空ポ
ンプを設け、かつ前記高電圧電源装置の高電圧発生部及
び前記電力供給装置の電力発生部を各々、絶縁流体を充
満させた容器内に位置させ、該容器を各々、前記シール
ドボックス外壁面に固定したことを特徴とするイオン加
速装置。 - 【請求項2】 前記高電圧電源装置及び前記電力供給装
置は各々コックロフト・ウォルトン型及び絶縁トランス
であり、各々そのスタック部及びトランス部を前記絶縁
流体を充満させる容器内に位置させている請求項1に記
載のイオン加速装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12684592A JP3203267B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | イオン加速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12684592A JP3203267B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | イオン加速装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05299197A true JPH05299197A (ja) | 1993-11-12 |
JP3203267B2 JP3203267B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=14945294
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12684592A Expired - Lifetime JP3203267B2 (ja) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | イオン加速装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3203267B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5594768A (en) * | 1994-05-12 | 1997-01-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Laminograph and inspection and repair device using the same |
EP0833549A1 (en) * | 1996-09-25 | 1998-04-01 | High Voltage Engineering Europa B.V. | Particle accelerator with vacuum pump connected to the low voltage side |
US6815608B2 (en) | 2001-03-07 | 2004-11-09 | Hitachi, Ltd. | High-voltage electric apparatus |
EP2485571A1 (en) * | 2011-02-08 | 2012-08-08 | High Voltage Engineering Europa B.V. | High-current single-ended DC accelerator |
-
1992
- 1992-04-20 JP JP12684592A patent/JP3203267B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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US6069459A (en) * | 1996-09-25 | 2000-05-30 | High Voltage Engineering Europa B.V. | Particle accelerator with vacuum pump connected to the low voltage side |
US6815608B2 (en) | 2001-03-07 | 2004-11-09 | Hitachi, Ltd. | High-voltage electric apparatus |
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JP2012164660A (ja) * | 2011-02-08 | 2012-08-30 | High Voltage Engineering Europa B V | 大電流シングルエンド直流加速器 |
US9084336B2 (en) | 2011-02-08 | 2015-07-14 | High Voltage Engineering Europa B.V. | High current single-ended DC accelerator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3203267B2 (ja) | 2001-08-27 |
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