JPH06124799A - マイクロトロン電子加速器 - Google Patents
マイクロトロン電子加速器Info
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- JPH06124799A JPH06124799A JP4274687A JP27468792A JPH06124799A JP H06124799 A JPH06124799 A JP H06124799A JP 4274687 A JP4274687 A JP 4274687A JP 27468792 A JP27468792 A JP 27468792A JP H06124799 A JPH06124799 A JP H06124799A
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- JP
- Japan
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- electron
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- accelerating
- accelerated
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 27
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 abstract description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】マイクロ波を入力されて高周波加速電場Ｅをつ
くる加速空胴を一様磁場Ｂ内に配置し、これらの磁場Ｂ
と電場Ｅにより電子を円軌道運動させて加速するマイク
ロトロン電子加速器において、小型で複数種類のエネル
ギーの電子ビームが得られるマイクロトロン電子加速器
を実現する。 【構成】加速空胴１を一様磁場Ｂ内で移動する手段４を
有し、また、取り出しパイプ７を一様磁場Ｂ内に１ヶ所
設ける構成とする。
くる加速空胴を一様磁場Ｂ内に配置し、これらの磁場Ｂ
と電場Ｅにより電子を円軌道運動させて加速するマイク
ロトロン電子加速器において、小型で複数種類のエネル
ギーの電子ビームが得られるマイクロトロン電子加速器
を実現する。 【構成】加速空胴１を一様磁場Ｂ内で移動する手段４を
有し、また、取り出しパイプ７を一様磁場Ｂ内に１ヶ所
設ける構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロトロン電子加速
器に係り、特に複数種類のエネルギ−の電子ビ−ムを得
るのに好適なマイクロトロン電子加速器に関する。
器に係り、特に複数種類のエネルギ−の電子ビ−ムを得
るのに好適なマイクロトロン電子加速器に関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロトロン電子加速器は、マイクロ
波で電子を加速するものである。マイクロトロンの加速
原理を図３により説明する。マイクロ波３の入力により
高周波加速電場Ｅをつくる加速空胴１を一様磁場Ｂをつ
くる電磁石のポ−ルプレ−ト２内に配置し、これらの磁
場Ｂと電場Ｅにより電子ｅを円軌道運動させて加速する
構成になっている。電子銃５より放出された電子ｅは加
速空胴１内に導かれて加速され、一様磁場Ｂ中で円軌道
運動をして再び加速空胴１内に入射する。ここで電子ｅ
はさらに加速され、より大きな円軌道運動をして加速空
胴１内に再入射する。この動作が繰り返され、電子ｅは
所望のエネルギ−にまで加速される。
波で電子を加速するものである。マイクロトロンの加速
原理を図３により説明する。マイクロ波３の入力により
高周波加速電場Ｅをつくる加速空胴１を一様磁場Ｂをつ
くる電磁石のポ−ルプレ−ト２内に配置し、これらの磁
場Ｂと電場Ｅにより電子ｅを円軌道運動させて加速する
構成になっている。電子銃５より放出された電子ｅは加
速空胴１内に導かれて加速され、一様磁場Ｂ中で円軌道
運動をして再び加速空胴１内に入射する。ここで電子ｅ
はさらに加速され、より大きな円軌道運動をして加速空
胴１内に再入射する。この動作が繰り返され、電子ｅは
所望のエネルギ−にまで加速される。
【０００３】複数種類のエネルギ−の電子ビ−ムを一台
の加速器から得たい場合、従来は図３に示すような構成
にしていた。すなわち、一様磁場Ｂを遮蔽する偏向パイ
プ８を円軌道上に配置し、この偏向パイプ８を種々の円
軌道上に移動することによって複数種類のエネルギ−の
電子ビ−ムを１個の取り出しパイプ７から取り出す構成
である。なお、この種の従来技術が記載された文献とし
て、日本放射線機器工業会編、医用画像・放射線機器ハ
ンドブック、（１９８９）、２００〜２０５頁が挙げら
れる。
の加速器から得たい場合、従来は図３に示すような構成
にしていた。すなわち、一様磁場Ｂを遮蔽する偏向パイ
プ８を円軌道上に配置し、この偏向パイプ８を種々の円
軌道上に移動することによって複数種類のエネルギ−の
電子ビ−ムを１個の取り出しパイプ７から取り出す構成
である。なお、この種の従来技術が記載された文献とし
て、日本放射線機器工業会編、医用画像・放射線機器ハ
ンドブック、（１９８９）、２００〜２０５頁が挙げら
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、一
様磁場Ｂ内に移動可能な偏向パイプ８と取り出しパイプ
７の２種類のパイプが配置されている。従って、電磁石
のポ−ルプレ−ト２の直径を電子ビ−ムの最大軌道直径
よりもかなり大きくする必要がある。そのため、加速器
が大型になってしまうという問題があった。本発明の目
的は、上記問題を解決し、小型で複数種類のエネルギ−
の電子ビ−ムが得られるマイクロトロン電子加速器を提
供することにある。
様磁場Ｂ内に移動可能な偏向パイプ８と取り出しパイプ
７の２種類のパイプが配置されている。従って、電磁石
のポ−ルプレ−ト２の直径を電子ビ−ムの最大軌道直径
よりもかなり大きくする必要がある。そのため、加速器
が大型になってしまうという問題があった。本発明の目
的は、上記問題を解決し、小型で複数種類のエネルギ−
の電子ビ−ムが得られるマイクロトロン電子加速器を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、マイクロ波の入力により高周波
加速電場Ｅをつくる加速空胴を一様磁場Ｂ内に配置し、
これらの磁場Ｂと電場Ｅにより電子を円軌道運動させて
加速するマイクロトロン電子加速器において、加速空胴
を一様磁場Ｂ内で移動する手段を設け、また、取り出し
パイプを一様磁場Ｂ内に固定的に設ける構成とする。特
に、加速空胴を一様磁場Ｂ内で移動するので、固定的に
設ける取り出しパイプは１個であることが好ましい。
に、本発明においては、マイクロ波の入力により高周波
加速電場Ｅをつくる加速空胴を一様磁場Ｂ内に配置し、
これらの磁場Ｂと電場Ｅにより電子を円軌道運動させて
加速するマイクロトロン電子加速器において、加速空胴
を一様磁場Ｂ内で移動する手段を設け、また、取り出し
パイプを一様磁場Ｂ内に固定的に設ける構成とする。特
に、加速空胴を一様磁場Ｂ内で移動するので、固定的に
設ける取り出しパイプは１個であることが好ましい。
【０００６】
【作用】一様磁場Ｂ中では、エネルギ−の異なる電子ビ
−ムは異なる軌道直径を持つ。従って、加速空胴を一様
磁場Ｂ中で移動させれば、エネルギ−の異なる電子ビ−
ムでも１ヶ所の取り出しパイプから取り出すことが可能
となる。また、この構成では移動可能な偏向パイプが不
必要であるため、電磁石のポ−ルプレ−ト直径を従来技
術より小さくすることができ、従って、小型なマイクロ
トロン電子加速器を実現することができる。
−ムは異なる軌道直径を持つ。従って、加速空胴を一様
磁場Ｂ中で移動させれば、エネルギ−の異なる電子ビ−
ムでも１ヶ所の取り出しパイプから取り出すことが可能
となる。また、この構成では移動可能な偏向パイプが不
必要であるため、電磁石のポ−ルプレ−ト直径を従来技
術より小さくすることができ、従って、小型なマイクロ
トロン電子加速器を実現することができる。
【０００７】
【実施例】以下、図面により本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明によるマイクロトロン電子加速器の
一実施例を示す構成図である。まず、本実施例では、３
［ＧＨｚ］で共振する直方体の加速空胴１が一様磁場
（Ｂ＝０．１１［Ｔ］）をつくる電磁石のポ−ルプレ−
ト２内に設けられている。この加速空胴１では、マイク
ロ波３の入力により３［ＧＨｚ］の高周波加速電場Ｅが
つくられる。また、この加速空胴１は、ラインストレッ
チャ−４（長さを可変にできる導波管）に取り付けられ
ており、ポ−ルプレ−ト２の動径方向に移動できるよう
になっている。また、この加速空胴１には、電子銃５
と、加速された電子ビ−ムが通過するビ−ム通過孔６が
設けられている。また、一様磁場Ｂ内には、純鉄でつく
られた取り出しパイプ７が１ヶ所設けられている。
る。図１は、本発明によるマイクロトロン電子加速器の
一実施例を示す構成図である。まず、本実施例では、３
［ＧＨｚ］で共振する直方体の加速空胴１が一様磁場
（Ｂ＝０．１１［Ｔ］）をつくる電磁石のポ−ルプレ−
ト２内に設けられている。この加速空胴１では、マイク
ロ波３の入力により３［ＧＨｚ］の高周波加速電場Ｅが
つくられる。また、この加速空胴１は、ラインストレッ
チャ−４（長さを可変にできる導波管）に取り付けられ
ており、ポ−ルプレ−ト２の動径方向に移動できるよう
になっている。また、この加速空胴１には、電子銃５
と、加速された電子ビ−ムが通過するビ−ム通過孔６が
設けられている。また、一様磁場Ｂ内には、純鉄でつく
られた取り出しパイプ７が１ヶ所設けられている。
【０００８】まず、本実施例の動作を図１により説明す
る。電子銃５より放出された電子ｅはビ−ム通過孔６か
ら加速空胴１内に入射する。入射した電子ｅは空胴内に
つくられる３［ＧＨｚ］の高周波加速電場Ｅによって加
速され、もう一つのビ−ム通過孔６から空胴外に出射す
る。出射した電子ｅは一様磁場Ｂ中で円軌道運動をして
再び加速空胴１内に入射する。ここで電子ｅは高周波加
速電場Ｅによってさらに加速され、より大きな円軌道運
動をして加速空胴１内に再入射する。この動作が繰り返
され、電子ｅは所望のエネルギーにまで加速される。エ
ネルギーの増大にともない上記円軌道運動の直径が大き
くなる。所望のエネルギーにまで加速された電子ｅは、
その円軌道上に配置された取り出しパイプ７によって外
部へ取り出される。
る。電子銃５より放出された電子ｅはビ−ム通過孔６か
ら加速空胴１内に入射する。入射した電子ｅは空胴内に
つくられる３［ＧＨｚ］の高周波加速電場Ｅによって加
速され、もう一つのビ−ム通過孔６から空胴外に出射す
る。出射した電子ｅは一様磁場Ｂ中で円軌道運動をして
再び加速空胴１内に入射する。ここで電子ｅは高周波加
速電場Ｅによってさらに加速され、より大きな円軌道運
動をして加速空胴１内に再入射する。この動作が繰り返
され、電子ｅは所望のエネルギーにまで加速される。エ
ネルギーの増大にともない上記円軌道運動の直径が大き
くなる。所望のエネルギーにまで加速された電子ｅは、
その円軌道上に配置された取り出しパイプ７によって外
部へ取り出される。
【０００９】ところで、本実施例では、加速空胴１での
電子ｅの一回当りの加速エネルギーは０．５２５［Ｍｅ
Ｖ］であり、第ｎ軌道における電子ｅの全エネルギーは
０．５２５（ｎ＋１）［ＭｅＶ］である。また、第ｎ軌
道における電子ｅの軌道直径は３１．８３（ｎ＋１）
［ｍｍ］であり、軌道間隔は３１．８３［ｍｍ］であ
る。従って、加速空胴１を３１．８３［ｍｍ］（軌道間
隔）ずつポールプレート２の動径方向に移動させれば、
全ての軌道の電子ビームを１ヶ所の取り出しパイプ７か
ら取り出すことができる。なお、取り出しパイプ７の入
り口は、加速空胴１移動線上に配置することが望まし
い。
電子ｅの一回当りの加速エネルギーは０．５２５［Ｍｅ
Ｖ］であり、第ｎ軌道における電子ｅの全エネルギーは
０．５２５（ｎ＋１）［ＭｅＶ］である。また、第ｎ軌
道における電子ｅの軌道直径は３１．８３（ｎ＋１）
［ｍｍ］であり、軌道間隔は３１．８３［ｍｍ］であ
る。従って、加速空胴１を３１．８３［ｍｍ］（軌道間
隔）ずつポールプレート２の動径方向に移動させれば、
全ての軌道の電子ビームを１ヶ所の取り出しパイプ７か
ら取り出すことができる。なお、取り出しパイプ７の入
り口は、加速空胴１移動線上に配置することが望まし
い。
【００１０】図２は図１の実施例と同一の装置で、ライ
ンストレッチャー４を図１より長くして加速空胴１を移
動させ、図１とは異なる軌道の電子ビームを取り出した
場合を示す図である。なお、本実施例の構成図（図１）
では電子ｅの最大軌道数が６ターンとなっているが、実
際の実施例では４０ターンまで加速できるようになって
いる。
ンストレッチャー４を図１より長くして加速空胴１を移
動させ、図１とは異なる軌道の電子ビームを取り出した
場合を示す図である。なお、本実施例の構成図（図１）
では電子ｅの最大軌道数が６ターンとなっているが、実
際の実施例では４０ターンまで加速できるようになって
いる。
【００１１】本実施例の一つの特徴は、移動可能な偏向
パイプ８が不必要であるため、ポールプレート２の直径
を従来技術より小さくできることである。同じ最大軌道
数（４０ターン）のマイクロトロンで比較したところ、
従来技術ではポールプレート直径が１８００［ｍｍ］で
あったのに対し、本実施例では１４５０［ｍｍ］であ
り、３５０［ｍｍ］小さくすることができた。また、本
実施例のもう一つの特徴は、図３に示すような偏向パイ
プ８が不必要であるため、偏向パイプ８による一様磁場
Ｂの乱れをなくすことができることである。一様磁場Ｂ
中に磁性体を挿入すると、その近傍では磁場が大きく乱
れる。そのため従来技術では、偏向パイプ８による一様
磁場Ｂの乱れが電子ｅの軌道に悪影響を及ぼし、不安定
な加速になってしまう場合があった。本実施例では、こ
の不安定な加速を防止することができる。
パイプ８が不必要であるため、ポールプレート２の直径
を従来技術より小さくできることである。同じ最大軌道
数（４０ターン）のマイクロトロンで比較したところ、
従来技術ではポールプレート直径が１８００［ｍｍ］で
あったのに対し、本実施例では１４５０［ｍｍ］であ
り、３５０［ｍｍ］小さくすることができた。また、本
実施例のもう一つの特徴は、図３に示すような偏向パイ
プ８が不必要であるため、偏向パイプ８による一様磁場
Ｂの乱れをなくすことができることである。一様磁場Ｂ
中に磁性体を挿入すると、その近傍では磁場が大きく乱
れる。そのため従来技術では、偏向パイプ８による一様
磁場Ｂの乱れが電子ｅの軌道に悪影響を及ぼし、不安定
な加速になってしまう場合があった。本実施例では、こ
の不安定な加速を防止することができる。
【００１２】以上、本発明の一実施例について述べた
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、以
下に示すような種々の構成でも可能である。例えば、上
記実施例では、加速空胴１を移動させる手段として、ラ
インストレッチャー４を用いたが、これは加速空胴１を
移動できるものであればどのような構成にしてもよい。
例えば、フレキシブル導波管を用いてもよい。また、上
記実施例では、取り出しパイプ７の材質として純鉄を用
いたが、これは一様磁場Ｂを遮蔽できる材質であれば何
を用いてもよい。また、上記実施例では、マイクロ波３
の周波数として３［ＧＨｚ］、一様磁場Ｂの強度として
０．１１［Ｔ］を選んだが、これもマイクロトロンの同
期条件を満たしていれば、どのような周波数、磁場強度
にしてもよい。例えば、マイクロ波３の周波数として４
［ＧＨｚ］、磁場強度として０．１５［Ｔ］を選び、加
速空胴１での電子ｅの一回当りの加速エネルギーを０．
５３７［ＭｅＶ］、電子ｅの軌道間隔を２３．８７［ｍ
ｍ］としてもよい。また、上記実施例では、加速空胴１
として直方体のものを用いたが、これに限ることなく実
施できる。例えば円筒型加速空胴を用いてもよい。要は
マイクロ波３の入力によって高周波加速電場Ｅがつくら
れる加速空胴１であればよい。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、以
下に示すような種々の構成でも可能である。例えば、上
記実施例では、加速空胴１を移動させる手段として、ラ
インストレッチャー４を用いたが、これは加速空胴１を
移動できるものであればどのような構成にしてもよい。
例えば、フレキシブル導波管を用いてもよい。また、上
記実施例では、取り出しパイプ７の材質として純鉄を用
いたが、これは一様磁場Ｂを遮蔽できる材質であれば何
を用いてもよい。また、上記実施例では、マイクロ波３
の周波数として３［ＧＨｚ］、一様磁場Ｂの強度として
０．１１［Ｔ］を選んだが、これもマイクロトロンの同
期条件を満たしていれば、どのような周波数、磁場強度
にしてもよい。例えば、マイクロ波３の周波数として４
［ＧＨｚ］、磁場強度として０．１５［Ｔ］を選び、加
速空胴１での電子ｅの一回当りの加速エネルギーを０．
５３７［ＭｅＶ］、電子ｅの軌道間隔を２３．８７［ｍ
ｍ］としてもよい。また、上記実施例では、加速空胴１
として直方体のものを用いたが、これに限ることなく実
施できる。例えば円筒型加速空胴を用いてもよい。要は
マイクロ波３の入力によって高周波加速電場Ｅがつくら
れる加速空胴１であればよい。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、偏向パイプを用いずに
複数種類のエネルギーの電子ビームを取り出すことがで
きるので、小型なマイクロトロン電子加速器を提供でき
るという効果がある。
複数種類のエネルギーの電子ビームを取り出すことがで
きるので、小型なマイクロトロン電子加速器を提供でき
るという効果がある。
【図１】本発明によるマイクロトロン電子加速器の一実
施例を示す構成図。
施例を示す構成図。
【図２】本発明によるマイクロトロン電子加速器の他の
実施例を示す構成図。
実施例を示す構成図。
【図３】従来のマイクロトロン電子加速器の構成図。
１…加速空胴 ２…電磁石のポー
ルプレート ３…マイクロ波 ４…ラインストレ
ッチャー ５…電子銃 ６…ビーム通過孔 ７…取り出しパイプ ８…偏向パイプ ９…電子軌道
ルプレート ３…マイクロ波 ４…ラインストレ
ッチャー ５…電子銃 ６…ビーム通過孔 ７…取り出しパイプ ８…偏向パイプ ９…電子軌道
Claims (4)
- 【請求項１】マイクロ波を入力し高周波加速電場をつく
る加速空胴を一様磁場内に配置し、上記磁場Ｂと電場Ｅ
により電子を円軌道運動させて加速するマイクロトロン
電子加速器において、上記加速空胴を上記一様磁場内で
移動する手段を設けて構成したことを特徴とするマイク
ロトロン電子加速器。 - 【請求項２】請求項１記載のマイクロトロン電子加速器
において、上記円軌道運動をしている電子を取り出す取
り出しパイプを上記一様磁場内に固定して設けたことを
特徴とするマイクロトロン電子加速器。 - 【請求項３】請求項２記載のマイクロトロン電子加速器
において、上記取り出しパイプが１個であることを特徴
とするマイクロトロン電子加速器。 - 【請求項４】請求項２記載のマイクロトロン電子加速器
において、上記取り出しパイプの入り口が上記加速空胴
の移動線上に配置されたことを特徴とするマイクロトロ
ン電子加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274687A JPH06124799A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | マイクロトロン電子加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274687A JPH06124799A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | マイクロトロン電子加速器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124799A true JPH06124799A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17545167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4274687A Pending JPH06124799A (ja) | 1992-10-14 | 1992-10-14 | マイクロトロン電子加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06124799A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114486961A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 上海交通大学 | 多能段易操控超快电子衍射装置 |
-
1992
- 1992-10-14 JP JP4274687A patent/JPH06124799A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114486961A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 上海交通大学 | 多能段易操控超快电子衍射装置 |
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