JPH06151096A

JPH06151096A - 加速器用ビームダクト

Info

Publication number: JPH06151096A
Application number: JP29678992A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tadokoro; 昌宏田所; Kazuo Hiramoto; 和夫平本; 淳一 ▲廣▼田; Junichi Hirota
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1992-11-06
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【構成】ビームダクトに取り付けられた１ターンコイル
で構成された横方向偏向磁場を発生するビームダクトで
ある。１はビームダクト、２はビームダクト１に取り付
けられたコイル、３はコイルに電流を流す電源である。
このように構成した場合、断面ａ−ａ断面では、図中４
に示すよう偏向磁場が発生する。荷電粒子ビームを電子
５として、６の方向に飛んで行くと、電子ビームは７の
方向に偏向される。また、電源の極性を変えることによ
り逆方向に偏向される。【効果】ビームダクトにコイルを取り付けることによ
り、磁場の補正，軌道の補正が簡単に行える。また、ビ
ームダクト単独，電磁石との組み合わせでも使用でき
る。さらに、設置面積が少なく、構成が簡単なので、円
形加速器の小型化，円形加速器の組立の容易さに貢献で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子ビームを周回
させる円形加速器のビームダクトに関する。

【０００２】

【従来の技術】荷電粒子ビームを周回させる円形加速器
では、各種電磁石の設置誤差による励磁量の変化や設定
励磁量からのずれにより、設計軌道より実際のビーム軌
道がずれることがある。このビーム軌道のずれが生じた
場合、蓄積電流の減少，蓄積時間の短縮が生じる。ま
た、非常に大きい場合は、ビームを蓄積できない状態に
なる。

【０００３】この対策として、従来は、各種電磁石に磁
場補正用コイルを巻いたり、軌道補正用の電磁石を追加
設置していた。

【０００４】上記従来技術については、荷電粒子蓄積リ
ング用偏向磁石（特開平1−209700号公報）三菱電気
（株）松田哲也他に述べられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、電磁石
に直接磁場補正用のコイルを巻き付けるため、製作に手
間がかかる、補正用のコイルにより特に偏向電磁石で
は、そのギャップ幅が広くなる等の問題があった。ま
た、磁場の乱れによる軌道のずれを補正するため、軌道
補正用磁石を設置する必要があり装置が大型化するとい
う問題があった。

【０００６】本発明の第１の目的は、製作が容易であ
り、簡単に磁場の補正及び発生ができる方法を提供する
ことにある。

【０００７】本発明の第２の目的は、従来円形加速器に
使用される電磁石の数を低減し、小型の円形加速器を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ビーム
ダクトに直接磁場発生用コイルを設置し、そのコイルの
配置及び通電方法を変化させることにより、各種の磁場
成分を発生させることにより達成される。

【０００９】

【作用】本発明では、ビームダクトに設置されたコイル
により磁場を形成し、磁場の補正として使用したり、軌
道の補正、或いは、多極磁場の生成により円形加速器に
使用する多極成分発生用電磁石の低減を図ることができ
る。また設置面積をとらないので円形加速器を小型にで
きる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

【００１１】図１は、ビームダクトに取り付けられた１
ターンコイルで構成された横方向偏向磁場を発生するビ
ームダクトである。図中、１はビームダクト、２はビー
ムダクト１に取り付けられたコイル、３はコイルに電流
を流す電源である。以上のよう構成した場合、断面ａ−
ａ断面では、図中４に示すよう偏向磁場が発生する。荷
電粒子ビームを電子５として、６の方向に飛んで行く
と、電子ビームは７の方向に偏向される。また、電源の
極性を変えることにより逆方向に偏向される。

【００１２】図２は、縦方向磁場を発生するビームダク
トである。構成要素は図１と同様である。断面ｂ−ｂ断
面では、図中８に示すよう偏向磁場が発生する。荷電粒
子ビームを電子５として、９の方向に飛んで行くと、電
子ビームは１０の方向に偏向される。また、電源の極性
を変えることにより逆方向に偏向される。

【００１３】図３は、ビームダクトに取り付けられた１
ターンコイルで構成された４極磁場を発生するビームダ
クトである。図１，図２と同様の構成要素である。断面
ｃ−ｃ断面では、図中１１に示すよう４極磁場が発生す
る。荷電粒子ビームを電子５として、６の方向に飛んで
行くと、電子ビームは図中上下方向に集束、左右方向に
発散する。また、電源の極性を変えることで、電子ビー
ムは、上下方向に発散、左右方向に集束する。

【００１４】図１，図２，図３に示した実施例は１ター
ンコイルであるが、１ターン以上でも同様である。ま
た、コイルの取り付け方は、上記以外でも良い。

【００１５】次に、本ビームダクトを円形加速器に組み
込んだ場合の実施例について述べる。

【００１６】図４に円形加速器の構成を示す。線形加速
器４０から出射された荷電粒子ビーム４７は、入射器４
１により円形加速器に入射された後、偏向電磁石４２を
通過し、高周波加速空胴４３でエネルギを与えられ円形
加速器内を周回することで蓄積される。４４，４５，４
６は本発明のビームダクトでありそれぞれ４４は４極磁
場発生用、４５は横方向軌道補正用の偏向磁場を発生す
る、４６は縦方向軌道補正用の偏向磁場を発生するビー
ムダクトである。このように構成することにより従来使
用していた４極磁石，軌道補正用磁石が必要なくなる。
また、ビームダクトにコイルを巻き付けているため、設
置面積も少なく、ビームダクトの取り付けの際も位置を
合わせるだけで良いので簡単に円形加速器が構成でき
る。

【００１７】次に偏向電磁石の部分に本発明のビームダ
クトを使用した場合の実施例について述べる。偏向電磁
石に使用する場合、偏向電磁石の磁場補正、偏向磁石に
磁場勾配を持たせるという二つの使用方法がある。

【００１８】初めに偏向電磁石の磁場の補正に使用した
場合について述べる。

【００１９】図５は偏向電磁石に本ビームダクトを組み
合わせたときの断面図を示す。５０は偏向電磁石の鉄
心、５１は同コイル、５２はビームダクト５３はビーム
ダクトに取り付けられたコイルである。電磁石鉄心に巻
き付けられたコイル５１を通電することにより励磁さ
れ、磁場は５４方向に発生する。紙面方向に進行する電
子ビーム５６は電磁力により５５方向に偏向される。磁
石の水平方向中心Ｂの磁場は、垂直中心Ａから遠くなる
につれ、若干ながら磁場が変化する。これをコイル５３
を励磁することにより防ぐことができる。従って、水平
方向Ｂで磁場の一様性を向上することができる。また、
偏向磁石のギャップ幅を大きくすることなく取り付けが
行える。

【００２０】次に偏向電磁石に磁場勾配を持たせる方法
について述べる。

【００２１】図６は偏向電磁石に本ビームダクトを組み
合わせたときの断面を示す。５０は偏向電磁石の鉄心、
５１は同コイル、５２はビームダクト５３はビームダク
トに取り付けられたコイルである。電磁石鉄心に巻き付
けられたコイル５１を通電することにより励磁され、磁
場は５４方向に発生する。紙面方向に進行する電子ビー
ム５６は電磁力により５５方向に偏向される。コイル５
３を励磁すると６１に示すよう４極磁場が発生し、電子
ビームは偏向磁場と４極磁場を受け、偏向及び集束作用
を受ける。この場合も前例同様、偏向磁石のギャップ幅
を大きくすることなく取り付けが行える。また、図６に
示す方法を使用すれば、従来のように４極磁石を単独に
設置することはないので、円形加速器の小型化にも貢献
できる。なお、本発明では、荷電粒子ビームとして電子
ビームを用いたが、荷電粒子ビームであれば良い。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、ビームダクトにコイル
を取り付けることにより、磁場の補正，軌道の補正が簡
単に行える。また、ビームダクト単独，電磁石との組み
合わせでも使用できる。さらに、設置面積が少なく、構
成が簡単なので、円形加速器の小型化，円形加速器の組
立の容易さに貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】横方向磁場を発生させるビームダクトの説明
図。

【図２】縦方向磁場を発生させるビームダクトの説明
図。

【図３】４極磁場を発生させるビームダクトの説明図。

【図４】円形加速器の構成を示す説明図。

【図５】偏向電磁石の磁場を補正する場合の説明図。

【図６】偏向電磁石の磁場に磁場勾配を持たせる場合の
説明図。

【符号の説明】

１…ビームダクト、２…コイル、３…電源、４…偏向磁
場、５…電子ビーム、４０…線形加速器、４１…入射
器、４２…偏向電磁石、４３…高周波加速空洞、５０…
偏向電磁石鉄心、５１…偏向電磁石コイル、５２…ビー
ムダクト、５３…コイル、５６…電子ビーム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加速器に使用されるビームダクトにおい
て、その壁面に１ターンもしくはそれ以上のコイル設置
したことを特徴とするビームダクト。
【請求項２】加速器に使用されるビームダクトにおい
て、前記ビームダクトとコイルを一体化したことを特徴
とするビームダクト。
【請求項３】請求項１または２において、偏向磁場成分
を発生させるコイルを備えたビームダクト。
【請求項４】請求項１または２において、偏向磁場成分
もしくはそれ以上の多極磁場成分を発生させるコイルを
備えたビームダクト。
【請求項５】請求項１または２において、前記ビームダ
クトを１個もしくはそれ以上備える円形加速器。
【請求項６】請求項１または２において、前記ビームダ
クトを１個もしくはそれ以上備えることにより四極また
はそれ以上の極を持つ電磁石または軌道補正用電磁石を
低減した円形加速器。
【請求項７】請求項１または２において、偏向電磁石の
ビームダクトに前記ビームダクト使用することにより、
偏向磁場に磁場勾配を与える円形加速器。
【請求項８】加速器に使用されるビームダクトにおい
て、電磁石のギャップ幅または、ボア径を広げることな
く補正用コイルを設置することを特徴とするビームダク
ト。