JPH06181100A - 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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- JPH06181100A JPH06181100A JP4334082A JP33408292A JPH06181100A JP H06181100 A JPH06181100 A JP H06181100A JP 4334082 A JP4334082 A JP 4334082A JP 33408292 A JP33408292 A JP 33408292A JP H06181100 A JPH06181100 A JP H06181100A
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- JP
- Japan
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- electron
- cavity
- electron beam
- microtron
- passage hole
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H13/00—Magnetic resonance accelerators; Cyclotrons
- H05H13/10—Accelerators comprising one or more linear accelerating sections and bending magnets or the like to return the charged particles in a trajectory parallel to the first accelerating section, e.g. microtrons or rhodotrons
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】マイクロ波を入力されて高周波電界Ｅを作る加
速空胴を磁界Ｂ内に配置し、電界Ｅと磁界Ｂにより電子
を円軌道運動させて加速をするマイクロトロン電子加速
器において、カソード材蒸発による加速空胴内面の汚れ
を低減できる構成を実現すること。 【構成】カソード４とアノード５からなる電子源を加速
空胴１の壁面の外側に配置し、空胴壁面に設けた３個の
電子ビーム通過孔６１、６２、６３を介して、電子をカ
ソード→第１のビーム通過孔６１→空胴内→第２のビー
ム通過孔６２→空胴外→第１のビーム通過孔６１→空胴
内→第３のビーム通過孔６３→空胴外なる経路で円軌道
運動させる構成とする。 【効果】空胴内面の汚れの低減により加速空胴の経時変
化による特性劣化を防止できる。
速空胴を磁界Ｂ内に配置し、電界Ｅと磁界Ｂにより電子
を円軌道運動させて加速をするマイクロトロン電子加速
器において、カソード材蒸発による加速空胴内面の汚れ
を低減できる構成を実現すること。 【構成】カソード４とアノード５からなる電子源を加速
空胴１の壁面の外側に配置し、空胴壁面に設けた３個の
電子ビーム通過孔６１、６２、６３を介して、電子をカ
ソード→第１のビーム通過孔６１→空胴内→第２のビー
ム通過孔６２→空胴外→第１のビーム通過孔６１→空胴
内→第３のビーム通過孔６３→空胴外なる経路で円軌道
運動させる構成とする。 【効果】空胴内面の汚れの低減により加速空胴の経時変
化による特性劣化を防止できる。
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、特に小型で高エネルギーな電子ビームを安定
に得るのに好適な電子源、加速空胴とその他の条件に関
する。
器に係り、特に小型で高エネルギーな電子ビームを安定
に得るのに好適な電子源、加速空胴とその他の条件に関
する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロトロン電子加速器とはマイクロ
波で電子を加速するものである。従来のマイクロトロン
電子加速器の構成は以下のようになっていた。図６に示
すように、一様磁界Ｂを作る電磁石２と、マイクロ波３
の入力により高周波加速電界Ｅを作る加速空胴１とから
構成されている。この加速空胴１の内面には熱カソード
４が設けられており、電子ｅは加速空胴１内の高周波加
速電界Ｅによって熱カソード４から引き出され、加速さ
れる。同時に一様磁界Ｂによって偏向されて加速空胴１
に設けられた電子ビーム通過孔６３から一様磁界Ｂ領域
に出射する。出射した電子ｅは円軌道９１を描いて電子
ビーム通過孔６１から加速空胴１内に入射する。ここ
で、電子ｅは高周波加速電界Ｅによってさらに加速され
て電子ビーム通過孔６３から一様磁界Ｂ領域に出射し、
より大きな円軌道９２を描いて電子ビーム通過孔６１か
ら加速空胴１内へ再入射する。この動作が繰り返され、
最終円軌道９６上に設置された取り出しパイプ８によっ
て電子ｅは所望のエネルギーとなって外部へ取り出され
る。なお、図６に示す構成では出力電流が少ないことか
ら、加速空胴１内のカソ−ド４を置く面に傾斜をもたせ
ることにより有効カソ−ド面積を増加し、出力電流を増
加させるものが特公平１−３１６８０号に提案されてい
る。
波で電子を加速するものである。従来のマイクロトロン
電子加速器の構成は以下のようになっていた。図６に示
すように、一様磁界Ｂを作る電磁石２と、マイクロ波３
の入力により高周波加速電界Ｅを作る加速空胴１とから
構成されている。この加速空胴１の内面には熱カソード
４が設けられており、電子ｅは加速空胴１内の高周波加
速電界Ｅによって熱カソード４から引き出され、加速さ
れる。同時に一様磁界Ｂによって偏向されて加速空胴１
に設けられた電子ビーム通過孔６３から一様磁界Ｂ領域
に出射する。出射した電子ｅは円軌道９１を描いて電子
ビーム通過孔６１から加速空胴１内に入射する。ここ
で、電子ｅは高周波加速電界Ｅによってさらに加速され
て電子ビーム通過孔６３から一様磁界Ｂ領域に出射し、
より大きな円軌道９２を描いて電子ビーム通過孔６１か
ら加速空胴１内へ再入射する。この動作が繰り返され、
最終円軌道９６上に設置された取り出しパイプ８によっ
て電子ｅは所望のエネルギーとなって外部へ取り出され
る。なお、図６に示す構成では出力電流が少ないことか
ら、加速空胴１内のカソ−ド４を置く面に傾斜をもたせ
ることにより有効カソ−ド面積を増加し、出力電流を増
加させるものが特公平１−３１６８０号に提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
はカソードが加速空胴の内面に設けられているため、カ
ソードの加熱によって蒸発したカソード材が加速空胴内
面に付着し易かった。そのために加速空胴内面が汚れ、
その結果加速空胴のＱ値が下がって電子を十分に加速で
きなくなったり耐圧不良による放電を起こしたりすると
いう問題が生じていた。したがって、従来技術では加速
空胴の初期特性は十分であっても、経時変化によって加
速空胴の特性が劣化していくという問題があり、大電流
の電子ビームが得られないという問題があった。
はカソードが加速空胴の内面に設けられているため、カ
ソードの加熱によって蒸発したカソード材が加速空胴内
面に付着し易かった。そのために加速空胴内面が汚れ、
その結果加速空胴のＱ値が下がって電子を十分に加速で
きなくなったり耐圧不良による放電を起こしたりすると
いう問題が生じていた。したがって、従来技術では加速
空胴の初期特性は十分であっても、経時変化によって加
速空胴の特性が劣化していくという問題があり、大電流
の電子ビームが得られないという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、従来技術における上記問
題を解決し、加速空胴内面のカソード材蒸発による汚れ
を低減できる構成を備えた、大電流ビームを安定に加速
することが可能なマイクロトロン電子加速器を提供する
ことにある。
題を解決し、加速空胴内面のカソード材蒸発による汚れ
を低減できる構成を備えた、大電流ビームを安定に加速
することが可能な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、マイクロ波を入力されて高周波
電界Ｅを作る加速空胴を一様磁界Ｂ内に配置し、これら
の磁界Ｂと電界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、（イ）カソード
と、このカソードから引き出された電子ビームを通過さ
せる微細孔を有するアノードとから成る電子源を加速空
胴の壁面の外側に配置し、（ロ）空胴内電界Ｅの強さが
増減する方向での上記電子源配置位置を挾む位置の壁面
に第１の電子ビーム通過孔と第２の電子ビーム通過孔を
設け、上記第１の電子ビーム通過孔と空胴の空間部を介
して対向する位置の壁面に第３の電子ビーム通過孔を設
ける構成とする。さらに，加速空胴の大きさや一様磁界
Ｂ等について，安定に電子ビームを得るための最適条件
を考慮した構成としている。
に、本発明においては、マイクロ波を入力されて高周波
電界Ｅを作る加速空胴を一様磁界Ｂ内に配置し、これら
の磁界Ｂと電界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、（イ）カソード
と、このカソードから引き出された電子ビームを通過さ
せる微細孔を有するアノードとから成る電子源を加速空
胴の壁面の外側に配置し、（ロ）空胴内電界Ｅの強さが
増減する方向での上記電子源配置位置を挾む位置の壁面
に第１の電子ビーム通過孔と第２の電子ビーム通過孔を
設け、上記第１の電子ビーム通過孔と空胴の空間部を介
して対向する位置の壁面に第３の電子ビーム通過孔を設
ける構成とする。さらに，加速空胴の大きさや一様磁界
Ｂ等について，安定に電子ビームを得るための最適条件
を考慮した構成としている。
【０００６】
【作用】カソードとアノードとから成る電子源を加速空
胴の壁面の外側に配置しても、電子の一様磁界内での円
軌道を利用することにより、カソードから放出された電
子を加速空胴内に入射させることができるようになる。
これにより、加速空胴内面のカソード材蒸発による汚れ
を低減することができる。さらに、カソードの前面にア
ノードを設けることによって、蒸発したカソード材の多
くがアノードに付着するようになるので、これによって
も加速空胴内面の汚れを低減することができる。その結
果、安定な電子ビームを得ることができる。
胴の壁面の外側に配置しても、電子の一様磁界内での円
軌道を利用することにより、カソードから放出された電
子を加速空胴内に入射させることができるようになる。
これにより、加速空胴内面のカソード材蒸発による汚れ
を低減することができる。さらに、カソードの前面にア
ノードを設けることによって、蒸発したカソード材の多
くがアノードに付着するようになるので、これによって
も加速空胴内面の汚れを低減することができる。その結
果、安定な電子ビームを得ることができる。
【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は本発明の一実施例を示すマイクロトロン電子
加速器の構成図である。まず、本実施例では、３ＧＨｚ
で共振する直方体の加速空胴１が一様磁界Ｂをつくる電
磁石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３ＧＨｚの高周波加速電界Ｅがつ
くられる。また、この加速空胴１の壁面の外側には、同
軸状に形成されたカソード４とアノード５より成る電子
源が設けられている。具体的には、カソード４は円柱状
の支持棒の一部に取り付けられており、またアノード５
は円筒状になっていて電子ビームが通過する小さな穴が
一ヵ所設けられている。また、この加速空胴１には、加
速された電子ビームが通過する第１の電子ビーム通過孔
６１、第２の電子ビーム通過孔６２、第３の電子ビーム
通過孔６３が設けられている。ここで、第１の電子ビー
ム通過孔６１は、電子源配置位置近傍の高周波電界Ｅが
強い方の壁面に、第２の電子ビーム通過孔６２は同じく
高周波電界Ｅが弱い方の壁面に、そして第３の電子ビー
ム通過孔６３は、空胴の空間部を介して上記第１の電子
ビーム通過孔６１と対向する壁面位置に設けられてい
る。また、一様磁界Ｂ内には、移動可能な偏向パイプ７
と、電子ビームを外部へ取り出すための取り出しパイプ
８が設けられている。
る。図１は本発明の一実施例を示すマイクロトロン電子
加速器の構成図である。まず、本実施例では、３ＧＨｚ
で共振する直方体の加速空胴１が一様磁界Ｂをつくる電
磁石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３ＧＨｚの高周波加速電界Ｅがつ
くられる。また、この加速空胴１の壁面の外側には、同
軸状に形成されたカソード４とアノード５より成る電子
源が設けられている。具体的には、カソード４は円柱状
の支持棒の一部に取り付けられており、またアノード５
は円筒状になっていて電子ビームが通過する小さな穴が
一ヵ所設けられている。また、この加速空胴１には、加
速された電子ビームが通過する第１の電子ビーム通過孔
６１、第２の電子ビーム通過孔６２、第３の電子ビーム
通過孔６３が設けられている。ここで、第１の電子ビー
ム通過孔６１は、電子源配置位置近傍の高周波電界Ｅが
強い方の壁面に、第２の電子ビーム通過孔６２は同じく
高周波電界Ｅが弱い方の壁面に、そして第３の電子ビー
ム通過孔６３は、空胴の空間部を介して上記第１の電子
ビーム通過孔６１と対向する壁面位置に設けられてい
る。また、一様磁界Ｂ内には、移動可能な偏向パイプ７
と、電子ビームを外部へ取り出すための取り出しパイプ
８が設けられている。
【０００８】まず、本構成での動作について説明する。
カソード４とアノード５の電位差によって、加熱された
カソード４から熱電子ｅが引き出される。引き出された
電子ｅは電磁石２のつくる一様磁界Ｂによって円軌道９
０Ａを描いた後、第１の電子ビーム通過孔６１から加速
空胴１内に入射する。加速空胴１内には、一様磁界Ｂに
加えて３ＧＨｚの高周波加速電界Ｅが存在しているた
め、電子ｅは一様磁界Ｂによって偏向されると同時に高
周波加速電界Ｅによって加速される。そして、第２の電
子ビーム通過孔６２から一様磁界Ｂ領域に出射する。出
射した電子ｅは円軌道９０Ｂを描いて第１の電子ビーム
通過孔６１から再び加速空胴１内に入射する。ここで電
子ｅは高周波加速電界Ｅによってさらに加速されて第３
の電子ビーム通過孔６３から一様磁界Ｂ領域に出射し、
より大きな円軌道９１を描いて第１の電子ビーム通過孔
６１から加速空胴１内に再入射する。このような動作が
繰り返され、電子ｅは所望のエネルギーに達する。所望
のエネルギーに達した電子ｅは、その円軌道９１〜９６
上に設置された移動可能な偏向パイプ７によって偏向さ
れ、取り出しパイプ８によって外部へ取り出される。
カソード４とアノード５の電位差によって、加熱された
カソード４から熱電子ｅが引き出される。引き出された
電子ｅは電磁石２のつくる一様磁界Ｂによって円軌道９
０Ａを描いた後、第１の電子ビーム通過孔６１から加速
空胴１内に入射する。加速空胴１内には、一様磁界Ｂに
加えて３ＧＨｚの高周波加速電界Ｅが存在しているた
め、電子ｅは一様磁界Ｂによって偏向されると同時に高
周波加速電界Ｅによって加速される。そして、第２の電
子ビーム通過孔６２から一様磁界Ｂ領域に出射する。出
射した電子ｅは円軌道９０Ｂを描いて第１の電子ビーム
通過孔６１から再び加速空胴１内に入射する。ここで電
子ｅは高周波加速電界Ｅによってさらに加速されて第３
の電子ビーム通過孔６３から一様磁界Ｂ領域に出射し、
より大きな円軌道９１を描いて第１の電子ビーム通過孔
６１から加速空胴１内に再入射する。このような動作が
繰り返され、電子ｅは所望のエネルギーに達する。所望
のエネルギーに達した電子ｅは、その円軌道９１〜９６
上に設置された移動可能な偏向パイプ７によって偏向さ
れ、取り出しパイプ８によって外部へ取り出される。
【０００９】以上の構成における最適な条件を、計算機
シミュレーションで電子軌道解析することによって求め
た。その結果、次のようにすればよいことがわかった。
図１の加速空胴１の詳細な構成を図２に示す。まず、直
方体加速空胴１のｂ寸法の最適値を計算機シミュレーシ
ョンによって求めた結果を図３に示す。ここで、図中の
安定加速電子数とは、電子のカソード出射角度と初期入
射位相を細かく変化させて電子軌道解析したときに、所
望のエネルギーを得ることのできた電子数のことであ
る。ただし、カソード出射角度とは高周波電界Ｅの方向
を０度としたときの電子の出射方向であり、初期入射位
相とは電子が加速空胴内に初めて入射したときのマイク
ロ波の位相のことである。シミュレーションにおいて
は、カソード出射角度を２５０〜３６０度の中の最適な
８０度範囲で５度ずつ、初期入射位相を０〜３６０度の
範囲で２度ずつ変化させて、合計３０６０通りの電子の
軌道を計算している。図３より、ビーム電流が多く得ら
れるためのｂ寸法の範囲は１８〜２８ｍｍであることが
分かった。また、直方体加速空胴１のａ寸法もシミュレ
ーションの結果、７０〜９０ｍｍの範囲が適しているこ
とが分かった。次に、一様磁界Ｂ強度の最適値を計算機
シミュレーションによって求めた結果を図４に示す。そ
の結果、０．１７〜０．２３Ｔの範囲が適していること
がわかった。以上のシミュレーション結果に基づき、本
実施例では装置を以下のように構成した。まず加速空胴
の寸法は、ａ寸法を８０ｍｍ、ｂ寸法を２４ｍｍとし
た。また、一様磁界Ｂ強度は０．１９４Ｔとした。
シミュレーションで電子軌道解析することによって求め
た。その結果、次のようにすればよいことがわかった。
図１の加速空胴１の詳細な構成を図２に示す。まず、直
方体加速空胴１のｂ寸法の最適値を計算機シミュレーシ
ョンによって求めた結果を図３に示す。ここで、図中の
安定加速電子数とは、電子のカソード出射角度と初期入
射位相を細かく変化させて電子軌道解析したときに、所
望のエネルギーを得ることのできた電子数のことであ
る。ただし、カソード出射角度とは高周波電界Ｅの方向
を０度としたときの電子の出射方向であり、初期入射位
相とは電子が加速空胴内に初めて入射したときのマイク
ロ波の位相のことである。シミュレーションにおいて
は、カソード出射角度を２５０〜３６０度の中の最適な
８０度範囲で５度ずつ、初期入射位相を０〜３６０度の
範囲で２度ずつ変化させて、合計３０６０通りの電子の
軌道を計算している。図３より、ビーム電流が多く得ら
れるためのｂ寸法の範囲は１８〜２８ｍｍであることが
分かった。また、直方体加速空胴１のａ寸法もシミュレ
ーションの結果、７０〜９０ｍｍの範囲が適しているこ
とが分かった。次に、一様磁界Ｂ強度の最適値を計算機
シミュレーションによって求めた結果を図４に示す。そ
の結果、０．１７〜０．２３Ｔの範囲が適していること
がわかった。以上のシミュレーション結果に基づき、本
実施例では装置を以下のように構成した。まず加速空胴
の寸法は、ａ寸法を８０ｍｍ、ｂ寸法を２４ｍｍとし
た。また、一様磁界Ｂ強度は０．１９４Ｔとした。
【００１０】本実施例の特徴は、加速空胴１内での電子
ｅの１回当たりの加速（エネルギーゲイン）を大きくで
きることである。本実施例では１回当たり０．９２５Ｍ
ｅＶのエネルギーゲインを得た。また、本実施例では、
偏向パイプ７を移動することによって複数種類のエネル
ギーの電子ビームを一ヵ所の取り出しパイプ８から取り
出すことができる。具体的には、２２回までの加速を可
能とすることにより、４．１１４〜２０．７６４ＭｅＶ
の広い範囲にわたる運動エネルギーの電子ビームを０．
９２５ＭｅＶ毎に取り出すことができる。このときに取
り出し得た電子ビーム電流量は、４．１１４ＭｅＶのと
き約１５０ｍＡ、２０．７６４ＭｅＶのとき約２０ｍＡ
であった。また、図５に示すように、マイクロトロン電
子加速器１０１から取り出した電子ビームを四極子レン
ズや偏向器等を用いて搬送し、電子ビームそのままもし
くはＸ線１０５に変換して患者１０２に照射するように
構成し、医療として用いることもできる。
ｅの１回当たりの加速（エネルギーゲイン）を大きくで
きることである。本実施例では１回当たり０．９２５Ｍ
ｅＶのエネルギーゲインを得た。また、本実施例では、
偏向パイプ７を移動することによって複数種類のエネル
ギーの電子ビームを一ヵ所の取り出しパイプ８から取り
出すことができる。具体的には、２２回までの加速を可
能とすることにより、４．１１４〜２０．７６４ＭｅＶ
の広い範囲にわたる運動エネルギーの電子ビームを０．
９２５ＭｅＶ毎に取り出すことができる。このときに取
り出し得た電子ビーム電流量は、４．１１４ＭｅＶのと
き約１５０ｍＡ、２０．７６４ＭｅＶのとき約２０ｍＡ
であった。また、図５に示すように、マイクロトロン電
子加速器１０１から取り出した電子ビームを四極子レン
ズや偏向器等を用いて搬送し、電子ビームそのままもし
くはＸ線１０５に変換して患者１０２に照射するように
構成し、医療として用いることもできる。
【００１１】本実施例によれば、カソード４とアノード
５とから成る電子源を加速空胴１の壁面の外側に配置
し、また、蒸発したカソード材の多くがアノード５に付
着するようにしたため、加速空胴１内面のカソード材蒸
発による汚れを著しく低減することができた。その結
果、加速空胴１の経時変化による特性劣化を防止するこ
とができた。さらに、構成要素の寸法や動作条件を最適
範囲内に設定したのでより安定に電子ビームを得ること
ができた。
５とから成る電子源を加速空胴１の壁面の外側に配置
し、また、蒸発したカソード材の多くがアノード５に付
着するようにしたため、加速空胴１内面のカソード材蒸
発による汚れを著しく低減することができた。その結
果、加速空胴１の経時変化による特性劣化を防止するこ
とができた。さらに、構成要素の寸法や動作条件を最適
範囲内に設定したのでより安定に電子ビームを得ること
ができた。
【００１２】以上、本発明の実施例について述べたが、
本発明はこの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を採ることも可能である。例え
ば、上記実施例では、カソード４とアノード５とを同軸
状に形成したが、カソード４とアノード５の電位差によ
ってカソード４から電子ｅが引き出されるものであれば
どのような構成にしてもよい。また、上記実施例では、
マイクロ波３の周波数として３ＧＨｚを用いたが、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
な周波数にしてもよい。また、加速空胴１の形状も直方
体に限るものではない。要はマイクロ波の入力によって
空胴内部に高周波加速電界Ｅが作られる加速空胴であれ
ばよい。また、電子ビームの取り出し機構についても、
上記実施例では移動可能な偏向パイプ７と固定した取り
出しパイプ８で構成したがこれに限るものではない。ま
た、上記実施例では、装置を医療用として用いたが、こ
れに限ることなく、例えば、ＳＯＲリングのインジェク
ターとして用いてもよい。
本発明はこの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を採ることも可能である。例え
ば、上記実施例では、カソード４とアノード５とを同軸
状に形成したが、カソード４とアノード５の電位差によ
ってカソード４から電子ｅが引き出されるものであれば
どのような構成にしてもよい。また、上記実施例では、
マイクロ波３の周波数として３ＧＨｚを用いたが、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
な周波数にしてもよい。また、加速空胴１の形状も直方
体に限るものではない。要はマイクロ波の入力によって
空胴内部に高周波加速電界Ｅが作られる加速空胴であれ
ばよい。また、電子ビームの取り出し機構についても、
上記実施例では移動可能な偏向パイプ７と固定した取り
出しパイプ８で構成したがこれに限るものではない。ま
た、上記実施例では、装置を医療用として用いたが、こ
れに限ることなく、例えば、ＳＯＲリングのインジェク
ターとして用いてもよい。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、カソード材蒸発による
加速空胴内面の汚れを著しく低減できるので、加速空胴
の経時変化による特性劣化を防止できるという顕著な効
果が得られる。また、加速空胴内での電子の１回当たり
の加速エネルギーを大きくすることができるので、装置
の小型化、高エネルギー化に寄与できるという効果も得
られる。さらには、最適な構成と動作条件に設定したの
で電子ビームが安定に得られるという効果も得られる。
加速空胴内面の汚れを著しく低減できるので、加速空胴
の経時変化による特性劣化を防止できるという顕著な効
果が得られる。また、加速空胴内での電子の１回当たり
の加速エネルギーを大きくすることができるので、装置
の小型化、高エネルギー化に寄与できるという効果も得
られる。さらには、最適な構成と動作条件に設定したの
で電子ビームが安定に得られるという効果も得られる。
【図１】本発明の一実施例になるマイクロトロンの構成
図。
図。
【図２】図１の構成における加速空胴の詳細構造説明
図。
図。
【図３】図１の構成における最適条件についての説明
図。
図。
【図４】図１の構成における最適条件についてのもう一
つの説明図。
つの説明図。
【図５】本発明の応用例を示す装置構成図。
【図６】従来のマイクロトロンの構成図。
１…加速空胴、 ２…電磁石、 ３…マイクロ波、 ４…カソード、 ５…アノード、 ６１、６２、６３…電子ビーム通過孔、 ７…偏向パイプ、 ８…取り出しパイプ、 ９０Ａ、９０Ｂ…初期円軌道、 ９１〜９６…第１〜第６円軌道、 １０１…マイクロトロン電子加速器、 １０２…患者、 １０３…治療台、 １０４…ガントリー、 １０５…電子ビーム、またはＸ線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小柳 慶二 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 三浦 一朗 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内 (72)発明者 西村 正俊 東京都千代田区内神田１丁目１番14号 株 式会社日立メディコ内
Claims (8)
- 【請求項１】マイクロ波を入力されて高周波電界Ｅをつ
くる加速空胴を一様磁界Ｂ内に配置し、これらの磁界Ｂ
と電界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、カソードと、このカソー
ドから引き出された電子ビームを通過させる微細孔を有
するアノードとから成る電子源を加速空胴の壁面の外側
に配置し、空胴内電界Ｅの強さが増減する方向での上記
電子源配置位置を挾む位置の壁面に第１の電子ビーム通
過孔と第２の電子ビーム通過孔を設け、上記第１の電子
ビーム通過孔と空胴の空間部を介して対向する位置の壁
面に第３の電子ビーム通過孔を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２】請求項１記載のマイクロトロン電子加速器
において、前記カソードから放出された電子ビームは前
記第１の電子ビーム通過孔から空胴内に入射し、次に第
２の電子ビーム通過孔から空胴外に出射し、再び第１の
電子ビーム通過孔から空胴内に入射し、そして第３の電
子ビーム通過孔から空胴外に出射するようにしたことを
特徴とするマイクロトロン電子加速器。 - 【請求項３】請求項１または２に記載のマイクロトロン
電子加速器において、前記一様磁界Ｂの強度を０．１７
〜０．２３Ｔの範囲に設定す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１から３のいずれかに記載のマイク
ロトロン電子加速器において、前記電子源をカソードと
アノードとが同軸状に形成されている構成にしたことを
特徴とするマイクロトロン電子加速器。 - 【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載のマイク
ロトロン電子加速器において、前記加速空胴を直方体で
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６】請求項５記載のマイクロトロン電子加速器
において、前記直方体の加速空胴の寸法をマイクロ波進
行方向に７０〜９０ｍｍ、高周波電界Ｅの方向に１８〜
２８ｍｍの範囲で構成することを特徴とするマイクロト
ロン電子加速器。 - 【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載のマイク
ロトロン電子加速器において、前記マイクロ波の周波数
を２．５〜３．５ＧＨｚの範囲に設定することを特徴と
するマイクロトロン電子加速器。 - 【請求項８】請求項１から７のいずれかに記載のマイク
ロトロン電子加速器が医療用であることを特徴とするマ
イクロトロン電子加速器。
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