JPH0668997A - シンクロトロン磁場制御装置 - Google Patents
シンクロトロン磁場制御装置Info
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- JPH0668997A JPH0668997A JP21940692A JP21940692A JPH0668997A JP H0668997 A JPH0668997 A JP H0668997A JP 21940692 A JP21940692 A JP 21940692A JP 21940692 A JP21940692 A JP 21940692A JP H0668997 A JPH0668997 A JP H0668997A
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- Japan
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- electromagnet
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- synchrotron
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 実際の動的な磁場分布測定に基づく制御を行
うことによって、より正確な磁場制御を行う。 【構成】 偏向電磁石１２で発生される磁界分布が、磁
場センサ１1，・・・，１n、増幅器２1，・・・，２n、
加算器３、A/D変換器８ａを介して、実効磁場ΣＢBMと
してコンピュータ２２へ取り込まれる。一方、垂直方向
（および水平方向）収束電磁石１３（１４）で発生され
る磁界分布が、磁場センサ４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ
1，・・・，４ｂm、増幅器５ａ1，・・・，５ａm、５ｂ
1，・・・，５ｂm、減算器６1，・・・，６m、加算器
７、A/D変換器８ｂを介して、実効磁場ΣＢQMとしてコ
ンピュータ２２へ取り込まれる。コンピュータ２２で
は、実効磁場ΣＢBMとΣＢQMとが所定の比率になるよ
う、シンクロトロン１０に設けられた垂直方向収束電磁
石１３（１４）の駆動電流が制御される。
うことによって、より正確な磁場制御を行う。 【構成】 偏向電磁石１２で発生される磁界分布が、磁
場センサ１1，・・・，１n、増幅器２1，・・・，２n、
加算器３、A/D変換器８ａを介して、実効磁場ΣＢBMと
してコンピュータ２２へ取り込まれる。一方、垂直方向
（および水平方向）収束電磁石１３（１４）で発生され
る磁界分布が、磁場センサ４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ
1，・・・，４ｂm、増幅器５ａ1，・・・，５ａm、５ｂ
1，・・・，５ｂm、減算器６1，・・・，６m、加算器
７、A/D変換器８ｂを介して、実効磁場ΣＢQMとしてコ
ンピュータ２２へ取り込まれる。コンピュータ２２で
は、実効磁場ΣＢBMとΣＢQMとが所定の比率になるよ
う、シンクロトロン１０に設けられた垂直方向収束電磁
石１３（１４）の駆動電流が制御される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、偏向電磁石によって
形成される磁場と、収束電磁石によって形成される磁場
とを制御するシンクロトロン磁場制御装置に関する。
形成される磁場と、収束電磁石によって形成される磁場
とを制御するシンクロトロン磁場制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、光速に近いスピードで加
速された電子ビームは、その進行方向が磁場などで曲げ
られて偏向すると、軌道の接線方向にシンクロトロン放
射光を放出する。上述したシンクロトロン放射光は、リ
ング状の真空容器内で電子ビームを磁場制御するシンク
ロトロンによって発生され、近年、物質の構造と機能の
解明や材料の分析、評価などに威力を発揮しているだけ
でなく、最近は新材料の形成、生産や医学診断への応用
も研究されている。
速された電子ビームは、その進行方向が磁場などで曲げ
られて偏向すると、軌道の接線方向にシンクロトロン放
射光を放出する。上述したシンクロトロン放射光は、リ
ング状の真空容器内で電子ビームを磁場制御するシンク
ロトロンによって発生され、近年、物質の構造と機能の
解明や材料の分析、評価などに威力を発揮しているだけ
でなく、最近は新材料の形成、生産や医学診断への応用
も研究されている。
【０００３】図３において、１０はシンクロトロンであ
り、直線部と偏向部とから構成されたリング状の真空容
器１１が設けられている。１２は磁界によって電子ビー
ムを偏向させる偏向電磁石であり、真空容器１１の各偏
向部に設けられる。１３は電子ビームを垂直方向におい
て収束させる垂直方向収束電磁石であり、真空容器１１
の各直線部に設けられる。同様に１４は電子ビームを水
平方向において収束させる水平方向収束電磁石であり、
真空容器１１の直線部に設けられる。１５は高周波加速
空洞であり、真空容器１１内を周回する電子ビームにエ
ネルギーを与える。１６は偏向電磁石１２を駆動する偏
向電磁石電源であり、４個の偏向電磁石１２がこの電源
１６の出力端にシリーズに接続される。１７は垂直方向
収束電磁石１３を駆動する垂直方向収束電磁石電源であ
り、４個の垂直方向収束電磁石１３がこの電源１７の出
力端にシリーズに接続される。同様に１８は水平方向収
束電磁石１４を駆動する水平方向収束電磁石電源であ
り、４個の垂直方向収束電磁石１４がこの電源１８の出
力端にシリーズに接続される。１９〜２１はD/A変換器
であり、コンピュータ２２から出力され、パラレルイン
ターフェース２３を介して供給される制御データをアナ
ログ制御信号に変換し、電源１６〜１８へ各々出力す
る。
り、直線部と偏向部とから構成されたリング状の真空容
器１１が設けられている。１２は磁界によって電子ビー
ムを偏向させる偏向電磁石であり、真空容器１１の各偏
向部に設けられる。１３は電子ビームを垂直方向におい
て収束させる垂直方向収束電磁石であり、真空容器１１
の各直線部に設けられる。同様に１４は電子ビームを水
平方向において収束させる水平方向収束電磁石であり、
真空容器１１の直線部に設けられる。１５は高周波加速
空洞であり、真空容器１１内を周回する電子ビームにエ
ネルギーを与える。１６は偏向電磁石１２を駆動する偏
向電磁石電源であり、４個の偏向電磁石１２がこの電源
１６の出力端にシリーズに接続される。１７は垂直方向
収束電磁石１３を駆動する垂直方向収束電磁石電源であ
り、４個の垂直方向収束電磁石１３がこの電源１７の出
力端にシリーズに接続される。同様に１８は水平方向収
束電磁石１４を駆動する水平方向収束電磁石電源であ
り、４個の垂直方向収束電磁石１４がこの電源１８の出
力端にシリーズに接続される。１９〜２１はD/A変換器
であり、コンピュータ２２から出力され、パラレルイン
ターフェース２３を介して供給される制御データをアナ
ログ制御信号に変換し、電源１６〜１８へ各々出力す
る。
【０００４】このような構成において、真空容器１１内
を循環する電子ビームのエネルギーは予め決められたカ
ーブに従って一定値まで順次増加する。真空容器１１内
の電子ビームのエネルギー値が決まると、偏向電磁石１
２内の磁場の強さが決まり、従って、偏向電磁石１２に
流すべき電流が決まる。これに対し、垂直方向収束電磁
石１３（または水平方向収束電磁石１４；以下同じ）へ
流す電流は、偏向電磁石１２内の実効磁場と垂直方向収
束電磁石１３内の実効磁場の比が常に等しくなるように
決める必要がある。このため、従来は次の様な方法が採
られていた。
を循環する電子ビームのエネルギーは予め決められたカ
ーブに従って一定値まで順次増加する。真空容器１１内
の電子ビームのエネルギー値が決まると、偏向電磁石１
２内の磁場の強さが決まり、従って、偏向電磁石１２に
流すべき電流が決まる。これに対し、垂直方向収束電磁
石１３（または水平方向収束電磁石１４；以下同じ）へ
流す電流は、偏向電磁石１２内の実効磁場と垂直方向収
束電磁石１３内の実効磁場の比が常に等しくなるように
決める必要がある。このため、従来は次の様な方法が採
られていた。
【０００５】すなわち、予め、垂直方向収束電磁石１３
に種々の大きさの電流を流し、その時の内部磁場の強さ
を測定し、その結果をテーブルとしてコンピュータ２２
のメモリ内に記憶させておく。そして、実際の運転時に
おいては、偏向電磁石１２の磁場の強さに基づいて、実
効磁場の比が一定の条件で垂直方向収束電磁石１３の磁
場の強さを求め、次いで上記テーブルから電流値を読み
出し、読み出した電流値に基づいて垂直方向収束電磁石
１３の電流を制御する。
に種々の大きさの電流を流し、その時の内部磁場の強さ
を測定し、その結果をテーブルとしてコンピュータ２２
のメモリ内に記憶させておく。そして、実際の運転時に
おいては、偏向電磁石１２の磁場の強さに基づいて、実
効磁場の比が一定の条件で垂直方向収束電磁石１３の磁
場の強さを求め、次いで上記テーブルから電流値を読み
出し、読み出した電流値に基づいて垂直方向収束電磁石
１３の電流を制御する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の磁場制御装置には次の問題があった。 （１）偏向電磁石１２と垂直方向収束電磁石１３内の磁
場分布測定が、真空容器１１がない状態でないとでき
ず、このため、実際の据え付け後においてデータ測定が
出来ない。 （２）靜的な磁場分布測定の結果でしか制御できず、実
際の動的な磁場分布測定に基づく制御が出来ない。
来の磁場制御装置には次の問題があった。 （１）偏向電磁石１２と垂直方向収束電磁石１３内の磁
場分布測定が、真空容器１１がない状態でないとでき
ず、このため、実際の据え付け後においてデータ測定が
出来ない。 （２）靜的な磁場分布測定の結果でしか制御できず、実
際の動的な磁場分布測定に基づく制御が出来ない。
【０００７】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、その目的は実際の動的な磁場分布測定に基づく制
御が可能であり、従って、より正確な磁場制御ができる
シンクロトロンの磁場制御装置を提供することにある。
ので、その目的は実際の動的な磁場分布測定に基づく制
御が可能であり、従って、より正確な磁場制御ができる
シンクロトロンの磁場制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、この発明では、電子ビームの軌道を回転させ
る偏向電磁石と、電子ビームを収束させる収束電磁石と
を有するシンクロトロンにおいて、前記偏向電磁石の各
部の磁場の強さを検出する第１〜第ｎの偏向磁場センサ
と、前記収束電磁石の各部の磁場の強さを検出する第１
〜第ｍの収束磁場センサと、前記第１〜第ｎの偏向磁場
センサの各出力を増幅する第１〜第ｎの偏向磁場増幅手
段と、前記第１〜第ｍの収束磁場センサの出力を増幅す
る第１〜第ｍの収束磁場増幅手段と、前記第１〜第ｎの
偏向磁場増幅手段の各出力に基づき前記偏向電磁石の各
部の磁場の強さの和を検出する第１の手段と、前記第１
〜第ｍの収束磁場増幅手段の各出力に基づき前記収束電
磁石の各部の磁場の強さの和を検出する第２の手段と、
前記第１，２の手段によって検出された磁場の和の比を
算出する演算手段と、を具備し、前記演算手段の出力に
基づいて前記収束電磁石の駆動電流を制御することを特
徴とする。
るために、この発明では、電子ビームの軌道を回転させ
る偏向電磁石と、電子ビームを収束させる収束電磁石と
を有するシンクロトロンにおいて、前記偏向電磁石の各
部の磁場の強さを検出する第１〜第ｎの偏向磁場センサ
と、前記収束電磁石の各部の磁場の強さを検出する第１
〜第ｍの収束磁場センサと、前記第１〜第ｎの偏向磁場
センサの各出力を増幅する第１〜第ｎの偏向磁場増幅手
段と、前記第１〜第ｍの収束磁場センサの出力を増幅す
る第１〜第ｍの収束磁場増幅手段と、前記第１〜第ｎの
偏向磁場増幅手段の各出力に基づき前記偏向電磁石の各
部の磁場の強さの和を検出する第１の手段と、前記第１
〜第ｍの収束磁場増幅手段の各出力に基づき前記収束電
磁石の各部の磁場の強さの和を検出する第２の手段と、
前記第１，２の手段によって検出された磁場の和の比を
算出する演算手段と、を具備し、前記演算手段の出力に
基づいて前記収束電磁石の駆動電流を制御することを特
徴とする。
【０００９】
【作用】この発明によれば、予め複数の磁場センサを偏
向電磁石内および収束電磁石内に設置し、それらの磁場
センサの出力に基づいて実時間で磁場分布による効果を
含めた実効磁場を測定し、その測定結果から実効磁場の
比を求め、求めた比の値に基づいて収束電磁石の駆動電
流を制御する。
向電磁石内および収束電磁石内に設置し、それらの磁場
センサの出力に基づいて実時間で磁場分布による効果を
含めた実効磁場を測定し、その測定結果から実効磁場の
比を求め、求めた比の値に基づいて収束電磁石の駆動電
流を制御する。
【００１０】
【実施例】次に図面を参照してこの発明の実施例につい
て説明する。図１はこの発明の一実施例によるシンクロ
トロンの磁場制御装置の構成を示すブロック図である。
なお、図１において、図３に示すシンクロトロンの各部
に対応する部分については同一の符号を付して説明を省
略する。
て説明する。図１はこの発明の一実施例によるシンクロ
トロンの磁場制御装置の構成を示すブロック図である。
なお、図１において、図３に示すシンクロトロンの各部
に対応する部分については同一の符号を付して説明を省
略する。
【００１１】この図において、１1，・・・，１nは、偏
向電磁石１２によって発生される磁界を電気信号に変換
する磁場センサであり、図２（ａ）に図示するように真
空容器１１の偏向部上面に設けられている（Ａ−Ａ断面
は図２（ｂ）参照）。これらの磁場センサ１1，・・
・，１nには、例えばホール素子、サーチコイルなどが
用いられる。２1，・・・，２nは、磁場センサ１1，・
・・，１nから出力される電気信号を増幅する増幅器で
あり、磁場センサ１1，・・・，１nの各々に接続され
る。３は増幅器２1，・・・，２nから出力される信号を
加算する加算回路であり、この加算回路３によって偏向
電磁石１２に発生する実効磁場ΣＢBMが求められる。
向電磁石１２によって発生される磁界を電気信号に変換
する磁場センサであり、図２（ａ）に図示するように真
空容器１１の偏向部上面に設けられている（Ａ−Ａ断面
は図２（ｂ）参照）。これらの磁場センサ１1，・・
・，１nには、例えばホール素子、サーチコイルなどが
用いられる。２1，・・・，２nは、磁場センサ１1，・
・・，１nから出力される電気信号を増幅する増幅器で
あり、磁場センサ１1，・・・，１nの各々に接続され
る。３は増幅器２1，・・・，２nから出力される信号を
加算する加算回路であり、この加算回路３によって偏向
電磁石１２に発生する実効磁場ΣＢBMが求められる。
【００１２】４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ1，・・・，
４ｂmは、垂直方向収束電磁石１３によって発生される
磁界を電気信号に変換する磁場センサであり、図２
（ａ）に図示するように真空容器１１の直線部上面に対
になって設けられている（Ｂ−Ｂ断面は図２（Ｃ）参
照）。磁場センサ４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ1，・・
・，４ｂmは、磁場センサ１1，・・・，１nと同様に、
ホール素子、サーチコイルなどのセンサが用いられる。
４ｂmは、垂直方向収束電磁石１３によって発生される
磁界を電気信号に変換する磁場センサであり、図２
（ａ）に図示するように真空容器１１の直線部上面に対
になって設けられている（Ｂ−Ｂ断面は図２（Ｃ）参
照）。磁場センサ４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ1，・・
・，４ｂmは、磁場センサ１1，・・・，１nと同様に、
ホール素子、サーチコイルなどのセンサが用いられる。
【００１３】５ａ1，・・・，５ａm、５ｂ1，・・・，
５ｂmは、磁場センサ４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ1，・
・・，４ｂmから出力される電気信号を増幅する増幅器
であり、磁場センサ４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ1，・
・・，４ｂmの各々に接続される。６1，・・・，６mは
増幅器５ａ1，・・・，５ａm、５ｂ1，・・・，５ｂmか
ら出力される信号を減算する減算回路であり、対になっ
ている該増幅器５ａ1，・・・，５ａm、５ｂ1，・・
・，５ｂmに接続される。減算回路６1によって、磁場セ
ンサ４ａ1，４ｂ1の位置に各々発生する磁場の絶対値の
和が求められる。他の減衰器６2，・・・，６mについて
も同様である。７は減算回路６1，・・・，６mから出力
される信号を加算する加算回路であり、この加算回路７
によって垂直方向収束電磁石１３に発生する実効磁場Σ
ＢQMが求められる。
５ｂmは、磁場センサ４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ1，・
・・，４ｂmから出力される電気信号を増幅する増幅器
であり、磁場センサ４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ1，・
・・，４ｂmの各々に接続される。６1，・・・，６mは
増幅器５ａ1，・・・，５ａm、５ｂ1，・・・，５ｂmか
ら出力される信号を減算する減算回路であり、対になっ
ている該増幅器５ａ1，・・・，５ａm、５ｂ1，・・
・，５ｂmに接続される。減算回路６1によって、磁場セ
ンサ４ａ1，４ｂ1の位置に各々発生する磁場の絶対値の
和が求められる。他の減衰器６2，・・・，６mについて
も同様である。７は減算回路６1，・・・，６mから出力
される信号を加算する加算回路であり、この加算回路７
によって垂直方向収束電磁石１３に発生する実効磁場Σ
ＢQMが求められる。
【００１４】８ａ，８ｂは加算回路３，７から出力され
る信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して、コ
ンピュータ２２へ出力するA/D変換器である。
る信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換して、コ
ンピュータ２２へ出力するA/D変換器である。
【００１５】コンピュータ２２は、偏向電磁石１２（図
３）の電流を制御する制御データを逐次出力する。ま
た、A/D変換器８ａ，８ｂの出力を一定時間が経過する
毎に読み込み、両者の比を算出する。そして、その算出
結果が常時一定となるように、垂直方向収束電磁石１３
の電流を制御する制御データを出力する。
３）の電流を制御する制御データを逐次出力する。ま
た、A/D変換器８ａ，８ｂの出力を一定時間が経過する
毎に読み込み、両者の比を算出する。そして、その算出
結果が常時一定となるように、垂直方向収束電磁石１３
の電流を制御する制御データを出力する。
【００１６】なお、図１および図２においては、垂直方
向収束電磁石１３およびそれに付属する回路のみを示し
たが、水平方向収束電磁石１４についても全く同様の回
路が設けられ、コンピュータ２２において全く同様の制
御が行われることは勿論である。
向収束電磁石１３およびそれに付属する回路のみを示し
たが、水平方向収束電磁石１４についても全く同様の回
路が設けられ、コンピュータ２２において全く同様の制
御が行われることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、予め複数の磁場センサを偏向電磁石内および収束電
磁石内に設置し、それらの磁場センサの出力に基づいて
実時間で磁場分布による効果を含めた実効磁場を測定
し、その測定結果から実効磁場の比を求め、求めた比の
値に基づいて収束電磁石の駆動電流を制御するので、実
際の動的な磁場分布測定に基づく制御が可能であり、従
って、より正確な磁場制御ができるという効果が得られ
る。
ば、予め複数の磁場センサを偏向電磁石内および収束電
磁石内に設置し、それらの磁場センサの出力に基づいて
実時間で磁場分布による効果を含めた実効磁場を測定
し、その測定結果から実効磁場の比を求め、求めた比の
値に基づいて収束電磁石の駆動電流を制御するので、実
際の動的な磁場分布測定に基づく制御が可能であり、従
って、より正確な磁場制御ができるという効果が得られ
る。
【図１】この発明の一実施例のシンクロトロンの磁場制
御装置の構成を示すブロック図である。
御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）はシンクロトロン１０の部分拡大図、
（ｂ）は偏向電磁石１２の断面説明図、（ｃ）は垂直方
向収束電磁石１３の断面説明図である。
（ｂ）は偏向電磁石１２の断面説明図、（ｃ）は垂直方
向収束電磁石１３の断面説明図である。
【図３】従来のシンクロトロンのシステム構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１1，・・・，１n、４ａ1，・・・，４ａm、４ｂ1，・
・・，４ｂm 磁場センサ（偏向磁場センサ、収束磁場
センサ） ２1，・・・，２n、５ａ1，・・・，５ａm、５ｂ1，・
・・，５ｂm 増幅器（偏向磁場増幅手段、収束磁場増
幅手段） ６1，・・・，６m 減算器 ３、７ 加算器（第１の手段，第２の手段） ８ａ，８ｂ A/D変換器 ２２ コンピュータ（演算手段）
・・，４ｂm 磁場センサ（偏向磁場センサ、収束磁場
センサ） ２1，・・・，２n、５ａ1，・・・，５ａm、５ｂ1，・
・・，５ｂm 増幅器（偏向磁場増幅手段、収束磁場増
幅手段） ６1，・・・，６m 減算器 ３、７ 加算器（第１の手段，第２の手段） ８ａ，８ｂ A/D変換器 ２２ コンピュータ（演算手段）
Claims (1)
- 【請求項１】 電子ビームの軌道を回転させる偏向電磁
石と、電子ビームを収束させる収束電磁石とを有するシ
ンクロトロンにおいて、 前記偏向電磁石の各部の磁場の強さを検出する第１〜第
ｎの偏向磁場センサと、 前記収束電磁石の各部の磁場の強さを検出する第１〜第
ｍの収束磁場センサと、 前記第１〜第ｎの偏向磁場センサの各出力を増幅する第
１〜第ｎの偏向磁場増幅手段と、 前記第１〜第ｍの収束磁場センサの出力を増幅する第１
〜第ｍの収束磁場増幅手段と、 前記第１〜第ｎの偏向磁場増幅手段の各出力に基づき前
記偏向電磁石の各部の磁場の強さの和を検出する第１の
手段と、 前記第１〜第ｍの収束磁場増幅手段の各出力に基づき前
記収束電磁石の各部の磁場の強さの和を検出する第２の
手段と、 前記第１，２の手段によって検出された磁場の和の比を
算出する演算手段と、 を具備し、前記演算手段の出力に基づいて前記収束電磁
石の駆動電流を制御することを特徴とするシンクロトロ
ン磁場制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21940692A JPH0668997A (ja) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | シンクロトロン磁場制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21940692A JPH0668997A (ja) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | シンクロトロン磁場制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0668997A true JPH0668997A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16734910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21940692A Withdrawn JPH0668997A (ja) | 1992-08-18 | 1992-08-18 | シンクロトロン磁場制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668997A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4830026A (en) * | 1986-11-11 | 1989-05-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Ash tray apparatus with cigarette lighter for automotive vehicle |
| JP4499185B1 (ja) * | 2009-08-27 | 2010-07-07 | 三菱電機株式会社 | 粒子線照射装置及び粒子線治療装置 |
| JP2011045702A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | 粒子線照射装置及び粒子線治療装置 |
| JP2017112021A (ja) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | 株式会社東芝 | 加速器の制御装置及びその制御方法、粒子線治療装置 |
-
1992
- 1992-08-18 JP JP21940692A patent/JPH0668997A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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