JPH0676991A - Linear electron accelerator - Google Patents
Linear electron acceleratorInfo
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- JPH0676991A JPH0676991A JP23250492A JP23250492A JPH0676991A JP H0676991 A JPH0676991 A JP H0676991A JP 23250492 A JP23250492 A JP 23250492A JP 23250492 A JP23250492 A JP 23250492A JP H0676991 A JPH0676991 A JP H0676991A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高周波の電磁場によっ
て電子を光速近くまで加速する電子線形加速器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron linear accelerator for accelerating electrons to near the speed of light by a high frequency electromagnetic field.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電子線形加速器は例えば図４に示
すごとく、電子ビームを発生する電子銃１と、高周波の
電磁場によって電子ビーム密度を変調させるサブハーモ
ニックバンチャ２，プリバンチャ３およびバンチャ４
と、電子を加速する加速管５と、これらの間を連絡する
ビームパイプ６とを備えている。また、上記電子銃１の
出射口からバンチャ４にわたる軌道に沿って複数のソレ
ノイドコイル７が均等配置されている。これらのソレノ
イドコイル７は、上記電子ビームが拡散しないように適
当な外部磁場を与えている。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 4, an electron linear accelerator has an electron gun 1 for generating an electron beam, a sub-harmonic buncher 2, a pre-buncher 3 and a buncher 4 for modulating an electron beam density by a high frequency electromagnetic field.
And an accelerating tube 5 for accelerating electrons, and a beam pipe 6 for connecting between them. Further, a plurality of solenoid coils 7 are evenly arranged along a trajectory extending from the emission port of the electron gun 1 to the buncher 4. These solenoid coils 7 provide an appropriate external magnetic field so that the electron beam does not spread.
【０００３】ところで、上記サブハーモニックバンチャ
２，プリバンチャ３およびバンチャ４内では、電子ビー
ムの電流や電子ビーム速度が刻々と変化するため、電子
ビーム径は少しの磁場の変化で絞られたり拡がったりと
振動を起こす。図５（ａ）は上記ソレノイドコイル７に
よる外部磁場の一例を示したものであり、同図（ｂ）は
その時の電子ビームの伝搬状態を表している。図示のご
とく、電子ビームは振動しながら伝搬する。In the sub-harmonic buncher 2, pre-buncher 3 and buncher 4, the electron beam current and the electron beam velocity change every moment, so that the electron beam diameter is narrowed or expanded by a slight change in the magnetic field. Cause vibration. FIG. 5A shows an example of the external magnetic field by the solenoid coil 7, and FIG. 5B shows the propagation state of the electron beam at that time. As shown, the electron beam propagates while oscillating.
【０００４】また、特にバンチャ３では電子ビームの集
群と同時に加速も行なわれるので、磁場の中心軸と垂直
な半径方向に、この半径に比例した力Ｆｒが電子ビーム
に働く。この力Ｆｒは、中心軸上の電子の位置によって
も異なる。すなわち、いま磁場の中心軸からの距離をｒ
とした場合に力Ｆｒは、 Ｆｒ＝ａ・ｒ・ｓｉｎκｚ で表される。ここでｚは中心軸上の電子の位置、κはバ
ンチャ３内における高周波電磁場の波数、ａは係数であ
る。電子はバンチャ３内で次第に加速され、係数ａは電
子の加速に従って小さくなり、零に近づく。したがっ
て、電子ビームはバンチャ３の入射口付近で半径方向に
大きく力を受けることとなり、このためバンチャ３の入
射口付近では電子ビームの発散が生じる。Further, particularly in the buncher 3, since acceleration is performed simultaneously with the bunching of electron beams, a force Fr proportional to the radius acts on the electron beams in the radial direction perpendicular to the central axis of the magnetic field. This force Fr also differs depending on the position of the electron on the central axis. That is, the distance from the central axis of the magnetic field is now r
In this case, the force Fr is expressed by Fr = a · r · sin κz. Here, z is the position of the electron on the central axis, κ is the wave number of the high frequency electromagnetic field in the buncher 3, and a is a coefficient. The electrons are gradually accelerated in the buncher 3, and the coefficient a becomes smaller as the electrons accelerate and approaches zero. Therefore, the electron beam receives a large force in the radial direction near the entrance of the buncher 3, and thus the electron beam diverges near the entrance of the buncher 3.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】一般に、電子ビームの
単位長さ当たりの拡がり角と、その時の電子ビームとの
積をエミッタンス［ｍｒａｄ；メータラジアン］とい
う。また、電子ビームの速度やエネルギーが変化しても
比較できるようにβγ（β＝ｖ／ｃ，γ＝１／（１−β
2 ）1/2 ）をかけたものを規格化エミッタンスという。
なおｖは電子ビーム速度、ｃは光速を示す。規格化エミ
ッタンスは、電子ビームが極端に絞られた時や、電子ビ
ームの拡がりに従って増加する。Generally, the product of the divergence angle of the electron beam per unit length and the electron beam at that time is called emittance [mrad; meter radian]. Also, βγ (β = v / c, γ = 1 / (1-β so that comparison can be made even if the velocity or energy of the electron beam changes.
2 ) The product of 1/2 ) is called the normalized emittance.
Note that v indicates the electron beam velocity, and c indicates the light velocity. The normalized emittance increases when the electron beam is extremely narrowed down or as the electron beam spreads.
【０００６】一方、従来の電子線形加速器においては、
上述したようにソレノイドコイル７による外部磁場によ
り電子ビームの拡散を抑制するようにしているものの、
電子ビームの振動やバンチャ３内における電子ビームの
発散によって規格化エミッタンスは少なくとも数倍にな
る。このため低エミッタンスの電子ビームが要求される
場合には、この要求に応えることができなかった。On the other hand, in the conventional electron linear accelerator,
Although the diffusion of the electron beam is suppressed by the external magnetic field generated by the solenoid coil 7 as described above,
The normalized emittance becomes at least several times due to the vibration of the electron beam and the divergence of the electron beam in the buncher 3. Therefore, when a low emittance electron beam is required, this requirement cannot be met.
【０００７】そこで本発明の目的は、バンチャ部におけ
る電子ビームの振動および発散を低減し、これにより電
子ビームの低エミッタンス化を図り得る電子線形加速器
を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an electron linear accelerator which can reduce the vibration and divergence of the electron beam in the buncher portion, thereby lowering the emittance of the electron beam.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、電子銃と、この電子銃から発せられた電子ビ
ームを入射してそのビーム密度の変調を行なうと共に当
該電子ビームの加速を行なうためのバンチャ部と、上記
電子ビームの軌道に沿って配置され、当該電子ビームの
拡散を防止するための磁場を発生する複数のソレノイド
コイルとを備えた電子線形加速器において、上記電子ビ
ームの径を測定し、上記バンチャ部に入射するまでは電
子ビームがほぼ振動しないような磁場を与え、かつ上記
バンチャ部内の入射口付近では残った振動を利用して電
子ビームの径が最小となるように上記ソレノイドコイル
による磁場を調整する磁場調整手段を備えるようにした
ものである。In order to achieve the above object, the present invention provides an electron gun and an electron beam emitted from the electron gun to modulate the beam density and accelerate the electron beam. In an electron linear accelerator including a buncher unit for performing the operation and a plurality of solenoid coils arranged along the trajectory of the electron beam and generating a magnetic field for preventing the diffusion of the electron beam, the diameter of the electron beam The magnetic field is applied so that the electron beam does not substantially vibrate until it enters the buncher section, and the diameter of the electron beam is minimized by using the remaining vibration near the entrance in the buncher section. A magnetic field adjusting means for adjusting the magnetic field generated by the solenoid coil is provided.
【０００９】[0009]
【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。すなわち、一般に一様な電子ビームを振動したり発
散したりしないように伝搬させるためには、ブリリアン
フローさせれば良いことが知られている。ブリリアンフ
ローとは、電子のプラズマ振動と、外部磁場による回転
運動がバランスしたときに起こる現象であり、あたかも
電子ビームが剛体回転しているように見える。したがっ
て、ソレノイドコイルによる磁場を上記ブリリアンフロ
ーさせるための磁場に合わせれば、バンチャ部内におけ
る電子ビームの振動を低減させることができる。As a result of taking the above-mentioned means, the following effects occur. That is, it is generally known that in order to propagate a uniform electron beam without vibrating or diverging, a brilliant flow may be used. Brilliant flow is a phenomenon that occurs when the plasma vibration of electrons and the rotational motion due to an external magnetic field are balanced, and it is as if the electron beam is rotating rigidly. Therefore, if the magnetic field generated by the solenoid coil is matched with the magnetic field for causing the brilliant flow, the vibration of the electron beam in the buncher portion can be reduced.
【００１０】一方、バンチャ部内の入射口付近では磁場
の中心軸と垂直な半径方向にこの半径に比例した力が電
子ビームに働くため、ここでは上記ブリリアンフローが
成り立たずに電子は発散する。そこで、電子ビーム径の
変化を実測またはシミュレートすることにより、電子ビ
ームがバンチャ部に入射するまでは電子ビームができる
限り振動しないような磁場を与え、バンチャ部の入射口
では若干残っている振動を利用して電子ビーム径が最小
となるような磁場を与えれば、バンチャ部の入射口付近
における電子ビームの発散を最小限に抑えることができ
る。以上により、バンチャ部内における電子ビームの振
動および発散は防止され、これにより電子ビームの低エ
ミッタンス化を図ることができる。On the other hand, in the vicinity of the entrance in the buncher portion, a force proportional to this radius acts on the electron beam in the radial direction perpendicular to the central axis of the magnetic field, so that the brilliant flow does not hold and the electrons diverge. Therefore, by measuring or simulating the change in the electron beam diameter, a magnetic field is applied so that the electron beam does not vibrate as much as possible until the electron beam is incident on the buncher section, and some vibration remains at the entrance of the buncher section. If a magnetic field that minimizes the diameter of the electron beam is applied by using, the divergence of the electron beam near the entrance of the buncher can be minimized. As described above, the vibration and divergence of the electron beam in the buncher portion are prevented, and thus the emittance of the electron beam can be reduced.
【００１１】[0011]
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は、本発明の一実施例に係わる電子線形
加速器において使用される磁場制御系の概略構成を示す
ブロック図である。同図において、この磁場制御系はビ
ーム電流検出手段２１と、ビーム速度検出手段２２と、
ビーム径検出手段２３と、演算回路２４と、制御回路２
５とを備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a magnetic field control system used in an electron linear accelerator according to an embodiment of the present invention. In this figure, this magnetic field control system includes a beam current detecting means 21, a beam velocity detecting means 22,
Beam diameter detecting means 23, arithmetic circuit 24, control circuit 2
5 and.
【００１２】ビーム電流検出手段２１は、加速器内を伝
搬する電子ビームの電流Ｉの変化を実測して、その測定
値を演算回路２４へ供給する。ビーム速度検出手段２１
は、加速器内を伝搬する電子ビームの速度ｖの変化を実
測してその測定値を演算回路２４へ供給する。ビーム径
検出手段２１は、加速器内を伝搬する電子ビームの半径
ｒの変化を実測してその測定値を演算回路２４へ供給す
る。演算回路２４は、上記各検出回路２１〜２３から供
給された各測定値を基に電子ビームをブリリアンフロー
させるための磁場を計算し、この計算結果を表わす信号
を制御回路２５へ供給する。制御回路２５は、演算回路
２４から供給された計算結果を表わす信号に応じて磁場
を制御するための磁場制御信号を生成し、この制御信号
を図示しない電源回路へ供給する。電源回路は、前記図
４に示したソレノイドコイル７に電圧を印加するもので
あり、上記制御回路２５から供給された磁場制御信号に
応じてソレノイドコイル７を励磁する。The beam current detecting means 21 measures the change in the current I of the electron beam propagating in the accelerator and supplies the measured value to the arithmetic circuit 24. Beam velocity detection means 21
Measures the change in the velocity v of the electron beam propagating in the accelerator and supplies the measured value to the arithmetic circuit 24. The beam diameter detecting means 21 measures the change in the radius r of the electron beam propagating in the accelerator and supplies the measured value to the arithmetic circuit 24. The arithmetic circuit 24 calculates a magnetic field for brilliant flow of the electron beam based on each measured value supplied from each of the detection circuits 21 to 23, and supplies a signal indicating the calculation result to the control circuit 25. The control circuit 25 generates a magnetic field control signal for controlling the magnetic field according to the signal representing the calculation result supplied from the arithmetic circuit 24, and supplies this control signal to a power supply circuit (not shown). The power supply circuit applies a voltage to the solenoid coil 7 shown in FIG. 4, and excites the solenoid coil 7 according to the magnetic field control signal supplied from the control circuit 25.
【００１３】ところで、電子ビームをブリリアンフロー
させるための磁場Ｂは、 Ｂ＝０．３６９×１０-4・１／ｒ・（Ｉ／βγ）1/2 …（１） で与えられる。ここで、ｒはビーム半径、Ｉはビーム電
流、β＝ｖ／ｃ、ローレンツファクタγ＝１／（１−β
2 ）1/2 、ｖはビーム速度、ｃは光速である。サブハー
モニックバンチャ２，プリバンチャ３およびバンチャ４
内では、上記（１）式におけるビーム電流Ｉやβγが連
続的に変化する。したがって、各バンチャ内でのビーム
電流Ｉやビーム速度ｖを測定し、これらを用いて電子ビ
ームをブリリアンフローさせるための磁場Ｂを求める。
そして、ソレノイドコイル７による実際の外部磁場が上
記計算で求めた磁場に等しくなるようにソレノイドコイ
ル７を励磁する。これにより電子ビームの振動を最小限
に抑えることができる。A magnetic field B for causing the electron beam to brilliant flow is given by B = 0.369 × 10 −4 · 1 / r · (I / βγ) 1/2 (1) Where r is the beam radius, I is the beam current, β = v / c, and Lorentz factor γ = 1 / (1-β
2 ) 1/2 , v is the beam speed, and c is the speed of light. Subharmonic buncher 2, pre-buncher 3 and buncher 4
Within, the beam current I and βγ in the above equation (1) continuously change. Therefore, the beam current I and the beam velocity v in each buncher are measured, and the magnetic field B for causing the Brilliant flow of the electron beam is obtained using these.
Then, the solenoid coil 7 is excited so that the actual external magnetic field by the solenoid coil 7 becomes equal to the magnetic field obtained by the above calculation. This makes it possible to minimize the vibration of the electron beam.
【００１４】一方、バンチャ４内の入射口付近における
電子ビームの発散および電子同士の反発による発散を低
減し、これにより規格化エミッタンスを小さくするに
は、バンチャ４内の入射口付近における電子ビーム径を
できる限り細くすることが望ましい。これを位相空間で
見ると理解しやすい。位相空間は、横軸に実空間を、縦
軸に運動量をとったものであるが、ここではそれらと等
価なものとして、横軸には装置の中心軸（ｚ）と垂直な
水平方向の座標ｘをとり、縦軸には中心軸方向に単位長
さ進んだときのｘ方向の勾配すなわち発散角ｄｘ／ｄｚ
に、規格化するため電子ビームの座標系のβγをかけた
ものをとる。なお位相空間における電子ビームのしめる
面積は規格化エミッタンスを示す。On the other hand, in order to reduce the divergence of the electron beam near the entrance in the buncher 4 and the divergence due to the repulsion of the electrons, and thereby reduce the normalized emittance, the diameter of the electron beam near the entrance in the buncher 4 is reduced. It is desirable to make as thin as possible. It is easy to understand if you look at this in phase space. The phase space is obtained by taking the real space on the horizontal axis and the momentum on the vertical axis. Here, as the equivalent of these, the horizontal axis is the horizontal coordinate perpendicular to the central axis (z) of the device. x is taken, and the vertical axis represents the gradient in the x direction when advancing a unit length in the central axis direction, that is, the divergence angle dx / dz
Is multiplied by βγ in the coordinate system of the electron beam for normalization. The area occupied by the electron beam in the phase space indicates the normalized emittance.
【００１５】図２（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ電子ビーム
を位相空間で表わしたものであり、図２（Ｃ）はその時
の電子ビームの伝搬状態を示したものである。電子銃１
から出射された電子ビームが振動しながら伝搬される場
合、この電子ビームは図２（Ａ）に示すごとく位相空間
上で変化する。また電子ビームがブリリアンフローの下
で伝搬される場合には、ビーム径も発散角も変化しない
ので、位相空間上の変化はない。2 (A) and 2 (B) respectively represent the electron beam in the phase space, and FIG. 2 (C) shows the propagation state of the electron beam at that time. Electron gun 1
When the electron beam emitted from the oscillator propagates while vibrating, the electron beam changes in the phase space as shown in FIG. When the electron beam propagates under the Brilliant flow, neither the beam diameter nor the divergence angle changes, so there is no change in the phase space.
【００１６】バンチャ４内では、ｘ方向にその距離に比
例した力が電子ビームに働くので、上記図２（Ａ）の
（ａ）〜（ｄ）に示す各状態でバンチャ４に入射された
電子ビームは、それぞれ図２（Ｂ）の（ａ′）〜
（ｄ′）に示すごとく変化する。同図からわかるよう
に、図２（Ａ）の（ｃ）の状態でバンチャ４に入射され
たときがバンチャ４内での発散力の影響が最も少ない。
電子ビームに振動力が残っている場合には、バンチャ４
に入射した後もビーム径が変化するので、バンチャ４の
入射口では図２（Ａ）の（ｃ）の状態よりも少し前、す
なわち図２（Ａ）の（ｂ）に近い状態で電子ビームをバ
ンチャ４に入射させればよい。本実施例では、電子ビー
ムがバンチャ４に入射するまでは電子ビームができる限
り振動しないような磁場を与え、バンチャ４の入射口で
は若干残っている振動を利用して電子ビーム径が最小と
なるような磁場を与える。これによりバンチャ４におけ
る電子の発散を最小限に抑えることができる。In the buncher 4, a force proportional to the distance acts on the electron beam in the x direction, so that the electrons incident on the buncher 4 in the respective states shown in (a) to (d) of FIG. The beams are (a ′) to (b) in FIG.
It changes as shown in (d '). As can be seen from the figure, the influence of the divergence force inside the buncher 4 is the smallest when the light enters the buncher 4 in the state of (c) of FIG.
If vibration force remains in the electron beam, buncher 4
Since the beam diameter changes even after it is incident on the electron beam, the electron beam at the entrance of the buncher 4 is slightly before the state of (c) of FIG. 2A, that is, near the state of (b) of FIG. 2A. Should be incident on the buncher 4. In this embodiment, a magnetic field is applied so that the electron beam does not vibrate as much as possible until the electron beam is incident on the buncher 4, and the electron beam diameter is minimized by utilizing the vibration that is slightly left at the entrance of the buncher 4. Give such a magnetic field. Thereby, the divergence of electrons in the buncher 4 can be minimized.
【００１７】図３（ａ）は、本発明に従って求めた最適
磁場を示す図であり、また同図（ｂ）はそのときの電子
ビームの伝搬状態を示したものである。電子ビームの振
動が抑えられ、一様な電子ビームが得られていることが
わかる。これは、前記図４におけるプリバンチャ３の手
前から試算したもので、先ず中心軸方向の任意の位置に
おけるビーム電流Ｉとビーム速度ｖおよびビーム半径ｒ
を求め、これらを用いて上記（１）式から磁場Ｂを求め
た。これを図３（ａ）に丸印でプロットした。そして、
この求めた磁場Ｂにソレノイドコイル７による磁場をで
きるだけ合わせ、シミュレーションを行ないながら電子
ビームの振動が少なくなり、かつバンチャ４の入射口に
おけるビーム径が小さくなるように調整した。この結果
が図３（ａ）の実線である。FIG. 3 (a) is a diagram showing the optimum magnetic field obtained according to the present invention, and FIG. 3 (b) shows the propagation state of the electron beam at that time. It can be seen that the vibration of the electron beam is suppressed and a uniform electron beam is obtained. This is a trial calculation before the pre-buncher 3 in FIG. 4, and first, the beam current I, the beam velocity v, and the beam radius r at an arbitrary position in the central axis direction.
Was obtained, and the magnetic field B was obtained from the above equation (1) using these. This is plotted by a circle in FIG. And
The magnetic field generated by the solenoid coil 7 was adjusted as much as possible to the obtained magnetic field B, and the simulation was performed so that the vibration of the electron beam was reduced and the beam diameter at the entrance of the buncher 4 was reduced. The result is the solid line in FIG.
【００１８】また、図５（ａ）に示す磁場を与えた場合
の規格化エミッタンスと、図３（ａ）に示す磁場を与え
た場合の規格化エミッタンスを計算した。規格化エミッ
タンスは、 ε＝４（（Ｘ2 ）（Ｘ′2 ）（ＸＸ′）2 ）1/2 Ｘ′
＝βγ・ｄｘ／ｄｚ で与えられる。この式を使って両者の規格化エミッタン
スの増加分を比較してみると、規格化エミッタンスの初
期値がどちらも１．３πｍｍｍｒａｄであった場合に、
従来の装置では規格化エミッタンスは５πｍｍｍｒａｄ
で３．８倍の増加であったの対し、本実施例による装置
では２πｍｍｍｒａｄで１．５倍の増加に抑えられてい
る。Further, the normalized emittance when the magnetic field shown in FIG. 5A was applied and the normalized emittance when the magnetic field shown in FIG. 3A was applied were calculated. Normalized emittance, ε = 4 ((X2) (X '2) (XX') 2) 1/2 X '
= Βγ · dx / dz. Using this equation to compare the increase in normalized emittance of both, when the initial values of normalized emittance are both 1.3πmmmrad,
In the conventional device, the normalized emittance is 5πmmmrad
The increase was 3.8 times, whereas the apparatus according to the present example suppressed the increase to 1.5 times at 2πmmmrad.
【００１９】このように本実施例であれば、電子ビーム
の電流，速度およびビーム径の変化をそれぞれビーム電
流検出手段２１，ビーム速度検出手段２２およびビーム
径検出手段２３で測定し、これらの測定値を用いて上記
電子ビームがブリリアンフローするための磁場を計算に
より求める。そして、ソレノイドコイル７による外部磁
場が上記ブリリアンフローさせるための磁場にできる限
り等しくなるようにソレノイドコイル７への印加電圧を
制御すると共に、電子ビームがバンチャ４に入射するま
では電子ビームができる限り振動しないような磁場を与
え、バンチャ４内の入射口では若干残っている振動を利
用して電子ビーム径が最小となるような磁場を与えるよ
うにソレノイドコイル７への印加電圧を制御するように
しているので、サブハーモニックバンチャ２，プリバン
チャ３およびバンチャ４における電子ビームの振動は著
しく低減されるとともに、バンチャ４内の入射口付近に
おける電子の発散を最小限に抑えることができる。これ
により電子ビームの低エミッタンス化を図ることができ
る。As described above, according to this embodiment, changes in electron beam current, velocity and beam diameter are measured by the beam current detecting means 21, the beam velocity detecting means 22 and the beam diameter detecting means 23, respectively, and these measurements are made. The magnetic field for Brilliant flow of the electron beam is calculated by using the value. Then, the applied voltage to the solenoid coil 7 is controlled so that the external magnetic field generated by the solenoid coil 7 becomes as equal as possible to the magnetic field for causing the brilliant flow, and the electron beam is generated as much as possible until it enters the buncher 4. A magnetic field that does not oscillate is applied, and the voltage applied to the solenoid coil 7 is controlled so as to apply a magnetic field that minimizes the electron beam diameter by using the vibration that is slightly left at the entrance in the buncher 4. Therefore, the vibration of the electron beam in the sub-harmonic buncher 2, the pre-buncher 3, and the buncher 4 is significantly reduced, and the divergence of electrons near the entrance in the buncher 4 can be minimized. This makes it possible to reduce the emittance of the electron beam.
【００２０】また、従来では電子ビームが拡がらないよ
うにするために適当な磁場を与えるようにしていたが、
本発明によって求められる磁場は必要となる磁場の最小
値であるので省力化を図ることができる。In the past, an appropriate magnetic field was given to prevent the electron beam from expanding.
Since the magnetic field required by the present invention is the minimum value of the required magnetic field, labor saving can be achieved.
【００２１】なお本発明は上記実施例に限定されるもの
ではない。例えば上記実施例では、（１）式におけるビ
ーム電流Ｉおよびβγをビーム電流Ｉおよびビーム速度
ｖの実測して求めているが、これを電子軌道解析コード
（例えばＰＡＲＭＥＬＡ）を用いて見積り、この値を用
いてブリリアンフローさせるための磁場Ｂを求めること
もできる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施可能である。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the beam currents I and βγ in the equation (1) are obtained by actually measuring the beam current I and the beam velocity v, but this is estimated using an electron orbit analysis code (for example, PARMELA), and the values are calculated. The magnetic field B for causing Brilliant flow can also be obtained by using. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、電
子ビームの径を測定し、バンチャ部に入射するまでは電
子ビームがほぼ振動しないような磁場を与え、かつ上記
バンチャ部内の入射口付近では残った振動を利用して電
子ビームの径が最小となるようにソレノイドコイルによ
る外部磁場を調整する磁場調整手段を備えるようにして
いるので、バンチャ部における電子ビームの振動および
発散は低減され、これにより電子ビームの低エミッタン
ス化を図り得る電子線形加速器を提供できる。As described above in detail, according to the present invention, the diameter of the electron beam is measured, a magnetic field is applied so that the electron beam does not substantially vibrate until the electron beam enters the buncher portion, and the electron beam enters the buncher portion. The vibration and divergence of the electron beam at the buncher are reduced because it is equipped with a magnetic field adjusting means that adjusts the external magnetic field by the solenoid coil so that the diameter of the electron beam is minimized by using the vibration remaining near the mouth. Therefore, it is possible to provide an electron linear accelerator capable of reducing the emittance of the electron beam.
【図１】本発明の一実施例に係わる電子線形加速器にお
ける磁場制御系の概略構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a magnetic field control system in an electron linear accelerator according to an embodiment of the present invention.
【図２】位相空間における電子ビームの挙動を説明する
ための図。FIG. 2 is a diagram for explaining the behavior of an electron beam in a phase space.
【図３】本発明の一実施例に係わる最適磁場強度曲線を
示す図。FIG. 3 is a diagram showing an optimum magnetic field strength curve according to an embodiment of the present invention.
【図４】電子線形加速器の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of an electron linear accelerator.
【図５】従来における磁場強度曲線の一例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional magnetic field strength curve.
１…電子銃 ２…サブハーモニックバンチャ ３…プリバンチャ ４…バンチャ ５…
加速管 ６…ビームパイプ ７…ソレノイドコイル ２１…
ビーム電流検出手段 ２２…ビーム速度検出手段 ２３
…ビーム半径検出手段 ２４…演算回路 ２５…制御回路1 ... Electron gun 2 ... Subharmonic buncher 3 ... Pre-buncher 4 ... Buncher 5 ...
Accelerator tube 6 ... Beam pipe 7 ... Solenoid coil 21 ...
Beam current detecting means 22 ... Beam velocity detecting means 23
... Beam radius detection means 24 ... Arithmetic circuit 25 ... Control circuit
Claims (1)
子ビームを入射してそのビーム密度の変調を行なうとと
もに当該電子ビームの加速を行なうためのバンチャ部
と、前記電子ビームの軌道に沿って配置され、当該電子
ビームの拡散を防止するための磁場を発生する複数のソ
レノイドコイルとを備えた電子線形加速器において、 前記電子ビームの径を測定し、前記バンチャ部に入射す
るまでは電子ビームがほぼ振動しないような磁場を与
え、かつ前記バンチャ部内の入射口付近では残った振動
を利用して電子ビームの径が最小となるように前記ソレ
ノイドコイルによる磁場を調整する磁場調整手段を具備
したことを特徴とする電子線形加速器。1. An electron gun, a buncher portion for injecting an electron beam emitted from the electron gun to modulate the beam density and accelerate the electron beam, and along a trajectory of the electron beam. In an electron linear accelerator equipped with a plurality of solenoid coils that generate a magnetic field for preventing the diffusion of the electron beam, the electron beam is measured until the diameter of the electron beam is measured and the electron beam is incident on the buncher unit. Magnetic field adjusting means is provided to adjust the magnetic field generated by the solenoid coil so that the diameter of the electron beam is minimized by using the vibration remaining near the entrance in the buncher section. An electron linear accelerator characterized in that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23250492A JPH0676991A (en) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Linear electron accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23250492A JPH0676991A (en) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Linear electron accelerator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0676991A true JPH0676991A (en) | 1994-03-18 |
Family
ID=16940367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23250492A Withdrawn JPH0676991A (en) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | Linear electron accelerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676991A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013065762A1 (en) | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 富士フイルム株式会社 | Radiation emission device, radiation emission method, and program storage medium |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP23250492A patent/JPH0676991A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013065762A1 (en) | 2011-11-02 | 2013-05-10 | 富士フイルム株式会社 | Radiation emission device, radiation emission method, and program storage medium |
| US9079027B2 (en) | 2011-11-02 | 2015-07-14 | Fujifilm Corporation | Radiation irradiation device, radiation irradiation method and program storage medium |
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