JPH07106100A - マイクロトロン - Google Patents
マイクロトロンInfo
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- JPH07106100A JPH07106100A JP26941693A JP26941693A JPH07106100A JP H07106100 A JPH07106100 A JP H07106100A JP 26941693 A JP26941693 A JP 26941693A JP 26941693 A JP26941693 A JP 26941693A JP H07106100 A JPH07106100 A JP H07106100A
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- Japan
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- pair
- electron beam
- microtron
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Abstract
(57)【要約】
【目的】空胴共振器４１内のマイクロ波によって加速さ
れた電子ビーム４５を一様磁界中で円運動させつつ加速
し、所望のエネルギに達した電子ビームを偏向手段によ
り加速円軌道から外してビーム搬送系４７に導き外部に
取り出すマイクロトロンにおいて、電子ビームの取出し
の効率向上、容易化を図る。 【構成】前記偏向手段を、対向配置された一対の電極１
ａ，１ｂと、この一対の電極を覆い収納する非磁性体金
属からなるケース３とを備え、そのケースの一方側から
前記一対の電極を経てケース他方側に貫通するビーム通
過孔ｈ１，ｈ２を所望のビーム取出し軌道に位置合わせ
して設置し、前記一対の電極間に所定の電圧を印加する
構成とする。
れた電子ビーム４５を一様磁界中で円運動させつつ加速
し、所望のエネルギに達した電子ビームを偏向手段によ
り加速円軌道から外してビーム搬送系４７に導き外部に
取り出すマイクロトロンにおいて、電子ビームの取出し
の効率向上、容易化を図る。 【構成】前記偏向手段を、対向配置された一対の電極１
ａ，１ｂと、この一対の電極を覆い収納する非磁性体金
属からなるケース３とを備え、そのケースの一方側から
前記一対の電極を経てケース他方側に貫通するビーム通
過孔ｈ１，ｈ２を所望のビーム取出し軌道に位置合わせ
して設置し、前記一対の電極間に所定の電圧を印加する
構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、効率よく、かつ容易に
電子ビームを取出し可能としたマイクロトロンに関する
ものである。
電子ビームを取出し可能としたマイクロトロンに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】マイクロトロンは、図４に示すように、
空胴共振器４１及びマイクロ波源（図示せず）、真空容
器４２、磁極４３、ビーム偏向チューブ４４を備えてな
り、電子を一様磁界中で円運動させて繰り返し加速する
電子線加速器である。なお、磁極４３は真空容器４２を
挟むようにして一対あるが、ここでは手前側の磁極４３
は図示省略してある。
空胴共振器４１及びマイクロ波源（図示せず）、真空容
器４２、磁極４３、ビーム偏向チューブ４４を備えてな
り、電子を一様磁界中で円運動させて繰り返し加速する
電子線加速器である。なお、磁極４３は真空容器４２を
挟むようにして一対あるが、ここでは手前側の磁極４３
は図示省略してある。
【０００３】このようなマイクロトロンにおいて、電子
源（図示せず）から放出された電子ビーム４５はマイク
ロ波で励振された空胴共振器４１に導かれ、空胴共振器
４１内部の高周波電界によって加速され、一様磁界中で
円運動して再び空胴共振器４１に入射して再加速され
る。このとき電子ビーム４５は、高周波電界のある特定
の位相（加速位相）でしか加速されず、図４のようにマ
イクロ波の波長間隔４６毎に電子群を形成する。マイク
ロトロンはこの過程を繰り返すことによって電子ビーム
４５を必要なエネルギまで加速する。加速し、所望のエ
ネルギに達した電子ビーム４５は偏向され、加速円軌道
から外されてビーム搬送系４７に導かれ、外部に取り出
される。
源（図示せず）から放出された電子ビーム４５はマイク
ロ波で励振された空胴共振器４１に導かれ、空胴共振器
４１内部の高周波電界によって加速され、一様磁界中で
円運動して再び空胴共振器４１に入射して再加速され
る。このとき電子ビーム４５は、高周波電界のある特定
の位相（加速位相）でしか加速されず、図４のようにマ
イクロ波の波長間隔４６毎に電子群を形成する。マイク
ロトロンはこの過程を繰り返すことによって電子ビーム
４５を必要なエネルギまで加速する。加速し、所望のエ
ネルギに達した電子ビーム４５は偏向され、加速円軌道
から外されてビーム搬送系４７に導かれ、外部に取り出
される。
【０００４】電子ビーム４５の取出しのための前記偏向
は、従来から、磁界を遮蔽するビーム偏向チューブ４４
を所望のエネルギの軌道上に挿入することによって行わ
れている。したがって、このビーム偏向チューブ４４を
移動させることによって所望の軌道上から所望のエネル
ギの電子ビーム４５を偏向させ、取り出すことが可能と
なる。（例えば、「医用画像・放射線機器ハンドブッ
ク」(社)日本放射線機器工業会編、１９８９年３月１０
日 電子計測出版社発行、第２００〜２０５頁参照）
は、従来から、磁界を遮蔽するビーム偏向チューブ４４
を所望のエネルギの軌道上に挿入することによって行わ
れている。したがって、このビーム偏向チューブ４４を
移動させることによって所望の軌道上から所望のエネル
ギの電子ビーム４５を偏向させ、取り出すことが可能と
なる。（例えば、「医用画像・放射線機器ハンドブッ
ク」(社)日本放射線機器工業会編、１９８９年３月１０
日 電子計測出版社発行、第２００〜２０５頁参照）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のマ
イクロトロンでは、電子ビーム４５の偏向，取出しは、
磁界を遮蔽するビーム偏向チューブ４４を所望のエネル
ギの軌道上に挿入することによって行われている。この
ビーム偏向チューブ４４は磁界を遮蔽する目的から磁性
体でなければならず、鉄製のビーム偏向チューブ４４が
用いられていた。
イクロトロンでは、電子ビーム４５の偏向，取出しは、
磁界を遮蔽するビーム偏向チューブ４４を所望のエネル
ギの軌道上に挿入することによって行われている。この
ビーム偏向チューブ４４は磁界を遮蔽する目的から磁性
体でなければならず、鉄製のビーム偏向チューブ４４が
用いられていた。
【０００６】このためビーム偏向チューブ４４が磁化
し、これによって周囲の一様磁界は乱れてしまう。その
結果、ビーム偏向をしない軌道が正規の加速円軌道から
外れ、ビーム電流が減少してしまう。また、ビーム偏向
チューブ４４内の漏洩磁界の影響で電子ビーム４５はビ
ーム偏向チューブ４４内を直進できず、取出しビームは
減少してしまい、効率よく、かつ容易に電子ビームを取
り出すことができないという問題点があった。
し、これによって周囲の一様磁界は乱れてしまう。その
結果、ビーム偏向をしない軌道が正規の加速円軌道から
外れ、ビーム電流が減少してしまう。また、ビーム偏向
チューブ４４内の漏洩磁界の影響で電子ビーム４５はビ
ーム偏向チューブ４４内を直進できず、取出しビームは
減少してしまい、効率よく、かつ容易に電子ビームを取
り出すことができないという問題点があった。
【０００７】本発明の目的は、効率よく、かつ容易に電
子ビームを取り出すことのできるマイクロトロンを提供
することにある。
子ビームを取り出すことのできるマイクロトロンを提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、空胴共振器
内のマイクロ波によって加速された電子ビームを一様磁
界中で円運動させつつ加速し、所望のエネルギに達した
電子ビームを偏向手段により加速円軌道から外してビー
ム搬送系に導き外部に取り出すマイクロトロンにおい
て、対向配置された一対の電極と、この一対の電極を覆
い収納する非磁性体金属からなるケースとを備え、その
前記ケースの一方側から前記一対の電極を経てケース他
方側に貫通するビーム通過孔を所望のビーム取出し軌道
に位置合わせして設置し、前記一対の電極間に所定の電
圧を印加して前記偏向手段を構成し、これにより電子ビ
ームを加速して偏向することにより達成される。
内のマイクロ波によって加速された電子ビームを一様磁
界中で円運動させつつ加速し、所望のエネルギに達した
電子ビームを偏向手段により加速円軌道から外してビー
ム搬送系に導き外部に取り出すマイクロトロンにおい
て、対向配置された一対の電極と、この一対の電極を覆
い収納する非磁性体金属からなるケースとを備え、その
前記ケースの一方側から前記一対の電極を経てケース他
方側に貫通するビーム通過孔を所望のビーム取出し軌道
に位置合わせして設置し、前記一対の電極間に所定の電
圧を印加して前記偏向手段を構成し、これにより電子ビ
ームを加速して偏向することにより達成される。
【０００９】
【作用】偏向手段には、磁性体が用いられてなく、周囲
の一様磁界を乱すことがなく、ビーム偏向をしない軌道
を正規の加速円軌道から外すことがなくなる。これによ
り、従来生じていたビーム電流が減少（損失）がなくな
り、また偏向手段内の漏洩磁界の影響で電子ビームが直
進できないということもなくなり、効率よく、かつ容易
に電子ビームが取り出されることになる。
の一様磁界を乱すことがなく、ビーム偏向をしない軌道
を正規の加速円軌道から外すことがなくなる。これによ
り、従来生じていたビーム電流が減少（損失）がなくな
り、また偏向手段内の漏洩磁界の影響で電子ビームが直
進できないということもなくなり、効率よく、かつ容易
に電子ビームが取り出されることになる。
【００１０】また特に、前記一対の電極間に印加する電
圧を交流電圧とすれば、電子ビームは一対の電極間を通
過する際にその電極間の電界によって加速，偏向しつつ
集束し、ビーム搬送系に入射するときのビーム径が小さ
くなり、高効率で極めて容易に電子ビームが取り出され
ることになる。
圧を交流電圧とすれば、電子ビームは一対の電極間を通
過する際にその電極間の電界によって加速，偏向しつつ
集束し、ビーム搬送系に入射するときのビーム径が小さ
くなり、高効率で極めて容易に電子ビームが取り出され
ることになる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して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の一実施例
を示す構成図、図２は図１の中央部分の側断面図、図３
は交流電圧が印加された図１中の一対の電極によるビー
ム集束作用の説明図である。なお図１において、偏向手
段部分についてはその内部構成を分かりやすくするため
斜視図で示している。また図１〜図３において、図４と
同一符号は同一又は相当部分を示す。
する。図１は、本発明によるマイクロトロンの一実施例
を示す構成図、図２は図１の中央部分の側断面図、図３
は交流電圧が印加された図１中の一対の電極によるビー
ム集束作用の説明図である。なお図１において、偏向手
段部分についてはその内部構成を分かりやすくするため
斜視図で示している。また図１〜図３において、図４と
同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１２】本発明のマイクロトロンでは、電子ビーム
４５の偏向手段は次のように構成されている。すなわ
ち、中央部に各々ビーム通過孔ｈ１が開けられ対向配置
された一対の電極１ａ，１ｂと、この一対の電極１ａ，
１ｂ間に交流電圧を印加する交流電源２と、一対の電極
１ａ，１ｂを位置関係を保持しつつ覆い収納し電界を遮
蔽するもので前記ビーム通過孔ｈ１に対向する位置にビ
ーム通過孔ｈ２が開けられた非磁性体金属ケース３とを
備えてなる。
４５の偏向手段は次のように構成されている。すなわ
ち、中央部に各々ビーム通過孔ｈ１が開けられ対向配置
された一対の電極１ａ，１ｂと、この一対の電極１ａ，
１ｂ間に交流電圧を印加する交流電源２と、一対の電極
１ａ，１ｂを位置関係を保持しつつ覆い収納し電界を遮
蔽するもので前記ビーム通過孔ｈ１に対向する位置にビ
ーム通過孔ｈ２が開けられた非磁性体金属ケース３とを
備えてなる。
【００１３】そしてここでは、偏向手段の電極１ａ，１
ｂ及びケース３部分（偏向手段本体１１）は移動手段４
によって所望の軌道上に位置させることが可能である。
５は空胴共振器４１の直上方向に設置したレールで、偏
向手段本体１１を移動手段４によって所望の軌道上に移
動，位置させる際のガイドとなる。
ｂ及びケース３部分（偏向手段本体１１）は移動手段４
によって所望の軌道上に位置させることが可能である。
５は空胴共振器４１の直上方向に設置したレールで、偏
向手段本体１１を移動手段４によって所望の軌道上に移
動，位置させる際のガイドとなる。
【００１４】上述構成において、まず移動手段４によ
り、所望のエネルギに達する電子ビーム４５の軌道上に
偏向手段本体１１を位置させる。これにより、電子ビー
ム４５は、ケース３のビーム通過孔ｈ２、電極１ａのビ
ーム通過孔ｈ１、電極１ｂのビーム通過孔ｈ１及びケー
ス３のビーム通過孔ｈ２を通る。この際、電極１ａ，１
ｂ間の電圧によって加速される。
り、所望のエネルギに達する電子ビーム４５の軌道上に
偏向手段本体１１を位置させる。これにより、電子ビー
ム４５は、ケース３のビーム通過孔ｈ２、電極１ａのビ
ーム通過孔ｈ１、電極１ｂのビーム通過孔ｈ１及びケー
ス３のビーム通過孔ｈ２を通る。この際、電極１ａ，１
ｂ間の電圧によって加速される。
【００１５】このとき、電子群が電極１ａ，１ｂ間を通
過するタイミングと電極１ａ，１ｂ間の交流電圧の加速
位相を合わせるために、交流電源２の周波数を空胴共振
器４１内のマイクロ波周波数と同じにし、また、交流電
源２の位相を、奇数回加速軌道で電子ビーム４５を取り
出すときは空胴共振器４１内のマイクロ波と同じ位相
に、偶数回加速軌道で電子ビーム４５を取り出すときは
空胴共振器４１内のマイクロ波の位相と半周期ずらす。
過するタイミングと電極１ａ，１ｂ間の交流電圧の加速
位相を合わせるために、交流電源２の周波数を空胴共振
器４１内のマイクロ波周波数と同じにし、また、交流電
源２の位相を、奇数回加速軌道で電子ビーム４５を取り
出すときは空胴共振器４１内のマイクロ波と同じ位相
に、偶数回加速軌道で電子ビーム４５を取り出すときは
空胴共振器４１内のマイクロ波の位相と半周期ずらす。
【００１６】上記のように、電極１ａ，１ｂ間の電圧に
よって加速された電子ビーム４５は、偏向され、電極１
ａ，１ｂがない場合の軌道、すなわち空胴共振器４１に
そのまま入射する加速円軌道より大きい曲率半径の円弧
を描くので空胴共振器４１には戻らず、空胴共振器４１
下部のビーム搬送系４７に入射する。この時の電極１
ａ，１ｂ間の印加電圧値Ｖは、円軌道の接点１２からビ
ーム搬送系入口４７ａまでの距離Ｌによって決まる。す
なわち電圧値Ｖは、一様磁界強度Ｂ、光速度ｃとすると
次式で求められる。
よって加速された電子ビーム４５は、偏向され、電極１
ａ，１ｂがない場合の軌道、すなわち空胴共振器４１に
そのまま入射する加速円軌道より大きい曲率半径の円弧
を描くので空胴共振器４１には戻らず、空胴共振器４１
下部のビーム搬送系４７に入射する。この時の電極１
ａ，１ｂ間の印加電圧値Ｖは、円軌道の接点１２からビ
ーム搬送系入口４７ａまでの距離Ｌによって決まる。す
なわち電圧値Ｖは、一様磁界強度Ｂ、光速度ｃとすると
次式で求められる。
【００１７】Ｖ＝Ｂ・ｃ・Ｌ／２ 例えば、距離Ｌが６０ｍｍ、一様磁界強度が０．１１２
Ｔであれば、電子群が１ＭＶで加速されるようにすれば
よい。
Ｔであれば、電子群が１ＭＶで加速されるようにすれば
よい。
【００１８】このとき、電極１ａ，１ｂ間の電界は金属
ケース３によって遮蔽され、電子ビーム４５の軌道に影
響を及ぼすことはない。また、この金属ケース３は非磁
性体であるので、一様磁界を乱すこともない。
ケース３によって遮蔽され、電子ビーム４５の軌道に影
響を及ぼすことはない。また、この金属ケース３は非磁
性体であるので、一様磁界を乱すこともない。
【００１９】次に、交流電圧が印加された電極１ａ，１
ｂによるビーム集束作用について図３を参照して説明す
る。電極１ａ，１ｂ間の電界は加速位相の時、矢印３１
のような向きになる。この電界中に入射した電子ビーム
４５は矢印３２の向きの力を受け、入射時は集束力、出
射時は発散力を受ける。そして、入射時の電界の位相が
立下がり時であれば、入射時に受ける力（集束力）が出
射時に受ける力（発散力）を上回り、平均的に見れば電
子ビーム４５は集束作用を受ける。これにより、ビーム
搬送系４７（図１参照）に入射するときのビーム径が小
さくなり、高効率で、かつ極めて容易に電子ビーム４５
が取り出される。
ｂによるビーム集束作用について図３を参照して説明す
る。電極１ａ，１ｂ間の電界は加速位相の時、矢印３１
のような向きになる。この電界中に入射した電子ビーム
４５は矢印３２の向きの力を受け、入射時は集束力、出
射時は発散力を受ける。そして、入射時の電界の位相が
立下がり時であれば、入射時に受ける力（集束力）が出
射時に受ける力（発散力）を上回り、平均的に見れば電
子ビーム４５は集束作用を受ける。これにより、ビーム
搬送系４７（図１参照）に入射するときのビーム径が小
さくなり、高効率で、かつ極めて容易に電子ビーム４５
が取り出される。
【００２０】なお上述実施例では、電極１ａ，１ｂ間に
交流電圧を印加したが、これに代って直流電圧を印加し
てもよい。この場合の電圧値は上述実施例と同じである
が、ビーム集束効果はない。
交流電圧を印加したが、これに代って直流電圧を印加し
てもよい。この場合の電圧値は上述実施例と同じである
が、ビーム集束効果はない。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子ビームを取り出す所望の軌道上に、非磁性体金属ケー
スで覆われ、電圧印加された一対の電極を対向配置して
電子ビームの偏向手段を構成したので、周囲の一様磁界
を乱しビーム偏向しない軌道を正規の加速円軌道から外
すことがなく、ビーム電流の減少（損失）がなくなり
（前記ケースが非磁性体であることの効果）、また、一
対の電極間の電界も外部に漏れることがなく、漏洩磁界
の影響で電子ビームが直進できなくなるということもな
くなり（前記ケースが金属であることの効果）、効率よ
く、かつ容易に電子ビームが取り出すことができるとい
う効果がある。
子ビームを取り出す所望の軌道上に、非磁性体金属ケー
スで覆われ、電圧印加された一対の電極を対向配置して
電子ビームの偏向手段を構成したので、周囲の一様磁界
を乱しビーム偏向しない軌道を正規の加速円軌道から外
すことがなく、ビーム電流の減少（損失）がなくなり
（前記ケースが非磁性体であることの効果）、また、一
対の電極間の電界も外部に漏れることがなく、漏洩磁界
の影響で電子ビームが直進できなくなるということもな
くなり（前記ケースが金属であることの効果）、効率よ
く、かつ容易に電子ビームが取り出すことができるとい
う効果がある。
【図１】本発明によるマイクロトロンの一実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】図１の中央部分の側断面図である。
【図３】電子ビームの偏向手段を構成する一対の電極に
よるビーム集束作用の説明図である。
よるビーム集束作用の説明図である。
【図４】従来のマイクロトロンの構成図である。
１ａ 電極 １ｂ 電極 ｈ１ ビーム通過孔 ｈ２ ビーム通過孔 ２ 交流電源 ３ 非磁性体金属ケース ４ 移動手段 ５ レール １１ 偏向手段本体 ４１ 空胴共振器 ４２ 真空容器 ４３ 磁極 ４４ ビーム偏向チューブ ４５ 電子ビーム ４７ ビーム搬送系 ４７ａ ビーム搬送系入口
Claims (3)
- 【請求項１】空胴共振器内のマイクロ波によって加速さ
れた電子ビームを一様磁界中で円運動させつつ加速し、
所望のエネルギに達した電子ビームを偏向手段により加
速円軌道から外してビーム搬送系に導き外部に取り出す
マイクロトロンにおいて、前記偏向手段は、対向配置さ
れた一対の電極と、この一対の電極を覆い収納する非磁
性体金属からなるケースとを備え、その前記ケースの一
方側から前記一対の電極を経てケース他方側に貫通する
ビーム通過孔を所望のビーム取出し軌道に位置合わせし
て設置し、前記一対の電極間に所定の電圧を印加してな
り、電子ビームを加速して偏向することを特徴とするマ
イクロトロン。 - 【請求項２】前記一対の電極間に交流電圧を印加し、電
子ビームを、前記一対の電極間を通過する際にその電極
間の電界によって加速，偏向し、かつ集束することを特
徴とする請求項１に記載のマイクロトロン。 - 【請求項３】前記偏向手段の前記一対の電極及びケース
部分を所望の軌道上に位置させる移動手段を具備するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載のマイクロトロ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26941693A JPH07106100A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | マイクロトロン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26941693A JPH07106100A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | マイクロトロン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106100A true JPH07106100A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17472118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26941693A Pending JPH07106100A (ja) | 1993-10-04 | 1993-10-04 | マイクロトロン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106100A (ja) |
-
1993
- 1993-10-04 JP JP26941693A patent/JPH07106100A/ja active Pending
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