JPH07118400B2 - シンクロトロン - Google Patents
シンクロトロンInfo
- Publication number
- JPH07118400B2 JPH07118400B2 JP12402286A JP12402286A JPH07118400B2 JP H07118400 B2 JPH07118400 B2 JP H07118400B2 JP 12402286 A JP12402286 A JP 12402286A JP 12402286 A JP12402286 A JP 12402286A JP H07118400 B2 JPH07118400 B2 JP H07118400B2
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- Japan
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- dipole
- vacuum chamber
- charged particles
- magnet
- synchrotron
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、荷電粒子の加速に用いられるシンクロトロ
ンに関するものである。
ンに関するものである。
第４図は例えば「入射用シンクロトロンの設計」（分子
科学研究所、昭和56年）に示されている従来の平面構成
図である。図において、（１）はライナツク、マイクロ
トロンなどの予備加速器、（３）は予備加速器（１）か
らの低エネルギ輸送管（２）内の出力ビームを管状の真
空槽（４）へ入射するインフレクタ、（５）は入射の時
に粒子軌道をずらせるためのパータベータ、（６）は真
空槽（４）に周設され、荷電粒子を偏向する二極磁石
で、例えば二極電磁石、（７）はビームを集束するため
の四極電磁石、（８）は粒子を加速する高周波空洞、
（９）は出射時にビームを蹴り出すキツカー電磁石、ま
た（10）は出射ビームを高エネルギ輸送管（11）へ送り
出すデフレクタである。真空槽（４）は閉軌道を形成
し、内部を荷電粒子が周回する。
科学研究所、昭和56年）に示されている従来の平面構成
図である。図において、（１）はライナツク、マイクロ
トロンなどの予備加速器、（３）は予備加速器（１）か
らの低エネルギ輸送管（２）内の出力ビームを管状の真
空槽（４）へ入射するインフレクタ、（５）は入射の時
に粒子軌道をずらせるためのパータベータ、（６）は真
空槽（４）に周設され、荷電粒子を偏向する二極磁石
で、例えば二極電磁石、（７）はビームを集束するため
の四極電磁石、（８）は粒子を加速する高周波空洞、
（９）は出射時にビームを蹴り出すキツカー電磁石、ま
た（10）は出射ビームを高エネルギ輸送管（11）へ送り
出すデフレクタである。真空槽（４）は閉軌道を形成
し、内部を荷電粒子が周回する。
二極電磁石（６）は真空槽（４）に６個設けられてお
り、その端面（6a）は真空槽（４）の管軸方向と垂直に
配置されている。
り、その端面（6a）は真空槽（４）の管軸方向と垂直に
配置されている。
次に動作について説明する。予備加速器（１）で加速さ
れた荷電粒子は低エネルギ輸送管（２）を経由してイン
フレクタ（３）で曲げられ、真空槽（４）へ入る。パー
タベータ（５）は当初軌道を閉軌道の外側へずらし、入
射した荷電粒子を取り込みながら徐々に軌道を内側へ戻
す。入射された荷電粒子は６個の二極電磁石（６）で曲
げられて閉軌道を周回する。この二極電磁石（６）は水
平方向に荷電粒子を集束する副作用があるが、この場合
は１個の二極電磁石（６）における偏向角度は60度と小
さいのであまり影響はない。
れた荷電粒子は低エネルギ輸送管（２）を経由してイン
フレクタ（３）で曲げられ、真空槽（４）へ入る。パー
タベータ（５）は当初軌道を閉軌道の外側へずらし、入
射した荷電粒子を取り込みながら徐々に軌道を内側へ戻
す。入射された荷電粒子は６個の二極電磁石（６）で曲
げられて閉軌道を周回する。この二極電磁石（６）は水
平方向に荷電粒子を集束する副作用があるが、この場合
は１個の二極電磁石（６）における偏向角度は60度と小
さいのであまり影響はない。
入射が完了すると高周波空洞（８）の電圧を上げ、二極
電磁石（６）および四極電磁石（７）の磁界の強さをこ
れと連動させることによつてエネルギを高くする。所定
のエネルギに達した時点でキツカー電磁石（９）を起動
すると荷電粒子は安定軌道からずれ、デフレクタ（10）
に達してここで更に外側へ曲げられて高エネルギ輸送管
（11）へ出射される。
電磁石（６）および四極電磁石（７）の磁界の強さをこ
れと連動させることによつてエネルギを高くする。所定
のエネルギに達した時点でキツカー電磁石（９）を起動
すると荷電粒子は安定軌道からずれ、デフレクタ（10）
に達してここで更に外側へ曲げられて高エネルギ輸送管
（11）へ出射される。
従来のシンクロトロンは以上のように構成されているの
で、二極電磁石を６個用いているため装置全体が大きく
また高価である。装置を小型にするためには二極電磁石
の数を減らす必要があるが、そうすると二極電磁石の偏
向角度を大きくしなければならず、荷電粒子に対する水
平方向の集束作用が大きくなり、荷電粒子が真空槽の壁
に衝突して失われるという問題点があつた。
で、二極電磁石を６個用いているため装置全体が大きく
また高価である。装置を小型にするためには二極電磁石
の数を減らす必要があるが、そうすると二極電磁石の偏
向角度を大きくしなければならず、荷電粒子に対する水
平方向の集束作用が大きくなり、荷電粒子が真空槽の壁
に衝突して失われるという問題点があつた。
この発明は上記のような従来のものの問題点を解決する
ためになされたもので、小型で安価なシンクロトロンを
得ることを目的としている。
ためになされたもので、小型で安価なシンクロトロンを
得ることを目的としている。
この発明に係るシンクロトロンは、閉軌道を形成し、内
部を荷電粒子が周回する管状の真空槽、この真空槽に周
設され、荷電粒子を偏向する４個の二極磁石、この二極
磁石の外側に設けた１対の四極磁石、および二極磁石に
よる荷電粒子の水平方向の集束作用を緩和する集束作用
緩和手段を備え、集束作用緩和手段を、二極磁石の端面
の磁石の外側に向かう法線が真空槽の管軸よりも閉軌道
の外側で、法線と真空槽の管軸とのなす角度を15度以上
でかつ25度以下とすることにより構成したものである。
部を荷電粒子が周回する管状の真空槽、この真空槽に周
設され、荷電粒子を偏向する４個の二極磁石、この二極
磁石の外側に設けた１対の四極磁石、および二極磁石に
よる荷電粒子の水平方向の集束作用を緩和する集束作用
緩和手段を備え、集束作用緩和手段を、二極磁石の端面
の磁石の外側に向かう法線が真空槽の管軸よりも閉軌道
の外側で、法線と真空槽の管軸とのなす角度を15度以上
でかつ25度以下とすることにより構成したものである。
また、この発明の別の発明に係るシンクロトロンは、閉
軌道を形成し、内部を荷電粒子が周回する管状の真空
槽、この真空槽に周設され荷電粒子を偏向する４個の二
極磁石、および二極磁石の荷電粒子入射側と出射側にそ
れぞれ設けられ、二極磁石による荷電粒子の水平方向の
集束作用を緩和する四極発散磁石を備えたものである。
軌道を形成し、内部を荷電粒子が周回する管状の真空
槽、この真空槽に周設され荷電粒子を偏向する４個の二
極磁石、および二極磁石の荷電粒子入射側と出射側にそ
れぞれ設けられ、二極磁石による荷電粒子の水平方向の
集束作用を緩和する四極発散磁石を備えたものである。
この発明における二極磁石は４個以下であり、従来の６
個設けたものに比べて安価になる。二極磁石を４個以下
にすることにより、１個の二極磁石における偏向角度が
大きくなり、荷電粒子に対する水平方向の集束作用が大
きくなるが、この発明においては集束作用緩和手段を用
いて緩和し、荷電粒子が真空槽の壁に衝突して失われる
のを防ぐ。
個設けたものに比べて安価になる。二極磁石を４個以下
にすることにより、１個の二極磁石における偏向角度が
大きくなり、荷電粒子に対する水平方向の集束作用が大
きくなるが、この発明においては集束作用緩和手段を用
いて緩和し、荷電粒子が真空槽の壁に衝突して失われる
のを防ぐ。
以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。
図において、（１）はライナック、マイクロトロンなど
の予備加速器、（３）は予備加速器（１）からの低エネ
ルギ輸送管（２）内の出力ビームを管状の真空槽（４）
へ入射するインフレクタ、（５）は入射の時に粒子軌道
をずらせるためのパータベータ、（６）は荷電粒子を偏
向する二極磁石で、例えば二極磁石、（７）はビームを
集束・発散するための四極電磁石で、閉軌道の直線部に
１対設けられており、一方が水平方向にビームを発散
し、他方は集束するものである。垂直方向の作用はこれ
と逆になる。また、（８）は荷電粒子を加速する高周波
空洞、（９）は出射時にビームを蹴り出すキツカー電磁
石、また（10）は出射ビームを高エネルギ輸送管（11）
へ送り出すデフレクタである。
図において、（１）はライナック、マイクロトロンなど
の予備加速器、（３）は予備加速器（１）からの低エネ
ルギ輸送管（２）内の出力ビームを管状の真空槽（４）
へ入射するインフレクタ、（５）は入射の時に粒子軌道
をずらせるためのパータベータ、（６）は荷電粒子を偏
向する二極磁石で、例えば二極磁石、（７）はビームを
集束・発散するための四極電磁石で、閉軌道の直線部に
１対設けられており、一方が水平方向にビームを発散
し、他方は集束するものである。垂直方向の作用はこれ
と逆になる。また、（８）は荷電粒子を加速する高周波
空洞、（９）は出射時にビームを蹴り出すキツカー電磁
石、また（10）は出射ビームを高エネルギ輸送管（11）
へ送り出すデフレクタである。
二極電磁石（６）は閉軌道を形成する真空層（４）に例
えば４個周設されている。第２図は二極電磁石（６）付
近を拡大して示す説明図であり、二極電磁石（６）の端
面（6a）は、その端面（6a）の法線（12）が真空層
（４）の管軸（13）よりも閉軌道の外側にあるように構
成されている。この実施例では法線（12）と管軸（13）
とのなす角度（θ）は20度程度で構成している。
えば４個周設されている。第２図は二極電磁石（６）付
近を拡大して示す説明図であり、二極電磁石（６）の端
面（6a）は、その端面（6a）の法線（12）が真空層
（４）の管軸（13）よりも閉軌道の外側にあるように構
成されている。この実施例では法線（12）と管軸（13）
とのなす角度（θ）は20度程度で構成している。
次に動作について説明する。予備加速器（１）で加速さ
れた荷電粒子は低エネルギ輸送管（２）を経由してイン
フレクタ（３）で曲げられ、真空層（４）へ入る。パー
タベータ（５）は当初軌道を閉軌道の外側へずらし、入
射粒子を取り込みながら徐々に軌道を内側へ戻す。入射
された粒子は二極電磁石（６）で曲げられて閉軌道を周
回する。
れた荷電粒子は低エネルギ輸送管（２）を経由してイン
フレクタ（３）で曲げられ、真空層（４）へ入る。パー
タベータ（５）は当初軌道を閉軌道の外側へずらし、入
射粒子を取り込みながら徐々に軌道を内側へ戻す。入射
された粒子は二極電磁石（６）で曲げられて閉軌道を周
回する。
この実施例では、二極電磁石（６）を４個設けているた
め、荷電粒子に対する偏向角度は90度と大きいので、二
極電磁石（６）の内部における集束作用は大きくなる。
ここで、二極電磁石（６）の端面（6a）が従来のように
荷電粒子の進行方向に垂直ではなく、端面（6a）の法線
（12）が第２図に示すように管軸（13）よりも外側にあ
るので、端面（6a）においては水平方向に荷電粒子を発
散する。即ち荷電粒子の水平方向の集束作用を緩和する
働きをして、荷電粒子を安定に閉軌道を周回させること
ができる。
め、荷電粒子に対する偏向角度は90度と大きいので、二
極電磁石（６）の内部における集束作用は大きくなる。
ここで、二極電磁石（６）の端面（6a）が従来のように
荷電粒子の進行方向に垂直ではなく、端面（6a）の法線
（12）が第２図に示すように管軸（13）よりも外側にあ
るので、端面（6a）においては水平方向に荷電粒子を発
散する。即ち荷電粒子の水平方向の集束作用を緩和する
働きをして、荷電粒子を安定に閉軌道を周回させること
ができる。
このように、４個の二極電磁石によりシンクロトロンを
形成したので、装置の占有面積を小さくでき、また部品
数が少ないので安価にできる。また、１対の四極電磁石
（７）を二極電磁石（６）の外側に設けているので、装
置を設置した後、設置誤差などが生じた場合でも、外部
から集束・発散作用を調整することができる。
形成したので、装置の占有面積を小さくでき、また部品
数が少ないので安価にできる。また、１対の四極電磁石
（７）を二極電磁石（６）の外側に設けているので、装
置を設置した後、設置誤差などが生じた場合でも、外部
から集束・発散作用を調整することができる。
なお、上記実施例では、法線（12）と管軸（13）とのな
す角度（θ）を20度程度としたが、これは15度以上かつ
25度以下であればよく、25度より大きく構成した場合は
集束作用を緩和しすぎて、二極電磁石（６）から出射
後、例えば四極電磁石（７）付近の真空槽（４）の壁に
衝突して失われる。また角度（θ）が15度未満の場合に
は集束作用を充分に緩和できず、例えば二極電磁石
（６）から出射する前に、内部における真空槽（４）の
壁に衝突して失われる。
す角度（θ）を20度程度としたが、これは15度以上かつ
25度以下であればよく、25度より大きく構成した場合は
集束作用を緩和しすぎて、二極電磁石（６）から出射
後、例えば四極電磁石（７）付近の真空槽（４）の壁に
衝突して失われる。また角度（θ）が15度未満の場合に
は集束作用を充分に緩和できず、例えば二極電磁石
（６）から出射する前に、内部における真空槽（４）の
壁に衝突して失われる。
また、他の実施例を第３図に示す。図において、（14）
は、二極電磁石（６）の荷電粒子入射側および出射側に
それぞれ設けられた四極発散磁石であり、これによつて
二極電磁石（６）による荷電粒子の水平方向の集束作用
を緩和することもできる。このような手段により、二極
電磁石（６）を４個で構成すれば、上記実施例と同様の
効果を奏する。
は、二極電磁石（６）の荷電粒子入射側および出射側に
それぞれ設けられた四極発散磁石であり、これによつて
二極電磁石（６）による荷電粒子の水平方向の集束作用
を緩和することもできる。このような手段により、二極
電磁石（６）を４個で構成すれば、上記実施例と同様の
効果を奏する。
また、上記実施例では二極磁石（６）として二極電磁石
を用いているが、永久磁石によつても可能である。
を用いているが、永久磁石によつても可能である。
また、上記実施例では四極電磁石と（７）と入出射機器
（３），（10）の配置を特定したが、他の配置も可能で
ある。
（３），（10）の配置を特定したが、他の配置も可能で
ある。
以上のようにこの発明によれば、閉軌道をを形成し、内
部を荷電粒子が周回する管状の真空槽、この真空槽に周
設され、荷電粒子を偏向する４個の二極磁石、この二極
磁石の外側に設けた１対の四極磁石、および二極磁石に
よる荷電粒子の水平方向の集束作用を緩和する集束作用
緩和手段を備え、集束作用緩和手段を、二極磁石の端面
の磁石の外側に向かう法線が真空槽の管軸よりも閉軌道
の外側で、法線と真空槽の管軸とのなす角度を15度以上
でかつ25度以下とすることにより構成したので、荷電粒
子を安定に周回させることができ、小型で安価なシンク
ロトロンが得られる効果がある。
部を荷電粒子が周回する管状の真空槽、この真空槽に周
設され、荷電粒子を偏向する４個の二極磁石、この二極
磁石の外側に設けた１対の四極磁石、および二極磁石に
よる荷電粒子の水平方向の集束作用を緩和する集束作用
緩和手段を備え、集束作用緩和手段を、二極磁石の端面
の磁石の外側に向かう法線が真空槽の管軸よりも閉軌道
の外側で、法線と真空槽の管軸とのなす角度を15度以上
でかつ25度以下とすることにより構成したので、荷電粒
子を安定に周回させることができ、小型で安価なシンク
ロトロンが得られる効果がある。
また、この発明の別の発明に係るシンクロトロンは、閉
軌道を形成し、内部を荷電粒子が周回する管状の真空
槽、この真空槽に周設され荷電粒子を偏向する４個の二
極磁石、および二極磁石の荷電粒子入射側と出射側にそ
れぞれ設けられ、二極磁石による荷電粒子の水平方向の
集束作用を緩和する四極発散磁石を備えたことにより、
荷電粒子を安定に周回させることができ、小型で安価な
シンクロトロンが得られる効果がある。
軌道を形成し、内部を荷電粒子が周回する管状の真空
槽、この真空槽に周設され荷電粒子を偏向する４個の二
極磁石、および二極磁石の荷電粒子入射側と出射側にそ
れぞれ設けられ、二極磁石による荷電粒子の水平方向の
集束作用を緩和する四極発散磁石を備えたことにより、
荷電粒子を安定に周回させることができ、小型で安価な
シンクロトロンが得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるシンクロトロンを示
す平面構成図、第２図はこの発明の一実施例の二極磁石
付近を拡大して示す説明図、第３図はこの発明の他の実
施例の二極磁石付近を拡大して示す構成図、第４図は従
来のシンクロトロンを示す平面構成図である。 （４）……真空槽、（６）……二極磁石、（6a）……端
面。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
す平面構成図、第２図はこの発明の一実施例の二極磁石
付近を拡大して示す説明図、第３図はこの発明の他の実
施例の二極磁石付近を拡大して示す構成図、第４図は従
来のシンクロトロンを示す平面構成図である。 （４）……真空槽、（６）……二極磁石、（6a）……端
面。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−165900（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136800（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43100（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−180999（ＪＰ，Ａ) 実験物理学講座28「加速器」新版（昭57 年）共立出版株式会社Ｐ．316−317
Claims (3)
- 【請求項１】閉軌道を形成し、内部を荷電粒子が周回す
る管状の真空槽、この真空槽に周設され上記荷電粒子を
偏向する４個の二極磁石、この二極磁石の外側に設けた
１対の四極磁石、および上記二極磁石による上記荷電粒
子の水平方向の集束作用を緩和する集束作用緩和手段を
備え、上記集束作用緩和手段を、上記二極磁石の端面の
磁石の外側に向かう法線が上記真空槽の管軸よりも閉軌
道の外側で、上記法線と上記真空槽の管軸とのなす角度
を15度以上でかつ25度以下とすることにより構成したこ
とを特徴とするシンクロトロン。 - 【請求項２】閉軌道を形成し、内部を荷電粒子が周回す
る筒状の真空槽、この真空槽に周設され上記荷電粒子を
偏向する４個の二極磁石、および上記二極磁石の荷電粒
子入射側と出射側にそれぞれ設けられ、上記二極磁石に
よる上記荷電粒子の水平方向の集束作用を緩和する四極
発散磁石を備えたことを特徴とするシンクロトロン。 - 【請求項３】二極磁石は、二極電磁石であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載のシンク
ロトロン。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12402286A JPH07118400B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | シンクロトロン |
| FR8707381A FR2607345B1 (fr) | 1986-05-27 | 1987-05-26 | Synchrotron |
| US07/054,700 US4806871A (en) | 1986-05-23 | 1987-05-27 | Synchrotron |
| DE19873717819 DE3717819C2 (de) | 1986-05-27 | 1987-05-27 | Synchrotron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12402286A JPH07118400B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | シンクロトロン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278800A JPS62278800A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH07118400B2 true JPH07118400B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=14875093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12402286A Expired - Fee Related JPH07118400B2 (ja) | 1986-05-23 | 1986-05-27 | シンクロトロン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118400B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6327000U (ja) * | 1986-08-05 | 1988-02-22 |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP12402286A patent/JPH07118400B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 実験物理学講座２８「加速器」新版（昭５７年）共立出版株式会社Ｐ．３１６−３１７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62278800A (ja) | 1987-12-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |