JPH07192898A - Superconductive electromagnet device for charged particle and electron storing ring - Google Patents

Superconductive electromagnet device for charged particle and electron storing ring

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JPH07192898A
JPH07192898A JP33538493A JP33538493A JPH07192898A JP H07192898 A JPH07192898 A JP H07192898A JP 33538493 A JP33538493 A JP 33538493A JP 33538493 A JP33538493 A JP 33538493A JP H07192898 A JPH07192898 A JP H07192898A
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溢男 小寺
Takeo Kawaguchi
武男 川口
Tetsuya Matsuda
哲也 松田
Toshie Takeuchi
敏恵 竹内
Shunji Yamamoto
俊二 山本
Tadatoshi Yamada
忠利 山田
Shiro Nakamura
史朗 中村
Akinori Ohara
昭徳 尾原
Masao Morita
正夫 守田
Shoichi Yokoyama
彰一 横山
Kenji Shimohata
賢司 下畑
Takashi Inaguchi
隆 稲口
Kazutake Senoo
和威 妹尾
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Abstract

PURPOSE:To always maintain the degree of vacuum high at a part of a device, through which an electron beam passes, and stabilize the degree of vacuum by providing a joint, which is provided with a vacuum vessel, in a beam chamber, and forming an opening part in the vacuum chamber to separate the vacuum vessel and a vacuum space inside of the beam chamber. CONSTITUTION:A vacuum vessel 5 is vacuum-exhausted to a predetermined degree of vacuum to obtain the degree of vacuum required for heat insulation of a low- temperature part. Liquid helium is supplied to a superconductive coil 1 from a liquid helium reservoir 34 through helium pipelines A35, B36, and cooled to a predetermined temperature, and the coil 1 is excited by an external exciting power source to generate a predetermined magnetic field. Charged particles pass through a beam chamber 26, and a flange joint provided with a vacuum seal is provided in the vacuum vessel 5 as a part, in which the chamber 26 passes through the vacuum vessel 5, and opening is formed. A vacuum space of the vacuum vessel 5 and a vacuum space inside of the beam chamber 26 are thereby separated from each other, and even in the case where the degree of vacuum of the vacuum vessel 5 is deteriorated, vacuum of the chamber 26 is maintained at a predetermined degree of vacuum without receiving the influence to obtain the stabilized electron beam for a long time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は超電導コイルを用いて
磁界を発生させ、荷電粒子を所期の軌道に規正して導く
部分などに適用する荷電粒子用超電導電磁石に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superconducting electromagnet for charged particles which is applied to a portion where a magnetic field is generated by using a superconducting coil to regulate and guide charged particles to a desired orbit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図24は例えばMicroelectr
onic Engineering11(1990)2
25ー228ページに示された従来の荷電粒子用超電導
電磁石の一例、すなわち、電子蓄積リング用超電導偏向
電磁石の鳥瞰図、図25は図24の中央部分の縦断面
図、図26は図24の水平方向の断面図、図27はコイ
ルの形状を示す斜視図である。図において、1は超電導
線をバナナ形に巻き回し両端部をはね上げた形状の一対
の超電導コイル、2は上記の一対の超電導コイル1を一
定の間隔を設けて上下ほぼ対称になるように収納したコ
イル容器、3は上記超電導コイル1の上下対称な面にバ
ナナ形コイルの偏向(曲げ)半径に沿って外側が開口す
るようにコイル容器2の中央部に設けた長方形断面で形
成された真空の電子ビーム通路、4はコイル容器2の周
囲を覆い輻射熱を遮る熱シールド、5は以上の構成部分
を収納する真空槽、6はコイル容器2を真空槽に断熱的
に支持する断熱支持部材、7はコイル容器2に液体ヘリ
ウムを供給するヘリウム供給ポート、8は上記真空槽5
の直線軌道側の壁面を貫通して電子ビーム通路3に電子
ビームを導くビーム入口ポート、9は電子ビーム通路3
から真空槽5を貫通して電子ビームを取り出すビーム出
口ポート、10は電子ビーム通路3の軌道の接線方向に
真空槽5を貫通して適当な間隔で設置した複数の放射光
ポート、11は以上のように構成された超電導電磁石で
ある。図28は上記のように構成された超電導電磁石1
1を電子蓄積リングに適用した一例であり、図におい
て、超電導電磁石11はレーストラック形のビーム軌道
を構成するように2台を一定の距離を隔てて対称に設置
してあり、12は線形加速器やシンクロトロン(図示し
ない)等により所定のエネルギーに加速された電子を周
回軌道に導くビーム入射器、13は高周波空洞、14は
超電導電磁石と直線部の各構成機器をそれぞれ連結する
直線部ビームダクトである。複数の放射光ポート10の
端部はそれぞれ延長ビームダクト等を介して接続され途
中若しくは終端で真空を封止できるようにしている。
(図示しない)。
2. Description of the Related Art FIG. 24 shows, for example, Microselectr.
onic Engineering 11 (1990) 2
An example of the conventional superconducting electromagnet for charged particles shown on pages 25-228, that is, a bird's-eye view of a superconducting bending electromagnet for an electron storage ring, FIG. 25 is a vertical cross-sectional view of the central portion of FIG. 24, and FIG. FIG. 27 is a perspective view showing the shape of the coil. In the figure, 1 is a pair of superconducting coils in which a superconducting wire is wound in a banana shape and both ends thereof are flipped up, and 2 is a pair of the above-mentioned superconducting coils 1 which are housed so as to be substantially symmetrical vertically with a certain interval. The coil container 3 is a vacuum container having a rectangular cross section formed in the central portion of the coil container 2 so that the outer side is opened along the deflection (bending) radius of the banana-shaped coil on the vertically symmetrical surface of the superconducting coil 1. An electron beam passage, 4 is a heat shield that covers the circumference of the coil container 2 and shields radiant heat, 5 is a vacuum chamber that houses the above-described components, 6 is a heat insulating support member that adiabatically supports the coil container 2 in the vacuum chamber, 7 Is a helium supply port for supplying liquid helium to the coil container 2, and 8 is the vacuum chamber 5
Beam entrance port for guiding the electron beam to the electron beam passage 3 through the wall surface on the linear orbit side of the electron beam passage 3
A beam outlet port for taking out an electron beam from the vacuum chamber 5 through the vacuum chamber 5 and a plurality of radiant light ports 10 arranged at appropriate intervals through the vacuum chamber 5 in the tangential direction of the trajectory of the electron beam passage 3. Is a superconducting electromagnet. FIG. 28 shows the superconducting electromagnet 1 constructed as described above.
1 is an example in which 1 is applied to an electron storage ring, and in the figure, two superconducting electromagnets 11 are symmetrically installed at a fixed distance so as to form a racetrack type beam orbit, and 12 is a linear accelerator. Beam injector for guiding electrons accelerated to a predetermined energy to a circular orbit by a synchrotron (not shown) or the like, 13 is a high-frequency cavity, and 14 is a linear section beam duct that connects the superconducting electromagnet and each component of the linear section. Is. The ends of the plurality of emission light ports 10 are connected to each other via extension beam ducts or the like so that the vacuum can be sealed midway or at the ends.
(Not shown).

【0003】つぎに動作について説明する。まず、超電
導電磁石11の真空槽5を真空ポンプ(図示しない)を
用いて所定の真空度まで排気する。つぎに、コイル容器
2にヘリウム供給ポート7から液体ヘリウムを供給して
超電導コイル1を所定の温度に冷却する。超電導コイル
1は超電導状態(電気抵抗が0の状態)になると、外部
の励磁電源(図示しない)を介して通電することにより
所期の磁界を発生させることができる。この超電導電磁
石11を図28に示電子蓄積リング適用したときの動作
はつぎのとおりである。線形加速器またはシンクロトロ
ンにより所定のエネルギーに加速された電子はビーム入
射器12からリングの周回軌道に入射される。この高エ
ネルギー電子ビームは直線部ビームダクト14からビー
ム入口ポート8、電子ビーム通路3およびビーム出口ポ
ート9を経てレーストラック軌道上を周回する。この電
子は一定量を蓄積すると入射を止め、後は引き続き高周
波空洞などの共振器を働かせて失われたエネルギーを補
充しつつ長時間の運転を継続する。ここで電子は超電導
電磁石の偏向磁界中で180度に曲げられるとき軌道の
接線方向に制動放射すなわちシンクロトロン放射光を発
する。このシンクロトロン放射光は複数の放射光ポート
10から取り出され、X線リソグラフィやX線回折など
原子、分子レベルの各種計測などに広く利用される。こ
こで、電子ビーム(高エネルギーに加速された蓄積電子
の束)が周回する軌道上に残留気体分子があると、この
残留気体分子に加速電子が衝突してエネルギーが減衰し
たりまたは散乱を起こして周回軌道から飛び出すなどし
て消失し、蓄積寿命が短かくなる。このため、電子ビー
ムの蓄積寿命を考慮して、通常、電子ビーム通路3内は
10-9Torrオーダーの超高真空にしている。一方、
液体ヘリウムにより冷却された超電導コイル1は真空に
より断熱するが残留ガスの分子伝導による熱授受を考慮
するとき断熱性能を保証するために必要な真空度は10
-6Torrオーダーであれば十分である。上記の超電導
電磁石11では電子ビームを通す電子ビーム通路3と超
電導コイルの断熱真空部すなわち真空槽5の真空が連通
した構成になっている。
Next, the operation will be described. First, the vacuum chamber 5 of the superconducting electromagnet 11 is evacuated to a predetermined vacuum level using a vacuum pump (not shown). Next, liquid helium is supplied to the coil container 2 from the helium supply port 7 to cool the superconducting coil 1 to a predetermined temperature. When the superconducting coil 1 is in the superconducting state (state in which the electric resistance is 0), the desired magnetic field can be generated by energizing it through an external excitation power source (not shown). The operation when the superconducting electromagnet 11 is applied to the electron storage ring shown in FIG. 28 is as follows. The electrons accelerated to a predetermined energy by the linear accelerator or the synchrotron are incident on the circular orbit of the ring from the beam injector 12. The high-energy electron beam travels from the straight beam duct 14 through the beam entrance port 8, the electron beam passage 3 and the beam exit port 9 on the racetrack orbit. When a certain amount of this electron is accumulated, the injection is stopped, and thereafter, the resonator such as the high frequency cavity continues to work to supplement the lost energy and continue the operation for a long time. Here, the electrons emit bremsstrahlung, that is, synchrotron radiation, in the tangential direction of the orbit when bent to 180 degrees in the deflection magnetic field of the superconducting electromagnet. This synchrotron radiation light is extracted from a plurality of radiation light ports 10 and is widely used for various measurements at the atomic and molecular level such as X-ray lithography and X-ray diffraction. Here, if there are residual gas molecules on the orbit around which the electron beam (a bundle of accumulated electrons accelerated to high energy), the accelerated electrons collide with the residual gas molecules and the energy is attenuated or scattered. It will disappear by jumping out of the orbit, and the accumulated life will be shortened. Therefore, in consideration of the accumulated life of the electron beam, the inside of the electron beam passage 3 is usually set to an ultrahigh vacuum of the order of 10 −9 Torr. on the other hand,
The superconducting coil 1 cooled by liquid helium is heat-insulated by vacuum, but the degree of vacuum required to ensure heat-insulating performance is 10 when heat transfer due to molecular conduction of residual gas is taken into consideration.
-6 Torr order is sufficient. The superconducting electromagnet 11 has a structure in which the electron beam passage 3 for passing an electron beam and the vacuum of the adiabatic vacuum portion of the superconducting coil, that is, the vacuum chamber 5 communicate with each other.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の電子蓄積リング
用超電導電磁石は以上のように断熱真空部と電子ビーム
通路の真空が連通した構成になっているので断熱空間部
を形成する壁面、特に超電導コイルを含む冷却面はクラ
イオポンプ作用の働きで残留ガス分子の吸着平衡の状態
が保たれており、ここに熱的外乱が加わると平衡状態が
崩れ吸着ガスの一部が脱離して、真空槽5の真空度が劣
化することがあり、これにともなって電子ビーム通路3
内の超高真空が維持できなくなり電子ビームの蓄積寿命
が著しく低下することがある。また、運転中に電子ビー
ム入口ポート、出口ポートおよび放射光ポートから外部
に接続されている何れかのビームラインで真空が破れる
と、超電導電磁石の真空槽に直接影響を及ぼし、断熱性
が維持できなくなると、液体ヘリウムの異常蒸発、さら
には超電導コイルのクエンチ(超電導状態から常電導状
態への転移)にいたり、超電導電磁石として機能しなく
なるなどの欠点があった。
Since the conventional superconducting electromagnet for an electron storage ring has a structure in which the adiabatic vacuum portion and the vacuum of the electron beam passage communicate with each other as described above, the wall surface forming the adiabatic space portion, especially the superconducting portion. The cooling surface including the coil maintains the adsorption equilibrium state of the residual gas molecules by the action of the cryopump, and when thermal disturbance is applied to this, the equilibrium state is broken and a part of the adsorbed gas is desorbed, and the vacuum chamber The degree of vacuum in No. 5 may deteriorate, and along with this, the electron beam passage 3
The ultra-high vacuum inside cannot be maintained, and the electron beam storage life may be significantly reduced. Also, if the vacuum breaks at any of the beam lines connected to the outside from the electron beam inlet port, the outlet port and the synchrotron radiation port during operation, it will directly affect the vacuum chamber of the superconducting electromagnet and maintain the heat insulation. When it disappeared, there were drawbacks such as abnormal evaporation of liquid helium, quenching of the superconducting coil (transition from superconducting state to normal conducting state), and failure of functioning as a superconducting electromagnet.

【0005】[0005]

【発明の目的】この発明はかかる問題を解消するために
なされたもので、電子ビームが通る部分の真空を常に超
高真空に保持してビームを安定に導くとともに、超電導
電磁石の外部に連なるビームライン側での真空破壊が断
熱真空に影響を及ぼさないような構造の超電導電磁石を
提供することを目的とする。また、本発明においては、
超電導コイルの低温部分への侵入熱を減じ液体ヘリウム
の蒸発量の少ないクライオスタットを提供することおよ
び万一超電導コイルのクエンチ等により磁界が急激に変
化しても熱シールド等構成部材に渦電流が誘起されにく
い構造にし熱シールド部材自身の温度上昇や電磁力によ
る変形などを生じない超電導電磁石を提供することを目
的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and the vacuum of the portion through which the electron beam passes is always maintained at an ultrahigh vacuum to stably guide the beam, and the beam connected to the outside of the superconducting electromagnet is also provided. An object of the present invention is to provide a superconducting electromagnet having a structure in which the vacuum break on the line side does not affect the adiabatic vacuum. Further, in the present invention,
Providing a cryostat that reduces the heat entering the low temperature part of the superconducting coil and reduces the evaporation of liquid helium, and even if the magnetic field suddenly changes due to quenching of the superconducting coil, eddy currents are induced in the components such as the heat shield. It is an object of the present invention to provide a superconducting electromagnet which has a structure that is hard to be subjected to heat and which does not cause a temperature rise of the heat shield member itself or deformation due to electromagnetic force.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は超電導
電磁石の電子ビームが通る部分に独立の真空空間を形成
するビームチェンバーを設置し真空槽を貫通するビーム
入口および出口ポート部分に真空シールを備えたフラン
ジ継ぎ手を介して開口するようにし荷電ビームを導くよ
うにした。
According to a first aspect of the present invention, a beam chamber for forming an independent vacuum space is installed in a portion of a superconducting electromagnet through which an electron beam passes, and a vacuum seal is provided at a beam inlet and outlet port portion penetrating a vacuum chamber. The charged particle beam was guided by opening through the flange joint provided with.

【0007】請求項2の発明はビームチェンバーの外周
壁に複数の放射光ポートを設け放射光ポートが真空槽を
貫通する部分に真空シールを備えたフランジ継ぎ手を介
して開口するようにし、シンクロトロン放射光を取り出
せるようにした。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of radiant light ports are provided on the outer peripheral wall of the beam chamber so that the radiant light ports are opened through a flange joint provided with a vacuum seal at a portion penetrating the vacuum chamber. The synchrotron radiation can be taken out.

【0008】請求項3の発明はビームチェンバーを複数
の断熱支持部材を介して超電導コイルユニット上に断熱
的に支持するようにするとともにビームチェンバーに連
通する複数のダクトが真空槽を貫通する部分に伸縮可能
なフレキシブル継ぎ手を設けた。
According to a third aspect of the present invention, the beam chamber is adiabatically supported on the superconducting coil unit via a plurality of heat insulating support members, and a plurality of ducts communicating with the beam chamber are provided in a portion penetrating the vacuum chamber. A flexible joint that can be expanded and contracted is provided.

【0009】請求項4の発明はビームチェンバーを複数
の断熱支持部材で超電導コイル上に支持するさいに基準
となる位置1カ所若しくは2カ所をほぼ固定的に支持す
るとともにビームチェンバーの加温または超電導コイル
の冷却によって生ずる熱膨張・収縮による変位を断熱支
持部材の摺動および曲げ変位で吸収しビームチェンバー
と超電導コイルの相対位置をほぼ同じ状態に保持できる
ようにした。
According to a fourth aspect of the invention, when the beam chamber is supported on the superconducting coil by a plurality of heat insulating support members, one or two reference positions are substantially fixedly supported, and the beam chamber is heated or superconducting. Displacement caused by thermal expansion and contraction caused by cooling of the coil is absorbed by sliding and bending displacement of the heat insulating support member so that the relative position of the beam chamber and the superconducting coil can be maintained in substantially the same state.

【0010】請求項5の発明はビームチェンバーの側面
に複数の支持金具を設けここに断熱支持部材を取付超電
導コイル上に支持するようにした。
In a fifth aspect of the present invention, a plurality of support fittings are provided on the side surface of the beam chamber, and a heat insulating support member is attached to the support fitting so as to be supported on the superconducting coil.

【0011】請求項6の発明はビームチェンバーを複数
の多重円筒断熱カラムで支持する構成とした。
According to a sixth aspect of the invention, the beam chamber is supported by a plurality of multiple cylindrical heat insulating columns.

【0012】請求項7の発明はビームチェンバーのほぼ
全周を覆う輻射熱の遮蔽材を一体化して取り付けたもの
を超電導コイルに組み込むようにした。
According to the invention of claim 7, a radiant heat shielding material covering substantially the entire circumference of the beam chamber is integrally attached and incorporated into the superconducting coil.

【0013】請求項8の発明はビームチェンバーの断熱
材として多層積層断熱材をビームチェンバーに直巻きし
さらにその周囲にビームチェンバーから複数の断熱支持
棒により全体を覆う熱シールドを一体化して設置するよ
うにした。
According to an eighth aspect of the present invention, a multilayer laminated heat insulating material is directly wound around the beam chamber as a heat insulating material of the beam chamber, and a heat shield covering the whole is integrally installed around the beam chamber by a plurality of heat insulating supporting rods. I did it.

【0014】請求項9の発明はビームチェンバーと熱シ
ールドおよび熱シールド相互間を支持する断熱支持棒の
部材を可撓性を有する繊維強化樹脂の積層板、積層棒、
積層パイプ等にした。
According to a ninth aspect of the present invention, a member of a beam chamber, a heat shield, and a heat insulating support rod for supporting between the heat shield and a flexible fiber laminated resin laminated plate, a laminated rod,
It was made into a laminated pipe or the like.

【0015】請求項10の発明はビームチェンバーの熱
シールド部材のうち超電導コイルが作る主磁界の磁束と
ほぼ平行な方向の面を覆う部材に非磁性の熱伝導率の大
きい金属板を、磁束と交錯する方向の面を覆う部材に非
磁性の電気抵抗の大きな金属板でそれぞれ構成するよう
にした。
According to a tenth aspect of the present invention, among the heat shield members of the beam chamber, a member that covers a surface of the heat shield member in a direction substantially parallel to the magnetic flux of the main magnetic field generated by the superconducting coil is a non-magnetic metal plate having a large thermal conductivity and a magnetic flux. The members that cover the surfaces in the intersecting direction are made of non-magnetic metal plates having high electric resistance.

【0016】請求項11の発明は熱シールドを非磁性で
電気抵抗の大きな金属の薄板に非磁性で熱伝導率の大き
い金属の伝熱帯板を適当な間隔を設けて配し接着剤で貼
り付け一体化したシールド板で構成するようにした。
According to the invention of claim 11, the heat shield is made of a thin metal plate having a non-magnetic property and a large electric resistance, and a heat transfer plate made of a metal having a non-magnetic property and a high thermal conductivity is arranged at an appropriate interval and is bonded with an adhesive. The shield plate is integrated.

【0017】請求項12の発明はビームチェンバーから
複数のビームダクトを真空槽の各ポートを貫通して取り
出すとき、それぞれのポートに中継フランジを設けこの
中継フランジを介してビームチェンバーに連通するビー
ムダクトおよび真空槽の真空をそれぞれ個々に真空のシ
ールを行うようにした。
According to the twelfth aspect of the invention, when a plurality of beam ducts are taken out from the beam chamber through each port of the vacuum chamber, a relay flange is provided at each port and the beam duct communicates with the beam chamber through the relay flange. The vacuum in the vacuum chamber and the vacuum in the vacuum chamber were individually sealed.

【0018】請求項13の発明はビームチェンバーの壁
面に冷却ジャケット若しくは冷却管を設け汎用冷凍機の
冷媒または低温液化ガスを循環させて冷却するようにし
た。
According to the thirteenth aspect of the present invention, a cooling jacket or a cooling pipe is provided on the wall surface of the beam chamber to circulate and cool the refrigerant of the general-purpose refrigerator or the low temperature liquefied gas.

【0019】[0019]

【作用】上記請求項1の発明のように構成された超電導
電磁石では、真空槽内に電子ビームを通すビームチェン
バーを独立に設置したので、超電導コイル部に熱的な擾
乱等が加わって真空槽内の真空度が劣化してもビームチ
ェンバー内に影響を及ぼすことがなく超高真空を保持し
て電子ビームを導くことができる。また、逆にビームチ
ェンバー側の真空が劣化しても超電導コイルの断熱真空
にも影響を及ぼさないので、液体ヘリウムの異常な蒸発
を生ずることなどなくクライオスタットの運転が安定に
行える。
In the superconducting electromagnet constructed according to the invention of claim 1, since the beam chamber for passing the electron beam is independently installed in the vacuum chamber, the superconducting coil section is subject to thermal disturbance or the like and the vacuum chamber is affected. Even if the degree of vacuum inside deteriorates, the inside of the beam chamber is not affected and the electron beam can be guided while maintaining an ultrahigh vacuum. On the contrary, since the adiabatic vacuum of the superconducting coil is not affected even if the vacuum on the beam chamber side is deteriorated, the cryostat can be stably operated without causing abnormal evaporation of liquid helium.

【0020】請求項2の発明ではビームチェンバーから
ビーム軌道の接線方向に複数のビームダクトを設け真空
槽のポートを貫通する部分にそれぞれ真空シールを備え
るようにしたので、真空槽側の真空度が変化しても影響
を受けることなくビームチェンバー内を超高真空状態に
維持して所期のビームを取り出すことができる。
According to the second aspect of the present invention, since a plurality of beam ducts are provided in the tangential direction of the beam orbit from the beam chamber and vacuum seals are provided respectively at the portions penetrating the ports of the vacuum chamber, the degree of vacuum on the vacuum chamber side is reduced. The desired beam can be taken out by keeping the inside of the beam chamber in an ultra-high vacuum state without being affected by the change.

【0021】請求項3の発明ではビームチェンバーを断
熱支持部材を介して超電導コイルユニット上に摺動する
ように設置するとともにビームチェンバーから複数のビ
ームダクトが真空槽を貫通する部分にフレキシブル継ぎ
手を介して取り出すようにしたのでビームチェンバーと
超電導電コイルユニットとの位置ズレおよび構成部材の
熱膨張または熱収縮に伴う応力の発生をなくしてビーム
チェンバーと超電導コイルユニットの間隔を一定に保持
して設置できる。
According to the third aspect of the present invention, the beam chamber is installed so as to slide on the superconducting coil unit via the heat insulating support member, and a flexible joint is provided from the beam chamber to a portion where a plurality of beam ducts penetrate the vacuum chamber. Since the beam chamber and the superconducting coil unit are not misaligned and no stress is generated due to the thermal expansion or contraction of the components, the beam chamber and the superconducting coil unit are kept at a constant distance. Can be installed.

【0022】請求項4の発明ではビームチェンバーを超
電導コイルユニット上に1カ所または2カ所を固定的に
断熱支持するとともに別の複数の断熱支持部材を当接若
しくは僅かな隙間を設けて支持するようにしたので支持
部分の位置ズレや熱伸び差に伴う応力を開放するととも
にビームチェンバーと超電導コイルユニットの相対的な
基準位置をほぼ一定に保持できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the beam chamber is fixedly heat-insulated and supported at one or two places on the superconducting coil unit, and a plurality of other heat-insulating support members are abutted or supported with a slight gap. Therefore, the stress caused by the positional deviation of the supporting portion and the difference in thermal expansion can be released, and the relative reference positions of the beam chamber and the superconducting coil unit can be kept substantially constant.

【0023】請求項5の発明ではビームチェンバーの側
面に複数の支持金具を設け、この支持金具を介して断熱
支持部材を取り付けるようにしたので超電導コイルユニ
ットの支持面までの断熱支持部材の取付スパンが長くと
れる。また、断熱支持部材の取付作業スペースが広が
る。
According to the invention of claim 5, a plurality of support fittings are provided on the side surface of the beam chamber, and the heat insulating support member is attached through the support fittings. Therefore, the installation span of the heat insulating support member up to the support surface of the superconducting coil unit is improved. Can be taken for a long time. In addition, the work space for mounting the heat insulating support member is expanded.

【0024】請求項6の発明ではビームチェンバーを複
数の多重円筒断熱カラムを介して超電導コイル上に設置
したので設置空間が狭い所でも所定の断熱距離を確保で
き断熱支持部材自身の熱伝導による侵入熱を十分小さく
できる。
In the invention of claim 6, since the beam chamber is installed on the superconducting coil through a plurality of multiple cylindrical heat insulating columns, a predetermined heat insulating distance can be secured even in a narrow installation space, and the heat insulating support member itself penetrates by heat conduction. The heat can be made small enough.

【0025】請求項7の発明ではビームチェンバーに予
め輻射熱の遮蔽部材を一体化したものを断熱支持部材を
介して超電導コイルユニットに組み合わせるようにした
ので施工が確実かつ簡便にできる。
According to the seventh aspect of the invention, since the radiant heat shielding member integrated with the beam chamber in advance is combined with the superconducting coil unit through the heat insulating support member, the construction can be carried out reliably and easily.

【0026】請求項8の発明ではビームチェンバーに多
層積層断熱材を巻き回し、この周囲をほぼ覆うように熱
シールドを断熱支持棒を介して一体化したものを超電導
コイルユニットに組み合わせるようにしたので組立の状
態を常に目視で確認できる。また、外形寸法を順次実測
して組み立の微調整が確実にできるので相互の熱接触を
防止できる。
In the invention of claim 8, the multilayer laminated heat insulating material is wound around the beam chamber, and the heat shield integrated with the heat insulating support rod is integrated with the superconducting coil unit so as to substantially cover the circumference. You can always visually check the assembly status. Further, since the outer dimensions are sequentially measured and the fine adjustment of the assembling can be surely performed, mutual thermal contact can be prevented.

【0027】請求項9の発明ではビームチェンバーと熱
シールドおよび熱シールド相互間を支える複数の断熱支
持棒を繊維強化樹脂の積層棒、積層パイプなどにより可
撓性を備えたものにしたので組立時の僅かな寸法誤差、
熱膨張および収縮に伴う伸び差を弾性変形により吸収で
きる。また、断熱支持棒のこの弾性変形させることによ
り熱シールド自身の応力の上昇を緩和できるので熱シー
ルドの変形に伴う接触を防止できる。
According to the ninth aspect of the invention, the beam chamber, the heat shield, and the plurality of heat insulating support rods for supporting the heat shields are made flexible by using fiber-reinforced resin laminated rods, laminated pipes, or the like. Slight dimensional error of
Elongation difference due to thermal expansion and contraction can be absorbed by elastic deformation. Further, by elastically deforming the heat insulating support rod, the rise in stress of the heat shield itself can be alleviated, so that contact due to deformation of the heat shield can be prevented.

【0028】請求項10の発明では超電導コイルが作る
磁界に平行な面のシールド部材を熱抵抗の小さな非磁性
の金属板とし、磁界と交錯する面の部材を電気抵抗の大
きな非磁性の金属の薄板にしたので超電導コイルのクエ
ンチ等による磁界の急峻な変化があっても熱シールドに
誘起される渦電流は小さく熱シールド自身の電磁力によ
る変形を抑制できる。また、磁束と交錯する面のシール
ド部材は熱抵抗の小さい部材を伝熱路として熱シールド
を冷却することができる。
In the tenth aspect of the present invention, the shield member having a surface parallel to the magnetic field formed by the superconducting coil is a non-magnetic metal plate having a small thermal resistance, and the member having a surface intersecting with the magnetic field is made of a non-magnetic metal having a large electric resistance. Since it is a thin plate, even if there is a sharp change in the magnetic field due to quenching of the superconducting coil, the eddy current induced in the heat shield is small and the deformation of the heat shield itself due to the electromagnetic force can be suppressed. Further, the shield member on the surface intersecting with the magnetic flux can cool the heat shield by using a member having a small thermal resistance as a heat transfer path.

【0029】請求項11の発明では熱シールド部材とし
て電気抵抗の大きな非磁性の金属の薄板に熱抵抗の小さ
な非磁性金属の伝熱帯板を接着剤で貼り合わせたものに
したので超電導コイルのクエンチ等による急峻な磁界変
化があっても熱シールドに部材に流れる渦電流を小さく
できシールド板自身に働く電磁力を小さくして変形を抑
えることができる。また、シールド板は伝熱帯板の端部
を冷熱源に接続して熱伝導により冷却することができ
る。
In the invention of claim 11, as a heat shield member, a thin plate of a non-magnetic metal having a large electric resistance is bonded to a heat transfer plate made of a non-magnetic metal having a small heat resistance with an adhesive agent. Even if there is a sudden change in the magnetic field due to, for example, the eddy current flowing through the member in the heat shield can be reduced, and the electromagnetic force acting on the shield plate itself can be reduced to suppress deformation. Further, the shield plate can be cooled by heat conduction by connecting the end of the heat transfer plate to a cold heat source.

【0030】請求項12の発明では超電導コイルユニッ
トにビームチェンバーを一体化して真空槽に装着すると
きビームチェンバーの継ぎ手フランジと真空槽の貫通ポ
ート部分に中継フランジを介して接続するようにしたの
で、この部分にガス放出率の小さな材料を適用でき上記
ビームチェンバーと連通する部分の超高真空到達を容易
にすることができる。また、ビームチェンバーを超電導
伝磁石の真空槽に装着するとき、中継フランジを外せる
ので作業空間が広がり組立が容易にできる。
In the twelfth aspect of the invention, when the beam chamber is integrated with the superconducting coil unit and mounted in the vacuum chamber, the joint flange of the beam chamber and the through port of the vacuum chamber are connected via the relay flange. A material having a small gas release rate can be applied to this portion, and it is possible to easily reach an ultra-high vacuum in a portion communicating with the beam chamber. Further, when the beam chamber is attached to the vacuum chamber of the superconducting electromagnet, the relay flange can be removed so that the working space is widened and the assembling can be facilitated.

【0031】請求項13の発明ではビームチェンバーの
壁面を冷却できるようにしたので輻射熱および断熱支持
部材介しての熱伝導による超電導コイルユニットへの侵
入熱を抑え超電導コイルの寒剤である液体ヘリウムの蒸
発損を減らすことができる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, since the wall of the beam chamber can be cooled, the heat entering the superconducting coil unit due to the radiant heat and the heat conduction through the heat insulating support member is suppressed, and the liquid helium as the cryogen for the superconducting coil is evaporated. The loss can be reduced.

【0032】[0032]

【実施例】【Example】

実施例1.図1は請求項1ないし請求項2の発明の一実
施例を示す荷電粒子用超電導電磁石の中央部の縦断面
図、図2は図1の水平断面図である。図において1、
4、5、6、7および10は従来装置と同一または相当
部分である。夫々の図に説明のための座標軸も示した。
20は超電導コイル1を収納する上部コイル容器、21
は超電導コイル1を上記20と対称に収納する下部コイ
ル容器、22は上部コイル容器20と下部コイル容器2
1を電子の周回軌道およびシンクロトロン放射光を取り
出す空間部を確保するために装着した低温電磁力支持体
で上下の超電導コイル1間に働く電磁力を支持するもの
である。23は上記20、21および22を一体化して
なる超電導コイルユニット、24は上記超電導コイルユ
ニット23の垂直方向の荷重を支持するZ軸断熱支持
材、25は水位平方向の不平衡電磁力を支持するX軸断
熱支持材、26は上部コイル容器20と下部コイル容器
21および低温断熱支持体22とにそれぞれ適当な間隔
を保持して挿入した電子の周回軌道を備えたビームチェ
ンバー、27はビームチェンバー26の両端部に真空シ
ールを備え真空槽5のビーム入口ポート8およびビーム
出口ポート9にそれぞれ接続するフランジ継ぎ手、28
はビームチェンバー26の外周壁からシンクロトロン放
射光を取り出すために真空槽5の複数の放射光ポート1
0にそれぞれ真空シールを介して連通するように設けた
複数の放射光ダクトAである。
Example 1. 1 is a vertical sectional view of a central portion of a superconducting electromagnet for charged particles showing an embodiment of the invention of claims 1 and 2, and FIG. 2 is a horizontal sectional view of FIG. In the figure 1,
4, 5, 6, 7, and 10 are the same or corresponding parts as the conventional device. The coordinate axes for explanation are also shown in each figure.
20 is an upper coil container for housing the superconducting coil 1, 21
Is a lower coil container that houses the superconducting coil 1 symmetrically with the above 20, and 22 is an upper coil container 20 and a lower coil container 2.
1 is a low temperature electromagnetic force supporter mounted to secure a space for taking out an orbit of electrons and a synchrotron radiation, and supports an electromagnetic force acting between upper and lower superconducting coils 1. Reference numeral 23 is a superconducting coil unit in which the above 20, 21 and 22 are integrated, 24 is a Z-axis heat insulating support member that supports the vertical load of the superconducting coil unit 23, and 25 is a unbalanced electromagnetic force in the horizontal direction of the water level. X-axis heat insulating support material, 26 is a beam chamber provided with an orbit of electrons inserted into the upper coil container 20, the lower coil container 21, and the low temperature heat insulating support member 22 with a proper interval respectively, and 27 is a beam chamber. A flange joint provided with vacuum seals at both ends of 26 and connected to the beam inlet port 8 and the beam outlet port 9 of the vacuum chamber 5, respectively.
Is a plurality of synchrotron radiation ports 1 of the vacuum chamber 5 for extracting synchrotron radiation from the outer peripheral wall of the beam chamber 26.
0 is a plurality of radiant light ducts A provided so as to communicate with each other via a vacuum seal.

【0033】31は超電導コイルの外部への漏れ磁界を
減らすために真空槽5の外側にほぼ全周を取り囲むよう
に設けた磁気シールド、32は真空槽5の外壁面から磁
気シールド31を貫通してシンクロトロン放射光を導く
放射光ダクトB、33は放射光ダクトBの開口端を遮断
できるように設けた真空ゲート弁である。34は磁気シ
ールド31の上方に設けた液体ヘリウム溜、35は真空
槽5と真空部分を連通して設けた液体ヘリウム溜の周り
を真空断熱するヘリウム留真空槽、36は液体ヘリウム
溜34と上部コイル容器20を連通するヘリウム配管
A、37は液体ヘリウム溜34と下部コイル容器21を
同様に連通するヘリウム配管Bである。
Reference numeral 31 denotes a magnetic shield provided outside the vacuum chamber 5 so as to surround almost the entire circumference thereof in order to reduce the leakage magnetic field to the outside of the superconducting coil, and 32 penetrates the magnetic shield 31 from the outer wall surface of the vacuum chamber 5. The radiation light ducts B and 33 for guiding the synchrotron radiation light are vacuum gate valves provided so as to be able to block the open end of the radiation light duct B. Reference numeral 34 is a liquid helium reservoir provided above the magnetic shield 31, 35 is a helium distillation vacuum chamber for vacuum heat insulation around the liquid helium reservoir provided in communication with the vacuum chamber 5 and a vacuum portion, and 36 is a liquid helium reservoir 34 and an upper portion. Helium pipes A and 37 that connect the coil container 20 to each other are helium pipes B that similarly connect the liquid helium reservoir 34 and the lower coil container 21.

【0034】つぎに動作について説明する。真空槽5は
従来装置と同様に真空ポンプ(図示しない)を用いて所
定の真空度に真空引きする。この場合、低温部の断熱に
必要な真空度10ー6Torrオーダーが得られればよ
い。所定の真空度になると超電導コイル1は液体ヘリウ
ム溜34からヘリウム配管A35およびヘリウム配管B
36から液体ヘリウムを供給して所定の温度に冷却し、
外部の励磁電源(図示しない)を接続して超電導コイル
1を励磁して所期の磁界を発生させる。
Next, the operation will be described. The vacuum chamber 5 is evacuated to a predetermined degree of vacuum using a vacuum pump (not shown) as in the conventional apparatus. In this case, the degree of vacuum of 10 −6 Torr order required for heat insulation of the low temperature part may be obtained. When the vacuum degree reaches a predetermined level, the superconducting coil 1 moves from the liquid helium reservoir 34 to the helium pipe A35 and the helium pipe B.
Liquid helium is supplied from 36 to cool it to a predetermined temperature,
An external excitation power source (not shown) is connected to excite the superconducting coil 1 to generate a desired magnetic field.

【0035】この超電導電磁石11を従来装置と同様に
電子蓄積リングに適用するとき、超電導コイルユニット
23に一体化して組み込んだビームチェンバー26は直
線部ビームダクト14を介してビーム入射器12および
高周波空洞13などとそれぞれ連結してリング一周を独
立の真空ドーナツとして形成する。この真空ドーナツ部
は超高真空ポンプ(図示しない)を用いて10ー10 To
rrオーダーの真空度が得られるように真空引きする。
この状態でビーム入射器12から入射される高エネルギ
ーに加速された電子ビームは直線部ビームダクト14か
ら超電導電磁石のビーム入口ポート8、ビームチェンバ
ー26、ビーム出口ポート9を経て周回するようにな
る。ここで、超電導電磁石11の真空槽5の断熱用真空
と独立にビームチェンバー26の超高真空部を設けたの
で超電導コイル側の熱的擾乱などによって真空槽5の真
空度が劣化してもビームチェンバー26内部の真空は影
響を受けることがなく所定の真空度に維持して電子ビー
ムを長時間安定に周回させることができる。また、真空
槽5全体を超高真空にする必要がなくなるので、超高真
空部の体積を大巾に減少させることができ、真空排気が
容易になるという利点もある。
When this superconducting electromagnet 11 is applied to the electron storage ring as in the conventional apparatus, the beam chamber 26 integrated and incorporated in the superconducting coil unit 23 has the beam injector 12 and the high frequency cavity through the linear beam duct 14. 13 and the like are connected to each other to form one round of the ring as an independent vacuum donut. This vacuum donut part is 10-10 To using an ultra high vacuum pump (not shown).
Evacuate to obtain a vacuum degree of rr order.
In this state, the high-energy accelerated electron beam incident from the beam injector 12 circulates from the linear beam duct 14 through the beam inlet port 8, the beam chamber 26, and the beam outlet port 9 of the superconducting electromagnet. Here, since the ultra-high vacuum portion of the beam chamber 26 is provided independently of the heat insulating vacuum of the vacuum chamber 5 of the superconducting electromagnet 11, even if the vacuum degree of the vacuum chamber 5 deteriorates due to thermal disturbance on the superconducting coil side, The vacuum inside the chamber 26 is not affected and the electron beam can be stably circulated for a long time by maintaining a predetermined degree of vacuum. Further, since it is not necessary to make the entire vacuum chamber 5 to have an ultrahigh vacuum, there is an advantage that the volume of the ultrahigh vacuum portion can be greatly reduced and the vacuum exhaust becomes easy.

【0036】また、逆にビームチェンバー26を大気に
開放しても真空槽5の真空度に影響を及ぼすことがない
ので、ビームチェンバー26の真空に係わりなく超電導
電磁石11の運転を行うことができる。
On the contrary, even if the beam chamber 26 is opened to the atmosphere, the degree of vacuum of the vacuum chamber 5 is not affected, so that the superconducting electromagnet 11 can be operated regardless of the vacuum of the beam chamber 26. .

【0037】また、放射光を取り出す放射光ダクトA2
8をビームチェンバー26の側壁面から真空槽5の放射
光ポート10に直結するようにして、ビームチェンバー
26と共通の真空を形成するようにしたので放射光を効
率よく導き出すことができる。また、放射光ダクトB3
2側から大気の流入等が生じても上記と同様に超電導コ
イル1側の真空槽5の真空度に影響を及ぼすことはない
ので超電導電磁石11の運転を安定に行える。
Further, a radiant light duct A2 for taking out radiant light
Since 8 is directly connected to the radiant light port 10 of the vacuum chamber 5 from the side wall surface of the beam chamber 26 to form a vacuum common to the beam chamber 26, the radiant light can be efficiently led out. Also, the synchrotron radiation duct B3
Even if the air flows in from the 2 side, the degree of vacuum in the vacuum chamber 5 on the superconducting coil 1 side is not affected in the same manner as described above, so that the superconducting electromagnet 11 can be operated stably.

【0038】実施例2.図3は請求項3の一実施例を示
す平面図、図4は図3の(A−A)部分の断面図であ
る。上記実施例1ではビームチェンバー26の両端部の
フランジ継ぎ手27および複数の放射光ダクトA28を
それぞれ真空槽5のビーム入口ポート8、ビーム出口ポ
ート9および複数の放射光ポート10に直結する構造に
したが本実施例の41はビームチェンバーの両端部にそ
れぞれ備えた伸縮可能な第1のベローズ継ぎ手、42は
複数の放射光ダクトの真空槽5側の放射光ポート10に
接続する部分にそれぞれ設けた伸縮可能な第2のベロー
ズ継ぎ手、43はビームチェンバー26を超電導コイル
1に断熱的に支持するように設けた第1の断熱支持部材
である。断熱支持部材43は断熱性材料から成り、ビー
ムチェンバー26に固定されていて、コイル容器20、
21には摺動可能に当接またはわずかな隙間を持たせて
挿入されている。この第1の断熱支持部材43はビーム
チェンバーの形状・寸法や重量等によって支点を1個ま
たは複数個適当に設ければよい。このような構成にする
ことによって超電導コイルユニット23とビームチェン
バー26の上下の間隔をほぼ一定に保持でき、熱接触を
防止できる。また、ビームチェンバー26と真空槽5と
をフレキシブルなベローズ継ぎ手41および42を介し
て接続したのでビームチェンバー26と超電導コイルユ
ニット23とが寸法誤差や熱膨張などによる位置ズレを
生じてもベローズ部分でこの変位を許容でき第一の断熱
支持部材43に過大な応力が加わることがないようにし
ている。この実施例では断熱支持部材43をビームチェ
ンバー26に固定したが、逆にコイル容器20、21に
固定し、ビームチェンバー26に摺動可能に当接させて
もよい。
Example 2. 3 is a plan view showing an embodiment of claim 3, and FIG. 4 is a sectional view of a portion (A-A) of FIG. In the first embodiment, the flange joints 27 and the plural radiant light ducts A28 at both ends of the beam chamber 26 are directly connected to the beam inlet port 8, the beam outlet port 9 and the plural radiant light ports 10 of the vacuum chamber 5, respectively. In the present embodiment, 41 is an expandable and retractable first bellows joint provided at both ends of the beam chamber, and 42 are provided at portions of a plurality of radiation light ducts connected to the radiation light port 10 on the vacuum chamber 5 side. An expandable second bellows joint 43 is a first heat insulating support member provided so as to support the beam chamber 26 on the superconducting coil 1 in a heat insulating manner. The heat insulating support member 43 is made of a heat insulating material, is fixed to the beam chamber 26, and has a coil container 20.
21 is slidably abutted or inserted with a slight gap. The first heat insulating support member 43 may be provided with one or more fulcrums, depending on the shape, size, weight, etc. of the beam chamber. With such a configuration, the vertical gap between the superconducting coil unit 23 and the beam chamber 26 can be kept substantially constant, and thermal contact can be prevented. Further, since the beam chamber 26 and the vacuum chamber 5 are connected via the flexible bellows joints 41 and 42, even if the beam chamber 26 and the superconducting coil unit 23 are misaligned due to dimensional error or thermal expansion, the bellows portion is not formed. This displacement can be tolerated and excessive stress is not applied to the first heat insulating support member 43. Although the heat insulating support member 43 is fixed to the beam chamber 26 in this embodiment, it may be fixed to the coil containers 20 and 21 and slidably brought into contact with the beam chamber 26.

【0039】実施例3.図5は請求項4の発明の一実施
例を示す部分断面図である。上記実施例2では超電導コ
イルユニット23とビームチェンバー26の間隔をほぼ
一定に保持できるように第一の断熱支持部材43を配し
たが、本実施例の44は前記断熱部材43のうちの一部
のものであって下部コイル容器21上に水平面内での摺
動距離を制限されて断熱支持する第2の断熱支持部材で
ある。第2の断熱支持部材44としては第1の断熱支持
部材43のうち中央部の対称軸付近のものを選択する。
他の複数点は図3に示すものと同様に第一の断熱支持部
材43を用いてビームチェンバー26側と固定的に結合
し超電導コイルユニット23側を当接若しくは僅かな隙
間を設けて摺動可能に支持する。このような構成にする
ことによって超電導コイルユニット23とビームチェン
バー26との位置ずれ量が制限されるので間隔をほぼ一
定に保持できるとともに超電導コイルユニット23とビ
ームチェンバー26の水平面内での相対位置をほぼ基準
の位置に保持でき、電子ビームを安定に周回させること
ができる。また、超電導コイルユニット23の冷却時の
熱収縮およびビームチェンバー26のベーキングの際の
熱膨張によるそれぞれの変位に備えて第2の断熱支持部
材の超電導コイル側を制限範囲内で摺動できるようにし
たので、各構成部材の内部応力の上昇を抑制できる。本
実施例の第2の断熱支持部材44はビームチェンバー2
6に固定したが、逆にコイル容器20、21に固定し、
ビームチェンバー26に制限付き摺動可能としてもよ
い。
Example 3. FIG. 5 is a partial sectional view showing an embodiment of the invention of claim 4. In the second embodiment, the first heat insulating support member 43 is arranged so that the distance between the superconducting coil unit 23 and the beam chamber 26 can be kept substantially constant. However, 44 of this embodiment is a part of the heat insulating member 43. The second heat insulating support member is a second heat insulating support member which is heat-insulated and supported on the lower coil container 21 by limiting the sliding distance in the horizontal plane. As the second heat insulating support member 44, one of the first heat insulating support members 43 near the central axis of symmetry is selected.
Similar to that shown in FIG. 3, the other plural points are fixedly coupled to the beam chamber 26 side by using the first heat insulating support member 43 and abut on the superconducting coil unit 23 side or slide with a slight gap. Support as much as possible. With such a configuration, the positional deviation amount between the superconducting coil unit 23 and the beam chamber 26 is limited, so that the interval can be maintained substantially constant and the relative position of the superconducting coil unit 23 and the beam chamber 26 in the horizontal plane can be maintained. The electron beam can be held at a substantially standard position and the electron beam can be stably circulated. In addition, the superconducting coil side of the second heat insulating support member can be slid within a limited range in preparation for each displacement due to thermal contraction of the superconducting coil unit 23 during cooling and thermal expansion of the beam chamber 26 during baking. Therefore, it is possible to suppress an increase in internal stress of each component. The second heat insulating support member 44 of the present embodiment is the beam chamber 2
It was fixed to 6, but to the coil containers 20 and 21 in reverse,
The beam chamber 26 may be slidable with a limitation.

【0040】実施例4.図6は請求項4の発明の他の一
実施例を示す平面図、図7は図6の(A−A)部分の断
面図である。上記実施例3においてはビームチェンバー
26を第2の断熱支持部材44を介して下部コイル容器
21上に位置を固定するように支持したが、図におい
て、45はこの第2の断熱支持部材44をビームチェン
バー26の平面図上におけるほぼ対称なX軸上に備え、
このX軸の延長上の適当な間隔をおいた位置にX軸に平
行な方向に±数ミリメートルの変位を許容しかつX軸に
直角方向の変位を拘束する第3の断熱支持部材である。
46はビームチェンバー26に固定して取り付けた断熱
支持軸、47は断熱支持軸46の支点から適当な間隔を
おいて下部コイル容器21上に固定して取り付けた支
柱、48は上記断熱支持軸46の先端部と支柱47の軸
端とをそれぞれの支点で回転可能に連結する連結部材で
ある。このような構成にすることによってビームチェン
バー26の取付平面内の回転位置ズレを拘束できるので
超電導コイルユニット23の相対的な基準位置がほぼ固
定して上記の実施例3の場合より電子ビームを安定に周
回させることができ、またビームチェンバーの熱膨張に
よる変位等を許容することができる。
Example 4. FIG. 6 is a plan view showing another embodiment of the invention of claim 4, and FIG. 7 is a sectional view of a portion (A-A) of FIG. In the third embodiment, the beam chamber 26 is supported via the second heat insulating support member 44 so as to be fixed in position on the lower coil container 21, but in the figure, 45 indicates the second heat insulating support member 44. The beam chamber 26 is provided on a substantially symmetrical X-axis on the plan view,
This is a third heat insulating support member which allows displacement of ± several millimeters in a direction parallel to the X axis and restrains displacement in a direction perpendicular to the X axis at positions at appropriate intervals on the extension of the X axis.
Reference numeral 46 is a heat insulating support shaft fixedly attached to the beam chamber 26, 47 is a column fixedly attached on the lower coil container 21 at an appropriate distance from the fulcrum of the heat insulating support shaft 46, and 48 is the heat insulating support shaft 46. Is a coupling member that rotatably couples the tip end of the and the shaft end of the column 47 at each fulcrum. With such a configuration, the rotational displacement of the beam chamber 26 in the mounting plane can be restrained, so that the relative reference position of the superconducting coil unit 23 is substantially fixed and the electron beam is more stable than in the case of the third embodiment. The beam chamber can be orbited, and displacement due to thermal expansion of the beam chamber can be allowed.

【0041】実施例5.図8は請求項5の発明の一実施
例を示すビームチェンバー26の断熱支持部材の部分断
面図である。図において、51はビームチェンバー8の
側面に設けた複数の支持金具であり、この複数の支持金
具51に第1および第2の断熱支持部材43、44の一
端をそれぞれ固定して取り付け、もう一方の端部を超電
導コイルユニット23に固定または当接させるようにし
たので、断熱支持部材の断熱距離を長くできビームチェ
ンバー26から第一および第2の断熱支持部材43、4
4を介して超電導コイルユニット23への熱伝導による
侵入熱を低減化できる。また、断熱支持部材の取付部の
空間を広くとれるので断熱支持部の組立が容易になる。
Example 5. FIG. 8 is a partial sectional view of a heat insulating support member of the beam chamber 26 showing an embodiment of the invention of claim 5. In the figure, reference numeral 51 denotes a plurality of support fittings provided on the side surface of the beam chamber 8. One end of each of the first and second heat insulating support members 43 and 44 is fixedly attached to the plurality of support fittings 51, and the other Since the end portions of the heat insulating support members are fixed to or abutted on the superconducting coil unit 23, the heat insulating distance of the heat insulating support member can be increased, and the first and second heat insulating support members 43, 4 from the beam chamber 26 can be extended.
The heat entering the superconducting coil unit 23 due to the heat conduction can be reduced through the No. Further, since the space of the attachment portion of the heat insulating support member can be widened, the heat insulating support portion can be easily assembled.

【0042】実施例6.図9は請求項6の発明の一実施
例を示す断面図である。52は円筒形の断熱材を複数個
同心状に配置し円筒部材相互間を熱的に離間させるとと
もに隣あった円筒の端部を交互に折り返し接続した多重
断熱支持カラムであり、複数個の多重円筒カラム52の
一端をビームチェンバー26側にそれぞれ固定し、もう
一端をそれぞれ超電導コイルユニット23上に当接若し
くは固定して設置するようにしたので、各支持部の断熱
距離が長くなり、断熱支持部材の熱伝導による侵入熱量
を大幅に低減化できる。また、断熱支持部材の軸方向の
剛性を大きくしてかつ軸直角方向のバネ定数を小さくで
きるのでビームチェンバー26の重量は剛的に支持して
変位を抑えるとともに水平方向には熱膨張および収縮に
よる変位を当該部材自身の弾性変形により吸収して断熱
支持部分に発生する応力を緩和できる。
Example 6. FIG. 9 is a sectional view showing an embodiment of the invention of claim 6. Reference numeral 52 denotes a multiple heat insulating support column in which a plurality of cylindrical heat insulating materials are concentrically arranged, the cylindrical members are thermally separated from each other, and the ends of adjacent cylinders are alternately folded back and connected. Since one end of the cylindrical column 52 is fixed to the beam chamber 26 side, and the other end is installed in contact with or fixed to the superconducting coil unit 23, the heat insulating distance of each supporting portion becomes long, and the heat insulating support is performed. It is possible to significantly reduce the amount of heat that enters due to the heat conduction of the member. Further, since the rigidity of the heat insulating support member in the axial direction can be increased and the spring constant in the direction perpendicular to the axis can be decreased, the weight of the beam chamber 26 is rigidly supported to suppress the displacement, and thermal expansion and contraction occur in the horizontal direction. The displacement can be absorbed by the elastic deformation of the member itself, and the stress generated in the heat insulating support portion can be relaxed.

【0043】実施例7.図10は請求項7の発明の一実
施例を示す斜視図、図11は図10の中央部(A面)の
断面図である。図において、54はビームチェンバー2
6のほぼ全周を覆うように設けた輻射熱の遮蔽手段であ
り、金属板等で構成されている。この輻射熱の遮蔽手段
54はビームチェンバー26を超電導コイルユニット2
3と組み合わせる前に予めビームチェンバー26に一体
化したものとし、これを上記実施例のように超電導コイ
ルユニット23に組み合わせる際、輻射熱の遮蔽手段5
4と超電導コイルユニット23は熱的に絶縁させて取り
付ける。このようにビームチェンバー26に輻射熱の遮
蔽手段54を設けることによりビームチェンバー26か
ら超電導コイルユニット23への輻射熱の侵入量を小さ
くできるが、予め輻射熱の遮蔽手段54をビームチェン
バー26に一体化して取り付けるようにしたので、施工
が非常にやり易くなり、しかも組立状態の最終寸法を確
認して超電導コイルユニット23に組み合わせられるの
で、超電導コイルユニット23との接触を防止して、断
熱性能を確実に発揮させることができる。
Example 7. 10 is a perspective view showing an embodiment of the invention of claim 7, and FIG. 11 is a sectional view of the central portion (A surface) of FIG. In the figure, 54 is the beam chamber 2.
The radiant heat shielding means 6 is provided so as to cover almost the entire circumference of 6, and is composed of a metal plate or the like. The radiant heat shielding means 54 connects the beam chamber 26 to the superconducting coil unit 2.
It is assumed that the beam chamber 26 is integrated with the beam chamber 26 before being combined with 3, and when the beam chamber 26 is combined with the superconducting coil unit 23 as in the above embodiment, the radiant heat shielding means 5 is used.
4 and the superconducting coil unit 23 are attached while being thermally insulated. By thus providing the radiant heat shielding means 54 in the beam chamber 26, the amount of radiant heat entering the superconducting coil unit 23 from the beam chamber 26 can be reduced, but the radiant heat shielding means 54 is previously attached to the beam chamber 26 in an integrated manner. As a result, the construction is very easy to perform, and since the final dimensions of the assembled state can be checked and combined with the superconducting coil unit 23, contact with the superconducting coil unit 23 is prevented and the heat insulation performance is reliably exhibited. be able to.

【0044】実施例8.図12は請求項8の発明の一実
施例を示すビームチェンバーの断面図である。本実施例
では実施例7の輻射熱遮蔽手段を多重積層断熱材55お
よび金属板で構成した熱シールド56で構成している。
図において、55はアルミを蒸着したマイラーシート等
の輻射率の小さい反射材とナイロンネット等の熱伝導率
の小さい断熱用スペーサーを交互に数層〜数10層積ね
合わせて一体化したものをビームチェンバー26の超電
導コイルユニット23に対する面のほぼ全周を覆うよう
に直に巻き回して取り付けた多重積層断熱材、56は多
重積層断熱材55の外側を覆うように設けた熱シールド
であり、分割した部材をボルト等で結合する構造にして
あり、57は上板、58は下板、59は側板である。6
0は熱シールドをビームチェンバー26と一定の間隔を
保持して断熱的に支持するようにした複数の断熱支持棒
である。このように構成にすることによってビームチェ
ンバー26と熱シ−ルド56のそれぞれの部材が平衡す
る温度、ビームチェンバー26と熱シールド56の間に
確保できる隙間に応じて最適な層数を調整して多重積層
断熱材を設置することができ、また熱シールド56は多
重積層断熱材55の最終の仕上がり状態を確認した後に
相対位置を調整して取り付けられるので断熱施工を確実
に行うことができる。本実施例では、輻射熱遮蔽手段5
4を多重積層断熱材55および熱シールド56の両方で
構成したが、どちらか一方で構成してもよい。
Example 8. FIG. 12 is a sectional view of a beam chamber showing an embodiment of the present invention. In this embodiment, the radiant heat shielding means of the seventh embodiment is composed of a multi-layered heat insulating material 55 and a heat shield 56 made of a metal plate.
In the figure, reference numeral 55 denotes a structure in which a reflective material having a low emissivity such as a Mylar sheet on which aluminum is vapor-deposited and a heat insulating spacer having a low thermal conductivity such as a nylon net are alternately laminated to form several to several tens layers. The multilayer laminated heat insulating material is attached by directly winding so as to cover almost the entire circumference of the surface of the beam chamber 26 with respect to the superconducting coil unit 23, and 56 is a heat shield provided so as to cover the outside of the multilayer laminated thermal insulating material 55, The divided members are connected by bolts or the like, 57 is an upper plate, 58 is a lower plate, and 59 is a side plate. 6
Reference numeral 0 denotes a plurality of heat insulating support rods which support the heat shield adiabatically with the beam chamber 26 at a constant distance. With this structure, the optimum number of layers is adjusted according to the temperature at which the beam chamber 26 and the heat shield 56 are balanced, and the gap that can be secured between the beam chamber 26 and the heat shield 56. Since the multi-layered heat insulating material can be installed and the heat shield 56 is attached by adjusting the relative position after confirming the final finished state of the multi-layered heat insulating material 55, the heat insulation can be surely performed. In this embodiment, the radiant heat shielding means 5
Although 4 is composed of both the multi-layer heat insulating material 55 and the heat shield 56, it may be composed of either one.

【0045】実施例9.図13は請求項8の発明の他の
実施例による実施例を示すビームチェンバーの断面図で
ある。実施例8においては多重積層断熱材55をビーム
チェンバー26に直に巻きまわしたが、61はビームチ
ェンバー26と多重積層断熱材55の間に設けた耐熱性
断熱部材である。
Example 9. FIG. 13 is a sectional view of a beam chamber showing an embodiment according to another embodiment of the invention of claim 8. In Example 8, the multi-layered heat insulating material 55 was directly wound around the beam chamber 26, but 61 is a heat-resistant heat insulating member provided between the beam chamber 26 and the multi-layered heat insulating material 55.

【0046】通常、ビームチェンバー26の内部を超高
真空にするのに真空壁面の残留ガスを放出させるベーキ
ングを短時間で行うベーキング用ヒーター62がビーム
チェンバー26壁面に設置されており、加熱作業のさい
に多重積層断熱材55が高温部に直接接触すると、溶け
たり、焦げたりすることが起こり断熱性能を著しく低下
させることがある。耐熱性断熱部材61はこれに備えた
ものであり、ガラス繊維のテープまたはクロス、カプト
ン等の耐熱性の高いプラスチックシート、ガラスエポキ
シ樹脂の積層板等をビームチェンバー26の加熱温度を
考慮して適当なものを用いる。このように構成にするこ
とによって、ビームチェンバー26を加熱しても多重積
層断熱材55の劣化を生ずることがないので所要の断熱
性能を維持できる。
Usually, a baking heater 62 is installed on the wall surface of the beam chamber 26 to perform baking for releasing the residual gas on the vacuum wall surface in a short time in order to make the inside of the beam chamber 26 an ultrahigh vacuum. Finally, when the multi-layered heat insulating material 55 comes into direct contact with the high temperature portion, it may melt or burn, and the heat insulating performance may be significantly deteriorated. The heat-resistant heat-insulating member 61 is provided for this purpose, and a glass fiber tape or cloth, a high heat-resistant plastic sheet such as Kapton, a laminated plate of glass epoxy resin, or the like is suitable in consideration of the heating temperature of the beam chamber 26. Use a natural one. With such a structure, even if the beam chamber 26 is heated, deterioration of the multi-layer heat insulating material 55 does not occur, so that the required heat insulating performance can be maintained.

【0047】実施例10.図14は請求項8の発明の他
のもう一つの実施例であり、多重積層断熱材の施工状態
を示す斜視図である。図において、63はビームチェン
バー26の外表面をほぼ2分割して取り付けた第1の多
重積層断熱材、64はビームチェンバー26の残り半分
を第一の多重積層断熱材63と隣あう部分に適当な隙間
を設けて取り付けた第2の多重積層断熱材である。
Example 10. FIG. 14 is another embodiment of the invention of claim 8 and is a perspective view showing a construction state of the multi-layered heat insulating material. In the figure, 63 is a first multi-layered heat insulating material which is installed by dividing the outer surface of the beam chamber 26 into approximately two parts, and 64 is an appropriate part of the other half of the beam chamber 26 that is adjacent to the first multi-layered insulating material 63. It is a second multi-layered heat insulating material attached with a large gap.

【0048】ビームチェンバー26の周囲を覆う多重積
層断熱材の各層が図10に示すようにそれぞれほぼ一面
体に形成された状態では、ビームチェンバー26内に荷
電粒子を周回させるときアルミの蒸着層に渦電流が流れ
各種ビーム計測モニターの検出感度に影響を及ぼした
り、また、超電導コイル1がクエンチしたときには大き
な渦電流が流れ、多重積層断熱材55自身の温度が上昇
することがある。上記のように分割することによって渦
電流ループを縮少し、計測モニターのノイズを低下させ
ることができる。また、超電導コイル1のクエンチ時の
温度の上昇も緩和できる。
When the layers of the multi-layered heat insulating material covering the circumference of the beam chamber 26 are formed in a substantially monohedral shape as shown in FIG. 10, when the charged particles are circulated in the beam chamber 26, an aluminum vapor deposition layer is formed. An eddy current may flow and affect the detection sensitivity of various beam measurement monitors, or when the superconducting coil 1 is quenched, a large eddy current may flow and the temperature of the multi-layer heat insulating material 55 itself may rise. By dividing as described above, it is possible to reduce the eddy current loop and reduce the noise of the measurement monitor. Further, the temperature rise during quenching of the superconducting coil 1 can be mitigated.

【0049】なお、多重積層断熱材の分割数および分割
片の形状は渦電流のループを考慮して適当な分割数およ
び形状にすればよい。
The number of divisions and the shape of the divided pieces of the multi-layered heat insulating material may be set to an appropriate number and shape in consideration of the eddy current loop.

【0050】実施例11.図12において請求項9の発
明の1実施例について説明する。図において、60はビ
ームチェンバー26と熱シールドを断熱的に支持する複
数の断熱支持棒であるが、この断熱支持棒60を繊維強
化樹脂の積層板、積層棒またはパイプにより構成し断熱
支持棒の軸方向荷重は剛的に支持し、軸の両支点間に働
く水平方向の力は支持棒の弾性変形により吸収できるよ
うに数ミリメートルの変位を許容できるようにする。こ
のような構成にすることによって、ビームチェンバー2
6と熱シールド56を組立るとき水平方向の僅かな位置
ズレは各断熱支持棒60自身の弾性変形により吸収でき
る。また、ビームチェンバー26のベーキングのさいの
熱膨張および熱シールド56の冷却過程における熱収縮
等による伸縮差も上記と同様に各断熱支持棒60自身の
弾性変形により吸収できるので断熱支持棒60を介して
過大な応力が発生することがなく、したがって、熱シー
ルド56の熱応力等による変形、さらにはこの変形に伴
う接触を防止することができる。
Example 11. An embodiment of the invention of claim 9 will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 60 designates a plurality of heat insulating support rods for supporting the beam chamber 26 and the heat shield in an adiabatic manner. The heat insulating support rods 60 are composed of fiber reinforced resin laminated plates, laminated rods or pipes. The axial load is rigidly supported and the horizontal force acting between the fulcrums of the shaft is allowed to be displaced by a few millimeters so that it can be absorbed by the elastic deformation of the support rod. With such a configuration, the beam chamber 2
When the 6 and the heat shield 56 are assembled, a slight horizontal positional deviation can be absorbed by elastic deformation of each heat insulating support rod 60 itself. Further, the expansion and contraction difference due to the thermal expansion during the baking of the beam chamber 26 and the thermal contraction in the cooling process of the heat shield 56 can be absorbed by the elastic deformation of each heat insulating support rod 60 itself similarly to the above, so that the heat insulating support rod 60 is used. Therefore, excessive stress is not generated, and therefore, the heat shield 56 can be prevented from being deformed by thermal stress or the like, and further, the contact due to this deformation can be prevented.

【0051】実施例12.図12において請求項10の
発明の一実施例を説明する。図においてビームチェンバ
ー26を覆う熱シールド56は上板57と、下板58
と、2枚の側板59の部材で構成されているが、上板5
7および下板58を非磁性で電気抵抗の大きな金属板、
例えばオーステナイト系ステンレス鋼板を、側板59を
非磁性で熱伝導率の高い金属板、例えば純アルミ板等で
構成する。
Example 12 An embodiment of the invention of claim 10 will be described with reference to FIG. In the figure, the heat shield 56 covering the beam chamber 26 includes an upper plate 57 and a lower plate 58.
The upper plate 5 is composed of the two side plates 59.
7 and the lower plate 58 are non-magnetic metal plates having a large electric resistance,
For example, an austenitic stainless steel plate is used to form the side plate 59 with a non-magnetic metal plate having high thermal conductivity, such as a pure aluminum plate.

【0052】この場合の動作について説明する。超電導
コイル1はビームチェンバー26の上下方向に磁束が貫
通するように配置されており、超電導コイル1を励磁し
て高磁界を発生させている状態でクエンチを起こすと急
峻な磁界変化により熱シールド56の各構成部材に渦電
流が流れ、各部材にはこの渦電流に比例した大きさの電
磁力が働く。渦電流は磁束と交錯する面積に比例し、構
成部材の比抵抗率に逆比例するため、広い面積で磁束が
交錯する上板57および下板58に高抵抗のステンレス
部材を適用して超電導コイルクエンチ時の渦電流に伴う
電磁力を部材自身の許容応力を越えないようにしてい
る。一方、側板59は磁力線の向きに略平行に配置し磁
束と交錯する面積が上記上板57および下板58に比べ
て非常に小さく渦電流による電磁力は無視できるので熱
伝導率の高い純アルミ(電気抵抗が小さい)を適用し、
ここを伝熱路として上板57および下板58を冷却でき
るようにしている。この場合側板59の中央部に鉛直方
向のスリットを入れると、伝熱路を確保しながら電気的
ループを切離すことができる。
The operation in this case will be described. The superconducting coil 1 is arranged so that the magnetic flux penetrates in the vertical direction of the beam chamber 26, and when quenching occurs while the superconducting coil 1 is excited to generate a high magnetic field, the heat shield 56 due to a sharp magnetic field change. An eddy current flows through each of the constituent members, and an electromagnetic force having a magnitude proportional to the eddy current acts on each member. Since the eddy current is proportional to the area where the magnetic flux intersects and is inversely proportional to the specific resistance of the constituent members, a high resistance stainless steel member is applied to the upper plate 57 and the lower plate 58 where the magnetic flux intersects over a wide area, and thus the superconducting coil. The electromagnetic force that accompanies the eddy current at the time of quenching does not exceed the allowable stress of the member itself. On the other hand, the side plate 59 is arranged substantially parallel to the direction of the lines of magnetic force, and the area intersecting with the magnetic flux is much smaller than that of the upper plate 57 and the lower plate 58, and the electromagnetic force due to the eddy current can be ignored, so that pure aluminum having high thermal conductivity is used. (Small electrical resistance) is applied,
The upper plate 57 and the lower plate 58 can be cooled by using this as a heat transfer path. In this case, by forming a vertical slit in the central portion of the side plate 59, it is possible to separate the electric loop while ensuring a heat transfer path.

【0053】実施例8及至12において熱シールド56
の上板57若しくは下板58と側板59とはそれぞれ重
ね合わせて複数のボルトで締結するようにしているが、
上記部材が接触する面にポリエチレン、ポリイミド等の
シート、フィルムまたは粘着テープを挟み込むようにし
てもよい。このようにすることによって、上板57若し
くは下板58と側板59とを電気的に絶縁できるのでこ
の部材間の渦電流ループを切り離すことができる。
Heat shield 56 in Examples 8 to 12
The upper plate 57 or the lower plate 58 and the side plate 59 are overlapped with each other and fastened with a plurality of bolts.
A sheet, a film, or an adhesive tape made of polyethylene, polyimide, or the like may be sandwiched between the surfaces that come into contact with the above members. By doing so, the upper plate 57 or the lower plate 58 and the side plate 59 can be electrically insulated, so that the eddy current loop between these members can be separated.

【0054】実施例13.図15は請求項10の他の実
施例を示す熱シールドの斜視図である。実施例12おい
ては上板57および下板58をそれぞれ1枚で構成した
が、65は複数に分割し一定の間隔を保持して取り付け
た分割上板、66は上記上板65と同様に分割して取り
付けた分割下板である。このようにそれぞれの上板およ
び下板を複数に分割して取り付けることにより各分割片
に流れる渦電流が小さくなり超電導コイルのクエンチ時
にシールド部材自身に働く電磁力と発熱を軽減できる。
Example 13. FIG. 15 is a perspective view of a heat shield showing another embodiment of claim 10. In the twelfth embodiment, the upper plate 57 and the lower plate 58 are each composed of one sheet, but 65 is a divided upper plate which is divided into a plurality of parts and is attached at a fixed interval, and 66 is the same as the upper plate 65. It is a divided lower plate that is divided and attached. By thus dividing and attaching the upper plate and the lower plate to each other, the eddy current flowing in each divided piece is reduced, and the electromagnetic force and heat generated on the shield member itself during quenching of the superconducting coil can be reduced.

【0055】実施例14.図16は請求項10の他のも
う1つの実施例を示す熱シールド板の平面図である。図
において、図16(A)は熱シールド56の上板57お
よび下板58にそれぞれビーム軌道と直行する方向にそ
れぞれ交互に位置をずらせて設けた複数の切り欠きであ
る。このように切り欠きを入れることにより、板に流れ
る渦電流は上記実施例13と同等の効果を保持して上板
57および下板58をそれぞれ1つの部材として扱える
ので部品の組立が容易にできる。図16(B)は熱シー
ルド56の上板57若しくは下板58の周辺を残してビ
ームの軌道方向および直交する方向にそれぞれ適当な間
隔で適当数の切り欠きを設けたものである。このように
周辺に縁を設けることにより変形しないので部品の取扱
いが容易になり、また、組立を高精度に行える。
Example 14 FIG. 16 is a plan view of a heat shield plate showing another embodiment of claim 10. In the figure, FIG. 16A shows a plurality of notches provided in the upper plate 57 and the lower plate 58 of the heat shield 56, which are alternately displaced in the direction orthogonal to the beam trajectory. By thus forming the notch, the eddy current flowing in the plate retains the same effect as in the thirteenth embodiment, and the upper plate 57 and the lower plate 58 can be handled as one member respectively, so that the parts can be easily assembled. . In FIG. 16B, a suitable number of notches are provided at appropriate intervals in the beam orbital direction and the direction orthogonal to each other while leaving the periphery of the upper plate 57 or the lower plate 58 of the heat shield 56. Since the edge is not deformed by providing the periphery in this way, the parts can be easily handled and the assembly can be performed with high accuracy.

【0056】実施例15.図17は請求項11の発明の
一実施例を示す熱シールドの斜視図および部分断面図、
図18は図17の中央部分(A面)の断面図である。図
において熱シ−ルド56の上板57および下板58は実
施例12のものと同様に構成した非磁性のステンレス
板、67は適当な大きさに切断し複数個を上記上板57
若しくは下板58上に適当な間隔に配置した熱伝導率の
大きな金属板、例えば銅の伝熱帯板、68は上板57若
しくは下板58と複数の伝熱帯板67を貼り合わせる接
着剤、69は伝熱帯板67の接着面が剥離しないように
適当な間隔で設けた複数の固定ネジである。この固定ネ
ジ69は電気絶縁と断熱性を考慮してポリカーボネート
やガラスエポキシ樹脂の積層棒等を用いる。
Example 15. FIG. 17 is a perspective view and a partial sectional view of a heat shield showing an embodiment of the invention of claim 11;
FIG. 18 is a cross-sectional view of the central portion (A surface) of FIG. In the figure, the upper plate 57 and the lower plate 58 of the heat shield 56 are non-magnetic stainless steel plates constructed in the same manner as in the twelfth embodiment, and 67 is cut into an appropriate size to make a plurality of them.
Alternatively, a metal plate having a large thermal conductivity, which is arranged on the lower plate 58 at a suitable interval, such as a copper heat transfer plate, 68 is an adhesive agent for bonding the upper plate 57 or the lower plate 58 and a plurality of heat transfer plates 67, 69 Is a plurality of fixing screws provided at appropriate intervals so that the adhesive surface of the tropical plate 67 does not peel off. As the fixing screw 69, a laminated bar of polycarbonate or glass epoxy resin or the like is used in consideration of electric insulation and heat insulation.

【0057】このように、上板57若しくは下板58と
伝熱帯板67とを薄い接着層で形成することにより電気
的に絶縁若しくは大きな電気抵抗層を形成できるので伝
熱帯板67の部材寸法および取付間隔を適当に選ぶこと
により渦電流ループを小さくして超電導コイル1がクエ
ンチしたときに誘起される電磁力を十分小さくすること
ができる。また、伝熱帯板67と上板57若しくは下板
58との接着層の厚みは0.1〜0.2ミリメートル若
しくはそれ以下にできるのでここでの熱抵抗は十分小さ
い。このような構成にすることによって超電導コイルの
クエンチ時の熱シールドの電磁力による変形を抑え、か
つ、熱シールドの上板57および下板58は伝熱帯板6
7の一端を冷却することにより伝熱帯板67を伝熱路と
して熱伝導により冷却を行うことがことができる。この
場合、伝熱帯板67を中央部で2分すると、伝熱路を確
保しながら渦電流ループの形成を避けることができる。
As described above, since the upper plate 57 or the lower plate 58 and the heat transfer plate 67 are formed of a thin adhesive layer, an electrically insulating or large electric resistance layer can be formed. By properly selecting the mounting interval, the eddy current loop can be made small and the electromagnetic force induced when the superconducting coil 1 is quenched can be made sufficiently small. Further, since the thickness of the adhesive layer between the heat transfer plate 67 and the upper plate 57 or the lower plate 58 can be set to 0.1 to 0.2 mm or less, the thermal resistance here is sufficiently small. With such a structure, deformation of the heat shield due to electromagnetic force during quenching of the superconducting coil is suppressed, and the upper plate 57 and the lower plate 58 of the heat shield are formed by the tropical plate 6.
By cooling one end of 7, it is possible to perform cooling by heat conduction using the tropical heat transfer plate 67 as a heat transfer path. In this case, if the heat transfer plate 67 is divided into two in the central portion, it is possible to avoid the formation of an eddy current loop while ensuring a heat transfer path.

【0058】また、上記の上板57若しくは下板58と
伝熱帯板67の接着部にガラスの細い繊維やクロスをマ
ット状に敷いて接着剤68で固めるようにしてもよい。
このようにすることにより、上板57若しくは下板58
と伝熱帯板67が直接接触することを防止できるので電
気絶縁が確実にできる。
Further, thin fibers or cloth of glass may be laid in a mat shape on the bonding portion between the upper plate 57 or the lower plate 58 and the heat transfer plate 67 and fixed with the adhesive 68.
By doing so, the upper plate 57 or the lower plate 58
Since it is possible to prevent direct contact between the heat transfer plate 67 and the heat transfer plate 67, it is possible to ensure electrical insulation.

【0059】上記実施例15においては熱シールド56
の側板60をアルミニウムなどの熱伝導率の高い部材を
組み合わせるようにしたが、伝熱路が伝熱帯板67によ
り十分に確保できる場合は、非磁性で電気抵抗の大きな
金属板で熱シールド全体を覆う構成にしてもよい。
In the fifteenth embodiment, the heat shield 56 is used.
Although the side plate 60 of is made of a material having a high heat conductivity such as aluminum, if the heat transfer path can be sufficiently secured by the heat transfer plate 67, the whole heat shield is made of a non-magnetic metal plate having a large electric resistance. It may be configured to cover.

【0060】実施例16.図19は請求項11の発明の
他の一実施例を示す熱シールドの斜視図である。実施例
16においては伝熱帯板68をビームチェンバー26の
ビーム軌道と平行な方向に設置したが、70はビームチ
ェンバー26のビーム軌道と直交する方向に設けた伝熱
帯板である。このように構成することによって側板60
を伝熱路にして上板58および下板59を冷却できるの
で熱抵抗が小さくなる分シールドの平均温度を下げるこ
とができる。
Example 16. FIG. 19 is a perspective view of a heat shield showing another embodiment of the invention of claim 11. In the sixteenth embodiment, the tropical plate 68 is installed in a direction parallel to the beam orbit of the beam chamber 26, but 70 is a tropical plate provided in a direction orthogonal to the beam orbit of the beam chamber 26. With such a configuration, the side plate 60
Since the upper plate 58 and the lower plate 59 can be cooled by using as a heat transfer path, the average temperature of the shield can be lowered by the amount that the thermal resistance is reduced.

【0061】実施例17.図20は請求項12の発明の
一実施例を示す断面図であり、図において、71はビー
ムチェンバー26の両端部に設けた第1のベローズ継ぎ
手41(図3参照)の伸縮部を構成する第1のベロー
ズ、72は第1のベローズ継ぎ手71の端面に2条のシ
ール溝を備えた第1のフランジ、73は真空槽5のビー
ム入口ポート8若しくはビーム出口ポート9にそれぞれ
上記第1のフランジ72とを連結する中継フランジ、7
4は第一のフランジの2条のシール溝の内側に装着した
第1の真空シール、75は2条のシール溝の外側に装着
した第2の真空シール、76は中継フランジ73を貫通
して上記第1のフランジ72とを第1の真空シール74
および第2の真空シール75に必要なシール面圧をあた
え締結する複数の固定用ボルト、77はビーム入り口ポ
ート8若しくはビーム出口ポート9と中継フランジ73
とをシールする第3の真空シールである。ここで、中継
フランジ73は超高真空のビームダクトの一部分を構成
することを考慮して放出ガス率の低い材料、例えばオー
ステナイト系ステンレス鋼の真空溶解材等を用いる。こ
の様な構成は、放射光ポート10にも適用できる。
Example 17 FIG. 20 is a cross-sectional view showing an embodiment of the invention of claim 12, in which reference numeral 71 constitutes an expanding / contracting portion of a first bellows joint 41 (see FIG. 3) provided at both ends of the beam chamber 26. The first bellows, 72 is a first flange having two sealing grooves on the end face of the first bellows joint 71, and 73 is the beam inlet port 8 or the beam outlet port 9 of the vacuum chamber 5, respectively. Relay flange for connecting the flange 72, 7
4 is a first vacuum seal mounted inside the two sealing grooves of the first flange, 75 is a second vacuum seal mounted outside the two sealing grooves, and 76 is a through hole of the relay flange 73. The first flange 72 and the first vacuum seal 74
And a plurality of fixing bolts for applying and sealing the necessary sealing surface pressure to the second vacuum seal 75, and 77 denotes the beam inlet port 8 or the beam outlet port 9 and the relay flange 73.
It is a third vacuum seal for sealing and. Here, the relay flange 73 is made of a material having a low emission gas rate, for example, a vacuum melting material of austenitic stainless steel or the like, considering that it constitutes a part of an ultrahigh vacuum beam duct. Such a configuration can be applied to the emitted light port 10.

【0062】このように構成することによって、第1の
フランジ72の第1の真空シール74はビームチェンバ
ー内部の超高真空側を、第2の真空シール75は真空槽
5の断熱真空側をそれぞれ独立にシールするので、それ
ぞれの系を真空引きしてヘリウムリーク試験を行うとき
いずれも大気側からヘリウムガスを吹きつけることがで
きる。従って、真空部分、特に超高真空側の真空排気に
おいて排気しにくいガスの一種であるヘリウムガスの流
入を防止できるので超高真空が容易に達成できるように
なる。また、超高真空を形成する部分にのみ放出ガスの
少ない材料を適用し、超高真空を必要としない真空槽5
には純鉄などの磁性材を適用することにより磁気シール
ドの一部を形成でき超電導電磁石の設計を合理的に行う
ことができる。
With this structure, the first vacuum seal 74 of the first flange 72 is on the ultra-high vacuum side inside the beam chamber, and the second vacuum seal 75 is on the adiabatic vacuum side of the vacuum chamber 5, respectively. Since they are sealed independently, it is possible to blow helium gas from the atmosphere side when performing a helium leak test by vacuuming each system. Therefore, it is possible to prevent the inflow of helium gas, which is a kind of gas that is difficult to be exhausted in the vacuum portion, particularly in the vacuum exhaust on the ultra-high vacuum side, so that the ultra-high vacuum can be easily achieved. In addition, a vacuum chamber 5 which does not require an ultra-high vacuum is formed by applying a material with a small amount of released gas only to the portion forming the ultra-high vacuum.
A magnetic material such as pure iron can be applied to form part of the magnetic shield, and the superconducting electromagnet can be rationally designed.

【0063】実施例18.図21は請求項12の発明の
他の一実施例を示す断面図である。上記実施例17にお
いては第1のフランジ72に2重の真空シールを備えた
が、図において、第1のフランジ72に第1の真空シー
ルのみを備え、その変わりに中継フランジ73の複数の
固定ボルト76のボルト頭の座グリ部分にそれぞれもう
1段の座付きネジ穴を設け、78はこのネジ穴の座面に
それぞれ装着した複数のパッキン、79はこのパッキン
78に当接させ適当な面圧を加えて真空をシールする沈
めボルトである。このように構成することによって第1
のフランジの第2の真空シールを無くしたのでフランジ
の外形を小さくできるとともにシールの締め付け力が減
る分フランジの強度設計において余裕ができ、フランジ
のサイズを一回り小さくすることができる。
Example 18. 21 is a sectional view showing another embodiment of the invention of claim 12. In FIG. In the seventeenth embodiment, the first flange 72 is provided with the double vacuum seal, but in the figure, the first flange 72 is provided with only the first vacuum seal, and instead, a plurality of relay flanges 73 are fixed. The counterbore part of the bolt head of the bolt 76 is provided with another stepped screw hole, 78 is a plurality of packings respectively mounted on the seating surfaces of the screw holes, and 79 is abutted against the packing 78 to provide an appropriate surface pressure. It is a sunk bolt that adds a vacuum to seal the vacuum. With this configuration, the first
Since the second vacuum seal of the flange is eliminated, the outer shape of the flange can be made small, and since the tightening force of the seal is reduced, there is a margin in the strength design of the flange, and the size of the flange can be made one size smaller.

【0064】実施例19.図22は請求項12の発明の
他のもう一つの一実施例を示す断面図である。上記実施
例19および実施例20においては中継フランジ73の
端面が真空槽5の内壁面より外側になるようにしたが、
図22においては中継フランジ73の端面を真空槽5の
内壁面より内側に突き出すようにしている。このような
構成にすることによって、ビームチェンバー26を真空
槽5に装着するときベローズ継ぎ手の第1のベローズ7
1を圧縮してビームチェンバー26の第1のフランジ7
2の端面と真空槽5の内壁面との間に隙間を設けて挿入
するさいに中継フランジ73を外した状態で十分な間隔
が確保でき組立の作業性がやり易くなる。また、第1の
ベローズは伸縮量を短いもの、すなわち、ベローズの山
数の少ない物にすることができる。
Example 19 22 is a sectional view showing another embodiment of the invention of claim 12. In FIG. Although the end surface of the relay flange 73 is located outside the inner wall surface of the vacuum chamber 5 in Embodiments 19 and 20 above,
In FIG. 22, the end surface of the relay flange 73 is projected inward from the inner wall surface of the vacuum chamber 5. With such a configuration, when the beam chamber 26 is attached to the vacuum chamber 5, the first bellows 7 of the bellows joint is attached.
1 to compress the first flange 7 of the beam chamber 26.
When the relay flange 73 is removed when a gap is provided between the end face of 2 and the inner wall surface of the vacuum chamber 5, a sufficient gap can be secured and the workability of assembly is facilitated. Further, the first bellows can be made to have a short expansion / contraction amount, that is, a bellows having a small number of peaks.

【0065】実施例20.図23は請求項13の発明の
一実施例を示す超電導電磁石の断面図である。図におい
て、81はビームチェンバー26の外壁面に当接して設
けた複数の冷却ジャケット、82は分散して配置した冷
却ジャケット81の連絡管、83は真空槽5を貫通して
断熱的に導いた冷媒配管、84はフロン等を冷媒に用い
た汎用冷凍機である。
Example 20. FIG. 23 is a sectional view of a superconducting electromagnet according to an embodiment of the invention of claim 13. In the figure, 81 is a plurality of cooling jackets provided in contact with the outer wall surface of the beam chamber 26, 82 is a connecting pipe for the cooling jackets 81 arranged in a distributed manner, and 83 is adiabatic guide through the vacuum chamber 5. Refrigerant piping, 84 is a general-purpose refrigerator using Freon as a refrigerant.

【0066】上記のように構成されたものにおいては、
ビームチェンバー26の冷却ジャケット81に超電導電
磁石11の真空槽5の外側に備えた汎用冷凍機84から
冷媒配管83を介してフロンなどの冷媒を循環させるよ
うにしてビームチェンバー26を所定の温度、例えば、
−15℃から−30℃程度に冷却するようにしたもので
ある。このような構成にすることによりビームチェンバ
ー26の壁面から4Kに冷却保持している超電導コイル
ユニット23への侵入熱を軽減できるのでこれに伴って
超電導コイル1を4Kに冷却している液体ヘリウムの蒸
発損失を減ずることができる。また、ビームチェンバー
26の壁温を下げることによりビームチェンバー26の
内壁面からの放出ガス量が減るので超高真空の到達圧力
を下げることができる。
In the configuration as described above,
In the cooling jacket 81 of the beam chamber 26, a refrigerant such as CFC is circulated through a refrigerant pipe 83 from a general-purpose refrigerator 84 provided outside the vacuum chamber 5 of the superconducting electromagnet 11, so that the beam chamber 26 has a predetermined temperature, for example. ,
It is designed to be cooled from -15 ° C to -30 ° C. With such a structure, the heat entering the superconducting coil unit 23, which is cooled and held at 4K from the wall surface of the beam chamber 26, can be reduced, and accordingly, the liquid helium cooling the superconducting coil 1 to 4K can be reduced. Evaporation loss can be reduced. Further, since the amount of gas released from the inner wall surface of the beam chamber 26 is reduced by lowering the wall temperature of the beam chamber 26, the ultimate pressure of the ultrahigh vacuum can be reduced.

【0067】上記の実施例においてはビームチェンバー
26の壁面に冷却ジャケットを設けて冷却するようにし
たが壁面の形状に合わせて適当な間隔を設けて直接冷却
配管を当接させて巻き回すようにしてもよい。
In the above embodiment, a cooling jacket is provided on the wall surface of the beam chamber 26 for cooling, but the cooling pipe is directly contacted and wound with an appropriate interval according to the shape of the wall surface. May be.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、荷電粒子を通すビームチェンバーを超電導コイルの
真空槽内に独立に設けるようにしたので、運転中に超電
導コイル側に熱的な擾乱等による真空度の変化が生じて
もビームチェンバーの内部を所期の超高真空に保持でき
る。これによりビームチェンバー内を周回する高エネル
ギーの荷電ビームの残留ガス分子との衝突、散乱等の荷
電ビームの不安定性要因を抑制でき、蓄積荷電ビームを
長時間安定に周回させることができる。また、ビームチ
ェンバーを大気に開放しても超電導コイルの断熱真空に
影響を及ぼさないので、ビームチェンバー側の真空に係
わりなく超電導電磁石の運転を安定に行うことができる
等の効果がある。
As described above, according to the invention of claim 1, the beam chamber for passing charged particles is independently provided in the vacuum chamber of the superconducting coil. Even if the degree of vacuum changes due to such disturbances, the inside of the beam chamber can be maintained at the desired ultra-high vacuum. As a result, instability factors of the charged beam, such as collision and scattering of the high energy charged beam circulating in the beam chamber with residual gas molecules, can be suppressed, and the accumulated charged beam can be stably rotated for a long time. Further, even if the beam chamber is opened to the atmosphere, it does not affect the adiabatic vacuum of the superconducting coil, so that the superconducting electromagnet can be operated stably regardless of the vacuum on the beam chamber side.

【0069】また、請求項2の発明においては、複数の
放射光ダクトをビームチェンバーの側面から超電導コイ
ルユニットと熱的に絶縁して真空槽を貫通する部分に真
空シールを備えて放射光を取り出せるようにしたので、
超電導コイル側の真空度が変化しても放射光ダクト内部
への影響を受けることがなく、シンクロトロン放射光を
安定に取り出すことができる。また、放射光ダクト側を
大気に開放しても超電導コイルの断熱真空部の真空を劣
化させることがないので超電導電磁石は放射光ダクト系
の真空に係わりなく運転が行える等の効果がある。
According to the second aspect of the present invention, the plurality of radiant light ducts are thermally insulated from the side surface of the beam chamber with the superconducting coil unit, and a vacuum seal is provided at a portion penetrating the vacuum chamber to take out radiant light. I did so,
Even if the degree of vacuum on the side of the superconducting coil changes, the synchrotron radiation can be stably extracted without being affected by the inside of the radiation duct. Further, even if the radiant light duct side is opened to the atmosphere, the vacuum in the adiabatic vacuum portion of the superconducting coil is not deteriorated, so that the superconducting electromagnet can be operated regardless of the vacuum in the radiant light duct system.

【0070】請求項3の発明においては、ビームチェン
バーを超電導コイル容器壁面上に一定の間隔を保って断
熱支持部材により断熱的に支持しかつビームチェンバー
の複数のポートが真空槽の壁面を貫通する部分にそれぞ
れ伸縮自在なベローズ継ぎ手を備えるようにしたので、
荷電粒子のビーム軌道に沿わせてビームチェンバーを設
置でき荷電粒子を安定に周回させる効果を奏する。
According to the third aspect of the invention, the beam chamber is adiabatically supported on the wall surface of the superconducting coil container by a heat insulating support member at a constant interval, and a plurality of ports of the beam chamber penetrate the wall surface of the vacuum chamber. Since each part is equipped with an elastic bellows joint,
A beam chamber can be installed along the beam trajectory of the charged particles, and the charged particles can be stably circulated.

【0071】請求項4の発明においては、ビームチェン
バーを支持する断熱支持部材のうち超電導コイル容器と
の相対的な基準となる位置を1カ所若しくは2カ所を固
定的に支持するとともに超電導コイルユニットとの間隔
をほぼ一定になるように複数点を断熱的に支持するよう
にしたので超電導コイルとビームチェンバーとの相対位
置および平行度を略一定に保持して荷電粒子を安定に周
回させることができる。
In the invention of claim 4, one or two fixed positions of the heat insulating support member for supporting the beam chamber, which serve as a reference relative to the superconducting coil container, are fixedly supported, and Since a plurality of points are adiabatically supported so that the distance between them is almost constant, the relative position and parallelism between the superconducting coil and the beam chamber can be kept substantially constant and the charged particles can be stably circulated. .

【0072】請求項5の発明においてはビームチェンバ
ーの側面に支持金具を設け、この支持金具に断熱支持部
材を取り付け超電導コイル容器の壁面上に断熱的に支持
するようにしたので断熱支持部材の取付スパンを長くす
ることができ断熱支持部材を介しての熱伝導による侵入
熱量を低減できる。また、設置スペースが広くとれ組立
の作業性が向上する等の効果を奏する。
According to the fifth aspect of the present invention, since the supporting metal fitting is provided on the side surface of the beam chamber and the heat insulating supporting member is attached to the supporting metal fitting so as to support the wall of the superconducting coil container adiabatically, the heat insulating supporting member is attached. The span can be lengthened, and the amount of heat entering due to heat conduction through the heat insulating support member can be reduced. In addition, the installation space is wide and the workability of assembly is improved.

【0073】請求項6の発明においては、ビームチェン
バーの断熱支持部材を多重円筒断熱カラムで構成するよ
うにしたので、断熱距離を取付スパン長より2倍以上長
くとることができ断熱性能が大幅に改善できる。また、
断熱支持部材の軸方向を剛的に支持しかつ両端部の支点
において軸直角方向には数ミリメートルの変位を弾性変
形により吸収できるようにしたので、ビームチェンバー
と超電導コイル容器との間隔を一定に保持できるととも
にビームチェンバーのベーキング時の加熱および超電導
コイルの冷却の際の熱膨張・収縮に伴う変位を弾性変形
により吸収して熱応力を緩和できるなどの効果がある。
In the sixth aspect of the present invention, since the heat insulating support member of the beam chamber is constituted by the multiple cylindrical heat insulating column, the heat insulating distance can be made twice as long as the mounting span length or more, and the heat insulating performance can be significantly improved. Can be improved. Also,
Since the heat insulating support member is rigidly supported in the axial direction and a displacement of several millimeters in the direction perpendicular to the axis at the fulcrums at both ends can be absorbed by elastic deformation, the distance between the beam chamber and the superconducting coil container is kept constant. It has an effect of being able to hold it and absorbing the displacement caused by thermal expansion / contraction during heating of the beam chamber during baking and cooling of the superconducting coil by elastic deformation to alleviate thermal stress.

【0074】請求項7の発明においては、ビームチェン
バーに熱輻射の遮蔽手段を予め一体化して取り付けるよ
うにしたので、施工が非常にやり易くなり、しかも組立
状態の最終寸法を確認して超電導コイルに組み合わせら
れるので熱接触等を防止して断熱性能を確保できる等実
用上の効果が大きい。
According to the invention of claim 7, since the heat radiation shielding means is integrally attached to the beam chamber in advance, the construction becomes very easy, and the final dimension of the assembled state is confirmed and the superconducting coil is confirmed. Since they can be combined, they have great practical effects such as preventing thermal contact and ensuring heat insulation performance.

【0075】請求項8における発明においては、ビーム
チェンバーに多重積層断熱材を直に取り付けその周囲を
ほぼ取り囲むように熱シールドを設けて一体化したもの
を超電導コイルに組み合わせるようにしたので、断熱施
工が非常にやり易くなる。また、ビームチェンバーと熱
シールドの隙間に最適な層数を調整して多重積層断熱材
を設置し、その最終の仕上がり状態を確認してさらに熱
シールドの相対位置を調整して取り付けられるので所期
の断熱性能が確保できる、などの効果がある。
In the eighth aspect of the invention, since the multilayer laminated heat insulating material is directly attached to the beam chamber and a heat shield is provided so as to substantially surround the circumference of the beam chamber, the integrated one is combined with the superconducting coil. Is very easy to do. In addition, the optimum number of layers is adjusted in the gap between the beam chamber and the heat shield to install the multi-layered heat insulating material, the final finish state is confirmed, and the relative position of the heat shield can be adjusted to install. It has the effect of ensuring the heat insulation performance of.

【0076】請求項9における発明はビームチェンバー
の熱シールドの支持する複数の断熱支持棒を繊維強化樹
脂の積層棒またはパイプを用いて軸方向を剛的に支持
し、軸両端部における軸直角方向には数ミリメートルの
変位を弾性変形により吸収できるようにしたので熱シー
ルドの自重を剛的に支持して、超電導コイル容器と熱シ
ールドの間隔を一定に保持して熱接触を防止できるとと
もに熱シールド板の収縮等による伸び差を断熱支持棒の
弾性変形により吸収できるので、熱シールドの支持部分
を介しての熱応力を緩和できシールド板自身の変形を抑
えることができこれによって熱接触を防止できる等の効
果がある。
According to a ninth aspect of the present invention, a plurality of heat insulating support rods supported by the heat shield of the beam chamber are rigidly supported in the axial direction by using laminated rods or pipes of fiber reinforced resin, and the shaft orthogonal direction at both ends of the shaft. Since the displacement of several millimeters can be absorbed by elastic deformation, the self-weight of the heat shield is rigidly supported and the gap between the superconducting coil container and the heat shield can be kept constant to prevent thermal contact and heat shield. Since the expansion difference due to the contraction of the plate can be absorbed by the elastic deformation of the heat insulating support rod, the thermal stress through the supporting portion of the heat shield can be relieved and the deformation of the shield plate itself can be suppressed, thereby preventing thermal contact. And so on.

【0077】請求項10の発明においては超電導電磁石
の熱シールド部材のうち磁束と略交錯する方向の面を覆
うシールド板を非磁性の電気抵抗の大きな金属板を配置
し、磁束と略平行の面を覆うシールド板を非磁性の熱抵
抗の小さい金属板を配置するようにしたので、超電導コ
イルのクエンチ等により急峻な磁界変化が生じても熱シ
ールド部材に誘起される渦電流にともなう電磁力を小さ
く抑えてシールド板自身の変形を防止できる。また、熱
抵抗の小さい部材を伝熱路にして高抵抗の部材を冷却で
きるのでシールドの平均冷却温度を下げられる、等の効
果がある。
In the tenth aspect of the present invention, the shield plate covering the surface of the heat shield member of the superconducting electromagnet in the direction substantially intersecting with the magnetic flux is provided with a non-magnetic metal plate having a large electric resistance, and the surface is substantially parallel to the magnetic flux. Since a non-magnetic metal plate with low thermal resistance is placed as the shield plate that covers the magnetic field, even if a sudden magnetic field change occurs due to quenching of the superconducting coil, the electromagnetic force caused by the eddy current induced in the heat shield member is prevented. It can be kept small to prevent deformation of the shield plate itself. Further, since a member having a small heat resistance can be used as a heat transfer path to cool a member having a high resistance, the average cooling temperature of the shield can be lowered.

【0078】請求項11の発明においては熱シールド板
を非磁性で電気抵抗の大きな金属平板に非磁性で熱抵抗
の小さい適当な形状の金属の伝熱帯板を接着により一体
化した部材にしたので、超電導コイルのクエンチ時に磁
界の急激に変化しても熱シールドに流れる渦電流は小さ
く、したがって熱シールド自身に発生する電磁力を小さ
くできる。また、複数の伝熱帯板を熱シールド板に適当
に分散させて冷却できるので熱シールド全体を均等に冷
却することができるなどの効果がある。
In the invention of claim 11, the heat shield plate is made of a non-magnetic metal plate having a large electric resistance and a non-magnetic metal transfer plate having a suitable shape having a small heat resistance, which is integrated by adhesion. The eddy current flowing through the heat shield is small even when the magnetic field changes rapidly during quenching of the superconducting coil, and therefore the electromagnetic force generated in the heat shield itself can be reduced. In addition, since a plurality of heat transfer plates can be appropriately dispersed on the heat shield plate to be cooled, the whole heat shield can be cooled uniformly.

【0079】請求項12の発明においては真空槽と、こ
の真空槽内に荷電粒子を所定の軌道で導くように空間を
設けて配した超電導コイルユニットと、上記超電導コイ
ルユニットの空間に熱的に離間させ荷電粒子を導くビー
ムチェンバーとを備え、上記ビームチェンバーの壁面に
連通する複数のビームダクトが上記真空槽を貫通する部
分にそれぞれ中継フランジを設置し、この中継フランジ
のシール面と上記ビームチェンバーのビームダクト端面
および上記真空槽の貫通穴シール面とをそれぞれ真空シ
ールを介して連結するようにした荷電ビーム通す部分の
超高真空の達成を容易にすることができる。また、上記
の分割により、超高真空を必要としない真空槽に、純鉄
などの磁性材を用いて高磁場を発生する超電導コイルか
ら外部への漏れ磁場を抑える磁気シールドの一部に適用
でき、超電導電磁石の設計を合理的に行えるなどの効果
がある。
In a twelfth aspect of the present invention, a vacuum chamber, a superconducting coil unit provided with a space for guiding charged particles in a predetermined orbit in the vacuum chamber, and a space for the superconducting coil unit are thermally provided. A beam chamber that guides charged particles to be separated from each other, and a plurality of beam ducts communicating with the wall surface of the beam chamber are provided with relay flanges at portions where they penetrate the vacuum chamber, and a sealing surface of the relay flange and the beam chamber. It is possible to easily achieve an ultrahigh vacuum in the portion through which the charged beam is passed, in which the end surface of the beam duct and the sealing surface of the through hole of the vacuum chamber are connected via a vacuum seal. Also, due to the above division, it can be applied to a part of the magnetic shield that suppresses the leakage magnetic field from the superconducting coil that generates a high magnetic field using a magnetic material such as pure iron to a vacuum chamber that does not require an ultrahigh vacuum. In addition, there is an effect that the superconducting electromagnet can be designed rationally.

【0080】請求項13の発明においては、超電導コイ
ルと一体化したビームチェンバーを汎用の冷凍機の冷媒
または液化ガス等を循環させて簡便で信頼性の高い冷却
系を付加して冷却するようにしたので、超電導コイル側
への侵入熱を軽減し、高価な液体ヘリウムの蒸発量を低
減化できる効果がある。
In the thirteenth aspect of the invention, the beam chamber integrated with the superconducting coil is circulated through a refrigerant or a liquefied gas of a general-purpose refrigerator to add a simple and highly reliable cooling system for cooling. Therefore, there is an effect that the heat entering the superconducting coil side can be reduced and the evaporation amount of expensive liquid helium can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1ないし請求項2の発明の一実施例によ
る荷電粒子用超電導電磁石の縦断面を示す図である。
FIG. 1 is a view showing a longitudinal section of a superconducting electromagnet for charged particles according to an embodiment of the invention of claims 1 and 2.

【図2】図1の水平断面を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a horizontal section of FIG.

【図3】請求項3の発明の一実施例による超電導電磁石
を示す水平断面図である。
FIG. 3 is a horizontal sectional view showing a superconducting electromagnet according to an embodiment of the present invention.

【図4】図3の(A−A)部分の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a portion (A-A) in FIG.

【図5】請求項4の発明の一実施例による荷電粒子用超
電導電磁石のビームチェンバーの断熱支持部の部分断面
図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a heat insulating support part of a beam chamber of a superconducting electromagnet for charged particles according to an embodiment of the invention of claim 4;

【図6】請求項4の他の一実施例による荷電粒子用超電
導電磁石のビームチェンバーの断熱支持構造部の平面図
である。
FIG. 6 is a plan view of a heat insulating support structure of a beam chamber of a superconducting electromagnet for charged particles according to another embodiment of the present invention.

【図7】図6のビームチェンバーの断熱支持部の部分断
面(A−A)図である。
7 is a partial cross-sectional view (AA) of the heat insulating support of the beam chamber of FIG.

【図8】請求項5の一実施例による荷電粒子用超電導電
磁石のビームチェンバーの断熱支持構造部の断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view of a heat insulating support structure of a beam chamber of a superconducting electromagnet for charged particles according to an embodiment of the fifth aspect.

【図9】請求項6の発明の一実施例による荷電粒子用超
電導電磁石のビームチェンバーの断熱支持部分の断面図
である。
FIG. 9 is a sectional view of a heat insulating support portion of a beam chamber of a superconducting electromagnet for charged particles according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図10】請求項7の発明の一実施例による荷電粒子用
超電導電磁石のビームチェンバーの断熱構造を示す斜視
図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a heat insulating structure of a beam chamber of a superconducting electromagnet for charged particles according to an embodiment of the present invention.

【図11】図10の中央部分(A面)の斜視図である。11 is a perspective view of a central portion (A surface) of FIG.

【図12】請求項8、請求項9ないし請求項10の発明
の一実施例による荷電粒子用超電導電磁石の熱シールド
の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a heat shield of a superconducting electromagnet for charged particles according to an embodiment of the invention of claims 8 and 9 to 10.

【図13】請求項8の発明の他のもう一つの一実施例に
よる荷電粒子用超電導電磁石の熱シールドの断面図であ
る。
FIG. 13 is a sectional view of a heat shield of a superconducting electromagnet for charged particles according to another embodiment of the invention of claim 8;

【図14】請求項8の発明の一実施例による荷電粒子用
超電導電磁石の多重積層断熱材の施工外観を示す斜視図
である。
FIG. 14 is a perspective view showing a construction appearance of a multi-layered heat insulating material for a superconducting electromagnet for charged particles according to an embodiment of the present invention.

【図15】請求項10の発明の他の一実施例による荷電
粒子用超電導電磁石の熱シールドの斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view of a heat shield of a superconducting electromagnet for charged particles according to another embodiment of the present invention.

【図16】請求項10の発明の他のもう一つの実施例に
よる荷電粒子用超電導電磁石の熱シールド板の斜視図で
ある。
FIG. 16 is a perspective view of a heat shield plate of a superconducting electromagnet for charged particles according to another embodiment of the invention of claim 10;

【図17】請求項11の発明の一実施例による荷電粒子
用超電導電磁石の熱シールドの斜視図および部分断面図
である。
FIG. 17 is a perspective view and a partial sectional view of a heat shield of a superconducting electromagnet for charged particles according to an embodiment of the invention of claim 11;

【図18】図17の中央部(A面)の部分断面図であ
る。
18 is a partial cross-sectional view of the central portion (A surface) of FIG.

【図19】請求項11の発明の他の一実施例による荷電
粒子用超電導電磁石の熱シールドの斜視図である。
FIG. 19 is a perspective view of a heat shield of a superconducting electromagnet for charged particles according to another embodiment of the invention of claim 11;

【図20】請求項12の発明の一実施例による荷電粒子
用超電導電磁石のビームチェンバーの継ぎ手部の構造を
示す部分断面図である。
FIG. 20 is a partial cross-sectional view showing the structure of the joint portion of the beam chamber of the superconducting electromagnet for charged particles according to the embodiment of the invention of claim 12;

【図21】請求項12の発明の他の一実施例による荷電
粒子用超電導電磁石のビームチェンバーの継ぎ手部の構
造を示す部分断面図である。
FIG. 21 is a partial cross-sectional view showing the structure of the joint portion of the beam chamber of the superconducting electromagnet for charged particles according to another embodiment of the invention of claim 12;

【図22】請求項12の発明の他のもう一つの実施例に
よる荷電粒子用超電導電磁石のビームチェンバーの継ぎ
手部の構造を示す部分断面図である。
FIG. 22 is a partial cross-sectional view showing the structure of the joint portion of the beam chamber of the superconducting electromagnet for charged particles according to another embodiment of the twelfth aspect of the present invention.

【図23】請求項13の発明の一実施例による荷電粒子
用超電導電磁石を示す断面図である。
FIG. 23 is a sectional view showing a superconducting electromagnet for charged particles according to an embodiment of the present invention.

【図24】従来の荷電粒子用超電導電磁石の一例を示す
電子蓄積リング用偏向電磁石の鳥瞰図である。
FIG. 24 is a bird's-eye view of a bending electromagnet for an electron storage ring showing an example of a conventional superconducting electromagnet for charged particles.

【図25】図24の中央部分の縦断面図である。25 is a vertical cross-sectional view of the central portion of FIG. 24.

【図26】図24の電子ビーム軌道における水平断面図
である。
26 is a horizontal sectional view of the electron beam orbit of FIG. 24.

【図27】図25の超電導コイル部分の形状外観を示す
斜視図である。
FIG. 27 is a perspective view showing a shape appearance of the superconducting coil portion of FIG. 25.

【図28】従来の荷電粒子用超電導電磁石の適用の一例
を示す電子蓄積リングの構成概念図である。
FIG. 28 is a structural conceptual diagram of an electron storage ring showing an example of application of a conventional superconducting electromagnet for charged particles.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 超電導コイル 2 コイル容器 3 電子ビーム通路 4 熱シールド 5 真空槽 6 断熱支持部材 7 ヘリウム供給ポート 8 ビーム入口ポート 9 ビーム出口ポート 10 複数の放射光ポート 11 超電導電磁石 12 ビーム入射器 13 高周波空洞 14 直線部ビームダクト 20 上部コイル容器 21 下部コイル容器 22 低温電磁力支持体 23 超電導コイルユニット 24 Z軸断熱支持材 25 X軸断熱支持材 26 ビームチェンバー 27 フランジ継ぎ手 28 放射光ダクトA 31 磁気シールド 32 放射光ダクトB 33 真空ゲート弁 34 液体ヘリウム溜 35 ヘリウム真空槽 36 ヘリウム配管A 37 ヘリウム配管B 41 第1のベローズ継ぎ手 42 第2のベローズ継ぎ手 43 第1の断熱支持部材 44 第2の断熱支持部材 45 第3の断熱支持部材 46 断熱支持軸 47 支柱 48 連結部材 51 複数の支持金具 52 多重断熱支持カラム 54 輻射熱の遮蔽手段 55 多重積層断熱材 56 熱シールド 57 上板 58 下板 59 側板 60 第1の断熱支持棒 61 高温断熱部材 62 シースヒータ 63 第1の多重積層断熱材 64 第2の多重積層断熱材 65 分割上板 66 分割下板 67 伝熱帯板 68 接着剤 69 固定ネジ 70 伝熱帯板B 71 第1のベローズ 72 第1のフランジ 73 中継フランジ 74 第1の真空シール 75 第2の真空シール 76 固定用ボルト 77 第3の真空シール 78 複数のパッキン 79 沈めボルト 81 冷却ジャケット 82 連絡管 83 冷媒配管 84 汎用冷凍機 1 Superconducting Coil 2 Coil Container 3 Electron Beam Passage 4 Heat Shield 5 Vacuum Tank 6 Adiabatic Support Member 7 Helium Supply Port 8 Beam Inlet Port 9 Beam Outlet Port 10 Multiple Synchrotron Ports 11 Superconducting Magnets 12 Beam Injector 13 High Frequency Cavity 14 Straight Line Part beam duct 20 Upper coil container 21 Lower coil container 22 Low temperature electromagnetic force support 23 Superconducting coil unit 24 Z-axis heat insulating support 25 X-axis heat insulating support 26 Beam chamber 27 Flange joint 28 Radiant light duct A 31 Magnetic shield 32 Radiant light Duct B 33 Vacuum gate valve 34 Liquid helium reservoir 35 Helium vacuum tank 36 Helium pipe A 37 Helium pipe B 41 First bellows joint 42 Second bellows joint 43 First heat insulating support member 44 Second heat insulating support member 45 Second Disconnection of 3 Support member 46 Heat insulating support shaft 47 Strut 48 Connecting member 51 Plural support metal fittings 52 Multiple heat insulating support column 54 Radiant heat shielding means 55 Multiple laminated heat insulating material 56 Heat shield 57 Upper plate 58 Lower plate 59 Side plate 60 First heat insulating support rod 61 High-temperature heat insulating member 62 Sheath heater 63 First multi-layered heat insulating material 64 Second multi-layered heat insulating material 65 Divided upper plate 66 Divided lower plate 67 Transferring plate 68 Adhesive 69 Fixing screw 70 Transferring plate B 71 First bellows 72 First flange 73 Relay flange 74 First vacuum seal 75 Second vacuum seal 76 Fixing bolt 77 Third vacuum seal 78 Plural packing 79 Sinking bolt 81 Cooling jacket 82 Communication pipe 83 Refrigerant piping 84 General-purpose refrigerator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 敏恵 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 山本 俊二 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 山田 忠利 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 中村 史朗 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 尾原 昭徳 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 守田 正夫 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 横山 彰一 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 下畑 賢司 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 稲口 隆 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 妹尾 和威 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Toshie Takeuchi 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Central Research Institute (72) Inventor Shunji Yamamoto 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki Mitsubishi Electric Central Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Tadatoshi Yamada 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Central Research Institute (72) Inventor Shiro Nakamura 8-1-1 Tsukaguchi Honmachi, Amagasaki Mitsubishi Electric Corporation Central Research Laboratory (72) Inventor Akinori Ohara 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Central Research Laboratory (72) Inventor Masao Morita 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki Mitsubishi Electric Corporation Central Research In-house (72) Inventor Shoichi Yokoyama 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Central Research Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation (72 ) Inventor Kenji Shimohata 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City Mitsubishi Electric Co., Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Takashi Inaguchi 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Central Research Laboratory (72) Invention Person Kao Senoo 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki-shi Central Research Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空槽と、 前記真空槽内に備えられ、荷電粒子の軌道を形成する一
対の超電導コイルと、 前記一対の超電導コイルを夫々液体ヘリウムとともに一
対のコイル容器に収納して成り、前記真空槽内に断熱し
て配置された超電導コイルユニットと、 前記超電導コイルユニットの一対のコイル容器の間の空
間に断熱して配置され、荷電粒子を通過させるビームチ
ェンバーと、 前記ビームチェンバーが前記真空槽を貫通する部分に真
空シールを備えた継ぎ手を設けて開口し、真空構の真空
空間とビームチェンバー内の真空空間とを独立させたこ
とを特徴とする荷電粒子用超電導電磁石装置。
1. A vacuum chamber, a pair of superconducting coils which are provided in the vacuum chamber and which form trajectories of charged particles, and a pair of superconducting coils which are housed in a pair of coil containers together with liquid helium, respectively. A superconducting coil unit that is thermally insulated and arranged in the vacuum chamber, a beam chamber that is thermally insulated and arranged in a space between a pair of coil containers of the superconducting coil unit, and that allows charged particles to pass therethrough; A superconducting electromagnet apparatus for charged particles, characterized in that a joint provided with a vacuum seal is provided at a portion penetrating the vacuum chamber and opened to make a vacuum space of a vacuum structure and a vacuum space in a beam chamber independent.
【請求項2】 前記ビームチェンバーの外周部の側壁に
荷電粒子軌道の接線方向に放射光を取出す放射光ダクト
を設け、該放射光ダクトが前記真空槽を貫通する部分に
真空シールを備えた継ぎ手を設けて開口し、真空槽の真
空空間とビームチェンバー内の真空空間とを独立させた
ことを特徴とする請求項1記載の荷電粒子用超電導電磁
石装置。
2. A joint provided with a radiant light duct for extracting radiant light in a tangential direction of a charged particle trajectory on a side wall of an outer peripheral portion of the beam chamber, and a vacuum seal provided at a portion where the radiant light duct penetrates the vacuum chamber. The superconducting electromagnet apparatus for charged particles according to claim 1, wherein a vacuum space in the vacuum chamber and a vacuum space in the beam chamber are independent from each other by providing an opening.
【請求項3】 前記超電導コイルユニットを前記真空槽
内に断熱支持する断熱支持部材と、 前記超電導コイルユニットの一対のコイル容器相互間に
発生する電磁力を支持する電磁力支持体と、 前記ビームチェンバーを前記超電導コイルの一対のコイ
ル容器の間の空間に断熱支持する複数の断熱支持部材
と、 前記ビームチェンバーの両端部または/および前記放射
光ダクトが前記真空槽を貫通する部分に真空シールを備
えるとともに伸縮自在な継ぎ手を備え、 前記ビームチェンバーを断熱支持する断熱支持部材は水
平面内で摺動可能としたことを特徴とする請求項1また
は2記載の荷電粒子用超電導電磁石装置。
3. A heat insulating support member for heat-insulating and supporting the superconducting coil unit in the vacuum chamber, an electromagnetic force supporting member for supporting an electromagnetic force generated between a pair of coil containers of the superconducting coil unit, and the beam. A plurality of heat-insulating support members for heat-insulating and supporting the chamber in a space between the pair of coil containers of the superconducting coil, and a vacuum seal at both ends of the beam chamber and / or a portion where the radiant light duct penetrates the vacuum chamber. The superconducting electromagnet apparatus for charged particles according to claim 1 or 2, characterized in that the heat insulating support member is provided with an expandable joint, and the heat insulating support member for heat insulating and supporting the beam chamber is slidable in a horizontal plane.
【請求項4】 前記ビームチェンバーを断熱支持する複
数の断熱支持部材のうち、小数のものについて前記摺動
を可能とする範囲を限定することにより、ビームチェン
バーの位置の変動を制限したことを特徴とする請求項1
及至3のいずれかに記載の荷電粒子用超電導電磁石装
置。
4. A variation in the position of the beam chamber is limited by limiting a range in which a small number of a plurality of heat insulating support members that thermally support the beam chamber can slide. Claim 1
The superconducting electromagnet apparatus for charged particles according to any one of 1 to 3.
【請求項5】 前記ビームチェンバーの側面部に複数の
支持金具を設け、該支持金具に前記ビームチェンバーの
断熱支持部材を支持したことを特徴とする請求項第1及
至4のいずれかに記載の荷電粒子用超電導電磁石装置。
5. The beam chamber according to claim 1, wherein a plurality of support fittings are provided on a side surface of the beam chamber, and the heat insulating support member of the beam chamber is supported by the support fittings. Superconducting electromagnet device for charged particles.
【請求項6】 前記ビームチェンバーの断熱支持部材が
多重円筒断熱カラムで構成されたことを特徴とする請求
項1及至5のいずれかに記載の荷電粒子用超電導電磁石
装置。
6. The superconducting electromagnet apparatus for charged particles according to claim 1, wherein the heat insulating support member of the beam chamber is composed of a multi-cylinder heat insulating column.
【請求項7】 前記ビームチェンバーの前記超電導コイ
ルユニットに相対する面のほぼ全面を覆う輻射熱遮蔽手
段を該ビームチェンバーに一体化して設けたことを特徴
とする請求項1及至6のいずれかに記載の荷電粒子用超
電導電磁石装置。
7. The radiant heat shielding means for covering substantially the entire surface of the beam chamber facing the superconducting coil unit is integrally provided in the beam chamber. Superconducting electromagnet device for charged particles.
【請求項8】 前記輻射熱遮蔽手段が前記ビームチェン
バーのほぼ全面を覆い、その内部に該ビームチェンバー
を断熱支持する断熱支持部材を備えた金属板箱体から成
る熱シールドまたは前記ビームチェンバーに巻回され前
記熱シールドから離間した多重積層断熱材の少くとも一
方から成ることを特徴とする請求項1及至7のいずれか
に記載の荷電粒子用超電導電磁石装置。
8. The radiant heat shielding means covers substantially the entire surface of the beam chamber, and a heat shield formed of a metal plate box having a heat insulating support member for thermally insulating and supporting the beam chamber or wound around the beam chamber. The superconducting electromagnet apparatus for charged particles according to any one of claims 1 to 7, wherein the superconducting electromagnet apparatus for charged particles comprises at least one of a multi-layered heat insulating material separated from the heat shield.
【請求項9】 前記ビームチェンバーを前記熱シールド
に支持する断熱支持部材が可撓性を有する繊維強化樹脂
の積層板、積層棒または積層パイプから成ることを特徴
とする請求項1及至8のいずれかに記載の荷電粒子用超
電導電磁石装置。
9. The heat insulating support member for supporting the beam chamber on the heat shield is made of a flexible fiber-reinforced resin laminated plate, laminated rod or laminated pipe. The superconducting electromagnet apparatus for charged particles according to claim 1.
【請求項10】 前記熱シールドの前記超電導コイルの
主磁界と交叉する方向の部材を非磁性で電気抵抗の大き
な金属の板で構成し、前記主磁界と平行な方向の部材を
非磁性で熱伝導率の大きな金属の板で構成したことを特
徴とする請求項1及至9のいずれかに記載の荷電粒子用
超電導電磁石装置。
10. A member of the heat shield in a direction intersecting with the main magnetic field of the superconducting coil is made of a non-magnetic metal plate having a large electric resistance, and a member in a direction parallel to the main magnetic field is made of non-magnetic heat. The superconducting electromagnet device for charged particles according to any one of claims 1 to 9, wherein the superconducting electromagnet device is composed of a metal plate having high conductivity.
【請求項11】 前記熱シールドの少くとも一部を非磁
性で電気抵抗の大きな金属の板状部材で構成し、該板状
部材に非磁性で熱伝導率の大きい金属から成る伝熱帯板
を電気的に絶縁して接合させたことを特徴とする請求項
1及至10のいずれかに記載の荷電粒子用超電導電磁石
装置。
11. At least a part of the heat shield is made of a non-magnetic metal plate member having a large electric resistance, and a heat transfer plate made of a non-magnetic metal having a large thermal conductivity is provided on the plate member. The superconducting electromagnet apparatus for charged particles according to any one of claims 1 to 10, wherein the superconducting electromagnet apparatus is electrically insulated and bonded.
【請求項12】 前記ビームチェンバーの前記真空槽を
貫通するビームダクト部分にそれぞれ中継フランジを設
け、前記中継フランジと前記ビームチェンバーのビーム
ダクト端面をシールする真空フランジと、前記中継フラ
ンジと前記真空槽の貫通穴とをシールする真空シールと
をそれぞれ備えたことを特徴とする請求項1及至11の
いずれかに記載の荷電粒子用超電導電磁石装置。
12. A vacuum flange for sealing the relay flange and the end face of the beam duct of the beam chamber, wherein a relay flange is provided in each of the beam duct portions that penetrate the vacuum chamber of the beam chamber, and the relay flange and the vacuum chamber. The superconducting electromagnet apparatus for charged particles according to any one of claims 1 to 11, further comprising: a vacuum seal that seals the through hole of the.
【請求項13】 前記ビームチェンバーの壁面に冷却ジ
ャケットもしくは冷却管から成る冷却部を設け、該冷却
部と前記真空槽の外部に設けた冷凍機を前記真空槽を貫
通する断熱配管で連結したことを特徴とする請求項1及
至12のいずれかに記載の荷電粒子用超電導電磁石装
置。
13. A cooling unit comprising a cooling jacket or a cooling pipe is provided on a wall surface of the beam chamber, and the cooling unit and a refrigerator provided outside the vacuum chamber are connected by a heat insulating pipe penetrating the vacuum chamber. The superconducting electromagnet device for charged particles according to any one of claims 1 to 12.
【請求項14】 請求項1及至13のいずれかに記載の
荷電粒子用超電導電磁石を用いたことを特徴とする電子
蓄積リング。
14. An electron storage ring using the superconducting electromagnet for charged particles according to any one of claims 1 to 13.
JP33538493A 1993-12-28 1993-12-28 Superconducting electromagnet device for charged particles and charged particle storage ring Expired - Lifetime JP3279031B2 (en)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002309218A (en) * 2001-04-11 2002-10-23 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Adhesive laminate film for coating accelerator beam tube
JP2010014169A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Ntn Corp Grease supply device
CN103068144A (en) * 2012-12-25 2013-04-24 江苏达胜加速器制造有限公司 Accelerating tube with focusing coil
JP2014007150A (en) * 2012-06-01 2014-01-16 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cyclotron
JP2015002287A (en) * 2013-06-17 2015-01-05 住友重機械工業株式会社 Superconducting magnet
CN113267517A (en) * 2020-01-30 2021-08-17 卡尔蔡司显微镜有限责任公司 Object receiving container, object fixing system, and radiation apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002309218A (en) * 2001-04-11 2002-10-23 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Adhesive laminate film for coating accelerator beam tube
JP2010014169A (en) * 2008-07-02 2010-01-21 Ntn Corp Grease supply device
JP2014007150A (en) * 2012-06-01 2014-01-16 Sumitomo Heavy Ind Ltd Cyclotron
CN103068144A (en) * 2012-12-25 2013-04-24 江苏达胜加速器制造有限公司 Accelerating tube with focusing coil
JP2015002287A (en) * 2013-06-17 2015-01-05 住友重機械工業株式会社 Superconducting magnet
CN113267517A (en) * 2020-01-30 2021-08-17 卡尔蔡司显微镜有限责任公司 Object receiving container, object fixing system, and radiation apparatus

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