JPH07235400A - 構造変換部用アブソーバー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 荷電粒子加速器のチェンバーの断面形状が変
わる箇所の温度上昇を防止する。 【構成】 小断面チェンバー３０と略同一断面形状を有
し小断面チェンバー３０の端部に接続可能な中空のビー
ム通過室形成部材３３と、ビーム通過室形成部材３３の
一端に設けられ大断面チェンバー３１の端部に接続可能
で且つ大断面チェンバー３１の端部所要箇所を閉塞し得
る受光部形成部材３４と、ビーム通過室形成部材３３お
よび受光部形成部材３４に連なる中空の冷却室形成部材
３５とを備え、ビーム通過室形成部材３３および受光部
形成部材３４に入射する放射光ビームによる熱エネルギ
ーを、冷却室形成部材３５で冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子加速器のチェ
ンバーの断面形状等が変わる箇所において、温度上昇が
生じないようにする構造変換部用アブソーバー装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】光速に近い速度で移動する電子（荷電粒
子）の進行方向を磁場や電場で曲げると、電子の軌道接
線方向に、放射光とよばれる電磁波（光）を放出する。

【０００３】図６は放射光を発生させるために使用され
ている荷電粒子加速器の一例を示す平面図で、１は線形
加速装置であり、線形加速装置１は、電子（荷電粒子）
ｅ^-を移送させるための直管状の加速管２を有してお
り、この加速管２の内部は、排気ポート等によって、超
高真空に保持できるようになっている。

【０００４】加速管２には、超高真空に保持された加速
管２の内部を移動する電子ｅ^-に高周波ＲＦを付与して
電子ｅ^-を加速する高周波加速装置３が設けられてお
り、加速管２の一端には電子銃等の電子発生装置４が設
けられていて、電子発生装置４で発生した電子ｅ^-が加
速管２の内部へ向かって射出されるようになっている。

【０００５】加速管２の他端には、屈曲管状の偏向チェ
ンバー５の一端が接続されており、この偏向チェンバー
５の屈曲部には、偏向電磁石６が設けられている。

【０００６】加速管２から偏向チェンバー５に入射した
電子ｅ^-は、その進行方向を偏向電磁石６の磁場によ
り、屈曲管状の偏向チェンバー５に沿って曲げられるよ
うになっている。

【０００７】７はシンクロトロンであって、このシンク
ロトロン７は、前記の電子ｅ^-に円軌道を形成させるた
めの略円形の真空チェンバー８を有しており、この真空
チェンバー８の所要箇所には、前記の偏向チェンバー５
の他端が接続されている。この真空チェンバー８も前記
の加速管２と同様に、内部を超高真空に保持できるよう
になっている。

【０００８】真空チェンバー８の屈曲部分には偏向電磁
石９が設けられていて、偏向チェンバー５から真空チェ
ンバー８に入射した電子ｅ^-は、偏向電磁石９の磁場に
より進行方向を真空チェンバー８に沿って曲げられ、真
空チェンバー８の内部を周回するようになっている。

【０００９】また真空チェンバー８の所要箇所には高周
波加速装置１０が設けてあって、真空チェンバー８の内
部を周回する電子ｅ^-のビームは、高周波加速装置１０
から高周波を付与されて、光速に近い速度にまで加速さ
れるようになっている。

【００１０】さらに真空チェンバー８の所要の屈曲部に
は、その屈曲部において光速に近い速度で移動する電子
ｅ^-の進行方向が曲げられることにより放出される放射
光ビームＳを真空チェンバー８の外部へ導くための直管
状の水平なビームチャンネル１１の一端が接続されてい
て、このビームチャンネル１１の他端には、前記の放射
光ビームＳを利用する実験を行うための実験装置１２が
接続されている。

【００１１】また、上記のビームチャンネル１１が接続
されていない真空チェンバー８の屈曲部にも、電子ｅ^-
が磁場によりその進行方向を曲げられる際に生じる放射
光ビームＳが入射するが、真空チェンバー８の内部を周
回する電子ｅ^-のビームのエネルギーが小さく（３．５
Ｇｅｖ程度）、且つ蓄積電流値が大きい（数アンペア程
度）場合には、放射光ビームＳの熱エネルギーにより真
空チェンバー８が昇温されて、その真空チェンバー８に
温度上昇に起因する変形が生じる。

【００１２】一方、真空チェンバー８の所定部分には、
真空チェンバー８の内部を周回する電子ｅ^-がその真空
チェンバー８の断面のどの部分を通過しているのかを検
出するために、図示しないビームポジションモニタが装
着されているが、真空チェンバー８に変形が生じると、
ビームポジションモニタの位置が変化して、電子ｅ^-の
通過位置を適確に把握できなくなる場合がある。

【００１３】このような真空チェンバー８の変形を防止
するために、真空チェンバー８の放射光ビームＳが入射
する部分にアブソーバー装置を設け、放射光ビームＳの
熱エネルギーを吸収するようにしている。

【００１４】以下、放射光ビームＳの熱エネルギーを吸
収するために従来から使用されているアブソーバー装置
の一例を、図７の縦断側面図および図７のＶＩＩＩ−Ｖ
ＩＩＩ断面図である図８によって説明する。

【００１５】１３，１４は筒状のチェンバー本体であ
り、先に述べた真空チェンバー８は、このようなチェン
バー本体１３，１４をベローズ１５を介して連結するこ
とにより構成されている。

【００１６】１６は中空状に形成された冷却構造体、１
７は、銅、アルミニウム、銅・アルミニウム合金等の熱
伝導率が高い金属によってブロック状に形成された受光
部材である。この受光部材１７は、冷却構造体１６の一
端に固着されていて、これらの冷却構造体１６と受光部
材１７とによってアブソーバー本体１８を形成してい
る。

【００１７】このアブソーバー本体１８は、受光部材１
７がチェンバー本体１４の内部に位置し且つ受光部材１
７に放射光ビームＳが入射するように、チェンバー本体
１４に穿設した取付孔に挿入固着されている。

【００１８】１９は冷却媒体入口管、２０は冷却媒体出
口管であり、冷却媒体入口管１９及び冷却媒体出口管２
０は、冷却構造体１６の中空部２１と外部とを連通する
ように、冷却構造体１６に取り付けられている。

【００１９】上述した構成を有するアブソーバー装置に
よりチェンバー本体１４の温度上昇を抑制する際には、
冷却媒体入口管１９から冷却構造体１６の中空部２１に
対して水等の冷却媒体を連続的に供給するとともに、そ
の冷却媒体を中空部２１から冷却媒体出口管２０により
冷却構造体１６の外部へ連続的に排出することによっ
て、受光部材１７に放射光ビームＳが入射する際に伝達
される熱エネルギーをチェンバー本体１４の外部へ移送
する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図７におい
て二点鎖線で示すように、一方のチェンバー本体１４の
方が他方のチェンバー本体１３に比べて断面形状が大き
い場合（例えば真空チェンバー８の内部を真空にするた
めの排気ポートがチェンバー本体１４に設けられている
場合等）には、チェンバー本体１３に隣接しているチェ
ンバー本体１４の端部内壁面２２へ広範囲にわたって放
射光ビームＳが入射する。そしてチェンバー本体１４の
端部内壁面２２では熱エネルギーをチェンバー本体１４
の外部へ移送することが不十分なため、チェンバー本体
１４が温度上昇して変形することがある。

【００２１】本発明は、このようなチェンバーの断面形
状が変わる箇所におけるチェンバーの温度上昇を防止す
ることができるようにした構造変換部用アブソーバー装
置を提供することを目的とするものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、小断面チェン
バーと略同一断面形状を有し該小断面チェンバーの端部
に接続可能な中空のビーム通過室形成部材と、該ビーム
通過室形成部材の一端に設けられ大断面チェンバーの端
部に接続可能で且つ該大断面チェンバーの端部所要箇所
を閉塞し得る受光部形成部材と、前記ビーム通過室形成
部材および受光部形成部材に連なる中空の冷却室形成部
材と、を備えたことを特徴とする構造変換部用アブソー
バー装置に係るもので、冷却室形成部材の内部に設けら
れ前記ビーム通過室形成部材、受光部形成部材に接する
フィンを備えたり、ビーム通過室形成部材と受光部形成
部材と冷却室形成部材と前記ビーム通過室形成部材およ
び受光部形成部材に接するフィンとを一体に形成するこ
ともできる。

【００２３】

【作用】大断面チェンバーの端部所要箇所を閉塞してい
る受光部形成部材に放射光ビームが入射して熱エネルギ
ーが生じても、この熱エネルギーは中空の冷却室形成部
材から外部へ排出されるので、大断面チェンバーの温度
上昇は防止される。

【００２４】また前記ビーム通過室形成部材、受光部形
成部材に接するフィンを冷却室形成部材の内部に設ける
と、受光部形成部材の冷却効率が向上し、ビーム通過室
形成部材と受光部形成部材と冷却室形成部材と前記ビー
ム通過室形成部材および受光部形成部材に接するフィン
とを一体に形成すると、製作が簡単になると共に熱の授
受が一層向上する。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。

【００２６】図１は本発明の一実施例の斜視図、図２は
側面図、図３は図２を左方から見た正面図、図４は図２
のＩＶ−ＩＶ断面図であって、３０は小断面チェンバ
ー、３１は大断面チェンバーを示している。

【００２７】本発明のアブソーバー装置３２は、小断面
チェンバー３０と略同一断面形状を有する中空のビーム
通過室形成部材３３を備えていて、このビーム通過室形
成部材３３の図１、図２における左側の端部は、小断面
チェンバー３０の図１、図２における右側の端部に、密
に接続することができるようになっている。

【００２８】ビーム通過室形成部材３３の図１、図２に
おける右側の端部には、大断面チェンバー３１の断面形
状と略同一形状の平板状の受光部形成部材３４が垂直方
向に固着されていて、ビーム通過室形成部材３３の中空
部は、この受光部形成部材３４を貫通するように構成さ
れている。

【００２９】上記の平板状の受光部形成部材３４は、大
断面チェンバー３１の図１、図２における左側の端部に
密に接続することができるようになっていて、この受光
部形成部材３４を大断面チェンバー３１の端部に接続す
ると、ビーム通過室形成部材３３の中空部延長部分を除
いて、大断面チェンバー３１の端部を閉塞する状態にな
る。

【００３０】３５は縦長の箱状の冷却室形成部材であっ
て、この冷却室形成部材３５は、上述したビーム通過室
形成部材３３の上側と大断面チェンバー３１の図１、図
２における左側の正面とに連設され、内部には中空部３
６（図２、図４参照）が形成されている。

【００３１】冷却室形成部材３５の図２における左側の
正面には縦長の開口部３７（図２、図３参照）が設けて
あって、上下方向に冷却媒体通路３８を穿設したブロッ
ク３９が開口部３７から中空部３６に嵌入固定されるよ
うになっている。ブロック３９を開口部３７から中空部
３６に嵌入固定した時には、開口部３７はブロック３９
によって閉塞されるようになっている。

【００３２】図５は、上述した冷却室形成部材３５の中
空部３６に設けられるフィン４０の斜視図であって、フ
ィン４０はＬ字形に形成されており、３枚等の複数枚を
並べた状態にして、ビーム通過室形成部材３３と受光部
形成部材３４とに接するように、冷却室形成部材３５の
中空部３６に設けられるものである。

【００３３】上述したビーム通過室形成部材３３、受光
部形成部材３４、冷却室形成部材３５、フィン４０は、
いずれも銅、アルミニウム、銅・アルミニウム合金等の
熱伝導率が高い金属が用いられており、個別に製作した
後にそれぞれを組み付けてアブソーバー装置３２を構成
してもよいが、精密鋳造によってビーム通過室形成部材
３３、受光部形成部材３４、冷却室形成部材３５、フィ
ン４０を一体に製作すれば、部材の削り出し作業、組み
付け作業が不要となり、製作が簡単になる。

【００３４】冷却室形成部材３５の上部には、冷却媒体
入口管４１と冷却媒体出口管４２とが取り付けられてい
て、冷却媒体入口管４１はブロック３９の冷却媒体通路
３８を介して冷却室形成部材３５の中空部３６下部に連
通しており、冷却媒体出口管４２は冷却室形成部材３５
の中空部３６上部に開口している。

【００３５】上述した構成を有する本発明のアブソーバ
ー装置３２は、図１、図２に示すようにビーム通過室形
成部材３３を小断面チェンバー３０の端部に接続し、受
光部形成部材３４を大断面チェンバー３１の端部に接続
する。

【００３６】これによって小断面チェンバー３０と大断
面チェンバー３１とは、ビーム通過室形成部材３３を介
して連通状態で連結され、ビーム通過室形成部材３３に
連通する部分を除いた大断面チェンバー３１の端部は、
受光部形成部材３４で閉塞される。なお、図２、図３に
おいて４３は、大断面チェンバー３１に設けられている
排気ポートである。

【００３７】冷却媒体入口管４１から冷却媒体通路３８
を介して冷却室形成部材３５の中空部３６に水等の冷却
媒体を連続的に供給するとともに、その冷却媒体を中空
部３６から冷却媒体出口管４２によりアブソーバー装置
３２の外部へ連続的に排出することにより、ビーム通過
室形成部材３３に入射する放射光ビームＳの熱エネルギ
ーも、受光部形成部材３４に入射する放射光ビームＳの
熱エネルギーも、共にアブソーバー装置３２を介して外
部へ移送される。

【００３８】従って、小断面チェンバー３０の端部に接
続されているビーム通過室形成部材３３の温度上昇を防
止することができると共に、大断面チェンバー３１の端
部を閉塞している受光部形成部材３４の温度上昇も防止
し、大断面チェンバー３１の温度上昇による熱変形が生
じないようになる。

【００３９】

【発明の効果】

（１）請求項１の発明は、小断面チェンバーと略同一断
面形状を有するビーム通過室形成部材の一端に大断面チ
ェンバーの端部所要箇所を閉塞し得る受光部形成部材を
設け、ビーム通過室形成部材および受光部形成部材に連
なる中空の冷却室形成部材を備えたので、小断面チェン
バーと大断面チェンバーとの接続部に入射する放射光ビ
ームの熱エネルギーを冷却して、チェンバーと接続部に
おける温度上昇による熱変形を防ぐことができる。

【００４０】（２）請求項２の発明は、ビーム通過室形
成部材、受光部形成部材に接するフィンを冷却室形成部
材の内部に設けたので、冷却室形成部材内部の熱交換面
積が増大し、ビーム通過室形成部材、受光部形成部材に
対する冷却効果が向上する効果がある。

【００４１】（３）請求項３の発明は、ビーム通過室形
成部材と受光部形成部材と冷却室形成部材と前記ビーム
通過室形成部材および受光部形成部材に接するフィンと
を一体に形成したので、各部材の削り出し作業、組み付
け作業が不要となり、製作が簡単になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の斜視図である。

【図２】本発明の一実施例の側面図である。

【図３】図２を左方から見た正面図である。

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。

【図５】フィンの一実施例の斜視図である。

【図６】荷電粒子加速器の一例を示す平面図である。

【図７】荷電粒子加速器のチェンバーの縦断側面図であ
る。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

【符号の説明】

３０ 小断面チェンバー ３１ 大断面チェンバー ３２ アブソーバー装置 ３３ ビーム通過室形成部材 ３４ 受光部形成部材 ３５ 冷却室形成部材 ３６ 中空部 ４０ フィン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 小断面チェンバーと略同一断面形状を有
   し該小断面チェンバーの端部に接続可能な中空のビーム
   通過室形成部材と、該ビーム通過室形成部材の一端に設
   けられ大断面チェンバーの端部に接続可能で且つ該大断
   面チェンバーの端部所要箇所を閉塞し得る受光部形成部
   材と、前記ビーム通過室形成部材および受光部形成部材
   に連なる中空の冷却室形成部材と、を備えたことを特徴
   とする構造変換部用アブソーバー装置。
2. 【請求項２】 冷却室形成部材の内部に設けられ前記ビ
   ーム通過室形成部材、受光部形成部材に接するフィンを
   備えたことを特徴とする請求項１に記載の構造変換部用
   アブソーバー装置。
3. 【請求項３】 ビーム通過室形成部材と受光部形成部材
   と冷却室形成部材と前記ビーム通過室形成部材および受
   光部形成部材に接するフィンとを一体に形成したことを
   特徴とする請求項１に記載の構造変換部用アブソーバー
   装置。