JPH0750638B2 - Electric field generator - Google Patents
Electric field generatorInfo
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- JPH0750638B2 JPH0750638B2 JP61071662A JP7166286A JPH0750638B2 JP H0750638 B2 JPH0750638 B2 JP H0750638B2 JP 61071662 A JP61071662 A JP 61071662A JP 7166286 A JP7166286 A JP 7166286A JP H0750638 B2 JPH0750638 B2 JP H0750638B2
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- electric field
- tubular body
- field generator
- outer diameter
- electrode
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は例えば、荷電粒子加速器の加速管とし使用する
ことのできる電界発生装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electric field generator that can be used as, for example, an accelerator tube of a charged particle accelerator.
従来の技術としてAppl.Phys.Lett.Vol.45No.12 1984年1
2月15日 1287−1288頁およびJ.Appl.Phys.Vol.57No.11
1985年6月1日 5012−5016頁に示すような電子ビー
ム加速器が有り、複数の電極構造とこれに電気的に接触
した抵抗に電流を流すことにより、必要な電界分布をえ
ることができる。しかしその構造は複雑で特に後者の文
献に示される技術の場合、個々の電極をそれぞれ異なる
曲面構造を持たせることで必要な電界分布を実現してい
る。Appl. Phys. Lett. Vol. 45 No. 12 1984 1
Feb. 15 pp. 1287-1288 and J. Appl. Phys. Vol. 57 No. 11
There is an electron beam accelerator as shown on pages 5012-5016 of June 1, 1985, and a necessary electric field distribution can be obtained by passing a current through a plurality of electrode structures and resistors electrically contacting them. However, the structure is complicated, and particularly in the case of the technique shown in the latter document, the required electric field distribution is realized by giving each electrode a different curved surface structure.
従来の加速管として応用されている電界発生装置は複数
の電極により構成されているため部品点数が極めて多
い。また、個々の電極も特有の曲線を与えなくてはなら
ないので構造が極めて複雑となる。さらに、有限個の電
極により分割されているので、電界分布の精度を上げる
ことが難しい等の欠点がある。The conventional electric field generator applied as an accelerating tube has a large number of parts because it is composed of a plurality of electrodes. In addition, the structure of each electrode must be very complicated because each electrode must have a unique curve. Further, since it is divided by a finite number of electrodes, there is a drawback that it is difficult to improve the accuracy of electric field distribution.
上記問題点は、 原料が可塑性を有する体積抵抗材料から形成された管状
体、および この管状体の両端の両端に設けられた電極から構成され
る本発明の電界発生装置により解決される。The above-mentioned problems can be solved by the electric field generator of the present invention, which is composed of a tubular body made of a volume-resistant material having plasticity, and electrodes provided at both ends of the tubular body.
原料が可塑性を有する体積抵抗材料としては導電性セラ
ミック、導電物質を含有するセラミック、あるいは導電
物質を含有するセメント等を使用することができる。導
電物質としてはカーボンを挙げることができ、所望の抵
抗値が得られるよう適当量用いることができる。体積抵
抗材料としては形成後は硬性を有するものである必要が
あるが、なおかつ硬化後に機械加工を行えるものである
ことが、好ましい。さらに、硬化後に真空シール性を有
すると、加速管にそのまま使用できる。A conductive ceramic, a ceramic containing a conductive material, a cement containing a conductive material, or the like can be used as the volume-resistant material whose raw material has plasticity. Carbon can be used as the conductive substance, and an appropriate amount can be used so as to obtain a desired resistance value. The volume resistance material needs to have hardness after being formed, but it is preferable that it can be machined after being hardened. Furthermore, if it has a vacuum sealing property after curing, it can be used as it is for an accelerating tube.
本発明の電界発生装置は体積抵抗材料により1体的に形
成された管状体を用い、この管状体に直接電流を流すこ
とにより管状体内部に例えば荷電粒子の加速及び収束の
ための複雑な電界分布を発生させることができる。この
管状体の外径のみを部分的に変化させるとき、つまり外
径の大きい所は小さい所に比べて管状体内部の電界は小
さくなる。反対に外径の小さい所は大きい所に比べて管
状体内の電界は大きくなる。この外径変化を連続的に行
うことにより任意の電界分布を形成することができる。The electric field generating device of the present invention uses a tubular body integrally formed of a volume resistance material, and a current is directly applied to the tubular body so that a complicated electric field for accelerating and converging charged particles is generated inside the tubular body. A distribution can be generated. When only the outer diameter of the tubular body is partially changed, that is, when the outer diameter is large, the electric field inside the tubular body becomes smaller than when the outer diameter is small. On the contrary, the electric field in the tubular body becomes larger at a portion having a smaller outer diameter than at a portion having a larger outer diameter. An arbitrary electric field distribution can be formed by continuously changing the outer diameter.
本発明の電界発生装置の管状体は体積抵抗材料により形
成されているので、構造は極めて簡略化できるにもかか
わらず、内部の電界分布は径の機械的精度で決定される
の任意の複雑な電界分布を精度良く発生できる効果があ
る。荷電粒子の加速のための加速管として応用した場合
1本の管状体が加速管構造に必要な加速効果、収束効
果、および眞空保持の全ての機能を持つ。さらに、体積
抵抗材料の原料は可塑性を有するので管状体の作成が極
めて容易であるという利点も存在する。また、従来と比
較して加速管の径を3分の1程度にすることができる装
置の小型化が達成される。Since the tubular body of the electric field generator of the present invention is formed of a volume resistance material, the structure of the electric field generator can be extremely simplified, but the electric field distribution inside is determined by the mechanical precision of the diameter. There is an effect that the electric field distribution can be accurately generated. When applied as an accelerating tube for accelerating charged particles, one tubular body has all the functions required for the accelerating tube structure: the accelerating effect, the converging effect, and the sky retention. Furthermore, since the raw material of the volume resistance material has plasticity, there is an advantage that it is extremely easy to produce a tubular body. Further, it is possible to reduce the size of the device that can reduce the diameter of the accelerating tube to about one third as compared with the conventional one.
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第1a
図から第1c図は種々の形態の本発明の電界発生装置の概
略図であり、第2a図から第2c図は第1a図から第1c図の電
界発生装置のそれぞれに対応する電位分布を示す図、第
3a図から第3c図は第1a図から第1c図の電界発生装置のそ
れぞれに対応する電位分布を示す図である。管状体1を
有する電界発生装置の両端にスイッチ3を介して電源2
により電圧を印加すると、管状体1に電流が流れる。こ
の結果管状体1の内部にはその位置で単位長さ当りの抵
抗率と管状体1に流した電流との積に比例する電界が発
生する。第1a図に示されるように管状体1の内径、外径
が一定の場合、電位は第2a図に示されるように管状体1
の長さ方向に比例して高くなり、第3a図に示されるよう
に電界の値は一定である。第1b図に示されるように、管
状体1の外径が一部変化している場合は、外径の太い所
より細い所の方が抵抗率が大きく、従って第2b図に示さ
れるように電位変化も大きい。また、電界は、第3b図に
示されるように外径の変化している所を境に太い方は小
さく、細い方は大きくなる。第1c図に示されるように、
管状体1の外径が徐々に変化している場合は第2c図およ
び第3c図に示されるように、これに応じて電位および電
界分布も連続的に変化する。第4図の曲線IおよびIIは
第1a図および第b図の管状体形状に相当する電位の実測
例で、曲線Iは第2a図の形状に一致しており曲線IIは第
2b図の形状に一致している。従って、必要な電位、電界
分布を予測通りに極めて簡単に得られる。Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. 1a
FIGS. 1a to 1c are schematic views of the electric field generator of the present invention in various forms, and FIGS. 2a to 2c show potential distributions corresponding to the electric field generators of FIGS. 1a to 1c, respectively. Figure, first
3a to 3c are diagrams showing potential distributions corresponding to the electric field generators of FIGS. 1a to 1c, respectively. A power source 2 via switches 3 at both ends of an electric field generator having a tubular body 1.
When a voltage is applied by, a current flows in the tubular body 1. As a result, an electric field that is proportional to the product of the resistivity per unit length and the current flowing through the tubular body 1 is generated inside the tubular body 1 at that position. When the inner and outer diameters of the tubular body 1 are constant as shown in FIG. 1a, the potential is the tubular body 1 as shown in FIG. 2a.
The value of the electric field is constant as shown in FIG. 3a. As shown in FIG. 1b, when the outer diameter of the tubular body 1 is partially changed, the smaller the outer diameter is, the larger the resistivity is, and thus the smaller the outer diameter is, as shown in FIG. 2b. The potential change is also large. Also, the electric field becomes smaller when the outer diameter changes and becomes larger when the outer diameter changes, as shown in FIG. 3b. As shown in Figure 1c,
When the outer diameter of the tubular body 1 is gradually changed, as shown in FIGS. 2c and 3c, the electric potential and the electric field distribution are continuously changed accordingly. Curves I and II in FIG. 4 are measured examples of electric potentials corresponding to the tubular body shapes in FIGS. 1a and b. Curve I corresponds to the shape in FIG.
It matches the shape in Figure 2b. Therefore, the required potential and electric field distribution can be obtained extremely easily as expected.
第5図は本発明の電界発生装置を加速管として使用した
場合の側断面図である。管状体1の両端には電極5,6が
設けられている。電極5が設けられた端部には電子源7
が設置されており、電極6には電子源7から発生された
電子ビーム8が通過する開口9が設けられている。電極
5および電子源7にはライン10を介して高電圧(−1M
V)が印加される。排気管11の先には眞空ポンプが接続
されており管状体1内部は眞空にされる。有端管状の電
極6と管状体1との間には絶縁油12が充填されている。
また管状体1の内壁にはアルミナがコーティングされて
いる。さらに加速管である管状体1の両端の電気的接触
部分は銀ペースト(導電性接着剤によって行われてい
る。管状体1としては3Al2O3・2SiO2+α−Al2O3にカー
ボンを添加したものを1200℃で焼成することにより形成
されたものが使用されている。この管状体の寸法は、長
さ40cm、外径5cmφ、内径4cmφであり、抵抗値は5KΩで
ある。第6図に、さらにこの管状体1の軸方向での実測
された電位変化のグラフを示す。FIG. 5 is a side sectional view when the electric field generator of the present invention is used as an accelerating tube. Electrodes 5 and 6 are provided at both ends of the tubular body 1. An electron source 7 is provided at the end where the electrode 5 is provided.
And an opening 9 through which an electron beam 8 generated from an electron source 7 passes is provided in the electrode 6. A high voltage (-1M) is applied to the electrode 5 and the electron source 7 via a line 10.
V) is applied. A vacuum pump is connected to the end of the exhaust pipe 11 so that the inside of the tubular body 1 is vacuumed. Insulating oil 12 is filled between the electrode 6 having a tubular shape with ends and the tubular body 1.
The inner wall of the tubular body 1 is coated with alumina. Further, the electrical contact portions on both ends of the tubular body 1 which is an accelerating tube are made of a silver paste (conductive adhesive. As the tubular body 1, 3Al 2 O 3 · 2SiO 2 + α-Al 2 O 3 is carbon What is formed by firing the added material at 1200 ° C. The tubular body has a length of 40 cm, an outer diameter of 5 cmφ, an inner diameter of 4 cmφ, and a resistance value of 5 KΩ. The figure further shows a graph of the measured potential change in the axial direction of the tubular body 1.
第1a図から第1c図は種々の形態の本発明の電界発生装置
の概略図、 第2a図から第2c図は第1a図から第1c図の電界発生装置の
それぞれに対応する電位分布を示す図、 第3a図から第3c図は第1a図から第1c図の電界発生装置の
それぞれに対応する電界分布を示す図、 第4図は第1a図および第1b図の管状体形状に相当する電
位の実測例を示すグラフ、 第5図は本発明の電界発生装置を加速管として使用した
場合の側断面図、 第6図は第5図の管状体の軸方向の電位変化のグラフで
ある。 1……管状体、5,6……電極,7……電子源、8……電子
ビーム、9……開口、12……絶縁油。1a to 1c are schematic views of the electric field generator of the present invention in various forms, and FIGS. 2a to 2c show potential distributions corresponding to the electric field generators of FIGS. 1a to 1c, respectively. Figures, Figures 3a to 3c show electric field distributions corresponding to the electric field generators of Figures 1a to 1c respectively, and Figure 4 corresponds to the tubular body shape of Figures 1a and 1b. FIG. 5 is a side sectional view when the electric field generator of the present invention is used as an accelerating tube, and FIG. 6 is a graph of potential change in the axial direction of the tubular body of FIG. . 1 ... Tubular body, 5,6 ... Electrode, 7 ... Electron source, 8 ... Electron beam, 9 ... Aperture, 12 ... Insulating oil.
Claims (4)
成された管状体、および この管状体の両端に設けられた電極から構成される電界
発生装置。1. An electric field generator comprising a tubular body made of a volume-resistant material having plasticity, and electrodes provided at both ends of the tubular body.
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
電界発生装置。2. The electric field generator according to claim 1, wherein the electrode is provided with an opening for passing charged particles.
ラミックであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の電界発生装置。3. The electric field generating device according to claim 1, wherein the resistance material is a ceramic containing a trace amount of a conductive substance.
メントであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の電界発生装置。4. The electric field generating device according to claim 1, wherein the resistance material is cement containing a trace amount of a conductive substance.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61071662A JPH0750638B2 (en) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | Electric field generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61071662A JPH0750638B2 (en) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | Electric field generator |
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---|---|
JPS62229694A JPS62229694A (en) | 1987-10-08 |
JPH0750638B2 true JPH0750638B2 (en) | 1995-05-31 |
Family
ID=13467039
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61071662A Expired - Lifetime JPH0750638B2 (en) | 1986-03-28 | 1986-03-28 | Electric field generator |
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JP (1) | JPH0750638B2 (en) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
JP2010015818A (en) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Hitachi High-Technologies Corp | Electron source device and ion system |
WO2011035260A2 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Fei Company | Distributed ion source acceleration column |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52145300U (en) * | 1976-04-28 | 1977-11-04 |
-
1986
- 1986-03-28 JP JP61071662A patent/JPH0750638B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS62229694A (en) | 1987-10-08 |
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