JPH075300U - Tandem accelerator equipped with ion source - Google Patents

Tandem accelerator equipped with ion source

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JPH075300U
JPH075300U JP3927193U JP3927193U JPH075300U JP H075300 U JPH075300 U JP H075300U JP 3927193 U JP3927193 U JP 3927193U JP 3927193 U JP3927193 U JP 3927193U JP H075300 U JPH075300 U JP H075300U
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JP
Japan
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ion source
electrode
stripper canal
canal
stripper
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Application number
JP3927193U
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Japanese (ja)
Inventor
修 坂本
隆 馬場
Original Assignee
日新ハイボルテージ株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ストリッパカナールと同軸構造でイオン源を
構成し、圧力タンクを開けずにイオン源の運転が行える
ようにすること。 【構成】 PIGイオン源11は、ストリッパカナール
6と高エネルギー側加速管7の間に構成され、カソード
電極12,13、アノード電極14、カソード電極13
と一体結合関係の引出し電極16を有する。カソード電
極と引出し電極はガイド部材17,18で案内・位置決
めされる可動電極として構成され、操作軸20によって
タ−ミナルダクト5の外から位置決め操作する。イオン
源の動作時、引出されたイオンは高エネルギー側加速管
で加速される。タンデム加速時、操作軸により、カソー
ド電極と引出し電極はストリッパカナールからのビーム
通過を阻むことのない位置まで退去する。
(57) [Summary] [Purpose] To construct an ion source with the same structure as stripper canal so that the ion source can be operated without opening the pressure tank. [Structure] The PIG ion source 11 is arranged between the stripper canal 6 and the high energy side acceleration tube 7, and has cathode electrodes 12 and 13, an anode electrode 14, and a cathode electrode 13.
And an extraction electrode 16 that is integrally coupled with The cathode electrode and the extraction electrode are configured as movable electrodes that are guided and positioned by the guide members 17 and 18, and the positioning shaft 20 is used to perform positioning operation from outside the terminal duct 5. During operation of the ion source, the extracted ions are accelerated by the high energy side acceleration tube. During tandem acceleration, the cathode and extraction electrodes retreat to a position where they do not block the passage of the beam from the stripper canal due to the operating axis.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、ストリッパカナールと同軸構造で構成されるイオン源を有するタン デム加速器に関する。 The present invention relates to a tandem accelerator having an ion source having a coaxial structure with a stripper canal.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

タンデム加速器は、図2に示すように、圧力タンク1に収容して構成されてお り、低エネルギー側加速管2に負イオン源からの負イオンが導入される。同加速 管には高圧電源3から高電圧タ−ミナル部4を介して高電圧が印加されており、 イオンビームの最初の加速を行う。加速された負イオンビ−ムはタ−ミナルダク ト5の中に設けられ、荷電変換用のストリッパガスが導入されているストリッパ カナール6で正イオンビ−ムに変換され、同ビームは高エネルギー側加速管7で 接地電位に向かって再び加速される。したがって、負イオンが生成できないか、 微量しか得られないイオン種、例えば窒素、ヘリウム等にあっては、タンデム加 速ができないか、もしくは充分な加速ビームを得ることができない。そこで、負 イオンの生成が困難ないし微量しか生成できないイオン種については、タンデム 加速器内に正イオン源を取り付け、高エネルギー加速管によるシングルステージ 加速方式のもとで所望の加速ビームを得るようにしている。 As shown in FIG. 2, the tandem accelerator is housed in a pressure tank 1, and negative ions from a negative ion source are introduced into the low energy side acceleration tube 2. A high voltage is applied to the accelerating tube from a high-voltage power supply 3 via a high-voltage terminal unit 4, and the ion beam is initially accelerated. The accelerated negative ion beam is provided in the terminal duct 5, and is converted into a positive ion beam by the stripper canal 6 into which the stripper gas for charge conversion is introduced, and the same beam is accelerated on the high energy side acceleration tube. It accelerates again toward the ground potential at 7. Therefore, tandem acceleration cannot be performed or a sufficient acceleration beam cannot be obtained for ion species such as negative ions that cannot be generated or that can be obtained only in trace amounts, such as nitrogen and helium. Therefore, for ion species that are difficult to generate negative ions or can generate only a small amount, a positive ion source is installed in the tandem accelerator to obtain the desired acceleration beam under the single-stage acceleration method using a high-energy accelerating tube. There is.

【0003】 図3は、その一例を示すものであり、低エネルギー側加速管2と高エネルギー 側加速管7との間のタ−ミナルダクト5内に設けられている荷電変換部のストリ ッパカナール(6)を取外し、正イオン源8を直接、高エネルギー側加速管7に 取り付けていた。しかし、タンデム加速器は、加速管に高電圧を印加する関係上 、各構成要素を高圧絶縁ガスが充填された圧力タンク(1)に収容して構成され ているから、正イオン源8の取り付けに際しては、ビーム路の真空を破り、絶縁 ガスを回収し、タンク内を大気と入替えて圧力タンクを開け、ストリッパカナー ルを取り外さねばならず、多くの手間と時間を要する。FIG. 3 shows an example of the stripper canal (6) of the charge conversion section provided in the terminal duct 5 between the low energy side acceleration tube 2 and the high energy side acceleration tube 7. ) Was removed and the positive ion source 8 was directly attached to the high energy side acceleration tube 7. However, since the tandem accelerator is configured so that each component is housed in the pressure tank (1) filled with the high-pressure insulating gas in order to apply a high voltage to the accelerating tube, the positive ion source 8 should be installed. Requires breaking the vacuum in the beam path, recovering the insulating gas, replacing the inside of the tank with the atmosphere, opening the pressure tank, and removing the stripper canal, which requires a lot of labor and time.

【0004】 そこで、タンデム加速器内の構成要素の組替えを行わずに、正イオン源からの イオンビ−ムを加速できるようにしたものも提案されている。図4は、高電圧タ −ミナル部内に、加速管軸に対し偏位して正イオン源を設置したタンデム加速器 の構成図である。正イオン源8は、高電圧タ−ミナル部内のタ−ミナルダクト5 に、荷電変換部であるストリッパカナール6の側方部に位置し、高エネルギー側 加速管7の軸線に対し偏位して設置されている。正イオン源8からのビームを導 くカナール9は、その下流部においてストリッパカナール5と合流し、合流路端 は高エネルギー側加速管7の入口前面に開口しており、ストリッパカナール6と カナール9の合流路部分に位置して偏向電磁石10が設けられている。Therefore, there has been proposed a device in which the ion beam from the positive ion source can be accelerated without changing the components in the tandem accelerator. FIG. 4 is a configuration diagram of a tandem accelerator in which a positive ion source is installed in the high-voltage terminal portion so as to be deviated from the axis of the accelerating tube. The positive ion source 8 is located on the side of the stripper canal 6 which is the charge conversion section in the terminal duct 5 in the high voltage terminal section, and is installed deviated from the axis of the high energy side acceleration tube 7. Has been done. The canal 9 that guides the beam from the positive ion source 8 merges with the stripper canal 5 at the downstream portion thereof, and the end of the confluence channel is open at the entrance front of the high-energy side accelerating tube 7, and the stripper canal 6 and canal 9 A bending electromagnet 10 is provided at the joint flow path portion of the above.

【0005】 通常のタンデム加速時、低エネルギー側加速管2からの負イオンビ−ムは、ス トリッパガスが供給されているストリッパカナール6で荷電変換され、高エネル ギー側加速管7で加速される。負イオンの発生が困難なイオン種の加速時、正イ オン源8を動作させ、その正イオンビ−ムを偏向電磁石10の磁場で偏向して高 エネルギー側加速管7に導入し、加速する。During normal tandem acceleration, the negative ion beam from the low energy side accelerating tube 2 undergoes charge conversion in the stripper canal 6 to which the stripper gas is supplied, and is accelerated in the high energy side accelerating tube 7. . At the time of accelerating an ion species where it is difficult to generate negative ions, the positive ion source 8 is operated, the positive ion beam is deflected by the magnetic field of the deflection electromagnet 10 and introduced into the high energy side acceleration tube 7, and accelerated.

【0006】 かかるタンデム加速器によれば、構成要素の組替えを行うことなく、正、負双 方の多くのイオン種を加速することができるが、正イオン源8をストリッパカナ ール6の邪魔にならない場所に取り付けることに伴い、どうしても大きなスペー スが要ることになり、更に、偏向電磁石10のような正イオンビームを曲げる機 器を必要とすることになる。According to such a tandem accelerator, many positive and negative ion species can be accelerated without recomposing the constituent elements, but the positive ion source 8 interferes with the stripper canal 6. A large space is inevitably required for mounting in a place where it does not occur, and further, a device for bending the positive ion beam such as the deflection electromagnet 10 is required.

【0007】[0007]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

本考案は、ストリッパカナール設置部に、ストリッパカナールと同軸構造でイ オン源を構成することにより、スペースを低減し、、圧力タンクを開けずイオン 源の運転が行えるタンデム加速器の提供を目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a tandem accelerator capable of operating an ion source without opening a pressure tank by configuring an ion source in the stripper canal installation portion with a coaxial structure with the stripper canal. It is a thing.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案は、イオン源搭載タンデム加速器において、ストリッパカナール部に、 ストリッパカナールと同軸構造で構成されるイオン源を備え、同イオン源は、ス トリッパカナールと同軸位置に配置される可動電極を有して構成されていること を特徴とするものである。 The present invention relates to a tandem accelerator equipped with an ion source, which is provided with an ion source having a coaxial structure with the stripper canal in the stripper canal portion, and the ion source has a movable electrode arranged at the coaxial position with the stripper canal. It is characterized by being configured as.

【0009】[0009]

【作用】[Action]

負イオンの生成が困難なイオン種については、イオン源から正イオンを引出し 、高エネルギー側加速管で加速する。タンデム加速時には、イオン源の可動電極 をストリッパカナールと同軸位置から退去させ、同カナールからの正イオンを高 エネルギー側加速管に導入する。 For ion species for which it is difficult to generate negative ions, positive ions are extracted from the ion source and accelerated by the high energy side accelerating tube. During tandem acceleration, the movable electrode of the ion source is withdrawn from the coaxial position with the stripper canal, and positive ions from the canal are introduced into the high energy side acceleration tube.

【0010】[0010]

【実施例】【Example】

本考案の一実施例について図面を参照して説明する。図1はストリッパカナー ル部にPIG型イオン源を設けたタンデム加速器の構成図であり、図2ないし図 4と同一符号は同等部分を示す。PIG型イオン源11はストリッパカナール6 と高エネルギー側加速管7との間に、同カナール部と同軸構造に構成される。同 イオン源は、カソード電極12及び同13と、両カソード電極間に設けられ、ス トリッパカナール6と同軸のアノード電極14と、絶縁体15を挾んでカソード 電極13と一体結合関係にある引出し電極16を有する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a tandem accelerator in which a stripper canal is provided with a PIG type ion source, and the same reference numerals as those in FIGS. 2 to 4 indicate the same parts. The PIG type ion source 11 is formed between the stripper canal 6 and the high energy side acceleration tube 7 in a coaxial structure with the canal part. The same ion source is provided between the cathode electrodes 12 and 13, and the both cathode electrodes, and the anode electrode 14 coaxial with the stripper canal 6 and the extraction electrode sandwiching the insulator 15 and integrally connected to the cathode electrode 13 are provided. Have 16.

【0011】 カソード電極12並びにカソード電極13と引出し電極16は、ガイド部材1 7,18によって案内及び位置決めされる可動電極として構成されており、スト リッパカナール6と同軸位置に配置されるこれら可動電極は連結部材19を介し タ−ミナルダクト5を貫通する操作軸20によって同ダクトの外から位置決め操 作される。各ガイド部材17,18は、中心部にストリッパカナール6と同軸の 円形開口を有する。ガイド部材17と同18間にイオン源チャンバ21が設けら れており、円筒状のアノード電極14は絶縁体22を介してイオン源チャンバに 取り付けられており、同チャンバの周囲にPIG放電に必要な磁場を発生させる コイル23が設けられている。イオン源チャンバ内へのイオン源ガスは、操作軸 20を中空軸とし、これに連通する連結部材19内に形成された通路を経てカソ ード電極12内に設けられた通路24から供給する。The cathode electrode 12, the cathode electrode 13, and the extraction electrode 16 are configured as movable electrodes that are guided and positioned by the guide members 17 and 18, and these movable electrodes that are arranged at the same coaxial position as the stripper canal 6 are provided. Is positioned and operated from outside the duct by an operating shaft 20 penetrating the terminal duct 5 via a connecting member 19. Each of the guide members 17 and 18 has a circular opening coaxial with the stripper canal 6 at the center. An ion source chamber 21 is provided between the guide members 17 and 18, and the cylindrical anode electrode 14 is attached to the ion source chamber via an insulator 22. Necessary for PIG discharge around the chamber. A coil 23 for generating a strong magnetic field is provided. The ion source gas into the ion source chamber is supplied from a passage 24 provided in the cathode electrode 12 through a passage formed in a connecting member 19 which communicates with the operation shaft 20 as a hollow shaft.

【0012】 カソード電極12,13は、高電圧タ−ミナル部と同電位に高電圧接地し、ア ノード電極14は切り替えスイッチ25によって高電圧接地、或いは直流電源2 6によって高電圧接地電位より高電位にバイアスされ、引出し電極16は高エネ ルギー側加速管7の2段目の加速電極と同電位にし、カソード電極13より低い ビーム引出し電位が与えられている。The cathode electrodes 12 and 13 are grounded at a high voltage at the same potential as the high voltage terminal portion, and the anode electrode 14 is grounded at a high voltage by a changeover switch 25 or higher than a ground potential at a high voltage by a DC power supply 26. The extraction electrode 16 is biased to the same potential as the second-stage accelerating electrode of the high energy side accelerating tube 7, and a beam extraction potential lower than that of the cathode electrode 13 is applied.

【0013】 タンデム加速器における通常のタンデム加速を行う場合、カソード電極12並 びにカソード電極13と引出し電極16は、操作軸20を矢印方向に操作するこ とにより、ストリッパカナール6からのビーム通過を阻むことのない位置まで退 去される。アノード電極14はスイッチ25によって高電圧接地され、ストリッ パカナールの一部として機能する。When performing normal tandem acceleration in the tandem accelerator, the cathode electrode 12 and the cathode electrode 13 and the extraction electrode 16 block the beam passage from the stripper canal 6 by operating the operating shaft 20 in the arrow direction. You will be relocated to a safe position. The anode electrode 14 is grounded at a high voltage by the switch 25 and functions as a part of stripper canal.

【0014】 PIGイオン源11を動作させる場合、カソード電極12並びにカソード電極 13と引出し電極16は図示位置にあり、アノード電極14には直流電源26に よって高電圧接地電位より高い電位を与える。イオン源チャンバ21内に中空の 操作軸20からイオン源ガスを供給し、カソード電極12,13とアノード電極 14との間でPIG放電し、引出し電極16によって正イオンが引出され、高エ ネルギー加速管2に導入される。When the PIG ion source 11 is operated, the cathode electrode 12 and the cathode electrode 13 and the extraction electrode 16 are at the positions shown in the drawing, and the anode electrode 14 is given a potential higher than the high voltage ground potential by the DC power supply 26. Ion source gas is supplied from the hollow operation shaft 20 into the ion source chamber 21, PIG discharge is performed between the cathode electrodes 12 and 13 and the anode electrode 14, and positive ions are extracted by the extraction electrode 16, resulting in high energy acceleration. Introduced into tube 2.

【0015】[0015]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案は、以上説明したように構成したので、ストリッパカナールの構造とイ オン源の構造を同軸構造で両立させており、圧力タンクを開けずにイオン源の運 転を行うことができると共に、イオン源搭載スペースを低減することができるも のである。 Since the present invention is configured as described above, the structure of the stripper canal and the structure of the ion source are compatible with each other, and the ion source can be operated without opening the pressure tank. It is possible to reduce the space for mounting the ion source.

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

【図1】本考案の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】タンデム加速器の原理構成図である。FIG. 2 is a principle configuration diagram of a tandem accelerator.

【図3】高エネルギー側加速管に正イオン源を取り付け
る従来例の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional example in which a positive ion source is attached to a high energy side acceleration tube.

【図4】他の従来例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 タ−ミナルダクト 6 ストリッパカナール 7 高エネルギー側加速管 11 PIGイオン源 12 カソード電極 13 カソード電極 14 アノード電極 16 引出し電極 20 操作軸 5 Terminal duct 6 Stripper canal 7 High energy side acceleration tube 11 PIG ion source 12 Cathode electrode 13 Cathode electrode 14 Anode electrode 16 Extraction electrode 20 Operation axis

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 ストリッパカナール部に、ストリッパカ
ナールと同軸構造で構成されるイオン源を備え、同イオ
ン源は、ストリッパカナールと同軸位置に配置される可
動電極を有して構成されていることを特徴とするイオン
源搭載タンデム加速器。
1. A stripper canal part is provided with an ion source having a coaxial structure with the stripper canal, and the ion source has a movable electrode arranged at a coaxial position with the stripper canal. A tandem accelerator equipped with a characteristic ion source.
JP3927193U 1993-06-25 1993-06-25 Tandem accelerator equipped with ion source Pending JPH075300U (en)

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