JPH0763039B2 - 加速蓄積リング装置 - Google Patents
加速蓄積リング装置Info
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- JPH0763039B2 JPH0763039B2 JP61037750A JP3775086A JPH0763039B2 JP H0763039 B2 JPH0763039 B2 JP H0763039B2 JP 61037750 A JP61037750 A JP 61037750A JP 3775086 A JP3775086 A JP 3775086A JP H0763039 B2 JPH0763039 B2 JP H0763039B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、加速蓄積リング装置に関し、特に超電導型
偏向磁石等の超電導型磁石に使用されるパワーリードか
らの熱侵入量の量小化を図ったものに関するものであ
る。
偏向磁石等の超電導型磁石に使用されるパワーリードか
らの熱侵入量の量小化を図ったものに関するものであ
る。
第５図は、従来の加速蓄積リング装置の概観図である。
第５図（ａ）は加速蓄積リング全体の概観図であり、第
５図（ｂ）は超電導型偏向磁石の断面図である。１は荷
電粒子を曲げ閉軌道を形成するための超電導型偏向磁
石、２は荷電粒子を収束させるための四重極磁石、３は
荷電粒子を加速するための高周波加速装置、４は荷電粒
子を入射するための入射装置、５は入射ビームライン、
６は加速蓄積リング内の荷電粒子のビームライン、７は
超電導偏向磁石等を励磁するための電源、８はそのケー
ブル、９はパワーリード（後述する）を超電導偏向磁石
等のヘリウム槽へ挿入又は除去する作業を行なうパワー
リード挿入除去手段である。
第５図（ａ）は加速蓄積リング全体の概観図であり、第
５図（ｂ）は超電導型偏向磁石の断面図である。１は荷
電粒子を曲げ閉軌道を形成するための超電導型偏向磁
石、２は荷電粒子を収束させるための四重極磁石、３は
荷電粒子を加速するための高周波加速装置、４は荷電粒
子を入射するための入射装置、５は入射ビームライン、
６は加速蓄積リング内の荷電粒子のビームライン、７は
超電導偏向磁石等を励磁するための電源、８はそのケー
ブル、９はパワーリード（後述する）を超電導偏向磁石
等のヘリウム槽へ挿入又は除去する作業を行なうパワー
リード挿入除去手段である。
超電導型偏向磁石の断面図を示す第５図（ｂ）におい
て、10は常温部に存在するケーブルと液体ヘリウム槽内
に存在するコイルのコイル口出線とを結ぶパワーリー
ド、11はコイル口出線とパワーリード10との間に存在し
パワーリード10の着脱を可能とするコネクタ、12は永久
電流スイッチ、13は真空槽、14は液体ヘリウム槽（液体
ヘリウム槽中の斜線部は液体ヘリウムである）、15は超
電導コイル、16は荷電粒子（ビーム）が通過する真空槽
である。なお、第５図（ａ）において、四重極磁石２は
超電導磁石として描いた。但し、四重極磁石は常電導磁
石でも良い。その場合、偏向磁石のみ超電導磁石とな
る。
て、10は常温部に存在するケーブルと液体ヘリウム槽内
に存在するコイルのコイル口出線とを結ぶパワーリー
ド、11はコイル口出線とパワーリード10との間に存在し
パワーリード10の着脱を可能とするコネクタ、12は永久
電流スイッチ、13は真空槽、14は液体ヘリウム槽（液体
ヘリウム槽中の斜線部は液体ヘリウムである）、15は超
電導コイル、16は荷電粒子（ビーム）が通過する真空槽
である。なお、第５図（ａ）において、四重極磁石２は
超電導磁石として描いた。但し、四重極磁石は常電導磁
石でも良い。その場合、偏向磁石のみ超電導磁石とな
る。
まず、加速蓄積リングについて第５図（ａ）に基づき説
明する。加速蓄積リングは、荷電粒子の加速及び蓄積を
１つのリングで行なうものである。低エネルギーの荷電
粒子が、入射ビームライン５、入射装置４を通り、加速
蓄積リングに入射される。入射された荷電粒子は、高周
波加速装置３により加速される。更に、加速された荷電
粒子を閉じこめるため、荷電粒子のビームラインを閉軌
道にする（即ち、荷電粒子を曲げる）必要がある。荷電
粒子のビームラインを閉軌道にするため、偏向磁石１が
使用される。又、四重極磁石２は荷電粒子のビームを収
束させるために使用される。荷電粒子は、充分加速され
ると、例えば、電子ならば、光速近傍まで加速されると
加速を中止され、閉軌道に沿って定速で運動する。ビー
ム電流の強度は、荷電粒子蓄積時において、ある一定値
以上必要である。例えば、電子蓄積リングから放射され
るSOR光を、SORリフグラフィーに使用する場合、ビーム
電流は数十〜数百mA程度必要と言われている。又、SOR
リソグラフィーには、電子のエネルギーとして500MeV〜
1GeV程度が必要である。ところで、荷電粒子のビーム
は、真空槽16中を通過するが、真空槽16中には必らず残
存気体が存在する。この残存気体と荷電粒子が衝突する
と、粒子は散乱され、その一部が失われる。従って、蓄
積状態にあるビーム電流は時間とともに減少する。加速
蓄積リングにおいては、充分な強度のビーム電流を確保
するため、時々、低エネルギーかつ充分な強度のビーム
電流を入射器より加速蓄積リングに再入射し、再加速、
再蓄積を行なう必要がある。
明する。加速蓄積リングは、荷電粒子の加速及び蓄積を
１つのリングで行なうものである。低エネルギーの荷電
粒子が、入射ビームライン５、入射装置４を通り、加速
蓄積リングに入射される。入射された荷電粒子は、高周
波加速装置３により加速される。更に、加速された荷電
粒子を閉じこめるため、荷電粒子のビームラインを閉軌
道にする（即ち、荷電粒子を曲げる）必要がある。荷電
粒子のビームラインを閉軌道にするため、偏向磁石１が
使用される。又、四重極磁石２は荷電粒子のビームを収
束させるために使用される。荷電粒子は、充分加速され
ると、例えば、電子ならば、光速近傍まで加速されると
加速を中止され、閉軌道に沿って定速で運動する。ビー
ム電流の強度は、荷電粒子蓄積時において、ある一定値
以上必要である。例えば、電子蓄積リングから放射され
るSOR光を、SORリフグラフィーに使用する場合、ビーム
電流は数十〜数百mA程度必要と言われている。又、SOR
リソグラフィーには、電子のエネルギーとして500MeV〜
1GeV程度が必要である。ところで、荷電粒子のビーム
は、真空槽16中を通過するが、真空槽16中には必らず残
存気体が存在する。この残存気体と荷電粒子が衝突する
と、粒子は散乱され、その一部が失われる。従って、蓄
積状態にあるビーム電流は時間とともに減少する。加速
蓄積リングにおいては、充分な強度のビーム電流を確保
するため、時々、低エネルギーかつ充分な強度のビーム
電流を入射器より加速蓄積リングに再入射し、再加速、
再蓄積を行なう必要がある。
さて、偏向磁石の作る磁界をＢ、荷電粒子の電荷をｅ、
閉軌道の曲率半径をρ、荷電粒子の運動量をＰとすれ
ば、 Ｐ＝eBρ …（１） という関係式が成立する。又、荷電粒子の質量をm,荷電
粒子の速度をｖとすれば、Ｐは Ｐ＝mv …（２） で表わされる。（１）（２）式より、荷電粒子の加速時
は、荷電粒子の速度が増すにつれ、磁束Ｂ又は曲率半径
ρを増大しなければならないことがわかる。加速蓄積リ
ングにおいては、ビームラインの曲率半径ρを一定にし
なければならないため、荷電粒子の速度に比例して磁束
Ｂを増大しなければならないこととなる。一方、荷電粒
子の蓄積時は、荷電粒子の速度も一定であるため、偏向
磁石の磁界Ｂも一定で良い。
閉軌道の曲率半径をρ、荷電粒子の運動量をＰとすれ
ば、 Ｐ＝eBρ …（１） という関係式が成立する。又、荷電粒子の質量をm,荷電
粒子の速度をｖとすれば、Ｐは Ｐ＝mv …（２） で表わされる。（１）（２）式より、荷電粒子の加速時
は、荷電粒子の速度が増すにつれ、磁束Ｂ又は曲率半径
ρを増大しなければならないことがわかる。加速蓄積リ
ングにおいては、ビームラインの曲率半径ρを一定にし
なければならないため、荷電粒子の速度に比例して磁束
Ｂを増大しなければならないこととなる。一方、荷電粒
子の蓄積時は、荷電粒子の速度も一定であるため、偏向
磁石の磁界Ｂも一定で良い。
次に、超電導偏向磁石について、第５図（ｂ），第６図
に基づき説明する。
に基づき説明する。
第５図（ｂ）は、超電導偏向磁石の断面の概観図であ
り、第６図は、超電導偏向磁石の励磁のための回路図で
ある。超電導偏向磁石において、超電導コイル15は、液
体ヘリウム温度（4.2K）まで冷却する必要性から、液体
ヘリウム槽中に設けられている。この液体ヘリウム槽
は、断熱のため、真空槽13により取り囲まれている。こ
の超電導コイル15を励磁する場合、液体ヘリウム槽中
（液体ヘリウム温度）から常温空間への口出し線（パワ
ーリード10と呼ぶ）が必要である。このパワーリード用
線材の材料として、一般に発熱を防ぐため、電気伝導度
の良い銅が用いられる。ところが、ヴィーデマンフラン
ツ則により、良電気伝導性の導体は、良熱伝導性である
ため、パワーリードからの熱侵入が大きくなる。従っ
て、パワーリードからの熱侵入量を最小化することが重
要な問題となる。
り、第６図は、超電導偏向磁石の励磁のための回路図で
ある。超電導偏向磁石において、超電導コイル15は、液
体ヘリウム温度（4.2K）まで冷却する必要性から、液体
ヘリウム槽中に設けられている。この液体ヘリウム槽
は、断熱のため、真空槽13により取り囲まれている。こ
の超電導コイル15を励磁する場合、液体ヘリウム槽中
（液体ヘリウム温度）から常温空間への口出し線（パワ
ーリード10と呼ぶ）が必要である。このパワーリード用
線材の材料として、一般に発熱を防ぐため、電気伝導度
の良い銅が用いられる。ところが、ヴィーデマンフラン
ツ則により、良電気伝導性の導体は、良熱伝導性である
ため、パワーリードからの熱侵入が大きくなる。従っ
て、パワーリードからの熱侵入量を最小化することが重
要な問題となる。
ところで、超電導偏向磁石は、超電導コイルの作る磁界
Ｂが一定で良い場合、永久電流スイッチと呼ばれるスイ
ッチ12を閉じ、永久電流モードと呼ばれる閉ループの電
流回路で運転される（第６図（ａ）参照）。この場合、
電源は不要となり、閉ループ電流回路には、永久電流が
流れ続ける。一方、超電導偏向磁石の電流を変える必要
のあるときは、永久電流スイッチ12を開放にし、電源７
を用いて電流を変える（第６図（ｂ）参照）。つまり、
電源が必要なのは、超電導偏向磁石の電流を変えるとき
のみであり、磁界が一定で良い場合、電源は不要とな
る。従って、永久電流モードでは、熱侵入を減らすた
め、パワーリードを液体ヘリウム槽から取り去り、超電
導偏向磁石の電流を変えるときのみ、パワーリード10を
液体ヘリウム槽に挿入する。この作業は、パワーリード
挿入除去手段９により行なわれる。又、パワーリードの
挿入除去作業を容易にするため、パワーリード10と超電
導コイル15とは、ヘリウム槽中でコネクタ11を介して接
続される。
Ｂが一定で良い場合、永久電流スイッチと呼ばれるスイ
ッチ12を閉じ、永久電流モードと呼ばれる閉ループの電
流回路で運転される（第６図（ａ）参照）。この場合、
電源は不要となり、閉ループ電流回路には、永久電流が
流れ続ける。一方、超電導偏向磁石の電流を変える必要
のあるときは、永久電流スイッチ12を開放にし、電源７
を用いて電流を変える（第６図（ｂ）参照）。つまり、
電源が必要なのは、超電導偏向磁石の電流を変えるとき
のみであり、磁界が一定で良い場合、電源は不要とな
る。従って、永久電流モードでは、熱侵入を減らすた
め、パワーリードを液体ヘリウム槽から取り去り、超電
導偏向磁石の電流を変えるときのみ、パワーリード10を
液体ヘリウム槽に挿入する。この作業は、パワーリード
挿入除去手段９により行なわれる。又、パワーリードの
挿入除去作業を容易にするため、パワーリード10と超電
導コイル15とは、ヘリウム槽中でコネクタ11を介して接
続される。
ところで、荷電粒子の加速が時々必要であり、更に荷電
粒子の加速を行なうためには超電導磁石の電流を変化さ
せることが必要であり、このためには、パワーリードを
超電導磁石の液体ヘリウム槽内へ挿入しなければならな
いのは上述の通りであるが、従来、この荷電粒子の加速
は、ビーム電流の減少に関係なく行なわれてきた。これ
は、結局、不要な時にパワーリードをヘリウム槽内に挿
入することにつながり、ヘリウム槽への熱侵入量の増
加、即ち液体ヘリウムの蒸発量の増加につながってい
た。
粒子の加速を行なうためには超電導磁石の電流を変化さ
せることが必要であり、このためには、パワーリードを
超電導磁石の液体ヘリウム槽内へ挿入しなければならな
いのは上述の通りであるが、従来、この荷電粒子の加速
は、ビーム電流の減少に関係なく行なわれてきた。これ
は、結局、不要な時にパワーリードをヘリウム槽内に挿
入することにつながり、ヘリウム槽への熱侵入量の増
加、即ち液体ヘリウムの蒸発量の増加につながってい
た。
従来の加速蓄積リング装置は以上のように構成され、荷
電粒子の加速のために、不要に熱伝導率の高いパワーリ
ードを超電導偏向磁石等のヘリウム槽に挿入することと
なっており、ヘリウム槽への熱侵入量が増加し、液体ヘ
リウムの蒸発量が増加するという問題点があった。
電粒子の加速のために、不要に熱伝導率の高いパワーリ
ードを超電導偏向磁石等のヘリウム槽に挿入することと
なっており、ヘリウム槽への熱侵入量が増加し、液体ヘ
リウムの蒸発量が増加するという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、パワーリードを超電導偏向磁石等のヘリウム
槽へ挿入する回数を最適化（最小化）し、熱侵入を減少
できる。即ち、液体ヘリウムの蒸発量を減少できる加速
蓄積リング装置を得ることを目的とする。
たもので、パワーリードを超電導偏向磁石等のヘリウム
槽へ挿入する回数を最適化（最小化）し、熱侵入を減少
できる。即ち、液体ヘリウムの蒸発量を減少できる加速
蓄積リング装置を得ることを目的とする。
この発明に係る加速蓄積リング装置は、荷電粒子を曲げ
閉軌道を形成するための超電導偏向磁石と、上記荷電粒
子を収束させるための四重極磁石と、上記荷電粒子を加
速するための高周波加速装置と、荷電粒子を上記閉軌道
に入射するための入射装置と、上記荷電粒子のビーム電
流、またはSOR光の強度を検出する検出装置と、上記超
電導偏向磁石内の超電導コイルへ電流を供給するパワー
リードおよび電源と、上記検出装置によって検出したビ
ーム電流値、またはSOR光の強度を設定値と比較し設定
値以下になったときを上記パワーリードを上記超電導磁
石の液体ヘリウム槽に挿入すべき時期と判定するパワー
リード挿入時期判定手段と、該判定手段の出力にもとず
き上記パワーリードの液体ヘリウム槽への挿入除去を行
なうパワーリード挿入除去手段とを備えるようにしたも
のである。
閉軌道を形成するための超電導偏向磁石と、上記荷電粒
子を収束させるための四重極磁石と、上記荷電粒子を加
速するための高周波加速装置と、荷電粒子を上記閉軌道
に入射するための入射装置と、上記荷電粒子のビーム電
流、またはSOR光の強度を検出する検出装置と、上記超
電導偏向磁石内の超電導コイルへ電流を供給するパワー
リードおよび電源と、上記検出装置によって検出したビ
ーム電流値、またはSOR光の強度を設定値と比較し設定
値以下になったときを上記パワーリードを上記超電導磁
石の液体ヘリウム槽に挿入すべき時期と判定するパワー
リード挿入時期判定手段と、該判定手段の出力にもとず
き上記パワーリードの液体ヘリウム槽への挿入除去を行
なうパワーリード挿入除去手段とを備えるようにしたも
のである。
この発明においては、荷電粒子のビーム電流、またはSO
R光の強度を検出し、その強度を設定値と比較し、設定
値以下になったときは荷電粒子の再入射・再加速が必要
な時と判断し、この荷電粒子の再入射・再加速が必要な
時のみ、パワーリードを超電導磁石のヘリウム槽に挿入
するようにして、熱伝導性の良いパワーリードを超電導
磁石のヘリウム槽に挿入する回数を最小化した結果、ヘ
リウム槽への熱侵入が減少し、液体ヘリウムの蒸発量が
減少する。
R光の強度を検出し、その強度を設定値と比較し、設定
値以下になったときは荷電粒子の再入射・再加速が必要
な時と判断し、この荷電粒子の再入射・再加速が必要な
時のみ、パワーリードを超電導磁石のヘリウム槽に挿入
するようにして、熱伝導性の良いパワーリードを超電導
磁石のヘリウム槽に挿入する回数を最小化した結果、ヘ
リウム槽への熱侵入が減少し、液体ヘリウムの蒸発量が
減少する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１〜16は上記従来装置と全く同一のもので
ある。17は、ビーム電流の強度、即ち荷電粒子数を検出
する検出器、18は検出器17により検出されたビームライ
ン電流よりパワーリードを超電導偏向磁石のヘリウム槽
内への挿入すべき時期を判定するパワーリード挿入除去
時期判定手段である。なお、第１図（ａ）では、四重極
磁石２を超電導磁石として描いているが、第５図（ａ）
の場合と同様、これは超電導磁石でも良い。
図において、１〜16は上記従来装置と全く同一のもので
ある。17は、ビーム電流の強度、即ち荷電粒子数を検出
する検出器、18は検出器17により検出されたビームライ
ン電流よりパワーリードを超電導偏向磁石のヘリウム槽
内への挿入すべき時期を判定するパワーリード挿入除去
時期判定手段である。なお、第１図（ａ）では、四重極
磁石２を超電導磁石として描いているが、第５図（ａ）
の場合と同様、これは超電導磁石でも良い。
次に動作について説明する。
加速蓄積リング装置では、荷電粒子が蓄積状態にある場
合、ビーム電流の強度が時間とともに減少するため、充
分な強度のビーム電流を常に保持しようとすると、時々
充分な個数の低エネルギー荷電粒子を再入射し、高エネ
ルギーへの再加速し、再蓄積する必要があるのは上述の
とおりである。又、荷電粒子の加速時には超電導偏向磁
石等の電流値を変える必要があり、この超電導偏向磁石
等の電流値を変えるには、パワーリードをヘリウム槽に
挿入しなければならないが、通常パワーリードはヘリウ
ム槽から取り去られているのでこの回数が増えると、ヘ
リウム槽への熱侵入が増加するということも、上述した
通りである。従って、パワーリードからの熱侵入を減少
させるには、ヘリウム槽へのパワーリードの挿入回数を
極力減らすことが重要な問題となる。ヘリウム槽へのパ
ワーリードの挿入回数を最適化（最小化）するには、以
下の様にすれば良い。
合、ビーム電流の強度が時間とともに減少するため、充
分な強度のビーム電流を常に保持しようとすると、時々
充分な個数の低エネルギー荷電粒子を再入射し、高エネ
ルギーへの再加速し、再蓄積する必要があるのは上述の
とおりである。又、荷電粒子の加速時には超電導偏向磁
石等の電流値を変える必要があり、この超電導偏向磁石
等の電流値を変えるには、パワーリードをヘリウム槽に
挿入しなければならないが、通常パワーリードはヘリウ
ム槽から取り去られているのでこの回数が増えると、ヘ
リウム槽への熱侵入が増加するということも、上述した
通りである。従って、パワーリードからの熱侵入を減少
させるには、ヘリウム槽へのパワーリードの挿入回数を
極力減らすことが重要な問題となる。ヘリウム槽へのパ
ワーリードの挿入回数を最適化（最小化）するには、以
下の様にすれば良い。
即ち、ビーム電流の強度を時々荷電粒子数検出器17によ
りモニターし、パワーリード挿入時期判定手段18により
荷電粒子の個数があるしきい値よりも少ないか否かを判
定する。荷電粒子の個数が設定しきい値よりも小さくな
ったときは、パワーリード挿入除去手段９により、パワ
ーリード10をヘリウム槽14内に挿入する。加速が終われ
ば、パワーリード挿入除去手段９によりパワーリード10
をヘリウム槽14から取り去る。
りモニターし、パワーリード挿入時期判定手段18により
荷電粒子の個数があるしきい値よりも少ないか否かを判
定する。荷電粒子の個数が設定しきい値よりも小さくな
ったときは、パワーリード挿入除去手段９により、パワ
ーリード10をヘリウム槽14内に挿入する。加速が終われ
ば、パワーリード挿入除去手段９によりパワーリード10
をヘリウム槽14から取り去る。
第２図は、本発明の他の実施例による加速蓄積リング装
置のパワーリードを示す。パワーリード10は、除去状態
（超電導磁石の口出し線とパワーリード10が切り離され
た状態）にある。
置のパワーリードを示す。パワーリード10は、除去状態
（超電導磁石の口出し線とパワーリード10が切り離され
た状態）にある。
第２図において、７〜18は第１図の実施例と全く同様の
働きをする。19はパワーリード挿入除去手段９のうち、
パワーリードの上下運動を行うためのモータであり、20
はモータの駆動力を伝えるギア、及びパワーリードに取
り付けられパワーリードの上下運動をつかさどるシャフ
トである。21はヘリウム槽の気密を保ちながら上下への
伸長伸縮を可能とするベローと呼ばれるフタであり、22
はパワーリードを冷却するための液体窒素槽である。
働きをする。19はパワーリード挿入除去手段９のうち、
パワーリードの上下運動を行うためのモータであり、20
はモータの駆動力を伝えるギア、及びパワーリードに取
り付けられパワーリードの上下運動をつかさどるシャフ
トである。21はヘリウム槽の気密を保ちながら上下への
伸長伸縮を可能とするベローと呼ばれるフタであり、22
はパワーリードを冷却するための液体窒素槽である。
本加速蓄積リングの動作は、パワーリードを除き上記実
施例と全く同様である。
施例と全く同様である。
ところで、パワーリードは、超電導偏向磁石の電流を変
えない場合はヘリウム槽から除去し、超電導偏向磁石の
電流を変える場合のみヘリウム槽に挿入すると以前述べ
た。このパワーリードのヘリウム槽への挿入除去作業時
に、空気・水分がヘリウム槽内に混入し、コネクタ表面
に固着する結果、パワーリードのコネクタへの再結合が
不可能となる可能性がある。これを防ぐには、第２図に
示す様に、パワーリード除去状態において、パワーリー
ドをヘリウム槽内で液体ヘリウムに浸からない様コネク
タからある程度離れた位置に保持し、更にヘリウム槽に
空気等が混入しない様にヘリウム槽の気密性を、ベロウ
等により保てば良い。本方式では、第１図に示す例に比
し操作がより容易となる。
えない場合はヘリウム槽から除去し、超電導偏向磁石の
電流を変える場合のみヘリウム槽に挿入すると以前述べ
た。このパワーリードのヘリウム槽への挿入除去作業時
に、空気・水分がヘリウム槽内に混入し、コネクタ表面
に固着する結果、パワーリードのコネクタへの再結合が
不可能となる可能性がある。これを防ぐには、第２図に
示す様に、パワーリード除去状態において、パワーリー
ドをヘリウム槽内で液体ヘリウムに浸からない様コネク
タからある程度離れた位置に保持し、更にヘリウム槽に
空気等が混入しない様にヘリウム槽の気密性を、ベロウ
等により保てば良い。本方式では、第１図に示す例に比
し操作がより容易となる。
但し、本方式では、パワーリード除去状態において、 パワーリードの温度が、常温に存在するケーブルから
の熱侵入により常温付近まで上昇する、かつ ヘリウム槽中では、ヘリウムガスの対流が存在するた
め、大きな温度勾配がとれない、 等の理由により、パワーリードとコネクタとの距離が小
さい場合、コネクタの温度が液体ヘリウム温度よりも上
昇し、コネクタ部から大きな熱量が超電導コイルへ侵入
し、液体ヘリウムの蒸発量が大きくなるため、パワーリ
ード除去状態では、パワーリードをコネクタより極力上
方に引き上げる必要があるものである。また更に、パワ
ーリード除去時パワーリードを常温より冷却するため、
及びパワーリード挿入時熱侵入量を減少させるため、パ
ワーリードに液体窒素によるサーマルアンカを設けても
良いものである。
の熱侵入により常温付近まで上昇する、かつ ヘリウム槽中では、ヘリウムガスの対流が存在するた
め、大きな温度勾配がとれない、 等の理由により、パワーリードとコネクタとの距離が小
さい場合、コネクタの温度が液体ヘリウム温度よりも上
昇し、コネクタ部から大きな熱量が超電導コイルへ侵入
し、液体ヘリウムの蒸発量が大きくなるため、パワーリ
ード除去状態では、パワーリードをコネクタより極力上
方に引き上げる必要があるものである。また更に、パワ
ーリード除去時パワーリードを常温より冷却するため、
及びパワーリード挿入時熱侵入量を減少させるため、パ
ワーリードに液体窒素によるサーマルアンカを設けても
良いものである。
この第２図の実施例は、以上の様に構成されているの
で、第１図の実施例に比べ操作がより容易となる。
で、第１図の実施例に比べ操作がより容易となる。
第３図は、本発明のさらに他の実施例による加速蓄積リ
ング装置のパワーリードを示す。第３図において、７〜
22は、第２図の実施例と全く同様の働きをする。但し、
10のパワーリード、11のコネクタ、及び22の液体窒素槽
は真空槽中に存在し、又21のベローズは、ヘリウム槽気
密用ではなく、真空槽気密用である点が、第２図の実施
例と異なっている。第３図の実施例は、第２図の実施例
と同様、空気・水分のヘリウム槽への混入を防ぐため、
パワーリード10のコネクタ11への接続切り離しを真空槽
中で行ない、パワーリード10を真空槽中で保持する構造
となっている。又、第３図に示す実施例では、パワーリ
ード10とコネクタ11が真空槽中に存在するが、真空槽中
には第２図に示す例で述べたヘリウムガムの対流等は存
在せず、パワーリード10とコネクタ11との間に大きな温
度勾配をとることが可能である。従って、パワーリード
10とコネクタ11の間隔を、第２図に示す例に比べ、短か
くすることが可能である。又、パワーリードに液体窒素
のサーマルアンカを取り付ける場合においても、第２図
の実施例と同様の効果をもつ。
ング装置のパワーリードを示す。第３図において、７〜
22は、第２図の実施例と全く同様の働きをする。但し、
10のパワーリード、11のコネクタ、及び22の液体窒素槽
は真空槽中に存在し、又21のベローズは、ヘリウム槽気
密用ではなく、真空槽気密用である点が、第２図の実施
例と異なっている。第３図の実施例は、第２図の実施例
と同様、空気・水分のヘリウム槽への混入を防ぐため、
パワーリード10のコネクタ11への接続切り離しを真空槽
中で行ない、パワーリード10を真空槽中で保持する構造
となっている。又、第３図に示す実施例では、パワーリ
ード10とコネクタ11が真空槽中に存在するが、真空槽中
には第２図に示す例で述べたヘリウムガムの対流等は存
在せず、パワーリード10とコネクタ11との間に大きな温
度勾配をとることが可能である。従って、パワーリード
10とコネクタ11の間隔を、第２図に示す例に比べ、短か
くすることが可能である。又、パワーリードに液体窒素
のサーマルアンカを取り付ける場合においても、第２図
の実施例と同様の効果をもつ。
第３図の実施例は以上のように構成されているので、第
２図の実施例と同様、操作がより容易となる。
２図の実施例と同様、操作がより容易となる。
なお、上記実施例では、ビーム電流を検出器にて検出し
たが、電子蓄積リングにおいては、第４図に示す様に、
SOR（シンクロトロン放射光;Synchrotron Orbital Radi
ation）光の強度を検出器23により検出しても良く、こ
れはSOR光の強度は、ビーム電流に比例するからであ
る。その他の動作は、第１図に示す実施例と全く同じで
ある。第４図において、23は上述の検出器、24はSOR光
の通るビームライン、25は超LSIのパターン転写を行な
う露光部である。又、第４図に示す加速蓄積リングに、
第２図、第３図に示すパワーリードを組み合わせれば、
上記と同様操作はより容易となるものである。
たが、電子蓄積リングにおいては、第４図に示す様に、
SOR（シンクロトロン放射光;Synchrotron Orbital Radi
ation）光の強度を検出器23により検出しても良く、こ
れはSOR光の強度は、ビーム電流に比例するからであ
る。その他の動作は、第１図に示す実施例と全く同じで
ある。第４図において、23は上述の検出器、24はSOR光
の通るビームライン、25は超LSIのパターン転写を行な
う露光部である。又、第４図に示す加速蓄積リングに、
第２図、第３図に示すパワーリードを組み合わせれば、
上記と同様操作はより容易となるものである。
以上のように、この発明によれば、荷電粒子を曲げ閉軌
道を形成するための超電導偏向磁石と、上記荷電粒子を
収束させるための四重極磁石と、上記荷電粒子を加速す
るための高周波加速装置と、荷電粒子を上記閉軌道に入
射するための入射装置と、上記荷電粒子のビーム電流、
またはSOR光の強度を検出する検出装置と、上記超電導
偏向磁石内の超電導コイルへ電流を供給するパワーリー
ドおよび電源と、上記検出装置によって検出したビーム
電流値、またはSOR光の強度を設定値と比較し設定値以
下になったときを上記パワーリードを上記超電導磁石の
液体ヘリウム槽に挿入すべき時期と判定するパワーリー
ド挿入時期判定手段と、該判定手段の出力にもとずき上
記パワーリードの液体ヘリウム槽への挿入除去を行なう
パワーリード挿入除去手段とを備え、パワーリードのヘ
リウム槽への挿入を、ビーム電流の強度、即ち荷電粒子
数をモニターし、ビーム電流の強度があるしきい値より
も減少したときに行なうように構成したので、パワーリ
ードのヘリウム槽への挿入回数を最小化でき、ヘリウム
槽への熱侵入量を減少して液体ヘリウムの蒸発量を減少
できる効果がある。
道を形成するための超電導偏向磁石と、上記荷電粒子を
収束させるための四重極磁石と、上記荷電粒子を加速す
るための高周波加速装置と、荷電粒子を上記閉軌道に入
射するための入射装置と、上記荷電粒子のビーム電流、
またはSOR光の強度を検出する検出装置と、上記超電導
偏向磁石内の超電導コイルへ電流を供給するパワーリー
ドおよび電源と、上記検出装置によって検出したビーム
電流値、またはSOR光の強度を設定値と比較し設定値以
下になったときを上記パワーリードを上記超電導磁石の
液体ヘリウム槽に挿入すべき時期と判定するパワーリー
ド挿入時期判定手段と、該判定手段の出力にもとずき上
記パワーリードの液体ヘリウム槽への挿入除去を行なう
パワーリード挿入除去手段とを備え、パワーリードのヘ
リウム槽への挿入を、ビーム電流の強度、即ち荷電粒子
数をモニターし、ビーム電流の強度があるしきい値より
も減少したときに行なうように構成したので、パワーリ
ードのヘリウム槽への挿入回数を最小化でき、ヘリウム
槽への熱侵入量を減少して液体ヘリウムの蒸発量を減少
できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による加速蓄積リング装置
を示す概観図、第２図、第３図はこの発明の他の実施例
におけるパワーリードの概観図、第４図はこの発明のさ
らに他の実施例による加速蓄積リング装置を示す概観
図、第５図は従来の加速蓄積リング装置を示す図、第６
図は超電導磁石の励磁回路を示す図である。 １は超電導偏向磁石、２は四重極磁石、３は高周波加速
装置、４は入射装置、７は電源、９はパワーリード挿入
除去手段、10はパワーリード、17は荷電粒子の個数（蓄
積電流）検出器、18はパワーリード挿入時期判定手段、
23はSOR光強度検出器である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
を示す概観図、第２図、第３図はこの発明の他の実施例
におけるパワーリードの概観図、第４図はこの発明のさ
らに他の実施例による加速蓄積リング装置を示す概観
図、第５図は従来の加速蓄積リング装置を示す図、第６
図は超電導磁石の励磁回路を示す図である。 １は超電導偏向磁石、２は四重極磁石、３は高周波加速
装置、４は入射装置、７は電源、９はパワーリード挿入
除去手段、10はパワーリード、17は荷電粒子の個数（蓄
積電流）検出器、18はパワーリード挿入時期判定手段、
23はSOR光強度検出器である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 史朗 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−175469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−241280（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−115200（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】荷電粒子を曲げ閉軌道を形成するための超
電導偏向磁石と、 上記荷電粒子を収束させるための四重極磁石と、 上記荷電粒子を加速するための高周波加速装置と、 荷電粒子を上記閉軌道に入射するための入射装置と、 上記荷電粒子のビーム電流、またはSOR光の強度を検出
する検出装置と、 上記超電導偏向磁石内の超電導コイルへ電流を供給する
パワーリードおよび電源と、 上記検出装置によって検出したビーム電流値、またはSO
R光の強度を設定値と比較し設定値以下になったときを
上記パワーリードを上記超電導磁石の液体ヘリウム槽に
挿入すべき時期と判定するパワーリード挿入時期判定手
段と、 該判定手段の出力にもとずき上記パワーリードの液体ヘ
リウム槽への挿入除去を行なうパワーリード挿入除去手
段とを備えたことを特徴とする加速蓄積リング装置。 - 【請求項２】上記パワーリード挿入除去手段は、上記超
電導コイルに電流を供給せず上記パワーリードを超電導
コイルと切り離すパワーリード除去時、上記パワーリー
ドを超電導偏向磁石のヘリウム槽内に保持することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の加速蓄積リング装
置。 - 【請求項３】上記パワーリード挿入除去手段は、上記超
電導コイルに電流を供給せず上記パワーリードを超電導
コイルと切り離すパワーリード除去時、上記パワーリー
ドを上記超電導偏向磁石の真空槽内に保持することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の加速蓄積リング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61037750A JPH0763039B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 加速蓄積リング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61037750A JPH0763039B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 加速蓄積リング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62195900A JPS62195900A (ja) | 1987-08-28 |
| JPH0763039B2 true JPH0763039B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=12506149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61037750A Expired - Fee Related JPH0763039B2 (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 加速蓄積リング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763039B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2526374B2 (ja) * | 1983-11-24 | 1996-08-21 | 工業技術院長 | 蓄積リング放射光装置の制御方法 |
| JPS60175469A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-09 | Mitsubishi Electric Corp | 超電導マグネツト装置 |
| JPS60241280A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-11-30 | Toshiba Corp | 超電導電磁石装置 |
-
1986
- 1986-02-21 JP JP61037750A patent/JPH0763039B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62195900A (ja) | 1987-08-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |