JPH0773998A - 高周波加速空洞 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高周波電力が供給される空洞の冷
却効率を向上し、発熱による変形及びそれに伴う荷電粒
子の加速制御性の劣化防止を目的とする。 【構成】 荷電粒子の走行通路を有し、この走行通路の
周囲に荷電粒子の走行方向とは直交する方向に沿って空
洞が形成され、この空洞に高周波電力を供給することに
より、荷電粒子を加速する高周波加速空洞において、走
行方向に沿って互いに接合され、走行通路及び空洞（２
８）を連続的に形成する複数の板状部材（２３₁ 〜２３
₃ ，２４₁ 〜２４₃ ）と、これら板状部材の走行通路及
び空洞の形成面とは異なる面に設けられ、高周波電力に
よる発熱を除去するための冷却媒体を通過させる冷却流
路（２９）とを備えた高周波加速空洞である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性金属からなる空
洞に高周波電力を供給して空洞内を走行中の荷電粒子を
加速する高周波加速空洞に係わり、特に空洞と冷却流路
との距離を短くして空洞の冷却効率を向上し得る高周波
加速空洞に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高エネルギーに加速された電子を
蓄積してシンクロトロン放射や衝突実験に利用する電子
蓄積リング及び高エネルギーへの電子の加速に利用され
る電子シンクロトロンなどの加速器には高周波加速空洞
が用いられている。

【０００３】一般に、加速器は、電子、陽子及びイオン
などの荷電粒子ビームを数百万電子ボルト（数ＭｅＶ）
から数百億電子ボルト（数１０ＧｅＶ）程度の高エネル
ギー状態に加速するためのものであり、現在、種々の大
きさの装置が使用されている。例えば、素粒子の研究分
野では１ｋｍ以上の直径をもつ大型の装置が建設されて
いる。一方、電子からの放射光（以下、ＳＯＲ光とい
う）などを利用する超ＬＳＩ微細加工（リソグラフィ）
のように比較的新しい応用分野では、１０ｍ程度の直径
をもつ小型の装置が使用されている。

【０００４】このような加速器では、荷電粒子の加速
や、ＳＯＲ光として消失されるエネルギーを補給するた
め、高周波エネルギーを走行中の荷電粒子に供給する高
周波加速空洞を備えている。この高周波加速空洞は、荷
電粒子の走行速度に同期して数１０ＭＨｚ〜数１０ＧＨ
ｚの高周波電界を共振により発生させ、この高周波電界
によるエネルギーを荷電粒子に供給している。

【０００５】図６はこの種の高周波加速空洞の構成を示
す断面図である。この高周波加速空洞は、図示しないト
ーラス形状の加速器の一部として設けられ、加速器内を
走行する荷電粒子を加速する円筒状の加速空洞本体１を
備えている。

【０００６】加速空洞本体１は、走行する荷電粒子を入
射側ビームポート２から出射側ビームポート３へ通過さ
せる走行通路を円筒状の中心軸４上に有し、トーラス状
の空洞５が走行通路の周囲に荷電粒子の走行方向とは直
交する方向に沿って形成されている。なお、この空洞５
は、高周波電力による加速電場を高めるためにノーズ状
の突起であるノーズコーン６が荷電粒子の走行通路に近
接して形成されている。

【０００７】また、加速空洞本体１は高周波電力を空洞
５に入力するための入力カプラーポート７が上部に形成
され、且つ空洞５及び走行通路を超高真空にするための
排気ポート８が下部に設けられている。さらに、加速空
洞本体１は高周波電界と荷電粒子との共振周波数を調整
するためのチューナーポート９が側面に形成されてい
る。

【０００８】また、このような加速空洞本体１は、電気
伝導度及び熱伝導度に優れた金属、例えば無酸素銅を素
材とした第１乃至第３の無酸素銅ブロック１０₁ 〜１０
₃ から構成されている。

【０００９】第１の無酸素銅ブロック１０₁ は入射側ビ
ームポート２を有し、加速空洞本体１の片端部を構成し
ている。第２の無酸素銅ブロック１０₂ は入力カプラー
ポート７、排気ポート８及びチューナーポート９を有
し、加速空洞本体１の中央部を構成している。第３の無
酸素銅ブロック１０₃ は出射側ビームポート３を有し、
加速空洞本体１の他端部を構成している。

【００１０】このような第１乃至第３の無酸素銅ブロッ
ク１０₁ 〜１０₃ は、入力カプラーポート７から高周波
電力が供給されたとき、表皮効果によって空洞５の表面
数マイクロメータの表面層を高周波電流が流れる。この
ため、第１乃至第３の無酸素銅ブロック１０₁ 〜１０₃
はこの高周波電流をスムーズに流すために空洞５の表面
の粗さが数マイクロメータ以下に仕上げられると共に、
表面層の加工硬化による電気抵抗値の上昇を抑えるため
に最終の仕上げ加工を微量にしている。

【００１１】なお、加速空洞本体１は、前述した通りに
ノーズコーン６が形成されていて、リエントラント構造
と呼ばれている。このリエントラント構造は電界が中心
に集中するため、ノーズコーン６では電界が集中して高
周波電流による発熱密度が高くなる。また、空洞５の中
央部の内周面は、発熱密度がノーズコーン６より小さい
が、表面積が大きいため、かなりの発熱を生じる。

【００１２】第１乃至第３の無酸素銅ブロック１０₁ 〜
１０₃ は、このような高周波電流による発熱を抑止する
ため、加速空洞本体１の外周部及び両端部に冷却水を循
環させるための冷却水路１１が設けられている。なお、
この冷却水路１１は第１乃至第３の無酸素銅ブロック１
０₁ 〜１０₃ に冷却水路に対応する溝が形成された後、
この溝に導電性金属板がロー付又は電子ビーム溶接で接
合されることにより、設けられる。

【００１３】さらに、このような第１乃至第３の無酸素
銅ブロック１０₁ 〜１０₃ は互いにロー付又は電子ビー
ム溶接によって接合され、一体化された加速空洞本体１
を構成している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような高周波加速空洞では、加速電場を高めるためにノ
ーズコーン６が形成されているが、このノーズコーン６
の先端部から基端部にかけての発熱密度が高いため、充
分に冷却しなければならないという問題がある。

【００１５】例えば、ノーズコーン６を充分に冷却しな
い場合、空洞５の表面に沿って大きな温度差が発生し、
ノーズコーン６の基端部に熱応力を生じさせると共に、
ノーズコーン６の先端部に熱変形を生じさせる可能性が
ある。また、このような熱応力や熱変形により、機械的
強度を低下させるという問題がある。さらに、ノーズコ
ーン６の熱変形により、共振周波数が大きく変化するの
で、荷電粒子の加速に対する制御性を低下させるという
問題がある。

【００１６】一方、発熱を除去するための冷却水路１１
は各無酸素銅ブロック１０₁ 〜１０₃ が厚いために空洞
５の表面に近接して形成しにくく、特に発熱密度の大き
いノーズコーン６の近傍にはノーズコーン６が空洞５の
内側に突出しているために、かなり形成が困難である。
このため、ノーズコーン６はあまり冷却されずに高温に
なり易く、前述した問題を生じさせる可能性がある。

【００１７】本発明は上記実情を考慮してなされたもの
で、高周波電力が供給される空洞の冷却効率を向上し、
発熱による変形及びそれに伴う荷電粒子の加速制御性の
劣化を防止し得る高周波加速空洞を提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
は、荷電粒子の走行通路を有し、この走行通路の周囲に
前記荷電粒子の走行方向とは直交する方向に沿って空洞
が形成され、この空洞に高周波電力を供給することによ
り、前記荷電粒子を加速する高周波加速空洞において、
前記走行方向に沿って互いに接合され、前記走行通路及
び前記空洞を連続的に形成する複数の板状部材と、これ
ら板状部材の前記走行通路及び前記空洞の形成面とは異
なる面に設けられ、前記高周波電力による発熱を除去す
るための冷却媒体を通過させる冷却流路とを備えた高周
波加速空洞である。

【００１９】また、請求項２に対応する発明は、荷電粒
子の走行通路を有し、この走行通路の周囲に前記荷電粒
子の走行方向とは直交する方向に沿って空洞が形成さ
れ、この空洞に高周波電力を供給することにより、前記
荷電粒子を加速する高周波加速空洞において、前記走行
方向に沿って互いに接合され、前記走行通路及び前記空
洞を連続的に形成する複数の板状部材と、これら板状部
材の前記走行通路及び前記空洞の形成面とは異なる面に
設けられ、前記高周波電力による発熱を除去するための
冷却媒体を個別に通過させる複数の冷却流路と、これら
冷却流路のうち、少なくとも前記走行通路に最も近接し
た冷却流路に対し、温度を制御した冷却媒体を通過させ
る冷却温度制御手段とを備えた高周波加速空洞である。

【００２０】

【作用】従って、請求項１に対応する発明は以上のよう
な手段を講じたことにより、荷電粒子の走行方向に沿っ
て互いに接合された複数の板状部材が走行通路及び空洞
を連続的に形成し、これら板状部材の走行通路及び空洞
の形成面とは異なる面に設けられた冷却流路が高周波電
力による発熱を除去するための冷却媒体を通過させるの
で、高周波電力が供給される空洞の冷却効率を向上し、
発熱による変形及びそれに伴う荷電粒子の加速制御性の
劣化を防止することができる。

【００２１】請求項２に対応する発明は、走行方向に沿
って互いに接合された複数の板状部材が走行通路及び空
洞を連続的に形成し、これら板状部材の走行通路及び空
洞の形成面とは異なる面に設けられた複数の冷却流路が
高周波電力による発熱を除去するための冷却媒体を個別
に通過させ、冷却温度制御手段が、冷却媒体の温度を制
御すると共に、該冷却媒体を前記各冷却流路のうちの少
なくとも走行通路に最も近接した冷却流路内に通過させ
るので、請求項１に対応する作用に加え、空洞の一部を
個別に冷却することにより、高周波電力の供給が引き起
こす空洞全体の熱膨脹による共振周波数の変化を相殺す
るので、荷電粒子の加速を容易に制御することができ
る。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施例に係る高周波
加速空洞の構成を示す断面図である。

【００２３】この高周波加速空洞は、加速空洞本体２１
が、胴中央部２２及びその端部に個別に接合される第１
及び第２の端板２３，２４とからなる３分割構造となっ
ている。

【００２４】ここで、胴中央部２２は周側部とその両端
部からなる円筒状の無酸素銅ブロックであって、外周側
部に入力カプラーを取り付けるための入力カプラーポー
ト２５が接合され、この入力カプラーポート２５に対向
する外周側部には真空排気のための排気ポート２６が接
合されている。また、入力カプラーポート２５及び排気
ポート２６の中間に位置する外周側部には、夫々チュー
ナーを取り付けるためのチューナーポート２７が互いに
対向するように接合されている。さらに、胴中央部の内
周側部には空洞２８の一部を構成する曲面が形成され、
且つ両端部には夫々冷却水を通過させるための冷却水路
２９が形成されている。

【００２５】一方、第１及び第２の端板２３，２４は、
夫々周側部とその両端部からなる３枚の無酸素銅円板２
３₁ 〜２３₃ ，２４₁ 〜２４₃ （板状部材）から構成さ
れ、各無酸素銅円板２３₁ ，２３₂ ，２４₂ ，２４₃ の
各端部には冷却水を通過させるための溝が冷却水路２９
として内周側部に近接して形成されている。なお、この
冷却水路２９は空洞２８の表面の最終形状や発熱分布に
基づき、ほぼ内周側部に沿うように設けられ、冷却水路
２９の位置に対応して図示しない出入口用の冷却水路や
各冷却水路間を接続する水路が形成されている。

【００２６】また、各無酸素銅円板２３₁ 〜２３₃ ，２
４₁ 〜２４₃ は互いに拡散接合によって合体化され、夫
々１個の無酸素銅ブロックとしての第１及び第２の端板
２３，２４を構成している。なお、この拡散接合には、
例えば、異種材を挿入せずに各無酸素銅円板２３₁ 〜２
３₃ ，２４₁ 〜２４₃ を互いに直接接合するホットプレ
スあるいは熱間等方圧加圧法、又は各無酸素銅円板２３
₁ 〜２３₃ ，２４₁ 〜２４₃ 間にチタン箔あるいは銀箔
を挿入して各無酸素銅円板２３₁ 〜２３₃ ，２４₁ 〜２
４₃ を互いに接続する拡散接合法が使用可能である。

【００２７】さらに、各無酸素銅円板２３₁ 〜２３₃ ，
２４₁ 〜２４₃ からなる無酸素銅ブロックは、空洞２８
及び荷電粒子の走行通路の形状に対応して内周側部及び
外周側部が加工され、外側の端部には夫々荷電粒子を通
過させるビームポート３０，３１が設けられ、仕上げと
して内周側部の空洞２８の表面が３Ｓ以下に微細加工さ
れている。なお、走行通路は荷電粒子を通過させるため
にビームポート３０から３１を連通させるようにほぼ直
線状に形成されている。一方、空洞２８はトーラス状で
あって、走行通路の周囲に荷電粒子の走行方向とは直交
する方向に沿って形成されている。

【００２８】また、微細加工の完了した胴中央部２２と
第１及び第２の端板２３，２４は、さらに互いに拡散接
合されることにより、一体化された高周波加速空洞を構
成している。

【００２９】次に、以上のように構成された高周波加速
空洞の作用を説明する。いま、加速器内を走行する荷電
粒子は、高周波加速空洞の一方のビームポート３０から
入射して他方のビームポート３１に出射される。このと
き、入力カプラーポート２５は図示しないカプラーから
入力される高周波電力を空洞２８に供給する。

【００３０】空洞２８では、この高周波電力が供給され
ると、共振によって高電界が発生する。この高電界は、
チューナーにより周波数が制御され、荷電粒子との共振
によって荷電粒子を加速させる。

【００３１】また、空洞２８の表面は、高周波電力が供
給されると、高周波電流が流れて発熱を生じる。しかし
ながら、この高周波加速空洞は、冷却水路２９が空洞２
８の表面に近接して均等配置されているので、発熱源で
ある空洞２８の表面が効率よく冷却され、発熱密度が均
一に分布されている。よって、熱応力による機械的強度
の低下が阻止される。

【００３２】また、空洞２８の表面が効率良く冷却され
るので、熱変形による空洞２８の共振周波数の変化を小
さくすることができ、もって、チューナーによる周波数
制御を容易に行うことができる。

【００３３】上述したように第１の実施例によれば、荷
電粒子の走行方向に沿って互いに接合された３枚づつの
無酸素銅円板２３₁ 〜２３₃ ，２４₁ 〜２４₃ が走行通
路及び空洞２８を連続的に形成し、これら無酸素銅円板
２３₁ 〜２３₃ ，２４₁ 〜２４₃ の走行通路及び空洞の
形成面とは異なる面に設けられた冷却流路２９が高周波
電力による発熱を除去するための冷却媒体を通過させる
ので、高周波電力が供給される空洞の冷却効率を向上
し、熱応力による機械的強度の低下や、発熱による変形
及びそれに伴う荷電粒子の加速制御性の劣化を防止する
ことができる。

【００３４】次に、本発明の第２の実施例に係る高周波
加速空洞について説明する。図２はこの高周波加速空洞
の構成を示す断面図であり、図１と同一部分には同一符
号を付してその詳しい説明は省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【００３５】すなわち、本実施例装置は、空洞表面の断
面形状が複雑なために均一な冷却が困難とされているリ
エントラント構造のものであって、具体的には、ノーズ
状の突起構造物であるノーズコーン３２を空洞２８の両
端に有し、且つ冷却水路３３がその断面の長手方向を空
洞２８の表面にほぼ平行となるように第１及び第２の端
板３４，３５の内部に形成されている。

【００３６】これら第１及び第２の端板３４，３５は、
前述同様に夫々３枚の無酸素銅円板３４₁ 〜３４₃ ，３
５₁ 〜３５₃ から構成されている。冷却水路３３は各無
酸素銅円板３４₂ ，３４₃ ，３５₁ ，３５₂ の端部に、
断面の長手方向が空洞２８の表面にほぼ平行となるよう
なテーパ溝が設けられ、且つ各無酸素銅円板３４₁ 〜３
４₃ ，３５₁ 〜３５₃ が互いに拡散結合されることによ
り、形成されている。

【００３７】また、胴中心部２２、第１及び第２の端板
３４，３５は、前述同様に微細加工の後に互いに拡散結
合されることにより、一体化された高周波加速空洞を構
成している。

【００３８】ここで、本実施例装置は、前述の通り、ノ
ーズコーン３２を有するリエントラント構造となってい
るが、このような複雑な形状の空洞２８の表面であって
も、各冷却水路３３が空洞２８の表面に対してほぼ平行
に断面の長手方向を有し、且つ互いにほぼ均等な間隔を
もって配置されているので、空洞表面の発熱を効率よく
除去することができる。

【００３９】なお、本実施例装置はノーズコーン３２の
内部にも冷却水路３３が設けられているが、ノーズコー
ンの先端部よりも基端部の方が厚いため、従来とは異な
り、基端部の温度が相対的に最も高くなっている。ま
た、このノーズコーン３２の基端部は冷却されているの
で、温度は従来よりも低くなっている。

【００４０】上述したように第２の実施例によれば、ノ
ーズコーン３２を有するリエントラント構造のものにつ
いても、空洞２８の表面に沿って平行に且つ均等に除熱
するように冷却水路３３を形成しているので、第１の実
施例と同様に、高周波電力が供給される空洞の冷却効率
を向上し、発熱による変形及びそれに伴う荷電粒子の加
速制御性の劣化を防止することができる。

【００４１】次に、本発明の第３の実施例に係る高周波
加速空洞について説明する。図３はこの高周波加速空洞
の冷却水路の構成を示す断面図であり、図１と同一部分
には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここで
は異なる部分についてのみ述べる。

【００４２】すなわち、本実施例装置は、接合時の冷却
水路の変形や縮小化を確実に防止したものであって、具
体的には、各無酸素銅円板２３₁ ，２３₂ ，２４₂ ，２
４₃に溝３６を形成し、この溝３６に冷却水路２９とし
ての円筒状の銅パイプ３７を埋込み、且つこの銅パイプ
３７の周囲に銅粉３８を埋込んで各無酸素銅円板２３
₁ ，２３₂ ，２４₂ ，２４₃ を互いに拡散接合させた構
成となっている。

【００４３】ここで、各無酸素銅円板２３₁ ，２３₂ ，
２４₂ ，２４₃ の素材と銅パイプ３７との間に銅粉３８
を埋めているので、銅パイプ３７内を流れる冷却水は通
常の無酸素銅ブロックと同等の熱伝導度と除熱能力を得
ることができる。

【００４４】また、銅パイプ３７を使用しているので、
拡散接合時に起こり得る冷却水路の変形や縮小化を未然
に防ぐことができる。上述したように第３の実施例によ
れば、各無酸素銅円板２３₁ ，２３₂ ，２４₂ ，２４₃
に形成した溝３６に銅パイプ３７を埋め込み、且つ溝３
６と銅パイプ３７との間に銅粉３８を埋込んでいるの
で、通常の無酸素銅ブロックと同等の熱伝導度と除熱能
力を有し、且つ拡散接合時に起こり得る冷却水路の変形
や縮小化を未然に防ぐことができる。

【００４５】また、第３の実施例によれば、拡散接合時
の条件が少々高温、高圧、長時間となり、接合しすぎと
なったとしても、銅パイプ３７を使用しているので、冷
却水路の潰れがなく接合することができる。また、これ
により、接合条件を容易に設定することができる。

【００４６】次に、本発明の第４の実施例に係る高周波
加速空洞について説明する。図４はこの高周波加速空洞
の冷却水路の構成を示す断面図であり、図３と同一部分
には同一符号を付してその詳しい説明は省略し、ここで
は異なる部分についてのみ述べる。

【００４７】すなわち、本実施例装置は、第３の実施例
と同様に、接合時の冷却水路の変形や縮小化を確実に防
止したものであって、具体的には、図３に示す円筒状の
銅パイプ３７に代えて角筒状の銅パイプ３９を備えた構
成となっている。

【００４８】ここで、角筒状の銅パイプ３９は、溝３６
の断面形状が角形であることにより、溝３６との隙間が
小さいので銅粉３８を少量しか使用しないことにより、
高周波加速空洞を製造する際に迅速に銅粉３８を溝３６
と銅パイプ３９との間に埋込むことができる。

【００４９】以下、前述した通り、銅パイプ３９内を流
れる冷却水は通常の無酸素銅ブロックと同等の熱伝導度
と除熱能力を得ることができる。また、銅パイプ３９を
使用しているので、拡散接合時に起こり得る冷却水路の
変形や縮小化を未然に防ぐことができる。

【００５０】上述したように第４の実施例によれば、使
用する銅パイプを溝３６との隙間が小さい角筒状の銅パ
イプ３９としたので、第３の実施例の効果に加え、高周
波加速空洞を製造する際に迅速に銅粉３８を溝３６と銅
パイプ３９との間に埋込むことができる。

【００５１】次に、本発明の第５の実施例に係る高周波
加速空洞について説明する。図５はこの高周波加速空洞
の構成を示す断面図であり、図２と同一部分には同一符
号を付してその詳しい説明は省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。

【００５２】すなわち、本実施例装置は、各冷却水路３
３に対応して冷却水温を制御することにより、予め解析
によって得られた空洞２８の表面温度分布を達成するも
のであって、具体的には、他の冷却水路３３とは独立し
て個別にノーズコーン３２を冷却するノーズコーン冷却
水路４０を設け、且つこのノーズコーン冷却水路４０に
冷却水の冷却水温を制御する冷却温度制御手段としての
冷却水温制御部４１を接続して構成されている。なお、
この表面温度分布は共振周波数の変化を相殺する空洞２
８の形状をもたらすものである。また、本実施例装置
は、予め解析によって表面温度分布の目標値を達成する
ように、冷却水路の溝の形状、位置と冷却水温が設計さ
れている。

【００５３】ここで、ノーズコーン冷却水路４０は、前
述同様に、空洞２８の表面に対してほぼ平行に断面の長
手方向を有して形成されている。また、冷却水温制御部
４１は、ノーズコーン冷却水路４０を通過する冷却水の
温度を所定の冷却水温になるように制御する機能を有
し、例えば常にノーズコーン３２の温度を高周波電力が
供給されないときの空洞２８の初期温度よりも低い温度
に冷却するものである。

【００５４】これにより、高周波電力が入力されると
き、一般に空洞２８全体が発熱によって外周方向に膨脹
し、共振周波数を下げる傾向にあるのを、冷却水温制御
部４１がノーズコーン３２の温度を空洞の所期温度より
も低くなるように冷却水を冷却する。これに伴い、互い
に対向するノーズコーン３２の間の距離を広げて共振周
波数を上げる傾向にし、共振周波数の変化を相殺して小
さく抑えることにより、チューナーによる制御範囲と制
御速度を抑えて荷電粒子の加速を容易に制御することが
できる。

【００５５】上述したように第５の実施例によれば、図
２に示す装置に対し、ノーズコーン３２を個別に冷却す
るノーズコーン冷却水路４０を設け、且つ冷却水温制御
部４１が冷却水を冷却してノーズコーン冷却水路４０を
通過させるようにしたので、第２の実施例の効果に加
え、空洞の一部であるノーズコーン３２を個別に冷却す
ることにより、空洞２８を所望の形状に変化させ、高周
波電力の供給が引き起こす空洞２８全体の熱膨脹による
共振周波数の変化を相殺するので、荷電粒子の加速を容
易に制御することができる。

【００５６】また、第５の実施例によれば、空洞２８を
所望の形状に変化させ得るので、周波数変化を小さくさ
せてチューナーの負担の軽減を図ることができる。な
お、上記第１乃至第５の実施例では、胴中央部２２を無
酸素銅ブロックとした場合について説明したが、これに
限らず、胴中央部を複数枚の無酸素銅円板に冷却水路用
の溝を形成してから各無酸素銅円板を拡散接合によって
一体化したものとしても、本発明を同様に実施して同様
の効果を得ることができる。

【００５７】また、上記第３及び第４の実施例では、図
１に示す装置の冷却水路２９を銅パイプ３７，３９で形
成する場合について説明したが、これに限らず、図２又
は図５に示す装置の冷却水路３３，４０を銅パイプ３
７，３９で形成する構成としても、本発明を同様に実施
して同様の効果を得ることができる。

【００５８】さらに、上記第３及び第４の実施例では、
銅粉３８を使用する場合について説明したが、これに限
らず、銅粉３８に代えて接合性のある金属粉末あるいは
熱伝導性のよい無機質材料を使用するようにしても、本
発明を同様に実施して同様の効果を得ることができる。

【００５９】また、上記第５の実施例では、ノーズコー
ン冷却水路４０を空洞２８の表面にほぼ平行の断面長手
方向をもつ場合について説明したが、これに限らず、冷
却水温制御部４１の水温制御によりノーズコーン３２の
温度が所定の温度になればよいことから、ノーズコーン
冷却水路４０の断面の長手方向が空洞２８の表面に平行
でなくても、本発明を同様に実施して同様の効果を得る
ことができる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施できる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、荷電粒子の走行方向に沿って互いに接合された複
数の板状部材が走行通路及び空洞を連続的に形成し、こ
れら板状部材の走行通路及び空洞の形成面とは異なる面
に設けられた冷却流路が高周波電力による発熱を除去す
るための冷却媒体を通過させるので、高周波電力が供給
される空洞の冷却効率を向上し、発熱による変形及びそ
れに伴う加速の制御性の劣化を防止できる高周波加速空
洞を提供できる。

【００６１】また、請求項２の発明は、走行方向に沿っ
て互いに接合された複数の板状部材が走行通路及び空洞
を連続的に形成し、これら板状部材の走行通路及び空洞
の形成面とは異なる面に設けられた複数の冷却流路が高
周波電力による発熱を除去するための冷却媒体を個別に
通過させ、冷却温度制御手段が、冷却媒体の温度を制御
すると共に、該冷却媒体を前記各冷却流路のうちの少な
くとも走行通路に最も近接した冷却流路内に通過させる
ので、請求項１の効果に加え、空洞の一部を個別に冷却
することにより、高周波電力の供給が引き起こす空洞全
体の熱膨脹による共振周波数の変化を相殺するので、荷
電粒子の加速を容易に制御できる高周波加速空洞を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る高周波加速空洞の
構成を示す断面図。

【図２】本発明の第２の実施例に係る高周波加速空洞の
構成を示す断面図。

【図３】本発明の第３の実施例に係る高周波加速空洞の
冷却水路の構成を示す断面図。

【図４】本発明の第４の実施例に係る高周波加速空洞の
冷却水路の構成を示す断面図。

【図５】本発明の第５の実施例に係る高周波加速空洞の
構成を示す断面図。

【図６】従来の高周波加速空洞の構成を示す断面図。

【符号の説明】

２１…加速空洞本体、２２…胴中央部、２３…第１の端
板、２３₁ 〜２３₃ ，２４₁ 〜２４₃ …無酸素銅円板、
２４…第２の端板、２５…入力カプラーポート、２６…
排気ポート、２７…チューナーポート、２８…空洞、２
９…冷却水路、３０，３１…ビームポート、３２…ノー
ズポート、３６…溝、３７，３９…銅パイプ、３８…銅
粉、４０…ノーズコーン冷却水路、４１…冷却水温制御
部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子の走行通路を有し、この走行通
   路の周囲に前記荷電粒子の走行方向とは直交する方向に
   沿って空洞が形成され、この空洞に高周波電力を供給す
   ることにより、前記荷電粒子を加速する高周波加速空洞
   において、 前記走行方向に沿って互いに接合され、前記走行通路及
   び前記空洞を連続的に形成する複数の板状部材と、 これら板状部材の前記走行通路及び前記空洞の形成面と
   は異なる面に設けられ、前記高周波電力による発熱を除
   去するための冷却媒体を通過させる冷却流路とを備えた
   ことを特徴とする高周波加速空洞。
2. 【請求項２】 荷電粒子の走行通路を有し、この走行通
   路の周囲に前記荷電粒子の走行方向とは直交する方向に
   沿って空洞が形成され、この空洞に高周波電力を供給す
   ることにより、前記荷電粒子を加速する高周波加速空洞
   において、 前記走行方向に沿って互いに接合され、前記走行通路及
   び前記空洞を連続的に形成する複数の板状部材と、 これら板状部材の前記走行通路及び前記空洞の形成面と
   は異なる面に設けられ、前記高周波電力による発熱を除
   去するための冷却媒体を個別に通過させる複数の冷却流
   路と、 前記冷却媒体の温度を制御すると共に、該冷却媒体を前
   記各冷却流路のうちの少なくとも前記走行通路に最も近
   接した冷却流路内に通過させる冷却温度制御手段とを備
   えたことを特徴とする高周波加速空洞。