JPH08148300A - マイクロトロン加速器用電子銃 - Google Patents
マイクロトロン加速器用電子銃Info
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- JPH08148300A JPH08148300A JP6311296A JP31129694A JPH08148300A JP H08148300 A JPH08148300 A JP H08148300A JP 6311296 A JP6311296 A JP 6311296A JP 31129694 A JP31129694 A JP 31129694A JP H08148300 A JPH08148300 A JP H08148300A
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- laser
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Abstract
(57)【要約】
【目的】加熱されることにより電子を出射する熱陰極
１、この熱陰極を支持する円筒形の熱陰極支持体２、及
びこの熱陰極支持体の外周を覆うように配置され熱陰極
１から出射される電子を通過させるスリット４が明けら
れた円筒形陽極３を備えてなる電子発生源Ａと、熱陰極
１を加熱して電子を出射させる熱陰極加熱装置Ｂとを備
えてなるマイクロトロン加速器用電子銃において、熱陰
極支持体２の熱劣化を低減し、また熱陰極支持体２と円
筒形陽極３の軸調整の誤差によるマイクロトロン加速器
の出力のバラツキをなくす。 【構成】熱陰極加熱装置Ｂを、レーザ発生源２１と、こ
のレーザ発生源からのレーザ光を熱陰極１の電子出射面
に常にその法線方向から照射させるレーザ光方向制御手
段２２とを備えて構成し、熱陰極１の電子出射面を常に
最高温にすることと、熱陰極支持体２の固定を軸方向の
両端側で行うことを可能とする。
１、この熱陰極を支持する円筒形の熱陰極支持体２、及
びこの熱陰極支持体の外周を覆うように配置され熱陰極
１から出射される電子を通過させるスリット４が明けら
れた円筒形陽極３を備えてなる電子発生源Ａと、熱陰極
１を加熱して電子を出射させる熱陰極加熱装置Ｂとを備
えてなるマイクロトロン加速器用電子銃において、熱陰
極支持体２の熱劣化を低減し、また熱陰極支持体２と円
筒形陽極３の軸調整の誤差によるマイクロトロン加速器
の出力のバラツキをなくす。 【構成】熱陰極加熱装置Ｂを、レーザ発生源２１と、こ
のレーザ発生源からのレーザ光を熱陰極１の電子出射面
に常にその法線方向から照射させるレーザ光方向制御手
段２２とを備えて構成し、熱陰極１の電子出射面を常に
最高温にすることと、熱陰極支持体２の固定を軸方向の
両端側で行うことを可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱陰極を用いたマイク
ロトロン加速器用電子銃の改良に関するものである。
ロトロン加速器用電子銃の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロトロン加速器用電子銃
は、図５に示すように構成されている。すなわち、加熱
されることにより電子を出射する熱陰極１、この熱陰極
１を支持する円筒形の熱陰極支持体２、及びこの熱陰極
支持体２の外周を覆うように配置され、熱陰極１及び熱
陰極支持体２と所定の電位差を持ち、熱陰極１から出射
される電子を通過させるスリット４が明けられた円筒形
陽極３を備えてなる電子発生源Ａと、前記熱陰極１を加
熱して電子を出射させる熱陰極加熱装置Ｂとを備えて構
成されている。この場合、熱陰極支持体２と円筒形陽極
３は同軸構造となっており、両者の間は中空となってい
る。
は、図５に示すように構成されている。すなわち、加熱
されることにより電子を出射する熱陰極１、この熱陰極
１を支持する円筒形の熱陰極支持体２、及びこの熱陰極
支持体２の外周を覆うように配置され、熱陰極１及び熱
陰極支持体２と所定の電位差を持ち、熱陰極１から出射
される電子を通過させるスリット４が明けられた円筒形
陽極３を備えてなる電子発生源Ａと、前記熱陰極１を加
熱して電子を出射させる熱陰極加熱装置Ｂとを備えて構
成されている。この場合、熱陰極支持体２と円筒形陽極
３は同軸構造となっており、両者の間は中空となってい
る。
【０００３】このような電子銃から出射した電子は、共
振器７内のマイクロ波電界による加速と、一様磁界（図
中イはその向きを示す。）の作用による円運動を繰り返
し、高エネルギまで加速される。この際、電子が描く円
軌道は全て同一平面内に存在する。
振器７内のマイクロ波電界による加速と、一様磁界（図
中イはその向きを示す。）の作用による円運動を繰り返
し、高エネルギまで加速される。この際、電子が描く円
軌道は全て同一平面内に存在する。
【０００４】電子銃出射直後の電子のエネルギは低いた
め、その円運動の半径も小さい(例えば、一様磁界：０.
１１２Ｔ、電子銃の電位差：６３ｋＶの場合、半径：８
ｍｍ)。そこで、電子銃は、共振器７近傍に設置されて
いる。また、熱陰極支持体２はその軸回り方向への回転
が可能であり、マイクロ波電界による電子の加速を効率
よく行うように調整される。
め、その円運動の半径も小さい(例えば、一様磁界：０.
１１２Ｔ、電子銃の電位差：６３ｋＶの場合、半径：８
ｍｍ)。そこで、電子銃は、共振器７近傍に設置されて
いる。また、熱陰極支持体２はその軸回り方向への回転
が可能であり、マイクロ波電界による電子の加速を効率
よく行うように調整される。
【０００５】従来のこのような電子銃の熱陰極加熱装置
Ｂは、電子発生源Ａとは別に設けたフィラメント１４に
電流を流し加熱することにより熱電子を発生させ、それ
を前記熱陰極支持体２の軸方向から熱陰極支持体２へ照
射し（矢印ロ参照）、熱陰極支持体２を介して熱陰極１
を加熱している。この際、フィラメント１４から出射し
た電子は、一様磁界の作用により、螺旋運動をして熱陰
極支持体２に到達する。
Ｂは、電子発生源Ａとは別に設けたフィラメント１４に
電流を流し加熱することにより熱電子を発生させ、それ
を前記熱陰極支持体２の軸方向から熱陰極支持体２へ照
射し（矢印ロ参照）、熱陰極支持体２を介して熱陰極１
を加熱している。この際、フィラメント１４から出射し
た電子は、一様磁界の作用により、螺旋運動をして熱陰
極支持体２に到達する。
【０００６】熱陰極支持体２は、円筒形陽極３内方に中
空に保持する必要があるため、熱陰極支持体２のフィラ
メント１４とは反対側の端部を真空容器（図示せず）に
固定している。ただし、熱陰極支持体２に負の電圧を印
加する必要があるため、熱陰極支持体２と前記真空容器
とは絶縁されている。なお、図５において８ａはビーム
孔を示す。
空に保持する必要があるため、熱陰極支持体２のフィラ
メント１４とは反対側の端部を真空容器（図示せず）に
固定している。ただし、熱陰極支持体２に負の電圧を印
加する必要があるため、熱陰極支持体２と前記真空容器
とは絶縁されている。なお、図５において８ａはビーム
孔を示す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロトロン
加速器用電子銃では、フィラメント１４から出射した電
子を熱陰極支持体２に照射して熱陰極１を加熱するた
め、熱陰極支持体２の電子衝突部が最高温となる。この
ため、熱陰極１の電子出射面を所望の温度にすると、熱
陰極支持体２にとっては過剰な加熱となり、熱陰極支持
体２の熱劣化の原因となっている。また、熱陰極支持体
２の固定が一端側でのみ行われているため、熱陰極支持
体２と円筒形陽極３の中心軸を完全に一致させることは
非常に困難であり、軸調整の誤差によりマイクロトロン
加速器の出力にバラツキが生じる等の問題点があった。
加速器用電子銃では、フィラメント１４から出射した電
子を熱陰極支持体２に照射して熱陰極１を加熱するた
め、熱陰極支持体２の電子衝突部が最高温となる。この
ため、熱陰極１の電子出射面を所望の温度にすると、熱
陰極支持体２にとっては過剰な加熱となり、熱陰極支持
体２の熱劣化の原因となっている。また、熱陰極支持体
２の固定が一端側でのみ行われているため、熱陰極支持
体２と円筒形陽極３の中心軸を完全に一致させることは
非常に困難であり、軸調整の誤差によりマイクロトロン
加速器の出力にバラツキが生じる等の問題点があった。
【０００８】本発明の目的は、従来技術に比較して、熱
陰極支持体の熱劣化が低減可能で、また熱陰極支持体と
円筒形陽極の軸調整の誤差によるマイクロトロン加速器
の出力のバラツキをなくすことができるマイクロトロン
加速器用電子銃を提供することにある。
陰極支持体の熱劣化が低減可能で、また熱陰極支持体と
円筒形陽極の軸調整の誤差によるマイクロトロン加速器
の出力のバラツキをなくすことができるマイクロトロン
加速器用電子銃を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的は、加熱される
ことにより電子を出射する熱陰極、この熱陰極を支持す
る円筒形の熱陰極支持体、及びこの熱陰極支持体の外周
を覆うように配置され前記熱陰極から出射される電子を
通過させるスリットが明けられた円筒形陽極を備えてな
る電子発生源と、前記熱陰極を加熱して電子を出射させ
る熱陰極加熱装置とを備えてなるマイクロトロン加速器
用電子銃において、前記熱陰極加熱装置は、レーザ発生
源と、このレーザ発生源からのレーザ光を前記熱陰極の
電子出射面に常にその法線方向から照射させるレーザ光
方向制御手段とを備えて構成することにより達成され
る。
ことにより電子を出射する熱陰極、この熱陰極を支持す
る円筒形の熱陰極支持体、及びこの熱陰極支持体の外周
を覆うように配置され前記熱陰極から出射される電子を
通過させるスリットが明けられた円筒形陽極を備えてな
る電子発生源と、前記熱陰極を加熱して電子を出射させ
る熱陰極加熱装置とを備えてなるマイクロトロン加速器
用電子銃において、前記熱陰極加熱装置は、レーザ発生
源と、このレーザ発生源からのレーザ光を前記熱陰極の
電子出射面に常にその法線方向から照射させるレーザ光
方向制御手段とを備えて構成することにより達成され
る。
【００１０】
【作用】熱陰極加熱装置は、レーザ光を熱陰極の電子出
射面に常にその法線方向から照射させるので、熱陰極の
電子出射面を常に最高温にすることができ、また熱陰極
支持体の固定を軸方向の両端側で行うことができる。こ
れにより、従来技術に比較して、熱陰極支持体の熱劣化
が低減可能で、また熱陰極支持体と円筒形陽極の軸調整
の誤差によるマイクロトロン加速器の出力のバラツキを
なくすことが可能となる。
射面に常にその法線方向から照射させるので、熱陰極の
電子出射面を常に最高温にすることができ、また熱陰極
支持体の固定を軸方向の両端側で行うことができる。こ
れにより、従来技術に比較して、熱陰極支持体の熱劣化
が低減可能で、また熱陰極支持体と円筒形陽極の軸調整
の誤差によるマイクロトロン加速器の出力のバラツキを
なくすことが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
するが、まずその原理について述べておく。
するが、まずその原理について述べておく。
【００１２】前述従来技術の問題点は、熱陰極加熱装置
のフィラメントから出射した電子を熱陰極支持体に照射
し、その熱陰極支持体を介して熱陰極を加熱しているこ
とに由来する。すなわち、熱陰極を直接加熱し、その加
熱源を従来技術のフィラメントの位置とは別の箇所に設
置すれば上記問題点を解消できる。ただし、電子は一様
磁界の作用により曲げられるため、フィラメントではそ
の設置が困難であり、加熱源は電子以外に求める必要が
ある。
のフィラメントから出射した電子を熱陰極支持体に照射
し、その熱陰極支持体を介して熱陰極を加熱しているこ
とに由来する。すなわち、熱陰極を直接加熱し、その加
熱源を従来技術のフィラメントの位置とは別の箇所に設
置すれば上記問題点を解消できる。ただし、電子は一様
磁界の作用により曲げられるため、フィラメントではそ
の設置が困難であり、加熱源は電子以外に求める必要が
ある。
【００１３】本発明では、電子以外の加熱源としてレー
ザ光を用いる。その理由としては、（１）磁界の作用に
より曲がることがなく、（２）照射電力の調整が可能で
あるため熱陰極の温度制御が容易である、ことがあげら
れる。すなわち、レーザ光出射口を従来技術のフィラメ
ントの位置とは異なる箇所に設置し、直接熱陰極にレー
ザ光による照射、加熱を行うことにより、上記問題点を
解消できる。
ザ光を用いる。その理由としては、（１）磁界の作用に
より曲がることがなく、（２）照射電力の調整が可能で
あるため熱陰極の温度制御が容易である、ことがあげら
れる。すなわち、レーザ光出射口を従来技術のフィラメ
ントの位置とは異なる箇所に設置し、直接熱陰極にレー
ザ光による照射、加熱を行うことにより、上記問題点を
解消できる。
【００１４】ここで、レーザ光照射と電子線照射を比較
したとき、前者の被照射物に対する反射率は後者よりも
大きい。すなわち、レーザ光照射では電子線照射よりも
大きな電源を必要とする。そこで、レーザ光の照射はで
きる限り効率よく行う必要があるが、レーザ光照射を効
率よく行うには、被照射面の法線方向から照射を行う必
要がある。しかし既に述べたように、マイクロトロン加
速器用電子銃では、熱陰極支持体をその軸回り方向に回
転させるため、レーザ光の照射がある固定点からのみ行
われる場合は、加熱効率が低くなる。
したとき、前者の被照射物に対する反射率は後者よりも
大きい。すなわち、レーザ光照射では電子線照射よりも
大きな電源を必要とする。そこで、レーザ光の照射はで
きる限り効率よく行う必要があるが、レーザ光照射を効
率よく行うには、被照射面の法線方向から照射を行う必
要がある。しかし既に述べたように、マイクロトロン加
速器用電子銃では、熱陰極支持体をその軸回り方向に回
転させるため、レーザ光の照射がある固定点からのみ行
われる場合は、加熱効率が低くなる。
【００１５】そこで、レーザ光出射口を可動とし、常に
被照射面である電子出射面の法線方向から電子出射面へ
レーザ光を照射するように制御するもので、これによ
り、従来技術に比較して、熱陰極支持体の熱劣化が低減
可能となる。また、熱陰極支持体の固定を両端側で行う
ことが可能となり、熱陰極支持体と円筒形陽極の中心軸
を一致させることが容易になり、軸調整の誤差によるマ
イクロトロン加速器の出力のバラツキをなくすことが可
能となるものである。
被照射面である電子出射面の法線方向から電子出射面へ
レーザ光を照射するように制御するもので、これによ
り、従来技術に比較して、熱陰極支持体の熱劣化が低減
可能となる。また、熱陰極支持体の固定を両端側で行う
ことが可能となり、熱陰極支持体と円筒形陽極の中心軸
を一致させることが容易になり、軸調整の誤差によるマ
イクロトロン加速器の出力のバラツキをなくすことが可
能となるものである。
【００１６】図１は、本発明によるマイクロトロン加速
器用電子銃の一実施例を示す斜視図である。図１におい
て、１は加熱されることにより電子を出射する熱陰極、
２はこの熱陰極１を支持する円筒形の熱陰極支持体、３
はこの熱陰極支持体２の外周を覆うように配置され、熱
陰極１及び熱陰極支持体２と所定の電位差を持ち、熱陰
極１から出射される電子を通過させるスリット４が明け
られた円筒形陽極３で、これらは電子発生源Ａを構成す
る。この電子発生源Ａは、共振器７の近傍に設置されて
いる。この場合、熱陰極支持体２と円筒形陽極３は同軸
構造となっており、両者の間は中空となっている。
器用電子銃の一実施例を示す斜視図である。図１におい
て、１は加熱されることにより電子を出射する熱陰極、
２はこの熱陰極１を支持する円筒形の熱陰極支持体、３
はこの熱陰極支持体２の外周を覆うように配置され、熱
陰極１及び熱陰極支持体２と所定の電位差を持ち、熱陰
極１から出射される電子を通過させるスリット４が明け
られた円筒形陽極３で、これらは電子発生源Ａを構成す
る。この電子発生源Ａは、共振器７の近傍に設置されて
いる。この場合、熱陰極支持体２と円筒形陽極３は同軸
構造となっており、両者の間は中空となっている。
【００１７】前記熱陰極１を加熱して電子を出射させる
熱陰極加熱装置Ｂの主構成をなすレーザ発生源２１から
のレーザ光６は、前記スリット４を通して熱陰極１へ照
射することが可能である。すなわち、レーザ光６はレー
ザ発生源２１で発生し、光伝送路（例えば石英製の光フ
ァイバ）によりレーザ光出射口５まで導かれ、出射され
る。レーザ光出射口５から出射されたレーザ光６は、真
空容器（図示せず）内において、スリット４を通り、熱
陰極１の電子出射面に照射される。レーザ光６の照射に
より、熱陰極１の電子出射面は所望の温度まで加熱され
る。具体的には、熱陰極１として六ほう化ランタン(Ｌ
ａＢ6)を用いた場合、１６００〜１７００℃まで加熱さ
れる。
熱陰極加熱装置Ｂの主構成をなすレーザ発生源２１から
のレーザ光６は、前記スリット４を通して熱陰極１へ照
射することが可能である。すなわち、レーザ光６はレー
ザ発生源２１で発生し、光伝送路（例えば石英製の光フ
ァイバ）によりレーザ光出射口５まで導かれ、出射され
る。レーザ光出射口５から出射されたレーザ光６は、真
空容器（図示せず）内において、スリット４を通り、熱
陰極１の電子出射面に照射される。レーザ光６の照射に
より、熱陰極１の電子出射面は所望の温度まで加熱され
る。具体的には、熱陰極１として六ほう化ランタン(Ｌ
ａＢ6)を用いた場合、１６００〜１７００℃まで加熱さ
れる。
【００１８】前記レーザ発生源２１としては、波長が
１.０６μｍと短いために金属の吸収率の高いＹＡＧレ
ーザが用いられ、出力は３０〜１００Ｗ、ビーム径は熱
陰極１の電子出射面の径(２〜３ｍｍ)と等しくする。ま
た、レーザ発生源２１は立上り時と定常時で出力特性が
異なる。そこで、レーザ発生源２１の立上り時は、加速
器の予備加熱時間とし、レーザ発生源２１が定常状態に
達した後、加速器から電子ビームの出力を行うことにす
る。
１.０６μｍと短いために金属の吸収率の高いＹＡＧレ
ーザが用いられ、出力は３０〜１００Ｗ、ビーム径は熱
陰極１の電子出射面の径(２〜３ｍｍ)と等しくする。ま
た、レーザ発生源２１は立上り時と定常時で出力特性が
異なる。そこで、レーザ発生源２１の立上り時は、加速
器の予備加熱時間とし、レーザ発生源２１が定常状態に
達した後、加速器から電子ビームの出力を行うことにす
る。
【００１９】ここで、熱陰極１のレーザ光照射による加
熱を効率よく行い、電子出射面の温度分布を均一にする
ためには、レーザ光６の照射を被照射面である熱陰極１
の電子出射面の法線方向から行う必要がある。そこで、
レーザ光出射口５は電子ビームの円軌道面と同一平面上
に設置され、この平面上においてレーザ光出射口５が熱
陰極支持体２の中心軸を常に向くように動作させる。こ
の動作は、前記レーザ発生源２１とで熱陰極加熱装置Ｂ
の主構成をなすレーザ光方向制御手段２２で行う。
熱を効率よく行い、電子出射面の温度分布を均一にする
ためには、レーザ光６の照射を被照射面である熱陰極１
の電子出射面の法線方向から行う必要がある。そこで、
レーザ光出射口５は電子ビームの円軌道面と同一平面上
に設置され、この平面上においてレーザ光出射口５が熱
陰極支持体２の中心軸を常に向くように動作させる。こ
の動作は、前記レーザ発生源２１とで熱陰極加熱装置Ｂ
の主構成をなすレーザ光方向制御手段２２で行う。
【００２０】図２はレーザ光方向制御手段２２の一例を
示す断面図で、この図２により上記レーザ光出射口動作
の具体例を説明する。図２において、レーザ光出射口５
としては、光ファイバをファイバ軸方向に対して垂直に
切断したものが用いられている。このレーザ光出射口５
は、熱陰極支持体２の中心を向くように出射口ガイド１
５に固定され、出射口ガイド１５はレール１６上を移動
する。レール１６は加速器本体(図示せず)に固定され、
その形状は熱陰極支持体２と中心軸が一致する円弧であ
る。出射口ガイド１５は、ギア１７を介してモータ１８
と結合し、モータ１８の動力により出射口５はレール１
６上を移動する。
示す断面図で、この図２により上記レーザ光出射口動作
の具体例を説明する。図２において、レーザ光出射口５
としては、光ファイバをファイバ軸方向に対して垂直に
切断したものが用いられている。このレーザ光出射口５
は、熱陰極支持体２の中心を向くように出射口ガイド１
５に固定され、出射口ガイド１５はレール１６上を移動
する。レール１６は加速器本体(図示せず)に固定され、
その形状は熱陰極支持体２と中心軸が一致する円弧であ
る。出射口ガイド１５は、ギア１７を介してモータ１８
と結合し、モータ１８の動力により出射口５はレール１
６上を移動する。
【００２１】このような構成により、レーザ光出射口５
は、電子ビームの円軌道面と同一平面上を熱陰極支持体
２の中心軸を常に向くように動作するが、この目的を達
すればレーザ光方向制御手段２２は上述構成（出射口ガ
イド１５、レール１６、ギア１７及びモータ１８を備え
た構成）に限られるものではない。
は、電子ビームの円軌道面と同一平面上を熱陰極支持体
２の中心軸を常に向くように動作するが、この目的を達
すればレーザ光方向制御手段２２は上述構成（出射口ガ
イド１５、レール１６、ギア１７及びモータ１８を備え
た構成）に限られるものではない。
【００２２】上記のように、レーザ光出射口５は電子ビ
ームの円軌道面と同一平面内に設置されるが、電子は円
運動を行うとき、円の接線方向に電磁波を放出する。放
出される電磁波の波長は、電子の運動エネルギにより決
定され、運動エネルギが高い電子ほど短波長の電磁波を
放出する。レーザ光出射口５は、多くの場合非金属(例
えば石英)からなり、短波長の電磁波を長時間照射する
ことにより劣化する。そこで、ここではレーザ光出射口
５を高密度の金属(例えば鉛)で囲い、短波長電磁波を遮
蔽することにより劣化を防いでいる。
ームの円軌道面と同一平面内に設置されるが、電子は円
運動を行うとき、円の接線方向に電磁波を放出する。放
出される電磁波の波長は、電子の運動エネルギにより決
定され、運動エネルギが高い電子ほど短波長の電磁波を
放出する。レーザ光出射口５は、多くの場合非金属(例
えば石英)からなり、短波長の電磁波を長時間照射する
ことにより劣化する。そこで、ここではレーザ光出射口
５を高密度の金属(例えば鉛)で囲い、短波長電磁波を遮
蔽することにより劣化を防いでいる。
【００２３】熱陰極支持体２の固定は、従来技術での一
端側固定とは異なり、両端側固定が可能となり、そのよ
うに固定される。ただし、一端側は電源(図示せず)に接
続され、両端側共に真空容器に絶縁状態を保ちながら固
定される。これにより、熱陰極支持体２と円筒形陽極３
の中心軸の一致は機械的な精度によってのみ決定される
もので、熱陰極支持体２と円筒形陽極３の中心軸を一致
させることが容易になり、軸調整の誤差によるマイクロ
トロン加速器の出力のバラツキをなくすことができる。
端側固定とは異なり、両端側固定が可能となり、そのよ
うに固定される。ただし、一端側は電源(図示せず)に接
続され、両端側共に真空容器に絶縁状態を保ちながら固
定される。これにより、熱陰極支持体２と円筒形陽極３
の中心軸の一致は機械的な精度によってのみ決定される
もので、熱陰極支持体２と円筒形陽極３の中心軸を一致
させることが容易になり、軸調整の誤差によるマイクロ
トロン加速器の出力のバラツキをなくすことができる。
【００２４】なお、前記電源(図示せず)から熱陰極支持
体２に流れ込む電子は、そのほとんどが熱陰極１表面か
ら出射され、出射される電子の数は熱陰極１表面の温度
に依存する。そこで、ここでは前記電源から熱陰極支持
体２に流れ込む電子（電流）を検出し、この検出信号を
フィードバックして前記レーザ発生源２１の出力を制御
することにより、熱陰極１表面から出射する電子の数を
一定に保っている。
体２に流れ込む電子は、そのほとんどが熱陰極１表面か
ら出射され、出射される電子の数は熱陰極１表面の温度
に依存する。そこで、ここでは前記電源から熱陰極支持
体２に流れ込む電子（電流）を検出し、この検出信号を
フィードバックして前記レーザ発生源２１の出力を制御
することにより、熱陰極１表面から出射する電子の数を
一定に保っている。
【００２５】図３は本発明電子銃の一実施例の詳細断面
図である。この図３において、熱陰極１は、高耐熱性の
断熱材１０により被覆され、その断熱材１０の上から熱
陰極支持部材９ａ，９ｂにより固定され、熱陰極支持体
２内に納められている。
図である。この図３において、熱陰極１は、高耐熱性の
断熱材１０により被覆され、その断熱材１０の上から熱
陰極支持部材９ａ，９ｂにより固定され、熱陰極支持体
２内に納められている。
【００２６】上記断熱材１０を用いることにより、レー
ザ光６の照射により発生した熱の熱伝導による熱陰極支
持体２への熱損失を低減できる。また、熱陰極支持部材
９ａ，９ｂ及び熱陰極支持体２の熱劣化も低減できる。
ザ光６の照射により発生した熱の熱伝導による熱陰極支
持体２への熱損失を低減できる。また、熱陰極支持部材
９ａ，９ｂ及び熱陰極支持体２の熱劣化も低減できる。
【００２７】熱陰極１から熱電子を出射させるには、熱
陰極１及び熱陰極支持体２と円筒形陽極３間に電位差を
つける必要がある。図１のように電子銃を設置した場
合、円筒形陽極３は共振器７に接触しているため、電位
を持たせることは困難となる。そこで、通常、熱陰極支
持体２に負電位を印加するが、断熱材１０は多くの場合
電気的に絶縁物であるため、熱陰極１を断熱材１０で完
全に被覆すると熱陰極支持体２と熱陰極１を同電位にす
ることができなくなる。ここでは、図３に示すように、
リード線１１を用いて熱陰極支持体２と熱陰極１を電気
的に接続することにより、両者を同電位にしている。
陰極１及び熱陰極支持体２と円筒形陽極３間に電位差を
つける必要がある。図１のように電子銃を設置した場
合、円筒形陽極３は共振器７に接触しているため、電位
を持たせることは困難となる。そこで、通常、熱陰極支
持体２に負電位を印加するが、断熱材１０は多くの場合
電気的に絶縁物であるため、熱陰極１を断熱材１０で完
全に被覆すると熱陰極支持体２と熱陰極１を同電位にす
ることができなくなる。ここでは、図３に示すように、
リード線１１を用いて熱陰極支持体２と熱陰極１を電気
的に接続することにより、両者を同電位にしている。
【００２８】図４はレーザ光方向制御手段２２の他の例
を示す断面図で、ここではレーザ光方向制御手段２２と
して全反射ミラー２３を用いている。すなわち、加速器
の電子加速方式によっては、熱陰極１の電子出射面に直
接レーザ光６を照射できない場合もある。このような場
合に、図４に示すような全反射ミラー２３を用いること
により、レーザ光６の照射が可能となる。この場合、全
反射ミラー２３を可動式とすることにより、熱陰極１へ
のレーザ光照射を効率よく行うことが可能となる。全反
射ミラー２３と図２に示すレーザ光方向制御手段２２と
を併用してもよい。
を示す断面図で、ここではレーザ光方向制御手段２２と
して全反射ミラー２３を用いている。すなわち、加速器
の電子加速方式によっては、熱陰極１の電子出射面に直
接レーザ光６を照射できない場合もある。このような場
合に、図４に示すような全反射ミラー２３を用いること
により、レーザ光６の照射が可能となる。この場合、全
反射ミラー２３を可動式とすることにより、熱陰極１へ
のレーザ光照射を効率よく行うことが可能となる。全反
射ミラー２３と図２に示すレーザ光方向制御手段２２と
を併用してもよい。
【００２９】なお図１〜図４において、イは一様磁界の
向き、８ａ，８ｂ，８ｃはビーム孔、１３は電子軌道を
示す。
向き、８ａ，８ｂ，８ｃはビーム孔、１３は電子軌道を
示す。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来技術に比較して、熱陰極支持体の熱劣化を低減するこ
とができ、また熱陰極支持体と円筒形陽極の軸調整の誤
差によるマイクロトロン加速器の出力のバラツキをなく
すことのできるマイクロトロン加速器用電子銃が得られ
るという効果がある。
来技術に比較して、熱陰極支持体の熱劣化を低減するこ
とができ、また熱陰極支持体と円筒形陽極の軸調整の誤
差によるマイクロトロン加速器の出力のバラツキをなく
すことのできるマイクロトロン加速器用電子銃が得られ
るという効果がある。
【図１】本発明によるマイクロトロン加速器用電子銃の
一実施例を示す斜視図である。
一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１中のレーザ光方向制御手段の一例を示す断
面図である。
面図である。
【図３】本発明電子銃の一実施例の詳細断面図である。
【図４】レーザ光方向制御手段の他の例を示す断面図で
ある。
ある。
【図５】従来のマイクロトロン加速器用電子銃を示す斜
視図である。
視図である。
Ａ 電子発生源 Ｂ 熱陰極加熱装置 １ 熱陰極 ２ 熱陰極支持体 ３ 円筒形陽極 ４ スリット ５ レーザ光出射口 ６ レーザ光 ７ 共振器 ８ａ〜８ｃ ビーム孔 ９ａ〜９ｂ 熱陰極支持部材 １０ 断熱材 １１ リード線 １３ 電子軌道 １４ フィラメント １５ レーザ光出射口ガイド １６ レール １７ ギア １８ モータ ２１ レーザ発生源 ２２ レーザ光方向制御手段 ２３ 全反射ミラー
Claims (6)
- 【請求項１】 加熱されることにより電子を出射する熱
陰極、この熱陰極を支持する円筒形の熱陰極支持体、及
びこの熱陰極支持体の外周を覆うように配置され前記熱
陰極から出射される電子を通過させるスリットが明けら
れた円筒形陽極を備えてなる電子発生源と、前記熱陰極
を加熱して電子を出射させる熱陰極加熱装置とを備えて
なるマイクロトロン加速器用電子銃において、前記熱陰
極加熱装置は、レーザ発生源と、このレーザ発生源から
のレーザ光を前記熱陰極の電子出射面に常にその法線方
向から照射させるレーザ光方向制御手段とを備えてなる
マイクロトロン加速器用電子銃。 - 【請求項２】熱陰極を高耐熱性の断熱材で被覆し、かつ
熱陰極と熱陰極支持体をリード線で接続してなる請求項
１に記載のマイクロトロン加速器用電子銃。 - 【請求項３】レーザ光方向制御手段はレーザ光を反射す
るミラーを備えてなる請求項１又は２に記載のマイクロ
トロン加速器用電子銃。 - 【請求項４】ミラーは可動式ミラーである請求項３に記
載のマイクロトロン加速器用電子銃。 - 【請求項５】熱陰極を流れる電流を検出し、その検出値
をもとにレーザ発生源の出力を調整する手段を備えてな
る請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロトロン加速
器用電子銃。 - 【請求項６】高エネルギまで加速された電子ビームが放
出する電磁波から、レーザ光出射口を遮蔽する手段を備
えてなる請求項１〜５のいずれかに記載のマイクロトロ
ン加速器用電子銃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6311296A JPH08148300A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | マイクロトロン加速器用電子銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6311296A JPH08148300A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | マイクロトロン加速器用電子銃 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08148300A true JPH08148300A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=18015430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6311296A Pending JPH08148300A (ja) | 1994-11-22 | 1994-11-22 | マイクロトロン加速器用電子銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08148300A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10255767A1 (de) * | 2002-11-28 | 2004-06-17 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Verfahren zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und Elektronenstrahlerzeuger |
| JP2004273419A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-09-30 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | 電子ビーム源、そのようなビーム源を用いた電子光学装置、および電子ビーム源の駆動方法 |
| US6847164B2 (en) | 2002-12-10 | 2005-01-25 | Applied Matrials, Inc. | Current-stabilizing illumination of photocathode electron beam source |
-
1994
- 1994-11-22 JP JP6311296A patent/JPH08148300A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004273419A (ja) * | 2002-09-26 | 2004-09-30 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | 電子ビーム源、そのようなビーム源を用いた電子光学装置、および電子ビーム源の駆動方法 |
| JP4675037B2 (ja) * | 2002-09-26 | 2011-04-20 | カール・ツァイス・エヌティーエス・ゲーエムベーハー | 電子ビーム源、そのようなビーム源を用いた電子光学装置、および電子ビーム源の駆動方法 |
| DE10255767A1 (de) * | 2002-11-28 | 2004-06-17 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Verfahren zum Erzeugen eines Elektronenstrahls und Elektronenstrahlerzeuger |
| US6847164B2 (en) | 2002-12-10 | 2005-01-25 | Applied Matrials, Inc. | Current-stabilizing illumination of photocathode electron beam source |
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