JPH08190996A - 荷電粒子加速器 - Google Patents
荷電粒子加速器Info
- Publication number
- JPH08190996A JPH08190996A JP376995A JP376995A JPH08190996A JP H08190996 A JPH08190996 A JP H08190996A JP 376995 A JP376995 A JP 376995A JP 376995 A JP376995 A JP 376995A JP H08190996 A JPH08190996 A JP H08190996A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charged particles
- accelerating
- accelerator
- linear
- charged particle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、利用効率が高く、かつ工業
用，生物・医療研究用等の幅広い用途に適用できる加速
器を提供することにある。 【構成】複数の荷電粒子を直線加速部で加速した後、周
回加速部でさらに加速しエネルギーを増加させる。前記
直線状加速部で最大エネルギーに達するまでの位置に少
なくとも一つの出射口を設け、かつ、前記周回加速部に
少なくとも一つの出射口を設ける。制御装置からの信号
により、所定箇所から荷電粒子を出射する。
用，生物・医療研究用等の幅広い用途に適用できる加速
器を提供することにある。 【構成】複数の荷電粒子を直線加速部で加速した後、周
回加速部でさらに加速しエネルギーを増加させる。前記
直線状加速部で最大エネルギーに達するまでの位置に少
なくとも一つの出射口を設け、かつ、前記周回加速部に
少なくとも一つの出射口を設ける。制御装置からの信号
により、所定箇所から荷電粒子を出射する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は加速器に係り、特に荷電
粒子を加速して出射する工業用，物理研究用，生物・医
療研究用の荷電粒子加速器に関する。尚、以下では荷電
粒子加速器を単に加速器とも記載する。
粒子を加速して出射する工業用，物理研究用，生物・医
療研究用の荷電粒子加速器に関する。尚、以下では荷電
粒子加速器を単に加速器とも記載する。
【０００２】
【従来の技術】図２に示す従来の荷電粒子加速器２００
では、荷電粒子を荷電粒子発生装置１から輸送系４９を
用いて輸送した後、軌道１００を繰り返し周回させて所
定エネルギーまで加速した後、出射口６から１０１の軌
道のように出射していた。
では、荷電粒子を荷電粒子発生装置１から輸送系４９を
用いて輸送した後、軌道１００を繰り返し周回させて所
定エネルギーまで加速した後、出射口６から１０１の軌
道のように出射していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
次のような問題が有った。
次のような問題が有った。
【０００４】メンテナンスや故障が生じると加速器を完
全に停止させるため、荷電粒子を出射，利用できなかっ
た。また、利用できる荷電粒子のエネルギー範囲が狭
く、幅広い用途に適用することが困難であった。
全に停止させるため、荷電粒子を出射，利用できなかっ
た。また、利用できる荷電粒子のエネルギー範囲が狭
く、幅広い用途に適用することが困難であった。
【０００５】本発明の目的は、利用効率が高く、かつ工
業用，生物・医療研究用等の幅広い用途に適用できる加
速器を提供することにある。
業用，生物・医療研究用等の幅広い用途に適用できる加
速器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では以下の手段を用いる。
に、本発明では以下の手段を用いる。
【０００７】（１）荷電粒子を直線的に加速した後、周
回軌道上で加速する。
回軌道上で加速する。
【０００８】（２）荷電粒子を直線的に加速し、最大エ
ネルギーに達するまでに少なくとも一つの出射口を設け
る。出射口には、出射用偏向電磁石を設ける。
ネルギーに達するまでに少なくとも一つの出射口を設け
る。出射口には、出射用偏向電磁石を設ける。
【０００９】（３）周回軌道上に少なくとも一つの出射
口を設ける。
口を設ける。
【００１０】（４）複数の荷電粒子を加速する。
【００１１】
【作用】以下、本発明の作用を図を用いて説明する。
【００１２】図３は、荷電粒子を加速し出射する加速器
で、本発明の概要を示す図である。本発明の加速器は、
荷電粒子発生装置１で発生させた荷電粒子を直線加速部
２で加速した後、周回加速部３で加速する。荷電粒子発
生装置１では複数種類の荷電粒子を発生させる。直線加
速部２では荷電粒子に高周波エネルギーを与える。直線
加速部２には少なくとも一つの出射口５を設け、直線部
での最大エネルギーに至るまでのエネルギーの荷電粒子
を取り出す。従って、複数の出射口を設けた場合、異な
るエネルギーの荷電粒子を出射できる。出射口では、偏
向電磁石４で軌道を曲げた後、荷電粒子を利用系７へ取
り出す。また、荷電粒子を直線加速部２で加速した後、
周回加速部３で加速するが、周回加速部３に少なくとも
一つの出射口６を設ける。周回加速部３で所定エネルギ
ーまで加速した後、出射口６から荷電粒子を出射する。
で、本発明の概要を示す図である。本発明の加速器は、
荷電粒子発生装置１で発生させた荷電粒子を直線加速部
２で加速した後、周回加速部３で加速する。荷電粒子発
生装置１では複数種類の荷電粒子を発生させる。直線加
速部２では荷電粒子に高周波エネルギーを与える。直線
加速部２には少なくとも一つの出射口５を設け、直線部
での最大エネルギーに至るまでのエネルギーの荷電粒子
を取り出す。従って、複数の出射口を設けた場合、異な
るエネルギーの荷電粒子を出射できる。出射口では、偏
向電磁石４で軌道を曲げた後、荷電粒子を利用系７へ取
り出す。また、荷電粒子を直線加速部２で加速した後、
周回加速部３で加速するが、周回加速部３に少なくとも
一つの出射口６を設ける。周回加速部３で所定エネルギ
ーまで加速した後、出射口６から荷電粒子を出射する。
【００１３】直線加速部２に複数の出射口５を設け、異
なるエネルギーの荷電粒子を出射する場合、 （ａ）複数の偏向電磁石４の軌道曲率半径をほぼ等しく
する。
なるエネルギーの荷電粒子を出射する場合、 （ａ）複数の偏向電磁石４の軌道曲率半径をほぼ等しく
する。
【００１４】あるいは （ｂ）複数の偏向電磁石４の軌道曲率半径の比を、取り
出す荷電粒子の運動量の比に概ね等しくする。
出す荷電粒子の運動量の比に概ね等しくする。
【００１５】上記の（ａ）では１種類の偏向電磁石が使
用でき、（ｂ）では偏向電磁石４で発生させる磁場を等
しく、運転を簡単化できる。
用でき、（ｂ）では偏向電磁石４で発生させる磁場を等
しく、運転を簡単化できる。
【００１６】上記のように、異なるエネルギーレベルで
の出射口を設けたことにより、相対的に高エネルギー側
で機器故障やメンテナンス，調整の必要があり、荷電粒
子が利用できない場合があっても、相対的に低エネルギ
ー側で荷電粒子を出射できるため、加速器の利用効率を
増加できる。同様に、複数種類の荷電粒子を加速，出射
するため、利用できない荷電粒子があっても他の荷電粒
子を加速，出射することにより、加速器の利用効率を増
加できる。また、高範囲のエネルギーの荷電粒子を出射
するため、広い用途に荷電粒子を適用できる。
の出射口を設けたことにより、相対的に高エネルギー側
で機器故障やメンテナンス，調整の必要があり、荷電粒
子が利用できない場合があっても、相対的に低エネルギ
ー側で荷電粒子を出射できるため、加速器の利用効率を
増加できる。同様に、複数種類の荷電粒子を加速，出射
するため、利用できない荷電粒子があっても他の荷電粒
子を加速，出射することにより、加速器の利用効率を増
加できる。また、高範囲のエネルギーの荷電粒子を出射
するため、広い用途に荷電粒子を適用できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。図
１は本発明の実施例で、プロトン，ヘリウム，炭素，窒
素を加速し、出射する荷電粒子加速器である。制御装置
１０からの信号により荷電粒子発生装置１で核子当りの
エネルギーがおよそ数１００ｋｅＶのプロトン，ヘリウ
ム，炭素，窒素のいずれかを発生させる。発生させる粒
子の選択は制御装置１０からの信号に基づく。発生させ
たプロトン，ヘリウム，炭素，窒素のいずれかの荷電粒
子は直線加速部２で核子あたり２０MeVまで加速した
後、周回加速部３で核子あたり最高３５０ＭｅＶまで加
速する。周回加速部３で核子あたり最高３５０ＭｅＶま
で加速するのは、前記荷電粒子を癌治療に適用するため
である。また、直線加速部２で核子あたり２０ＭｅＶま
で加速するのは、直線部から出射する荷電粒子を材料研
究や放射性同位元素を作ることに利用するためである。
１は本発明の実施例で、プロトン，ヘリウム，炭素，窒
素を加速し、出射する荷電粒子加速器である。制御装置
１０からの信号により荷電粒子発生装置１で核子当りの
エネルギーがおよそ数１００ｋｅＶのプロトン，ヘリウ
ム，炭素，窒素のいずれかを発生させる。発生させる粒
子の選択は制御装置１０からの信号に基づく。発生させ
たプロトン，ヘリウム，炭素，窒素のいずれかの荷電粒
子は直線加速部２で核子あたり２０MeVまで加速した
後、周回加速部３で核子あたり最高３５０ＭｅＶまで加
速する。周回加速部３で核子あたり最高３５０ＭｅＶま
で加速するのは、前記荷電粒子を癌治療に適用するため
である。また、直線加速部２で核子あたり２０ＭｅＶま
で加速するのは、直線部から出射する荷電粒子を材料研
究や放射性同位元素を作ることに利用するためである。
【００１８】直線加速部２では、高周波電源２０から与
えられる高周波エネルギーを加速管５０，５１に電力輸
送系１８，１９を用いて供給し荷電粒子を加速する。荷
電粒子発生装置１から出射した直後から周回加速部３に
至るまでの２箇所に荷電粒子出射口５を設ける。従って
核子あたり２０ＭｅＶまでに加速される途中のエネルギ
ー段階の荷電粒子を出射する。各出射口には、取り出し
用偏向電磁石４を設置し、軌道を曲げた後に利用系７へ
出射する。それぞれの出射口に設置する偏向電磁石４
は、曲率半径の比が、取り出す荷電粒子の運動量の比に
等しくなるようにする。それぞれの偏向電磁石４には、
同一電源２１から、切り替えて電流を供給する。切り替
えは、制御装置１０により行う。ただし、供給する電流
は同一値に設定する。以上により、加速管５１及びその
下流で故障があっても加速管５１より上流側の利用系で
荷電粒子を利用できる。
えられる高周波エネルギーを加速管５０，５１に電力輸
送系１８，１９を用いて供給し荷電粒子を加速する。荷
電粒子発生装置１から出射した直後から周回加速部３に
至るまでの２箇所に荷電粒子出射口５を設ける。従って
核子あたり２０ＭｅＶまでに加速される途中のエネルギ
ー段階の荷電粒子を出射する。各出射口には、取り出し
用偏向電磁石４を設置し、軌道を曲げた後に利用系７へ
出射する。それぞれの出射口に設置する偏向電磁石４
は、曲率半径の比が、取り出す荷電粒子の運動量の比に
等しくなるようにする。それぞれの偏向電磁石４には、
同一電源２１から、切り替えて電流を供給する。切り替
えは、制御装置１０により行う。ただし、供給する電流
は同一値に設定する。以上により、加速管５１及びその
下流で故障があっても加速管５１より上流側の利用系で
荷電粒子を利用できる。
【００１９】本実施例では曲率半径の異なる偏向電磁石
を使用しているが、曲率半径が同一の偏向電磁石を複数
使用することも可能である。この場合、各偏向電磁石４
には運動量に応じて異なる値の電流を供給する。
を使用しているが、曲率半径が同一の偏向電磁石を複数
使用することも可能である。この場合、各偏向電磁石４
には運動量に応じて異なる値の電流を供給する。
【００２０】周回加速部３では、制御装置１０からの信
号で与えられるエネルギーまで加速し、出射する。従っ
て、周回加速部３では、核子あたり２０ＭｅＶから核子
あたり３５０ＭｅＶまでの任意のエネルギーまで荷電粒
子を加速し、出射する。周回加速部３には、出射口６を
２箇所設ける。いずれの出射口から出射するかを定めた
後、制御装置１０からの信号に基づき、周回加速部３の
出射装置電源２３を制御し、出射装置２２を切り替えて
利用系７へ出射する。
号で与えられるエネルギーまで加速し、出射する。従っ
て、周回加速部３では、核子あたり２０ＭｅＶから核子
あたり３５０ＭｅＶまでの任意のエネルギーまで荷電粒
子を加速し、出射する。周回加速部３には、出射口６を
２箇所設ける。いずれの出射口から出射するかを定めた
後、制御装置１０からの信号に基づき、周回加速部３の
出射装置電源２３を制御し、出射装置２２を切り替えて
利用系７へ出射する。
【００２１】以上のシステムを用いることにより、荷電
粒子加速器の利用効率を高めると共に、用途の広い荷電
粒子加速器を提供できる。
粒子加速器の利用効率を高めると共に、用途の広い荷電
粒子加速器を提供できる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、利用効率が高くかつ幅
広い用途に適用できる加速器を提供することができる。
また、異なるエネルギーの荷電粒子が一つの加速器で出
射できるため、複数の加速器を使用する場合に比べ、小
型化及び低コスト化を図ることができる。
広い用途に適用できる加速器を提供することができる。
また、異なるエネルギーの荷電粒子が一つの加速器で出
射できるため、複数の加速器を使用する場合に比べ、小
型化及び低コスト化を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例の荷電粒子加速器を示す図で
ある。
ある。
【図２】従来の荷電粒子加速器を示す図である。
【図３】本発明の概要を示す図である。
１…荷電粒子発生装置、２…直線加速部、３…周回加速
部、４…偏向電磁石、５，６…出射口、７…利用系、１
０…制御装置、１８，１９…電力輸送系、２０…高周波
電源、２１…電源、２２…出射装置、２３…出射装置電
源、４９…輸送系、５０，５１…加速管、１００…周回
軌道、１０１…出射軌道、１０２…ビーム軌道、２００
…従来の荷電粒子加速器。
部、４…偏向電磁石、５，６…出射口、７…利用系、１
０…制御装置、１８，１９…電力輸送系、２０…高周波
電源、２１…電源、２２…出射装置、２３…出射装置電
源、４９…輸送系、５０，５１…加速管、１００…周回
軌道、１０１…出射軌道、１０２…ビーム軌道、２００
…従来の荷電粒子加速器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡崎 隆司 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所エネルギー研究所内 (72)発明者 登木口 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 垣内 俊二 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 尾崎 典彦 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (7)
- 【請求項１】荷電粒子を直線状の軌道を描かせながら加
速する直線加速部と，該直線加速部で加速した荷電粒子
を周回軌道上で加速する周回加速部を有し、前記直線加
速部で最大エネルギーに達するまでの位置に少なくとも
一つの出射口を有し、かつ前記周回軌道上に少なくとも
一つの出射口を有することを特徴とする荷電粒子加速
器。 - 【請求項２】請求項１において、前記周回加速部から出
射する荷電粒子のエネルギーが可変であることを特徴と
する荷電粒子加速器。 - 【請求項３】請求項１において、前記周回加速部から出
射する荷電粒子のエネルギーが核子当り３５０ＭｅＶ以
下であることを特徴とする荷電粒子加速器。 - 【請求項４】請求項１において、複数種類の荷電粒子を
加速し、出射することを特徴とする荷電粒子加速器。 - 【請求項５】複数種類の荷電粒子を直線状の軌道を描か
せながら加速した後、周回軌道上で加速する加速器であ
って、前記直線状の加速過程で高周波エネルギーが荷電
粒子に加えられる最下流までの位置に少なくとも一つの
出射口を設け、前記周回軌道上に少なくとも一つの出射
口を設けたことを特徴とする荷電粒子加速器。 - 【請求項６】複数種類の荷電粒子を直線状の軌道を描か
せながら加速する直線加速部と、周回軌道上で加速する
周回加速部を備える加速器であって、前記直線状の加速
過程で最大エネルギーに達するまでの複数位置に取り出
し用偏向電磁石を備えた出射口を設け、前記出射口の偏
向電磁石の軌道曲率半径をほぼ等しくしたことを特徴と
する荷電粒子加速器。 - 【請求項７】複数種類の荷電粒子を直線状の軌道を描か
せながら加速した後、周回軌道上で加速する加速器であ
って、前記直線状の加速過程で最大エネルギーに達する
までの位置に取り出し用偏向電磁石を備えた複数の出射
口を設け、前記出射口の偏向電磁石の軌道曲率半径の比
を、取り出す荷電粒子の運動量の比にほぼ等しくしたこ
とを特徴とする荷電粒子加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP376995A JPH08190996A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 荷電粒子加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP376995A JPH08190996A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 荷電粒子加速器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08190996A true JPH08190996A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11566386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP376995A Pending JPH08190996A (ja) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | 荷電粒子加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08190996A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006098056A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Hitachi Ltd | 粒子線照射システム |
| CN103068141A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-24 | 江苏达胜加速器制造有限公司 | 一种加速管 |
-
1995
- 1995-01-13 JP JP376995A patent/JPH08190996A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006098056A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Hitachi Ltd | 粒子線照射システム |
| CN103068141A (zh) * | 2012-12-25 | 2013-04-24 | 江苏达胜加速器制造有限公司 | 一种加速管 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6087670A (en) | Synchrotron type accelerator and medical treatment system employing the same | |
| US6838676B1 (en) | Particle beam processing system | |
| JP4174508B2 (ja) | 荷電粒子加速器 | |
| US20090195194A1 (en) | All-ion accelerator and control method of the same | |
| KR20110053979A (ko) | 고전류 디시 양성자 가속기 | |
| WO2007008234A4 (en) | CHARGED PARTICLE PUSH ENGINE | |
| US8456110B2 (en) | Induction accelerating device and acceleration method of charged particle beam | |
| EP0426861A1 (en) | Method of cooling charged particle beam | |
| JPH08190996A (ja) | 荷電粒子加速器 | |
| JPS6036787A (ja) | 宇宙船推進用電気スラスト装置 | |
| US7015661B2 (en) | Method and apparatus for accelerating charged particles | |
| Clendenin | High-yield positron systems for linear colliders | |
| JP3052957B2 (ja) | 荷電粒子ビーム出射方法及び円形加速器 | |
| Ferrari et al. | Proton driver optimization for new-generation neutrino superbeams to search for sub-leading νµ→ νe oscillations (θ13 angle) | |
| KR20230034349A (ko) | 하전 입자선의 입사 장치 및 그 입사 방법 | |
| US3349335A (en) | Electron accelerator means with means for repeatedly passing the initial electrons through the accelerator | |
| KR102599879B1 (ko) | 이온 생성 장치, 방법 및 프로그램 | |
| JP3547812B2 (ja) | 粒子ビーム装置及びそれを用いた医療装置 | |
| JP2023106745A (ja) | 機能結合型セプタム電磁石とそれを用いた加速器、並びに粒子線治療システム | |
| JP3047830B2 (ja) | 荷電粒子ビーム出射方法及び円形加速器、並びに円形加速器システム | |
| TWI765146B (zh) | 加速器的控制方法、加速器的控制裝置及粒子線治療系統 | |
| Jin et al. | Manipulating the Laser-Driven Proton Bunch with Plasma Wakefield | |
| JPH10106800A (ja) | 荷電粒子ビーム照射装置 | |
| Liu et al. | Numerical investigation of a laser gun injector at CEBAF | |
| Matsuda et al. | Beam commissioning of a multi-purpose compact ion synchrotron |