JPH08293399A - Charged particle accelerator - Google Patents

Charged particle accelerator

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Publication number
JPH08293399A
JPH08293399A JP9635895A JP9635895A JPH08293399A JP H08293399 A JPH08293399 A JP H08293399A JP 9635895 A JP9635895 A JP 9635895A JP 9635895 A JP9635895 A JP 9635895A JP H08293399 A JPH08293399 A JP H08293399A
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JP
Japan
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reference value
frequency
acceleration
current
memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP9635895A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuji Morii
保次 森井
Kenji Katsuki
健治 香月
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP9635895A priority Critical patent/JPH08293399A/en
Publication of JPH08293399A publication Critical patent/JPH08293399A/en
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Abstract

PURPOSE: To smoothly operate a charged particle accelerator by generating a current reference value by a current reference value memory, and generating a frequency reference value of the accelerating voltage by a frequency reference value memory by the same operating clock from a time clock generator. CONSTITUTION: A current reference value memory 7a generates a current reference value of the current to be output from an electromagnetic power source 10, and a frequency reference value memory 7b generates an accelerating voltage reference value by a calculator 8 by the same operating clock from a time clock 14. Therefore, the magnetic field B formed by the current to be supplied from the electromagnetic power source 10 and the accelerating frequency (f) from an oscillator 6 are synchronized with each other, and the smooth operation can be performed. That is, the accelerating voltage is oscillated by the oscillator 6 at the accelerating frequency (f) and amplified by a high-frequency amplifier 4 through an amplitude control circuit 5, and the large power high frequency having synchronization required for acceleration of charged particle beams is supplied to an acceleration cave 3. Therefore, the conventional reference electromagnet, the magnetic field measuring unit and the magnetic field clock generator are dispensed with, and the simplification of the system is achieved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子や陽子やイオン等
の荷電粒子を加速する周波数可変型の荷電粒子加速器に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable frequency charged particle accelerator for accelerating charged particles such as electrons, protons and ions.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、電子や陽子やイオン等の荷電粒
子を加速する加速器としては、シンクロトンがある。図
3は、そのようなシンクロトロンの高周波加速系の構成
を示すブロック図である。
2. Description of the Related Art For example, there is a synchroton as an accelerator for accelerating charged particles such as electrons, protons and ions. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a high frequency acceleration system of such a synchrotron.

【0003】シンクロトロンの主要構成要素としては、
荷電粒子のビームを曲げる偏向電磁石1と、この荷電粒
子ビームを収束させる四極電磁石2と、荷電粒子ビーム
を加速する加速空胴3とがある。この偏向電磁石1は荷
電粒子ビームを曲げて、適切な周回軌道になるよう制御
するものである。これは、荷電粒子ビームのエネルギー
に応じて偏向電磁石1の磁場の強さを制御することによ
り行われる。
The main components of the synchrotron are:
There are a deflection electromagnet 1 for bending a beam of charged particles, a quadrupole electromagnet 2 for converging the beam of charged particles, and an acceleration cavity 3 for accelerating the beam of charged particles. The deflecting electromagnet 1 bends the charged particle beam and controls it so as to form an appropriate orbit. This is performed by controlling the strength of the magnetic field of the deflection electromagnet 1 according to the energy of the charged particle beam.

【0004】一方、加速空胴3で加速電圧を印加し荷電
粒子ビームを加速するに従って、荷電粒子ビームの速度
は速くなる。この場合、荷電粒子ビームは同じ軌道を周
回するので、荷電粒子ビームの加速に応じて周回周波数
は高くなる。従って、荷電粒子ビームの加速に応じて加
速電圧の加速周波数を高くする必要がある。加速周波数
fは、下記(1)式で示される。
On the other hand, as the accelerating cavity 3 applies an accelerating voltage to accelerate the charged particle beam, the velocity of the charged particle beam increases. In this case, since the charged particle beam orbits the same orbit, the orbiting frequency increases as the charged particle beam accelerates. Therefore, it is necessary to increase the acceleration frequency of the acceleration voltage according to the acceleration of the charged particle beam. The acceleration frequency f is shown by the following equation (1).

【0005】[0005]

【数1】 [Equation 1]

【0006】また、偏向電磁石1の磁場Bは、次の
(2)式のように偏向電磁石1に流す電流値I(t)の
関数で示される。ここで、電流値I(t)は時間tの関
数であることを示している。
The magnetic field B of the deflection electromagnet 1 is represented by a function of the current value I (t) flowing in the deflection electromagnet 1 as shown in the following equation (2). Here, it is shown that the current value I (t) is a function of time t.

【0007】B=G(I(t)) … (2) 図4は、この場合のシンクロトロンの運転パターンを示
すものである。荷電粒子ビームを入射した後、時点t1
で荷電粒子ビームの加速を開始し最大エネルギーとなっ
た時点t2以降で出射する。そのためには偏向電磁石1
の磁場Bを高精度に制御する必要がある。即ち、(1)
式より加速空胴3における加速電圧の加速周波数fを求
め、偏向電磁石1に電流を与える電磁石電源10の電流
値Iを高精度に制御して(2)式より適切な偏向電磁石
1の磁場Bを求める必要がある。
B = G (I (t)) (2) FIG. 4 shows an operation pattern of the synchrotron in this case. Time t1 after the charged particle beam is incident
Then, the charged particle beam starts to be accelerated and is emitted after time t2 when the maximum energy is reached. To this end, the bending electromagnet 1
It is necessary to control the magnetic field B of 1 with high precision. That is, (1)
The accelerating frequency f of the accelerating voltage in the accelerating cavity 3 is obtained from the equation, and the current value I of the electromagnet power source 10 that gives a current to the deflection electromagnet 1 is controlled with high accuracy, and the appropriate magnetic field B of the deflection electromagnet 1 is obtained from the equation (2). Need to ask.

【0008】(2)式の関数G(I(t))は、偏向電
磁石1の透磁率の飽和性により、きれいな計算式に乗ら
ない。そこで、図3に示すように、偏向電磁石1の電流
値Iは時間クロック発生器14の時間クロックで動く電
流基準値メモリ7aより電磁石電源10の電流値を制御
する。そして、その結果発生する磁場Bを基準電磁石1
1の磁場測定器12で実測して、磁場Bの変化に応答し
たパルスを出す磁場クロック発生器13の信号で、加速
周波数fを決める周波数基準値メモリ7bの磁場クロッ
クを生成するようにしている。なお、この磁場クロック
は加速電圧基準値メモリ7cやバイアス電流基準値メモ
リ7dのクロックとしても用いられている。加速電圧基
準値メモリ7cは、加速電圧の振幅を時間的に制御する
振幅変調器5に加速電圧基準値を供給するものである。
一方、バイアス電流基準値メモリ7dは、加速空胴3の
チューニングを取るためのバイアス電源9にチューニン
グ基準値を供給するものである。
The function G (I (t)) in the equation (2) does not fit into a clean calculation equation due to the saturation property of the magnetic permeability of the deflection electromagnet 1. Therefore, as shown in FIG. 3, the current value I of the deflection electromagnet 1 controls the current value of the electromagnet power supply 10 from the current reference value memory 7a which is driven by the time clock of the time clock generator 14. Then, the resulting magnetic field B is applied to the reference electromagnet 1
The magnetic field clock of the frequency reference value memory 7b that determines the acceleration frequency f is generated by the signal of the magnetic field clock generator 13 that outputs a pulse in response to the change of the magnetic field B by actually measuring with the magnetic field measuring device 1 of No. 1. . The magnetic field clock is also used as a clock for the acceleration voltage reference value memory 7c and the bias current reference value memory 7d. The acceleration voltage reference value memory 7c supplies the acceleration voltage reference value to the amplitude modulator 5 that temporally controls the amplitude of the acceleration voltage.
On the other hand, the bias current reference value memory 7d supplies a tuning reference value to the bias power supply 9 for tuning the acceleration cavity 3.

【0009】次に、周波数基準値メモリ7bには、上記
(1)式の変換テーブルが記憶されている。このように
して決められた加速周波数fで発振器6で加速電圧を発
振し、振幅制御回路5を経て高周波アンプ4で増幅し
て、加速空胴3に荷電粒子ビームの加速に必要な同期の
取れた大電力高周波を供給する。
Next, the frequency reference value memory 7b stores the conversion table of the above equation (1). The oscillating voltage is oscillated by the oscillator 6 at the accelerating frequency f thus determined, amplified by the high frequency amplifier 4 via the amplitude control circuit 5, and synchronized with the accelerating cavity 3 necessary for accelerating the charged particle beam. Supply high power high frequency.

【0010】このように予め偏向電磁石1の磁場Bと加
速電圧の加速周波数fとを一致させておく必要が合っ
た。偏向電磁石1の磁場Bと加速電圧の加速周波数fが
ずれると荷電粒子ビームが失われてしまうことになるか
らである。
Thus, it is necessary to match the magnetic field B of the deflection electromagnet 1 with the acceleration frequency f of the acceleration voltage in advance. This is because if the magnetic field B of the deflection electromagnet 1 and the acceleration frequency f of the acceleration voltage are deviated, the charged particle beam will be lost.

【0011】ここで、文献Nuclear Instruments and Me
thords A336(1993)391-409の(RF acceleration system
at cooler synchrotron TARN II)のFig.16にも同様の構
成図が紹介されている。また、文献Int.J. Mod. Phys.
A(proc. Suppl) 2A(1993) のP763-765(Successful Appl
ication of Digially Controled RF Accelerating Syst
em for HIMAC Synchrotorns)のFig.1 にも同様の構成図
が紹介されている。
Here, the literature Nuclear Instruments and Me
thords A336 (1993) 391-409 (RF acceleration system
A similar block diagram is also introduced in Fig. 16 of at cooler synchrotron TARN II). In addition, the literature Int. J. Mod. Phys.
A (proc.Suppl) 2A (1993) P763-765 (Successful Appl)
ication of Digially Controled RF Accelerating Syst
A similar block diagram is also introduced in Fig.1 of em for HIMAC Synchrotorns).

【0012】このような磁場クロックが必要なのは、フ
ィードバック系(図示せず)の応答範囲が狭いため、磁
場Bに応じた周波数基準値を出さなければならないため
である。また、計算機8による電流制御の精度が悪かっ
たため、磁場Bを実測しないと必要な精度が得られなか
ったためである。
Such a magnetic field clock is necessary because the feedback system (not shown) has a narrow response range, and a frequency reference value corresponding to the magnetic field B must be output. In addition, the accuracy of the current control by the computer 8 was poor, and the required accuracy could not be obtained unless the magnetic field B was actually measured.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の荷電粒子加速器では、図3から明らかなように時
間クロック発生器14と磁場クロック発生器13との2
つのクロック発生器が必要であり制御が複雑となる。ま
た、電流基準値メモリ7aのパターンを考えるときに、
電流基準値パターンを時間軸で、加速周波数パターンは
磁場Bを軸に作ることになり、その相関関係が難しい。
さらに磁場クロックを作るために基準電磁石11や磁場
測定器12が必要となる。本発明の目的は、時間クロッ
クで動作するようにし制御を簡潔にすると共に装置構成
も簡潔にした荷電粒子加速器を得ることである。
However, in such a conventional charged particle accelerator, as is apparent from FIG. 3, the time clock generator 14 and the magnetic field clock generator 13 are provided.
Two clock generators are required and control is complicated. When considering the pattern of the current reference value memory 7a,
Since the current reference value pattern is made on the time axis and the acceleration frequency pattern is made on the magnetic field B, the correlation is difficult.
Further, the reference electromagnet 11 and the magnetic field measuring device 12 are required to generate the magnetic field clock. An object of the present invention is to obtain a charged particle accelerator which operates with a time clock, has simple control, and has a simple device configuration.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、荷電
粒子のビームを曲げる偏向電磁石に電流を供給する電磁
石電源と、電磁石電源から出力される電流の電流基準値
を発生する電流基準値メモリと、荷電粒子のビームを加
速する加速空胴に加速電圧を出力するための発振器と、
電流基準値メモリから発生される電流基準値のパターン
に対応した加速電圧の加速周波数パターンを演算する計
算機と、計算機で演算した加速電圧の加速周波数パター
ンに従って加速電圧の周波数基準値を発生する周波数基
準値メモリと、電流基準値メモリ及び周波数基準値メモ
リに同一の動作クロックを供給する時間クロック発生器
とを備えている。
According to the invention of claim 1, an electromagnet power source for supplying a current to a deflection electromagnet for bending a beam of charged particles, and a current reference value for generating a current reference value of the current output from the electromagnet power source. A memory and an oscillator for outputting an accelerating voltage to an accelerating cavity for accelerating a beam of charged particles,
A computer that calculates the acceleration frequency pattern of the acceleration voltage corresponding to the pattern of the current reference value generated from the current reference value memory, and a frequency reference that generates the frequency reference value of the acceleration voltage according to the acceleration frequency pattern of the acceleration voltage calculated by the computer. It has a value memory and a time clock generator for supplying the same operating clock to the current reference value memory and the frequency reference value memory.

【0015】請求項2の発明は、発振器からの加速電圧
の振幅を制御する振幅制御回路と、振幅制御回路に加速
電圧基準値を出力する加速電圧基準メモリとを、請求項
1の発明に対して追加して設け、時間クロック発生器
は、加速電圧基準メモリにも同一の動作クロックを供給
するようにしている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an amplitude control circuit for controlling the amplitude of the acceleration voltage from the oscillator, and an acceleration voltage reference memory for outputting the acceleration voltage reference value to the amplitude control circuit. In addition, the time clock generator supplies the same operation clock to the acceleration voltage reference memory.

【0016】請求項3の発明は、加速空胴のチューニン
グをとるバイアス電源と、バイアス電源を制御するバイ
アス電流基準値メモリとを、請求項1又は請求項2の発
明に追加して設け、時間クロック発生器は、バイアス電
流基準値メモリにも同一の動作クロックを供給するよう
にしたことを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子加速
器。
According to a third aspect of the present invention, a bias power source for tuning the acceleration cavity and a bias current reference value memory for controlling the bias power source are provided in addition to the invention of the first or second aspect, and the time is set. The charged particle accelerator according to claim 1, wherein the clock generator supplies the same operation clock to the bias current reference value memory.

【0017】[0017]

【作用】請求項1の発明では、電流基準値メモリから発
生される電流基準値のパターンが決まると、電流基準値
メモリには、その電流基準値のパターンが記憶される。
一方、電流基準値メモリから発生される電流基準値のパ
ターンが決まると、計算機はその電流基準値のパターン
に対応した加速電圧の加速周波数パターンを演算し、周
波数基準値メモリに発振器から発振する加速電圧の加速
周波数パターンを記憶する。そして、電流基準値メモリ
及び周波数基準値メモリは時間クロック発生器からの同
一の動作クロックにて、電流基準値メモリは電磁石電源
から出力される電流の電流基準値を発生し、周波数基準
値メモリは計算機で演算した加速電圧の周波数パターン
に従って加速電圧の周波数基準値を発生する。これによ
り、電磁石電源から供給される電流による磁場と発振器
からの加速周波数とは同期が正しく取れ、円滑な運転が
できる。
According to the present invention, when the pattern of the current reference value generated from the current reference value memory is determined, the current reference value pattern is stored in the current reference value memory.
On the other hand, when the pattern of the current reference value generated from the current reference value memory is determined, the computer calculates the acceleration frequency pattern of the accelerating voltage corresponding to the pattern of the current reference value, and the acceleration oscillated from the oscillator in the frequency reference value memory. The acceleration frequency pattern of voltage is stored. The current reference value memory and the frequency reference value memory generate the current reference value of the current output from the electromagnet power source with the same operation clock from the time clock generator, and the frequency reference value memory A frequency reference value of the acceleration voltage is generated according to the frequency pattern of the acceleration voltage calculated by the computer. As a result, the magnetic field due to the current supplied from the electromagnet power source and the acceleration frequency from the oscillator are correctly synchronized, and smooth operation can be performed.

【0018】請求項2の発明では、請求項1の作用に加
え、時間クロック発生器からのクロックで、加速電圧基
準メモリから振幅制御回路に出力される加速電圧基準値
に基づいて、振幅制御回路で発振器からの加速電圧の振
幅を制御する。
According to the invention of claim 2, in addition to the operation of claim 1, the amplitude control circuit is based on the acceleration voltage reference value output from the acceleration voltage reference memory to the amplitude control circuit by the clock from the time clock generator. Controls the amplitude of the acceleration voltage from the oscillator.

【0019】請求項3の発明では、請求項1又は請求項
2の作用に加え、時間クロック発生器からのクロック
で、バイアス電流基準値メモリからバイアス電源に出力
されるバイアス電流基準値に基づいて、バイアス電源で
加速空胴のチューニングをとる。
According to the invention of claim 3, in addition to the operation of claim 1 or claim 2, based on the bias current reference value output from the bias current reference value memory to the bias power supply by the clock from the time clock generator. Tune the acceleration cavity with a bias power supply.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1は本
発明の第1の実施例を示すブロック構成図である。この
第1の実施例は小型の陽子シンクロトロンで用いられて
いる加速電圧の低い非同調型加速空胴のシステムでの実
施例である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention. The first embodiment is an embodiment of a system of a non-tuning accelerating cavity with a low accelerating voltage used in a compact proton synchrotron.

【0021】まず、電流基準値メモリ7aから発生され
る電流基準値のパターンが決まると、電流基準値メモリ
7aには、その電流基準値のパターンが記憶される。一
方、電流基準値メモリ7aから発生される電流基準値の
パターンが決まると、計算機8はその電流基準値のパタ
ーンに対応した加速電圧の加速周波数パターンを演算
し、周波数基準値メモリ7bに発振器6から発振する加
速電圧の加速周波数パターンを記憶する。そして、電流
基準値メモリ及び周波数基準値メモリ7bは時間クロッ
ク発生器14からの同一の動作クロックにて、電流基準
値メモリ7aは電磁石電源10から出力される電流の電
流基準値を発生し、周波数基準値メモリ7bは計算機8
で演算した加速電圧の周波数パターンに従って加速電圧
の周波数基準値を発生する。これにより、電磁石電源1
0から供給される電流による磁場Bと発振器6からの加
速周波数fとは同期が正しく取れ、円滑な運転ができ
る。つまり、加速周波数fで発振器6で加速電圧を発振
し、振幅制御回路5を経て高周波アンプ4で増幅して、
加速空胴3に荷電粒子ビームの加速に必要な同期の取れ
た大電力高周波を供給する。
First, when the pattern of the current reference value generated from the current reference value memory 7a is determined, the current reference value pattern is stored in the current reference value memory 7a. On the other hand, when the pattern of the current reference value generated from the current reference value memory 7a is determined, the computer 8 calculates the acceleration frequency pattern of the acceleration voltage corresponding to the pattern of the current reference value, and the oscillator 6 is stored in the frequency reference value memory 7b. The acceleration frequency pattern of the acceleration voltage oscillated from is stored. Then, the current reference value memory and the frequency reference value memory 7b generate the current reference value of the current output from the electromagnet power source 10 at the same operation clock from the time clock generator 14, and The reference value memory 7b is the computer 8
A frequency reference value of the accelerating voltage is generated according to the frequency pattern of the accelerating voltage calculated in. As a result, the electromagnet power source 1
The magnetic field B due to the current supplied from 0 and the acceleration frequency f from the oscillator 6 are correctly synchronized, and smooth operation can be performed. That is, the oscillating voltage is oscillated by the oscillator 6 at the accelerating frequency f, amplified by the high frequency amplifier 4 via the amplitude control circuit 5,
The acceleration cavity 3 is supplied with the synchronized high-power high-frequency required for accelerating the charged particle beam.

【0022】計算機8の中には、偏向電磁石1の電流I
と磁場Bの実測値の変換表と、(1)式とを記憶してい
る。荷電粒子ビームの加速に必要な加速パターンに応じ
た電磁石電源10の時間の関数の電流基準値が作られる
と、計算機8は自動的に加速電圧の加速周波数パターン
を演算する。この演算は、偏向電磁石1の電流Iと磁場
Bの実測値の変換表と、(1)式とに基づいて行われ
る。その演算結果である加速周波数パターンは、それぞ
れの基準値メモリ7に格納される。
In the computer 8, the current I of the deflection electromagnet 1 is
And the conversion table of the measured values of the magnetic field B and the equation (1) are stored. When the current reference value as a function of time of the electromagnet power supply 10 is created according to the acceleration pattern required for accelerating the charged particle beam, the calculator 8 automatically calculates the acceleration frequency pattern of the accelerating voltage. This calculation is performed based on the conversion table of the actual values of the current I of the deflection electromagnet 1 and the magnetic field B and the equation (1). The acceleration frequency pattern which is the calculation result is stored in each reference value memory 7.

【0023】時間クロック発生器11のクロックに従っ
て電流基準値メモリ7a及び周波数基準値メモリ7bか
らそれぞれ基準値が出力される。これによって、電磁石
電源10から供給される電流による偏向電磁石1の磁場
Bで荷電粒子ビームが曲げられる。一方、発振器6から
出る高周波は高周波アンプ9で増幅され加速空胴3に供
給されて荷電粒子ビームを加速する。このとき偏向電磁
石1の磁場Bと加速周波数fは数値的な整合が取れ、時
間的にも同期が正しく取れ、荷電粒子ビームは正しく加
速できる。
Reference values are output from the current reference value memory 7a and the frequency reference value memory 7b in accordance with the clock of the time clock generator 11. As a result, the charged particle beam is bent by the magnetic field B of the deflection electromagnet 1 due to the current supplied from the electromagnet power supply 10. On the other hand, the high frequency emitted from the oscillator 6 is amplified by the high frequency amplifier 9 and supplied to the acceleration cavity 3 to accelerate the charged particle beam. At this time, the magnetic field B of the deflecting electromagnet 1 and the acceleration frequency f are numerically matched, the time is synchronized correctly, and the charged particle beam can be correctly accelerated.

【0024】この場合、従来例の基準電磁石11、磁場
測定器12及び磁場クロック発生器13が不要となり、
荷電粒子加速器のシステムが簡素化できる。また基準値
のパターンを作成する際も時間軸のみで考えれば良く、
作成効率が上がる効果がある。
In this case, the reference electromagnet 11, the magnetic field measuring device 12 and the magnetic field clock generator 13 of the conventional example are unnecessary,
The charged particle accelerator system can be simplified. Also, when creating the pattern of the reference value, it is sufficient to consider only the time axis,
This has the effect of increasing the creation efficiency.

【0025】次に、本発明の第2の実施例を説明する。
図2は加速電圧の大きい陽子やイオンシンクロトロンで
用いられる同調型加速空胴のシステムでの実施例であ
る。この第2の実施例の基本構成は、図1に示した第1
の実施例と同じであるが、発振器6からの加速電圧の振
幅を制御する振幅制御回路5に加速電圧基準値を出力す
る加速電圧基準メモリ7cと、加速空胴3のチューニン
グをとるバイアス電源9を制御するバイアス電流基準値
メモリ7dとを追加して設けたものである。そして、時
間クロック発生器14は、加速電圧基準メモリ7c及び
バイアス電流基準値メモリ7dにも、同一の動作クロッ
クを供給するようにしている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2 shows an embodiment of a system of a tunable accelerating cavity used in a proton or ion synchrotron having a high accelerating voltage. The basic configuration of this second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
The acceleration voltage reference memory 7c for outputting the acceleration voltage reference value to the amplitude control circuit 5 for controlling the amplitude of the acceleration voltage from the oscillator 6 and the bias power supply 9 for tuning the acceleration cavity 3 And a bias current reference value memory 7d for controlling the above. Then, the time clock generator 14 supplies the same operation clock to the acceleration voltage reference memory 7c and the bias current reference value memory 7d.

【0026】つまり、加速空胴3のチューニングを取る
ためにフェライト巻線にバイアス電流を流すバイアス電
源9の電流値を加速周波数fに同期を取る。また、加速
電圧の振幅を振幅変調器5で時間的に制御する。これら
の基準値も計算機8で生成され、単一の時間クロックで
他の電磁石電源10の電流値Iや加速周波数fと同様に
制御される。
That is, in order to tune the acceleration cavity 3, the current value of the bias power supply 9 for supplying a bias current to the ferrite winding is synchronized with the acceleration frequency f. Further, the amplitude of the acceleration voltage is temporally controlled by the amplitude modulator 5. These reference values are also generated by the computer 8 and controlled in the same manner as the current value I and the acceleration frequency f of the other electromagnet power source 10 with a single time clock.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、周波数可
変型のシンクロトロンにおいて必要だった基準電磁石や
磁場測定器及び磁場クロック発生器が不要になり、シス
テムが簡素化できる。また基準値のパターンを作成する
際も、磁場の関数のパターンが不要になり、時間の関数
のパターンのみで考えればよく、運転者がパターンを作
成する際の効率が上がる。
As described above, according to the present invention, the reference electromagnet, the magnetic field measuring device and the magnetic field clock generator, which are required in the frequency variable type synchrotron, are not required, and the system can be simplified. Also, when creating the pattern of the reference value, the pattern of the function of the magnetic field becomes unnecessary, and it is sufficient to consider only the pattern of the function of time, and the efficiency of the driver in creating the pattern is improved.

【0028】このように、本発明では、磁場のクロック
が不要になり電流も周波数も時間クロックのみで制御で
きる。これはフィードバック系の応答範囲が拡がったた
めであり、また、学習制御等により計算機による電流制
御が精度向上し電流基準値つまり磁場基準値と実際の磁
場の精度が向上したためである。
As described above, in the present invention, the clock for the magnetic field is not required, and the current and frequency can be controlled only by the time clock. This is because the response range of the feedback system was expanded, and the accuracy of the current control by the computer was improved by learning control, etc., and the accuracy of the current reference value, that is, the magnetic field reference value and the actual magnetic field was improved.

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

【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック構成図。FIG. 1 is a block configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を示すブロック構成図。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】従来例を示すブロック構成図。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional example.

【図4】荷電粒子加速器の運転パターンを示す特性図。FIG. 4 is a characteristic diagram showing an operation pattern of a charged particle accelerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 偏向電磁石 2 四極電磁石 3 加速空胴 4 高周波アンプ 5 振幅変調器 6 発振器 7a 電流基準値メモリ 7b 周波数基準値メモリ 7c 加速電圧基準値メモリ 7d バイアス電流基準値メモリ 8 計算機 9 バイアス電源 10 電磁石電源 11 基準電磁石 12 磁場測定器 13 磁場クロック発生器 14 時間クロック発生器 1 Bending Electromagnet 2 Quadrupole Electromagnet 3 Accelerating Cavity 4 High Frequency Amplifier 5 Amplitude Modulator 6 Oscillator 7a Current Reference Value Memory 7b Frequency Reference Value Memory 7c Acceleration Voltage Reference Value Memory 7d Bias Current Reference Value Memory 8 Calculator 9 Bias Power Supply 10 Electromagnet Power Supply 11 Reference electromagnet 12 Magnetic field measuring instrument 13 Magnetic field clock generator 14 Time clock generator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加速周波数可変型の荷電粒子加速器にお
いて、荷電粒子のビームを曲げる偏向電磁石に電流を供
給する電磁石電源と、前記電磁石電源から出力される電
流の電流基準値を発生する電流基準値メモリと、前記荷
電粒子のビームを加速する加速空胴に加速電圧を出力す
るための発振器と、前記電流基準値メモリから発生され
る電流基準値のパターンに対応した前記加速電圧の加速
周波数パターンを演算する計算機と、前記計算機で演算
した前記加速電圧の加速周波数パターンに従って前記加
速電圧の周波数基準値を発生する周波数基準値メモリ
と、前記電流基準値メモリ及び前記周波数基準値メモリ
に同一の動作クロックを供給する時間クロック発生器と
を備えたことを特徴とする荷電粒子加速器。
1. In a charged particle accelerator of variable acceleration frequency, an electromagnet power supply for supplying a current to a deflection electromagnet that bends a beam of charged particles, and a current reference value for generating a current reference value of a current output from the electromagnet power supply. A memory, an oscillator for outputting an acceleration voltage to an acceleration cavity for accelerating the beam of the charged particles, and an acceleration frequency pattern of the acceleration voltage corresponding to a pattern of a current reference value generated from the current reference value memory. A calculator for calculating, a frequency reference value memory for generating a frequency reference value of the accelerating voltage according to an acceleration frequency pattern of the accelerating voltage calculated by the computer, the same operation clock for the current reference value memory and the frequency reference value memory And a time clock generator for supplying the charged particle accelerator.
【請求項2】 前記発振器からの加速電圧の振幅を制御
する振幅制御回路と、前記振幅制御回路に加速電圧基準
値を出力する加速電圧基準メモリとを追加して設け、前
記時間クロック発生器は、前記加速電圧基準メモリにも
同一の動作クロックを供給するようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の荷電粒子加速器。
2. An amplitude control circuit for controlling the amplitude of the acceleration voltage from the oscillator, and an acceleration voltage reference memory for outputting an acceleration voltage reference value to the amplitude control circuit are additionally provided, and the time clock generator is provided. The charged particle accelerator according to claim 1, wherein the same operation clock is supplied to the acceleration voltage reference memory.
【請求項3】 前記加速空胴のチューニングをとるバイ
アス電源と、前記バイアス電源を制御するバイアス電流
基準値メモリとを追加して設け、前記時間クロック発生
器は、前記バイアス電流基準値メモリにも前記同一の動
作クロックを供給するようにしたことを特徴とする請求
項1又は請求項2に記載の荷電粒子加速器。
3. A bias power supply for tuning the acceleration cavity and a bias current reference value memory for controlling the bias power supply are additionally provided, and the time clock generator is also provided in the bias current reference value memory. The charged particle accelerator according to claim 1, wherein the same operation clock is supplied.
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