JPH0831598A - 電子線形加速器 - Google Patents
電子線形加速器Info
- Publication number
- JPH0831598A JPH0831598A JP16812494A JP16812494A JPH0831598A JP H0831598 A JPH0831598 A JP H0831598A JP 16812494 A JP16812494 A JP 16812494A JP 16812494 A JP16812494 A JP 16812494A JP H0831598 A JPH0831598 A JP H0831598A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- klystron
- vacuum
- waveguide
- electron
- linear accelerator
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 加速管に大きなマイクロ波パワーを投入でき
る電子線形加速器を提供する。 【構成】 クライストロン３４と加速管３２の間を真空
導波管１で直接接続するとともに、真空導波管１を同一
垂直平面に沿わせて設ける。従来のようにベロー３８や
高周波窓３９やＥ面ベンド導波管４４で放電が発生しク
ライストロン３４が破損することがない。
る電子線形加速器を提供する。 【構成】 クライストロン３４と加速管３２の間を真空
導波管１で直接接続するとともに、真空導波管１を同一
垂直平面に沿わせて設ける。従来のようにベロー３８や
高周波窓３９やＥ面ベンド導波管４４で放電が発生しク
ライストロン３４が破損することがない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電子線形加速器に関
し、特に、電子ビームを出射する電子銃と、その電子銃
から出射された電子ビームを、所定のエネルギを有する
ように加速するための加速管と、その加速管に電子ビー
ムを加速するためのマイクロ波エネルギを供給するクラ
イストロンとを備えた電子線形加速器に関する。
し、特に、電子ビームを出射する電子銃と、その電子銃
から出射された電子ビームを、所定のエネルギを有する
ように加速するための加速管と、その加速管に電子ビー
ムを加速するためのマイクロ波エネルギを供給するクラ
イストロンとを備えた電子線形加速器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、シンクロトロン放射光装置
（たとえば、材料分析装置、超超ＬＳＩ用の露光装置、
医学用診断装置）の電子ビーム源として電子線形加速器
が使用されている。
（たとえば、材料分析装置、超超ＬＳＩ用の露光装置、
医学用診断装置）の電子ビーム源として電子線形加速器
が使用されている。
【０００３】図５は従来の電子線形加速器の構成を示す
平面図である。図５を参照して、この電子線形加速器
は、電子銃３１、加速管３２およびクライストロンシス
テム３３を備え、クライストロンシステム３３は、クラ
イストロン３４、クライストロンタンク３５および制御
電源３６を含む。また、この電子線形加速器は、クライ
ストロン３４と加速管３２のマイクロ波投入口３２ａの
間に設けられた真空導波管３７、ベロー３８および高周
波窓３９を備える。また、この電子線形加速器は、高周
波窓３９の近傍に設けられた光センサ４０と、排気管４
１を介して真空導波管３７に接続されたイオンポンプ
（真空ポンプ）４２を備える。
平面図である。図５を参照して、この電子線形加速器
は、電子銃３１、加速管３２およびクライストロンシス
テム３３を備え、クライストロンシステム３３は、クラ
イストロン３４、クライストロンタンク３５および制御
電源３６を含む。また、この電子線形加速器は、クライ
ストロン３４と加速管３２のマイクロ波投入口３２ａの
間に設けられた真空導波管３７、ベロー３８および高周
波窓３９を備える。また、この電子線形加速器は、高周
波窓３９の近傍に設けられた光センサ４０と、排気管４
１を介して真空導波管３７に接続されたイオンポンプ
（真空ポンプ）４２を備える。
【０００４】電子銃３１は、たとえば熱陰極管構造をし
ており、所定の電流値の電子ビームＥＢを加速管３２内
に出射する。
ており、所定の電流値の電子ビームＥＢを加速管３２内
に出射する。
【０００５】加速管３２は、円筒導波管の中に複数のデ
ィスク（中心に孔があけられた円板）を所定の間隔で設
けたものである。
ィスク（中心に孔があけられた円板）を所定の間隔で設
けたものである。
【０００６】クライストロンシステム３３は、所定の周
波数（２８５６Ｈｚ）で発振する発振器であり、加速管
３２内に所定のパワーのマイクロ波を供給して加速管３
２内に加速電場を形成するものである。クライストロン
３４は発振管であり、クライストロンタンク３５はその
ソケットに相当するものである。クライストロンタンク
３５は多量の絶縁オイルを含む重量物であるので、図６
に示すように、床面４３に直接設置される。
波数（２８５６Ｈｚ）で発振する発振器であり、加速管
３２内に所定のパワーのマイクロ波を供給して加速管３
２内に加速電場を形成するものである。クライストロン
３４は発振管であり、クライストロンタンク３５はその
ソケットに相当するものである。クライストロンタンク
３５は多量の絶縁オイルを含む重量物であるので、図６
に示すように、床面４３に直接設置される。
【０００７】真空導波管３７は、長方形の開口部を持つ
金属製の筒であり、クライストロン４から出射されたマ
イクロ波をベロー３８および高周波窓３９を介して加速
管３２に伝搬させる。
金属製の筒であり、クライストロン４から出射されたマ
イクロ波をベロー３８および高周波窓３９を介して加速
管３２に伝搬させる。
【０００８】ベロー３８は、設置工事の際にクライスト
ロン３４と加速管３２の微妙な位置ずれを吸収するため
に設けられている。すなわち、加速管２３もクライスト
ロンタンク３５も重量物であるので、床面４３に設置し
た後に微妙な位置ずれを修正することが容易でないから
である。
ロン３４と加速管３２の微妙な位置ずれを吸収するため
に設けられている。すなわち、加速管２３もクライスト
ロンタンク３５も重量物であるので、床面４３に設置し
た後に微妙な位置ずれを修正することが容易でないから
である。
【０００９】高周波窓３９は、高純度のアルミナセラミ
ックで形成されており、マイクロ波を通すが気体を通さ
ない特性を持つ。高周波窓３９は、数年に一度クライス
トロン３４を交換する際に加速管３２内が大気にさらさ
れるのを防止するために設けられる。
ックで形成されており、マイクロ波を通すが気体を通さ
ない特性を持つ。高周波窓３９は、数年に一度クライス
トロン３４を交換する際に加速管３２内が大気にさらさ
れるのを防止するために設けられる。
【００１０】光センサ４０は、高周波窓３９の放電を検
知してクライストロンシステム３３の制御電源３６の出
力を停止させクライストロン３４の発振を停止させるた
めに設けられている。放電が発生した場合にクライスト
ロン３４の発振を停止させないとクライストロン３４が
破損するからである。光センサ４０を高周波窓３９の近
傍に設けているのは、マイクロ波パワーが直接通過する
高周波窓３９で最も放電が生じやすいからである。
知してクライストロンシステム３３の制御電源３６の出
力を停止させクライストロン３４の発振を停止させるた
めに設けられている。放電が発生した場合にクライスト
ロン３４の発振を停止させないとクライストロン３４が
破損するからである。光センサ４０を高周波窓３９の近
傍に設けているのは、マイクロ波パワーが直接通過する
高周波窓３９で最も放電が生じやすいからである。
【００１１】高周波窓３９以外では、ベロー３８で放電
が生じやすい。ベロー３８の内面の凸部で電気力線の密
度が高くなるからである。
が生じやすい。ベロー３８の内面の凸部で電気力線の密
度が高くなるからである。
【００１２】また、図７に示すように、上方から見て真
空導波管３７に折れ曲がり部３７ａがある場合、その部
分で放電が発生しやすい。すなわち、そのような折れ曲
がり部３７ａがある場合は少なくとも一箇所にＥ面ベン
ド導波管４４が使用される。Ｅ面ベンド導波管４４は、
図８に示すように、長方形の開口部を持ち、開口部の長
辺を内側にして折り曲げられた形状をしている。この開
口部をマイクロ波が伝搬するとき開口部の短辺方向に電
気力線が生じる。従って、折れ曲がり部の内側の角（開
口部の長辺）で電気力線の密度が高くなり、放電が発生
しやすい。
空導波管３７に折れ曲がり部３７ａがある場合、その部
分で放電が発生しやすい。すなわち、そのような折れ曲
がり部３７ａがある場合は少なくとも一箇所にＥ面ベン
ド導波管４４が使用される。Ｅ面ベンド導波管４４は、
図８に示すように、長方形の開口部を持ち、開口部の長
辺を内側にして折り曲げられた形状をしている。この開
口部をマイクロ波が伝搬するとき開口部の短辺方向に電
気力線が生じる。従って、折れ曲がり部の内側の角（開
口部の長辺）で電気力線の密度が高くなり、放電が発生
しやすい。
【００１３】なお、折れ曲がり部３７ａにはＥ面ベンド
導波管４４の他にＨ面ベンド導波管４５が使用される。
Ｈ面ベンド導波管４５は、図９に示すように、長方形の
開口部をもち、開口部の短辺を内側にして折り曲げられ
た形状をしている。この開口部をマイクロ波が伝搬する
ときも開口部の短辺方向に電気力線が生じるが、折れ曲
がり部で電気力線の密度が高くなることはない。したが
って、Ｈ面ベンド導波管４５では放電が発生しにくい。
なお、上方から見て真空導波管３７に折れ曲がり部３７
ａがない場合は、真空導波管３７は直線部とＨ面ベンド
導波管４５のみで構成される。
導波管４４の他にＨ面ベンド導波管４５が使用される。
Ｈ面ベンド導波管４５は、図９に示すように、長方形の
開口部をもち、開口部の短辺を内側にして折り曲げられ
た形状をしている。この開口部をマイクロ波が伝搬する
ときも開口部の短辺方向に電気力線が生じるが、折れ曲
がり部で電気力線の密度が高くなることはない。したが
って、Ｈ面ベンド導波管４５では放電が発生しにくい。
なお、上方から見て真空導波管３７に折れ曲がり部３７
ａがない場合は、真空導波管３７は直線部とＨ面ベンド
導波管４５のみで構成される。
【００１４】次に、この電子線形加速器の動作について
説明する。まず、電子銃３１、加速管３２および真空導
波管３７内を高真空（１×１０-8Ｔｏｒｒ程度）に排気
する。次いで、クライストロンシステム３３から所定の
パワーのマイクロ波を加速管３２に供給する。これによ
り、加速管３２内に加速電場が形成される。次いで、電
子銃３１から所定の電流値の電子ビームＥＢを出射す
る。電子ビームＥＢは加速管３２内で所定のエネルギに
加速され、たとえば次段の加速管３２に出射される。
説明する。まず、電子銃３１、加速管３２および真空導
波管３７内を高真空（１×１０-8Ｔｏｒｒ程度）に排気
する。次いで、クライストロンシステム３３から所定の
パワーのマイクロ波を加速管３２に供給する。これによ
り、加速管３２内に加速電場が形成される。次いで、電
子銃３１から所定の電流値の電子ビームＥＢを出射す
る。電子ビームＥＢは加速管３２内で所定のエネルギに
加速され、たとえば次段の加速管３２に出射される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子線形加速器にあっては、上述のとおり、高周波窓
３９やベロー３８やＥ面ベンド導波管４４で放電が発生
し、クライストロン３４が破損するおそれがあること、
高周波窓３９やベロー３８自体が破損するおそれがあ
ること、排気管４１の排気孔からマイクロ波が漏洩す
るおそれがあることから、加速管３２に大きなマイクロ
波パワーを投入できなかった。
電子線形加速器にあっては、上述のとおり、高周波窓
３９やベロー３８やＥ面ベンド導波管４４で放電が発生
し、クライストロン３４が破損するおそれがあること、
高周波窓３９やベロー３８自体が破損するおそれがあ
ること、排気管４１の排気孔からマイクロ波が漏洩す
るおそれがあることから、加速管３２に大きなマイクロ
波パワーを投入できなかった。
【００１６】そのため、従来の電子線形加速器にあって
は、加速管３２における加速勾配（単位長さ当たりの電
子ビームＥＢの加速量）を１０（ＭｅＶ）程度以上にす
ることができず、所望のビームエネルギを得るためには
加速管３２を長くせざるを得なかった。
は、加速管３２における加速勾配（単位長さ当たりの電
子ビームＥＢの加速量）を１０（ＭｅＶ）程度以上にす
ることができず、所望のビームエネルギを得るためには
加速管３２を長くせざるを得なかった。
【００１７】それゆえに、この発明の主たる目的は、加
速管に大きなマイクロ波パワーを投入できる電子線形加
速器を提供することである。
速管に大きなマイクロ波パワーを投入できる電子線形加
速器を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明の電子線形加速
器は、電子ビームを出射する電子銃と、前記電子銃から
出射された電子ビームを、所定のエネルギを有するよう
に加速するための加速管と、前記加速管に前記電子ビー
ムを加速するためのマイクロ波エネルギを供給するクラ
イストロンとを備えた電子線形加速器において、前記加
速管と前記クライストロンは真空導波管によって直接接
続されていることを特徴としている。
器は、電子ビームを出射する電子銃と、前記電子銃から
出射された電子ビームを、所定のエネルギを有するよう
に加速するための加速管と、前記加速管に前記電子ビー
ムを加速するためのマイクロ波エネルギを供給するクラ
イストロンとを備えた電子線形加速器において、前記加
速管と前記クライストロンは真空導波管によって直接接
続されていることを特徴としている。
【００１９】また、前記真空導波管は同一垂直平面に沿
って設けられていることとしてもよい。
って設けられていることとしてもよい。
【００２０】また、前記加速管と前記クライストロンの
位置関係を調整するために、前記クライストロンに関連
して位置調整装置を設けてもよい。
位置関係を調整するために、前記クライストロンに関連
して位置調整装置を設けてもよい。
【００２１】また、前記真空導波管内の真空度を測定す
るための真空度測定手段と、前記真空度測定手段によっ
て測定した真空度が所定の値より低下したことに応じて
前記クライストロンの発振を停止させる発振制御手段と
を設けてもよい。
るための真空度測定手段と、前記真空度測定手段によっ
て測定した真空度が所定の値より低下したことに応じて
前記クライストロンの発振を停止させる発振制御手段と
を設けてもよい。
【００２２】また、前記真空導波管の側壁に該真空導波
管内を真空に排気するための排気孔が設けられ、該排気
孔の半径ｒ（ｍｍ）とその長さＬ（ｍｍ）とその数Ｎ
（個）がＬ≒４ｒおよびＮ≒３００／ｒ2 の関係式を満
たすこととしてもよい。
管内を真空に排気するための排気孔が設けられ、該排気
孔の半径ｒ（ｍｍ）とその長さＬ（ｍｍ）とその数Ｎ
（個）がＬ≒４ｒおよびＮ≒３００／ｒ2 の関係式を満
たすこととしてもよい。
【００２３】
【作用】この発明に係る電子線形加速器にあっては、加
速管とクライストロンを真空導波管によって直接接続す
るので、従来のようにマイクロ波パワーによって高周波
窓やベローで放電が発生したり、それらが破損すること
がない。したがって、従来より大きなマイクロ波パワー
を加速管に投入できる。
速管とクライストロンを真空導波管によって直接接続す
るので、従来のようにマイクロ波パワーによって高周波
窓やベローで放電が発生したり、それらが破損すること
がない。したがって、従来より大きなマイクロ波パワー
を加速管に投入できる。
【００２４】また、真空導波管を同一垂直平面に沿わせ
て設ければ、Ｅ面ベンド導波管を使用する必要がなく、
Ｅ面ベンド導波管で放電が発生することがない。したが
って、従来より大きなマイクロ波パワーを加速管に投入
できる。
て設ければ、Ｅ面ベンド導波管を使用する必要がなく、
Ｅ面ベンド導波管で放電が発生することがない。したが
って、従来より大きなマイクロ波パワーを加速管に投入
できる。
【００２５】また、加速管とクライストロンの位置関係
を調整するための位置調整装置を設ければ、床面に設置
した後の加速管とクライストロンの微妙な位置ずれを調
整することができ、設置工事を容易に行なえる。
を調整するための位置調整装置を設ければ、床面に設置
した後の加速管とクライストロンの微妙な位置ずれを調
整することができ、設置工事を容易に行なえる。
【００２６】また、放電の発生などにより真空導波管内
の真空度が所定の値より低下したときにクライストロン
の発振を停止させるようにすれば、クライストロンの破
損を防止できる。
の真空度が所定の値より低下したときにクライストロン
の発振を停止させるようにすれば、クライストロンの破
損を防止できる。
【００２７】また、排気孔の半径ｒ（ｍｍ）とその長さ
Ｌ（ｍｍ）とその数Ｎ（個）がＬ≒４ｒおよびＮ≒３０
０／ｒ2 の関係式を満たすように設定すれば、排気特性
を良好に保ちつつマイクロ波の漏洩を防止できる。
Ｌ（ｍｍ）とその数Ｎ（個）がＬ≒４ｒおよびＮ≒３０
０／ｒ2 の関係式を満たすように設定すれば、排気特性
を良好に保ちつつマイクロ波の漏洩を防止できる。
【００２８】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による電子線形加
速器の構成を示す一部破断した平面図である。図１を参
照して、この電子線形加速器は、電子銃３１、加速管３
２およびクライストロンシステム３３を備え、クライス
トロンシステム３３は、クライストロン３４、クライス
トロンタンク３５および制御電源３６を含む。また、こ
の電子線形加速器は、クライストロン３４と加速管３２
のマイクロ波投入口３２ａの間に設けられた真空導波管
１と、排気管２を介して真空導波管１に接続されたイオ
ンポンプ４２を備える。
速器の構成を示す一部破断した平面図である。図１を参
照して、この電子線形加速器は、電子銃３１、加速管３
２およびクライストロンシステム３３を備え、クライス
トロンシステム３３は、クライストロン３４、クライス
トロンタンク３５および制御電源３６を含む。また、こ
の電子線形加速器は、クライストロン３４と加速管３２
のマイクロ波投入口３２ａの間に設けられた真空導波管
１と、排気管２を介して真空導波管１に接続されたイオ
ンポンプ４２を備える。
【００２９】この電子線形加速器が図５で示した従来の
電子線形加速器と異なる主な点は、クライストロン３４
と加速管３２のマイクロ波投入口３２ａが真空導波管１
によって直接接続されており、従来のようにベロー３
８、高周波窓３９および光センサ４０が設けられていな
い点である。
電子線形加速器と異なる主な点は、クライストロン３４
と加速管３２のマイクロ波投入口３２ａが真空導波管１
によって直接接続されており、従来のようにベロー３
８、高周波窓３９および光センサ４０が設けられていな
い点である。
【００３０】ベロー３８は、上述のとおり、設置工事の
際にクライストロン３４と加速管３２の微妙な位置ずれ
を吸収するために設けられていたが、マイクロ波パワー
を大きくすると破損したり、放電を発生するおそれがあ
った。そこで、この実施例ではベロー３８を除去し、ク
ライストロン３４と加速管３２の位置ずれを吸収する手
段として図２に示すような位置調整装置１０をクライス
トロンタンク３５に設けた。位置調整装置１０は、たと
えばクライストロンタンク３５の下部の四隅に固定され
るナット部１０ａとナット部１０ａに螺合されるボルト
部１０ｂから構成される。
際にクライストロン３４と加速管３２の微妙な位置ずれ
を吸収するために設けられていたが、マイクロ波パワー
を大きくすると破損したり、放電を発生するおそれがあ
った。そこで、この実施例ではベロー３８を除去し、ク
ライストロン３４と加速管３２の位置ずれを吸収する手
段として図２に示すような位置調整装置１０をクライス
トロンタンク３５に設けた。位置調整装置１０は、たと
えばクライストロンタンク３５の下部の四隅に固定され
るナット部１０ａとナット部１０ａに螺合されるボルト
部１０ｂから構成される。
【００３１】高周波窓３９は、上述のとおり、クライス
トロン３４の交換の際に加速管３２内が大気にさらされ
るのを防止するために設けられていたが、ベロー３８と
同様、マイクロ波パワーを大きくすると破損したり、放
電を発生したりするおそれがあった。クライストロン３
４の交換は数年に一度であり、高周波窓３９を除去した
ことによる不利益よりも、利益の方が大きい。
トロン３４の交換の際に加速管３２内が大気にさらされ
るのを防止するために設けられていたが、ベロー３８と
同様、マイクロ波パワーを大きくすると破損したり、放
電を発生したりするおそれがあった。クライストロン３
４の交換は数年に一度であり、高周波窓３９を除去した
ことによる不利益よりも、利益の方が大きい。
【００３２】光センサ４０は、上述のとおり、高周波窓
３９の放電による発光を検知してクライストロン３４の
発振を停止させるために設けられていたが、この実施例
では高周波窓３９とともに除去した。その代わり、真空
導波管１内で放電が発生した場合に真空導波管１内の真
空度が低下することと、イオンポンプ４２のイオン電流
が真空度に応じて変化することに着目し、イオン電流が
所定の値を越えた場合にクライストロンシステム３３の
制御電源３６の出力を停止させることとした。
３９の放電による発光を検知してクライストロン３４の
発振を停止させるために設けられていたが、この実施例
では高周波窓３９とともに除去した。その代わり、真空
導波管１内で放電が発生した場合に真空導波管１内の真
空度が低下することと、イオンポンプ４２のイオン電流
が真空度に応じて変化することに着目し、イオン電流が
所定の値を越えた場合にクライストロンシステム３３の
制御電源３６の出力を停止させることとした。
【００３３】また、図７で説明したように、上方から見
て真空導波管３７に折れ曲がり部３７ａがあるとその部
分で放電が発生しやすいので、この実施例では図４に示
すように、真空導波管１はそのような折れ曲がり部３７
ａを含まないように構成される。すなわち、真空導波管
１は同一垂直平面に沿って設けられ、Ｅ面ベンド導波管
４４は使用されない。
て真空導波管３７に折れ曲がり部３７ａがあるとその部
分で放電が発生しやすいので、この実施例では図４に示
すように、真空導波管１はそのような折れ曲がり部３７
ａを含まないように構成される。すなわち、真空導波管
１は同一垂直平面に沿って設けられ、Ｅ面ベンド導波管
４４は使用されない。
【００３４】また、図１の電子線形加速器が図５の従来
の電子線形加速器と異なる他の点は、排気管２の排気孔
３の寸法および数が排気特性が良好で、かつマイクロ波
の漏洩が小さくなるように設定されている点である。従
来は排気特性が良くなるように排気管４１にはイオンポ
ンプ４２の吸気口と同程度の半径の排気孔が１つ設けら
れていた。
の電子線形加速器と異なる他の点は、排気管２の排気孔
３の寸法および数が排気特性が良好で、かつマイクロ波
の漏洩が小さくなるように設定されている点である。従
来は排気特性が良くなるように排気管４１にはイオンポ
ンプ４２の吸気口と同程度の半径の排気孔が１つ設けら
れていた。
【００３５】図３（ａ）は排気管２の構成を示す正面
図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
図３を参照して、排気管２は、その一端が真空導波管１
に接合されており、真空導波管１内と導通する複数の排
気孔３と、その他端に設けられたフランジ４を含む。フ
ランジ４は真空ポンプ４２の吸気口に接続される。
図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
図３を参照して、排気管２は、その一端が真空導波管１
に接合されており、真空導波管１内と導通する複数の排
気孔３と、その他端に設けられたフランジ４を含む。フ
ランジ４は真空ポンプ４２の吸気口に接続される。
【００３６】排気孔３の半径ｒ（ｍｍ）と、その長さＬ
（ｍｍ）と、その数Ｎ（個）は、式Ｌ≒４ｒ …と、
式Ｎ≒３００／ｒ2 …を満たすように設定されてい
る。以下、この理由を詳細に説明する。
（ｍｍ）と、その数Ｎ（個）は、式Ｌ≒４ｒ …と、
式Ｎ≒３００／ｒ2 …を満たすように設定されてい
る。以下、この理由を詳細に説明する。
【００３７】排気孔３の寸法ｒ，Ｌと数Ｎは、２つの条
件を満たす必要がある。第１の条件は、真空導波管１か
ら排気孔３に漏れるマイクロ波の漏れ量Ｗを−６０（ｄ
Ｂ）以下に抑制できることである。また第２の条件は、
真空導波管１内の到達真空度を２×１０-7（Ｔｏｒｒ）
以下にできることである。
件を満たす必要がある。第１の条件は、真空導波管１か
ら排気孔３に漏れるマイクロ波の漏れ量Ｗを−６０（ｄ
Ｂ）以下に抑制できることである。また第２の条件は、
真空導波管１内の到達真空度を２×１０-7（Ｔｏｒｒ）
以下にできることである。
【００３８】まず、第１の条件を検討する。排気孔３を
円筒導波管と見なすと、伝搬可能な最低次モードである
ＴＥ11モードの遮断波長λc は式λc ＝２πｒ／１．８
４１＝３．４１２９ｒ …で表され、伝搬定数Γは式
Γ＝［（２π／λc ）2 −（２π／λ）2 ］1/2 …
で表される。
円筒導波管と見なすと、伝搬可能な最低次モードである
ＴＥ11モードの遮断波長λc は式λc ＝２πｒ／１．８
４１＝３．４１２９ｒ …で表され、伝搬定数Γは式
Γ＝［（２π／λc ）2 −（２π／λ）2 ］1/2 …
で表される。
【００３９】伝搬するマイクロ波の周波数は２８５６
（ＭＨｚ）であるので、その波長λは０．１０５（ｍ）
である。この値と式を式に代入すると、式Γ＝５
９．８６［（１／３２．５ｒ）2 −１］1/2 …が得
られる。
（ＭＨｚ）であるので、その波長λは０．１０５（ｍ）
である。この値と式を式に代入すると、式Γ＝５
９．８６［（１／３２．５ｒ）2 −１］1/2 …が得
られる。
【００４０】また、排気孔３からの漏れ量Ｗ（ｄＢ）は
式Ｗ＝２０ｌｏｇｅｘｐ（−ΓＬ）＝−８．６８６ΓＬ
…で表される。ここで漏れ量Ｗ＝−６０（ｄＢ）と
し、式を解くと、近似的に式Ｌ≒４ｒ …が得ら
れる。
式Ｗ＝２０ｌｏｇｅｘｐ（−ΓＬ）＝−８．６８６ΓＬ
…で表される。ここで漏れ量Ｗ＝−６０（ｄＢ）と
し、式を解くと、近似的に式Ｌ≒４ｒ …が得ら
れる。
【００４１】次に第２の条件を検討する。真空導波管１
内を排気孔３を介して真空ポンプ４２で真空引きした場
合、真空ポンプ４２の排気速度Ｓ（ｌ／ｓ）が実効的に
低下したと見なし得る。それを実効排気速度Ｓeff （ｌ
／ｓ）とすると、式１／Ｓef f ＝１／Ｓ＋１／ＮＣ …
が成り立つ。ただし、Ｃは排気孔３の１個あたりのコ
ンダクタンスである。
内を排気孔３を介して真空ポンプ４２で真空引きした場
合、真空ポンプ４２の排気速度Ｓ（ｌ／ｓ）が実効的に
低下したと見なし得る。それを実効排気速度Ｓeff （ｌ
／ｓ）とすると、式１／Ｓef f ＝１／Ｓ＋１／ＮＣ …
が成り立つ。ただし、Ｃは排気孔３の１個あたりのコ
ンダクタンスである。
【００４２】コンダクタンスＣは、式Ｃ（ｍ3 ／Ｓ）＝
１１６πｒ2 ×Ｋ2 …で表される。ただし、Ｋ2 ＝
（Ｌ／２ｒ＋１）A ｅｘｐ（−ＢＬ／２ｒ）、Ａ＝−
９．５４１×１０-1、Ｂ＝−６．００４×１０-3であ
る。
１１６πｒ2 ×Ｋ2 …で表される。ただし、Ｋ2 ＝
（Ｌ／２ｒ＋１）A ｅｘｐ（−ＢＬ／２ｒ）、Ａ＝−
９．５４１×１０-1、Ｂ＝−６．００４×１０-3であ
る。
【００４３】真空導波管１として規格番号ＷＲ２８４の
ものを使用した場合、その表面積とガス放出率から式ｐ
0 Ｓeff ＝１．０×１０-6（Ｔｏｒｒｌ／ｓ） …が
成り立つ。ただし、ｐ0 はイオンポンプ４２の吸気口で
の到達真空度である。
ものを使用した場合、その表面積とガス放出率から式ｐ
0 Ｓeff ＝１．０×１０-6（Ｔｏｒｒｌ／ｓ） …が
成り立つ。ただし、ｐ0 はイオンポンプ４２の吸気口で
の到達真空度である。
【００４４】我々の電子線形加速器において実測する
と、真空導波管１内で最も真空度が低い位置の真空度
は、イオンポンプ４２の吸気口における到達真空度ｐ0
の約４倍低かった。上述のとおり、その最も真空度が低
い位置の真空度を２×１０-7（Ｔｏｒｒ）にしなければ
ならないので、ｐ0 ＝２×１０-7／４＝５×１０-8（Ｔ
ｏｒｒ）となる。
と、真空導波管１内で最も真空度が低い位置の真空度
は、イオンポンプ４２の吸気口における到達真空度ｐ0
の約４倍低かった。上述のとおり、その最も真空度が低
い位置の真空度を２×１０-7（Ｔｏｒｒ）にしなければ
ならないので、ｐ0 ＝２×１０-7／４＝５×１０-8（Ｔ
ｏｒｒ）となる。
【００４５】この値を式に代入すると、Ｓeff ＝２０
（ｌ／ｓ）となる。さらに、これと式を式に代入す
ると、近似的に式Ｎ≒３００／ｒ2 …が得られる。
（ｌ／ｓ）となる。さらに、これと式を式に代入す
ると、近似的に式Ｎ≒３００／ｒ2 …が得られる。
【００４６】この実施例においては、ベロー３８と高周
波窓３９を除去したので、これらがマイクロ波パワーに
よって破損することがない。また、真空導波管３７の折
れ曲がり部３７ａとベロー３８と高周波窓３９を除去し
たので、これらで放電が発生してクライストロン３４が
破損することがない。また、排気孔３の寸法ｒ，Ｌおよ
び数Ｎが式を満たすようにしたので、マイクロ波が
排気孔３に漏洩することがない。したがって、従来より
大きなマイクロ波パワーを加速管３２内に投入できる。
波窓３９を除去したので、これらがマイクロ波パワーに
よって破損することがない。また、真空導波管３７の折
れ曲がり部３７ａとベロー３８と高周波窓３９を除去し
たので、これらで放電が発生してクライストロン３４が
破損することがない。また、排気孔３の寸法ｒ，Ｌおよ
び数Ｎが式を満たすようにしたので、マイクロ波が
排気孔３に漏洩することがない。したがって、従来より
大きなマイクロ波パワーを加速管３２内に投入できる。
【００４７】我々の装置においては加速管３２内の加速
勾配を従来の１０（ＭｅＶ）から２２（ＭｅＶ）に倍増
することが可能になり、所望のエネルギを得るために必
要な加速管３２の長さを半減することができた。したが
って、シンクロトロン放射光装置の電子ビーム源として
この電子線形加速器を用いれば、システム全体を小型化
することができ、建物コストなどを大幅に削減できる。
勾配を従来の１０（ＭｅＶ）から２２（ＭｅＶ）に倍増
することが可能になり、所望のエネルギを得るために必
要な加速管３２の長さを半減することができた。したが
って、シンクロトロン放射光装置の電子ビーム源として
この電子線形加速器を用いれば、システム全体を小型化
することができ、建物コストなどを大幅に削減できる。
【００４８】
【発明の効果】以上のように、この発明にあっては、加
速管とクライストロンと真空導波管によって直接接続す
るので、従来のようにマイクロ波パワーによって高周波
窓やベローで放電が発生したり、それらが破損すること
がない。したがって、従来より大きなマイクロ波パワー
を加速管に投入できる。
速管とクライストロンと真空導波管によって直接接続す
るので、従来のようにマイクロ波パワーによって高周波
窓やベローで放電が発生したり、それらが破損すること
がない。したがって、従来より大きなマイクロ波パワー
を加速管に投入できる。
【００４９】また、真空導波管を同一垂直平面に沿わせ
て設ければ、Ｅ面ベンド導波管を使用する必要がなく、
Ｅ面ベンド導波管で放電が発生することがない。したが
って、従来より大きなマイクロ波パワーを加速管に投入
できる。
て設ければ、Ｅ面ベンド導波管を使用する必要がなく、
Ｅ面ベンド導波管で放電が発生することがない。したが
って、従来より大きなマイクロ波パワーを加速管に投入
できる。
【００５０】また、加速管とクライストロンの位置関係
を調整するための位置調整装置を設ければ、床面に設置
した後の加速管とクライストロンの微妙な位置ずれを調
整することができ、設置工事を容易に行なえる。
を調整するための位置調整装置を設ければ、床面に設置
した後の加速管とクライストロンの微妙な位置ずれを調
整することができ、設置工事を容易に行なえる。
【００５１】また、放電の発生などにより真空導波管内
の真空度が所定の値より低下したときにクライストロン
の発振を停止させるようにすれば、クライストロンが破
損することを防止できる。
の真空度が所定の値より低下したときにクライストロン
の発振を停止させるようにすれば、クライストロンが破
損することを防止できる。
【００５２】また、排気孔の半径ｒ（ｍｍ）とその長さ
Ｌ（ｍｍ）とその数Ｎ（個）がＬ≒４ｒおよびＮ≒３０
０／ｒ2 の関係式を満たすように設定すれば、排気特性
を良好に保ちつつマイクロ波の漏洩を防止することがで
きる。
Ｌ（ｍｍ）とその数Ｎ（個）がＬ≒４ｒおよびＮ≒３０
０／ｒ2 の関係式を満たすように設定すれば、排気特性
を良好に保ちつつマイクロ波の漏洩を防止することがで
きる。
【図１】この発明の一実施例による電子線形加速器の構
成を示す一部破断した平面図である。
成を示す一部破断した平面図である。
【図２】図１に示したクライストロン３４およびクライ
ストロンタンク３５の設置方法を説明するための一部破
断した正面図である。
ストロンタンク３５の設置方法を説明するための一部破
断した正面図である。
【図３】（ａ）は図１に示した排気管２の構成を示す正
面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】図１に示した電子線形加速器のレイアウトを例
示する平面図である。
示する平面図である。
【図５】従来の電子線形加速器の構成を示す一部破断し
た平面図である。
た平面図である。
【図６】図５に示した電子線形加速器のクライストロン
３４およびクライストロンタンク３５の設置方法を説明
するための一部破断した正面図である。
３４およびクライストロンタンク３５の設置方法を説明
するための一部破断した正面図である。
【図７】図５に示した電子線形加速器のレイアウトを例
示する平面図である。
示する平面図である。
【図８】図７に示した電子線形加速器の真空導波管３７
の折れ曲がり部３７ａに用いられるＥ面ベンド導波管４
４の構成を示す斜視図である。
の折れ曲がり部３７ａに用いられるＥ面ベンド導波管４
４の構成を示す斜視図である。
【図９】図７に示した電子線形加速器の真空導波管３７
の折れ曲がり部３７ａに用いられるＨ面ベンド導波管４
５の構成を示す斜視図である。
の折れ曲がり部３７ａに用いられるＨ面ベンド導波管４
５の構成を示す斜視図である。
１，３７ 真空導波管 ２，４１ 排気管 ３ 排気孔 １１ 位置調整装置 ３１ 電子銃 ３２ 加速管 ３３ クライストロンシステム ３４ クライストロン ３５ クライストロンタンク ３６ 制御電源 ３８ ベロー ３９ 高周波窓 ４０ 光センサ ４２ イオンポンプ ４４ Ｅ面ベンド導波管 ４５ Ｈ面ベンド導波管
Claims (5)
- 【請求項１】 電子ビームを出射する電子銃と、 前記電子銃から出射された電子ビームを、所定のエネル
ギを有するように加速するための加速管と、 前記加速管に前記電子ビームを加速するためのマイクロ
波エネルギを供給するクライストロンとを備えた電子線
形加速器において、 前記加速管と前記クライストロンは真空導波管によって
直接接続されていることを特徴とする、電子線形加速
器。 - 【請求項２】 前記真空導波管は同一垂直平面に沿って
設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の電
子線形加速器。 - 【請求項３】 前記加速管と前記クライストロンの位置
関係を調節するために、前記クライストロンに関連して
位置調整装置が設けられていることを特徴とする、請求
項１または２に記載の電子線形加速器。 - 【請求項４】 前記真空導波管内の真空度を測定するた
めの真空度測定手段と、 前記真空度測定手段によって測定した真空度が所定の値
より低下したことに応じて前記クライストロンの発振を
停止させる発振制御手段とが設けられていることを特徴
とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の電子線形
加速器。 - 【請求項５】 前記真空導波管の側壁に該真空導波管内
を真空に排気するための排気孔が設けられ、該排気孔の
半径ｒ（ｍｍ）とその長さＬ（ｍｍ）とその数Ｎ（個）
がＬ≒４ｒおよびＮ≒３００／ｒ2 の関係式を満たすこ
とを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の
電子線形加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16812494A JPH0831598A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 電子線形加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16812494A JPH0831598A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 電子線形加速器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831598A true JPH0831598A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15862297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16812494A Withdrawn JPH0831598A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 電子線形加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831598A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1297179C (zh) * | 2004-02-18 | 2007-01-24 | 谢家麟 | 速调管同时做为微波源和电子源的高效加速器 |
| JP2009187705A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高エネルギー電子ビーム発生装置及びｘ線装置 |
| CN102612251A (zh) * | 2012-03-13 | 2012-07-25 | 苏州爱因智能设备有限公司 | 一种双微波源电子直线加速器 |
| CN106061093A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-10-26 | 同方威视技术股份有限公司 | 用于电子直线加速器的波导系统以及电子直线加速器 |
| CN109392232A (zh) * | 2017-08-08 | 2019-02-26 | 上海卓亚医疗科技有限公司 | 一种快速获取真空的电子直线加速器 |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP16812494A patent/JPH0831598A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1297179C (zh) * | 2004-02-18 | 2007-01-24 | 谢家麟 | 速调管同时做为微波源和电子源的高效加速器 |
| JP2009187705A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 高エネルギー電子ビーム発生装置及びｘ線装置 |
| JP4756283B2 (ja) * | 2008-02-04 | 2011-08-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 電子ビーム発生装置、ｘ線発生装置及びｘ線利用装置 |
| CN102612251A (zh) * | 2012-03-13 | 2012-07-25 | 苏州爱因智能设备有限公司 | 一种双微波源电子直线加速器 |
| CN106061093A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-10-26 | 同方威视技术股份有限公司 | 用于电子直线加速器的波导系统以及电子直线加速器 |
| CN106061093B (zh) * | 2016-08-04 | 2019-08-23 | 同方威视技术股份有限公司 | 用于电子直线加速器的波导系统以及电子直线加速器 |
| CN109392232A (zh) * | 2017-08-08 | 2019-02-26 | 上海卓亚医疗科技有限公司 | 一种快速获取真空的电子直线加速器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6622650B2 (en) | Plasma processing apparatus | |
| JP4230556B2 (ja) | 遠隔マイクロ波プラズマ源モジュール | |
| JP4878782B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| KR930005945B1 (ko) | 플라즈마 처리장치 | |
| US5074985A (en) | Film forming apparatus | |
| JPH05217535A (ja) | 粒子源、特に反応性のイオンエッチング法及びプラズマｃｖｄ法のための粒子源 | |
| JPH0831598A (ja) | 電子線形加速器 | |
| KR950034579A (ko) | 플라즈마 처리방법 및 장치 | |
| CN113892166A (zh) | 等离子处理装置 | |
| JP3957374B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP4900768B2 (ja) | プラズマ発生装置及びプラズマ処理装置 | |
| JP3651564B2 (ja) | 表面波プラズマ蝕刻装置 | |
| JPS6139730B2 (ja) | ||
| JP2001058127A (ja) | マイクロ波を励起することによってチャンバ中でプラズマを発生させる装置。 | |
| JP2000306890A (ja) | プラズマ処理装置 | |
| McAndrew et al. | Supersonic vehicle control by microwave driven plasma discharges | |
| EP0278504A2 (en) | Synchrotron radiation source | |
| JP2972507B2 (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP3981240B2 (ja) | マイクロ波プラズマ発生装置及び方法 | |
| Benford et al. | Pulse shortening in high power microwave sources | |
| KR100771508B1 (ko) | 마이크로웨이브 플라즈마 방전 시스템 | |
| JPH04123798A (ja) | Ｒｆキャビティ用冷却装置 | |
| JPH04184899A (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP2659800B2 (ja) | レーザー装置 | |
| JPS6199263A (ja) | マイクロ波放電光源装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |