JPH09161997A - 高周波加速装置およびそれを用いた環状加速器 - Google Patents
高周波加速装置およびそれを用いた環状加速器Info
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- JPH09161997A JPH09161997A JP7325380A JP32538095A JPH09161997A JP H09161997 A JPH09161997 A JP H09161997A JP 7325380 A JP7325380 A JP 7325380A JP 32538095 A JP32538095 A JP 32538095A JP H09161997 A JPH09161997 A JP H09161997A
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】加速間隙電圧が高い場合でも耐電圧の低い回路
素子でインピーダンス調整や加速間隙電圧測定を可能に
し、小型で組立分解が容易な高周波加速装置を提供す
る。 【解決手段】高周波加速装置１は、荷電粒子ビームの加
速電場を誘起する加速間隙２と、荷電粒子ビームの通路
を形成し加速間隙を有する中心導体３と、その中心導体
と鎖状に交差する環状の磁性体コア４とから構成され
る。磁性体コア４は複数のグループに分割され、それぞ
れループアンテナ５と鎖状に交差している。各ループア
ンテナにはインピーダンス調整手段６あるいは加速間隙
電圧の測定手段７が接続される。それらに印加される電
圧は加速間隙２の電圧を磁性体コアの分割グループ数で
除した値であり、本実施例では加速間隙電圧の１／６と
なる。
素子でインピーダンス調整や加速間隙電圧測定を可能に
し、小型で組立分解が容易な高周波加速装置を提供す
る。 【解決手段】高周波加速装置１は、荷電粒子ビームの加
速電場を誘起する加速間隙２と、荷電粒子ビームの通路
を形成し加速間隙を有する中心導体３と、その中心導体
と鎖状に交差する環状の磁性体コア４とから構成され
る。磁性体コア４は複数のグループに分割され、それぞ
れループアンテナ５と鎖状に交差している。各ループア
ンテナにはインピーダンス調整手段６あるいは加速間隙
電圧の測定手段７が接続される。それらに印加される電
圧は加速間隙２の電圧を磁性体コアの分割グループ数で
除した値であり、本実施例では加速間隙電圧の１／６と
なる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子ビームを加
速する高周波加速装置の構造に係わり、特に、イオンビ
ームを加速するシンクロトロン用高周波加速装置の構造
に関する。
速する高周波加速装置の構造に係わり、特に、イオンビ
ームを加速するシンクロトロン用高周波加速装置の構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子ビームの高効率加速には、高周
波加速装置と電源間のインピーダンス整合が必須であ
る。また、荷電粒子ビームの安定な加速には、加速間隙
電圧の常時監視が不可欠である。従来の高周波加速装置
では図８に示すように、インピーダンス調整用回路素子
や加速間隙電圧測定用回路素子が加速間隙に直接接続さ
れていた。図８（ａ）は同調型高周波加速装置の例で、
加速間隙にコンデンサを接続し共振周波数可変域を運転
周波数領域に設定している。図８（ｂ）は非同調型高周
波加速装置の例で、加速間隙に抵抗を接続し動作可能領
域を運転周波数全域にまで広帯域化している。図８
（ｃ）は加速間隙に容量分圧器を接続し加速間隙電圧を
測定している例である。
波加速装置と電源間のインピーダンス整合が必須であ
る。また、荷電粒子ビームの安定な加速には、加速間隙
電圧の常時監視が不可欠である。従来の高周波加速装置
では図８に示すように、インピーダンス調整用回路素子
や加速間隙電圧測定用回路素子が加速間隙に直接接続さ
れていた。図８（ａ）は同調型高周波加速装置の例で、
加速間隙にコンデンサを接続し共振周波数可変域を運転
周波数領域に設定している。図８（ｂ）は非同調型高周
波加速装置の例で、加速間隙に抵抗を接続し動作可能領
域を運転周波数全域にまで広帯域化している。図８
（ｃ）は加速間隙に容量分圧器を接続し加速間隙電圧を
測定している例である。
【０００３】上記従来技術は、「ＯＨＯ'８９ 高エネル
ギー加速器セミナー」第５章 陽子シンクロトロンの高
周波加速装置（ｐ.１９〜ｐ.３２，高エネルギー加速器
科学研究奨励会出版）、および「Conceptual Design of
a Proton Therapy Synchrotron For Loma Linda Unive
rsity Medical Center」(ｐ.２５〜ｐ.２７,Fermi Nati
onal Accelerator Laboratory,１９８６）に記載されて
いる。
ギー加速器セミナー」第５章 陽子シンクロトロンの高
周波加速装置（ｐ.１９〜ｐ.３２，高エネルギー加速器
科学研究奨励会出版）、および「Conceptual Design of
a Proton Therapy Synchrotron For Loma Linda Unive
rsity Medical Center」(ｐ.２５〜ｐ.２７,Fermi Nati
onal Accelerator Laboratory,１９８６）に記載されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の高周波加速装置
では、インピーダンス調整用回路素子や加速間隙電圧測
定用回路素子は、加速間隙に直接接続される。加速間隙
の電圧は高いため、これらの回路素子は、高耐電圧のも
のが求められる。とくに、コンデンサについては、高耐
電圧で大型の真空コンデンサが必要になる。このため、
加速間隙周辺の構造が複雑化して、大型であり、組立お
よび分解が困難である。また、高耐電圧で高消費電力で
ある高周波抵抗の製造は困難であるから、非同調型高周
波加速装置において、高い加速間隙電圧を得ることは困
難であった。
では、インピーダンス調整用回路素子や加速間隙電圧測
定用回路素子は、加速間隙に直接接続される。加速間隙
の電圧は高いため、これらの回路素子は、高耐電圧のも
のが求められる。とくに、コンデンサについては、高耐
電圧で大型の真空コンデンサが必要になる。このため、
加速間隙周辺の構造が複雑化して、大型であり、組立お
よび分解が困難である。また、高耐電圧で高消費電力で
ある高周波抵抗の製造は困難であるから、非同調型高周
波加速装置において、高い加速間隙電圧を得ることは困
難であった。
【０００５】本発明の目的は、加速間隙電圧が高い場合
でも耐電圧の低い回路素子でインピーダンス調整や加速
間隙電圧測定を可能にし、小型で組立分解が容易な高周
波加速装置を提供する。
でも耐電圧の低い回路素子でインピーダンス調整や加速
間隙電圧測定を可能にし、小型で組立分解が容易な高周
波加速装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項１の高周波加速装置の特徴は、ループアンテナ
が、複数の磁性体コアを含む前記磁性体コアのグループ
のうち、少なくとも１つに、前記グループの前記磁性体
コアと鎖状に交差して設けられ、インピーダンス調整手
段が、前記ループアンテナに接続されたことにある。
の請求項１の高周波加速装置の特徴は、ループアンテナ
が、複数の磁性体コアを含む前記磁性体コアのグループ
のうち、少なくとも１つに、前記グループの前記磁性体
コアと鎖状に交差して設けられ、インピーダンス調整手
段が、前記ループアンテナに接続されたことにある。
【０００７】請求項２の高周波加速装置の特徴は、ルー
プアンテナが、少なくとも１つの磁性体コアと鎖状に交
差して設けられ、インピーダンス調整手段が、前記ルー
プアンテナに接続されたことにある。
プアンテナが、少なくとも１つの磁性体コアと鎖状に交
差して設けられ、インピーダンス調整手段が、前記ルー
プアンテナに接続されたことにある。
【０００８】上記特徴によれば、１つのインピーダンス
調整手段に印加される電圧が低くなり、耐電圧が低い回
路素子でインピーダンス調整手段を構成できるので、高
周波加速装置を小型化できる。
調整手段に印加される電圧が低くなり、耐電圧が低い回
路素子でインピーダンス調整手段を構成できるので、高
周波加速装置を小型化できる。
【０００９】請求項３の高周波加速装置の特徴は、ルー
プアンテナが、複数の磁性体コアを含む前記磁性体コア
のグループのうち、少なくとも１つに、前記グループの
前記磁性体コアと鎖状に交差して設けられ、加速間隙の
電圧を測定する電圧測定手段が、前記ループアンテナに
接続されたことにある。
プアンテナが、複数の磁性体コアを含む前記磁性体コア
のグループのうち、少なくとも１つに、前記グループの
前記磁性体コアと鎖状に交差して設けられ、加速間隙の
電圧を測定する電圧測定手段が、前記ループアンテナに
接続されたことにある。
【００１０】請求項４の高周波加速装置の特徴は、ルー
プアンテナが、少なくとも１つの磁性体コアと鎖状に交
差して設けられ、加速間隙の電圧を測定する電圧測定手
段が、前記ループアンテナに接続されたことにある。
プアンテナが、少なくとも１つの磁性体コアと鎖状に交
差して設けられ、加速間隙の電圧を測定する電圧測定手
段が、前記ループアンテナに接続されたことにある。
【００１１】上記特徴によれば、電圧測定手段に印加さ
れる電圧が低くなり、耐電圧が低い回路素子で電圧測定
手段を構成できるので、高周波加速装置を小型化でき
る。また、電圧測定手段を少なくとも１つ設ければ、加
速間隙の電圧を測定できるので、高周波加速装置をより
小型化できる。
れる電圧が低くなり、耐電圧が低い回路素子で電圧測定
手段を構成できるので、高周波加速装置を小型化でき
る。また、電圧測定手段を少なくとも１つ設ければ、加
速間隙の電圧を測定できるので、高周波加速装置をより
小型化できる。
【００１２】請求項５の高周波加速装置の特徴は、電圧
測定手段が直列に接続されたことにある。
測定手段が直列に接続されたことにある。
【００１３】上記特徴によれば、請求項３または４の高
周波加速装置と同様の作用が得られるとともに、加速間
隙の電圧を精度よく測定できる。
周波加速装置と同様の作用が得られるとともに、加速間
隙の電圧を精度よく測定できる。
【００１４】請求項６の環状加速器の特徴は、請求項
１，２，３，４または５の高周波加速装置を備えたこと
にある。
１，２，３，４または５の高周波加速装置を備えたこと
にある。
【００１５】
（実施例１）図１は本発明の第１の実施例に係わる高周
波加速装置の説明図である。高周波加速装置１は、荷電
粒子ビームの加速電場を誘起する加速間隙２と、荷電粒
子ビームの通路を形成し加速間隙を有する中心導体３
と、その中心導体と鎖状に交差する環状の磁性体コア４
とから構成される。磁性体コア４は複数のグループに分
割され、それぞれループアンテナ５と鎖状に交差してい
る。各ループアンテナにはインピーダンス調整手段６あ
るいは加速間隙電圧の測定手段７が接続される。磁性体
コアのグループごとに、２つのループアンテナを設け、
インピーダンス調整と加速間隙電圧測定をそれぞれに接
続してもよい。
波加速装置の説明図である。高周波加速装置１は、荷電
粒子ビームの加速電場を誘起する加速間隙２と、荷電粒
子ビームの通路を形成し加速間隙を有する中心導体３
と、その中心導体と鎖状に交差する環状の磁性体コア４
とから構成される。磁性体コア４は複数のグループに分
割され、それぞれループアンテナ５と鎖状に交差してい
る。各ループアンテナにはインピーダンス調整手段６あ
るいは加速間隙電圧の測定手段７が接続される。磁性体
コアのグループごとに、２つのループアンテナを設け、
インピーダンス調整と加速間隙電圧測定をそれぞれに接
続してもよい。
【００１６】インピーダンス調整手段６は、コンデン
サ，抵抗，インダクタンス、あるいはそれらの回路網で
構成される。例えば、共振周波数の調整にはコンデンサ
かインダクタンスを、また共振の鋭さＱ値の調整には抵
抗を用いる。
サ，抵抗，インダクタンス、あるいはそれらの回路網で
構成される。例えば、共振周波数の調整にはコンデンサ
かインダクタンスを、また共振の鋭さＱ値の調整には抵
抗を用いる。
【００１７】一方、加速間隙電圧の測定手段７は、容量
分圧器，抵抗分圧器、あるいはそれらの組み合わせで構
成される。インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙
電圧の測定手段７に印加される電圧は、加速間隙２の電
圧を磁性体コアの分割グループ数で除した値であり、本
実施例では加速間隙電圧の１／６となる。
分圧器，抵抗分圧器、あるいはそれらの組み合わせで構
成される。インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙
電圧の測定手段７に印加される電圧は、加速間隙２の電
圧を磁性体コアの分割グループ数で除した値であり、本
実施例では加速間隙電圧の１／６となる。
【００１８】分割グループ数を多くするほど印加電圧軽
減の効果が大きくなり、究極的に磁性体コア１本ずつに
分割した場合、印加電圧は加速間隙電圧を磁性体コアの
数で除した値まで軽減される。
減の効果が大きくなり、究極的に磁性体コア１本ずつに
分割した場合、印加電圧は加速間隙電圧を磁性体コアの
数で除した値まで軽減される。
【００１９】インピーダンス調整手段６あるいは加速間
隙電圧の測定手段７に印加される電圧が低くなるので、
インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の測定
手段７は、耐電圧が低いものでよく、小型化できる。
隙電圧の測定手段７に印加される電圧が低くなるので、
インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の測定
手段７は、耐電圧が低いものでよく、小型化できる。
【００２０】本実施例では磁性体の分割グループごとに
ループアンテナを設けインピーダンス調整手段６あるい
は加速間隙電圧の測定手段７を接続しているが、必ずし
もその必要はない。例えば、各磁性体コアの個体差やそ
の設置位置の違いによる高周波特性への影響が無視でき
る場合、加速間隙電圧測定は１組のループアンテナと測
定手段で十分である。インピーダンス調整手段６あるい
は加速間隙電圧の測定手段７の数を少なくすれば、高周
波加速装置がより小型になる。
ループアンテナを設けインピーダンス調整手段６あるい
は加速間隙電圧の測定手段７を接続しているが、必ずし
もその必要はない。例えば、各磁性体コアの個体差やそ
の設置位置の違いによる高周波特性への影響が無視でき
る場合、加速間隙電圧測定は１組のループアンテナと測
定手段で十分である。インピーダンス調整手段６あるい
は加速間隙電圧の測定手段７の数を少なくすれば、高周
波加速装置がより小型になる。
【００２１】また、インピーダンス調整手段６の数を多
くすれば、高周波加速装置の全長に渡って、より精度よ
くインピーダンス調整することができる。
くすれば、高周波加速装置の全長に渡って、より精度よ
くインピーダンス調整することができる。
【００２２】本実施例によれば、高周波加速装置の加速
間隙電圧が数１０ｋＶと高い場合でも、耐電圧１ｋＶ以
下の市販の小型高周波回路素子でインピーダンス調整や
加速間隙の電圧測定が達成できる。その結果、小型でし
かも組立分解が容易な高周波加速装置が実現できる。
間隙電圧が数１０ｋＶと高い場合でも、耐電圧１ｋＶ以
下の市販の小型高周波回路素子でインピーダンス調整や
加速間隙の電圧測定が達成できる。その結果、小型でし
かも組立分解が容易な高周波加速装置が実現できる。
【００２３】（実施例２）図２は本発明の第２の実施例
に係わる高周波加速装置の説明図である。本実施例では
分割した磁性体コアの複数のグループを一まとめにして
ループアンテナ５を設け、インピーダンス調整手段６あ
るいは加速間隙電圧の測定手段７を接続している。本実
施例ではそれらに印加される電圧が加速間隙２の電圧の
１／２であり、実施例１と比較して印加電圧軽減の効果
は小さいが、インピーダンス調整手段６あるいは加速間
隙電圧の測定手段７は、耐電圧が低いものでよく、小型
化できる。また。ループアンテナ，インピーダンス調整
手段、および加速間隙電圧の測定手段の数が少なくでき
るので、高周波加速装置を小型化できる。
に係わる高周波加速装置の説明図である。本実施例では
分割した磁性体コアの複数のグループを一まとめにして
ループアンテナ５を設け、インピーダンス調整手段６あ
るいは加速間隙電圧の測定手段７を接続している。本実
施例ではそれらに印加される電圧が加速間隙２の電圧の
１／２であり、実施例１と比較して印加電圧軽減の効果
は小さいが、インピーダンス調整手段６あるいは加速間
隙電圧の測定手段７は、耐電圧が低いものでよく、小型
化できる。また。ループアンテナ，インピーダンス調整
手段、および加速間隙電圧の測定手段の数が少なくでき
るので、高周波加速装置を小型化できる。
【００２４】（実施例３）図３は本発明の第３の実施例
に係わる高周波加速装置の説明図である。本実施例では
磁性体コア全部を一まとめにしてループアンテナ５を設
け、インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の
測定手段７を接続している。また、高周波電源８から高
周波加速装置１への給電にループアンテナ９を用いてい
る。この場合、インピーダンス調整手段６あるいは加速
間隙電圧の測定手段７に印加される電圧は加速間隙２の
電圧と同じであり、印加電圧軽減の効果はない。しか
し、従来の高周波加速装置（図８）で加速間隙部に接続
されていた給電線，真空コンデンサ、あるいは抵抗器を
設けないので、加速間隙部の空間が磁性体装荷に有効に
利用できる。その結果、装置の全長を短くできる。さら
に、中心導体３は接続される物が無いので、高周波加速
装置本体から構造的に完全に自由にできる。その結果、
装置の組立分解が容易になる。なお、本実施例の効果
は、上記第１実施例および第２実施例において、高周波
電源８からの給電にループアンテナを用いることで同様
に達成できる。
に係わる高周波加速装置の説明図である。本実施例では
磁性体コア全部を一まとめにしてループアンテナ５を設
け、インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の
測定手段７を接続している。また、高周波電源８から高
周波加速装置１への給電にループアンテナ９を用いてい
る。この場合、インピーダンス調整手段６あるいは加速
間隙電圧の測定手段７に印加される電圧は加速間隙２の
電圧と同じであり、印加電圧軽減の効果はない。しか
し、従来の高周波加速装置（図８）で加速間隙部に接続
されていた給電線，真空コンデンサ、あるいは抵抗器を
設けないので、加速間隙部の空間が磁性体装荷に有効に
利用できる。その結果、装置の全長を短くできる。さら
に、中心導体３は接続される物が無いので、高周波加速
装置本体から構造的に完全に自由にできる。その結果、
装置の組立分解が容易になる。なお、本実施例の効果
は、上記第１実施例および第２実施例において、高周波
電源８からの給電にループアンテナを用いることで同様
に達成できる。
【００２５】（実施例４）図４は本発明の第４の実施例
に係わる高周波加速装置の説明図である。本実施例では
磁性体コア４は複数のグループに分割され、それぞれ給
電用ループアンテナ９と鎖状に交差している。多チャン
ネル高周波電源８からの電力は、給電用ループアンテナ
９を通して高周波加速装置１に供給される。インピーダ
ンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の測定手段７は、
給電用ループアンテナ９に接続される。加速間隙２の誘
起電圧は各給電用ループアンテナ９の印加電圧の和であ
り、インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の
測定手段７に印加される電圧は、加速間隙電圧を磁性体
コアの分割グループ数で除した値である。実施例１と同
様に、インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧
の測定手段７に印加される電圧が低くなるので、インピ
ーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の測定手段７
は、耐電圧が低いものでよく、小型化できる。
に係わる高周波加速装置の説明図である。本実施例では
磁性体コア４は複数のグループに分割され、それぞれ給
電用ループアンテナ９と鎖状に交差している。多チャン
ネル高周波電源８からの電力は、給電用ループアンテナ
９を通して高周波加速装置１に供給される。インピーダ
ンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の測定手段７は、
給電用ループアンテナ９に接続される。加速間隙２の誘
起電圧は各給電用ループアンテナ９の印加電圧の和であ
り、インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の
測定手段７に印加される電圧は、加速間隙電圧を磁性体
コアの分割グループ数で除した値である。実施例１と同
様に、インピーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧
の測定手段７に印加される電圧が低くなるので、インピ
ーダンス調整手段６あるいは加速間隙電圧の測定手段７
は、耐電圧が低いものでよく、小型化できる。
【００２６】本実施例ではインピーダンス調整用あるい
は加速間隙電圧測定用にループアンテナを別途設ける必
要がないので、高周波加速装置の構成が簡素化できる。
は加速間隙電圧測定用にループアンテナを別途設ける必
要がないので、高周波加速装置の構成が簡素化できる。
【００２７】（実施例５）図５は本発明の第５の実施例
に係わる高周波加速装置の説明図である。磁性体コア４
は複数のグループに分割され、それぞれ複数のループア
ンテナ５，９と鎖状に交差している。各ループアンテナ
に接続されたインピーダンス調整手段６ａ，６ｃは、他
のインピーダンス調整手段６ｂおよび磁性体コア４(Ｌ
Ｃ並列回路)とともに回路網を形成する。本実施例では
ブリッジＴ型回路網を形成しており、加速間隙２に誘起
する電圧の周波数特性を調整することができる。
に係わる高周波加速装置の説明図である。磁性体コア４
は複数のグループに分割され、それぞれ複数のループア
ンテナ５，９と鎖状に交差している。各ループアンテナ
に接続されたインピーダンス調整手段６ａ，６ｃは、他
のインピーダンス調整手段６ｂおよび磁性体コア４(Ｌ
Ｃ並列回路)とともに回路網を形成する。本実施例では
ブリッジＴ型回路網を形成しており、加速間隙２に誘起
する電圧の周波数特性を調整することができる。
【００２８】各ループアンテナに印加される電圧は、加
速間隙電圧を磁性体コアの分割グループ数で除した値で
あり、実施例１と同様に、インピーダンス調整手段６に
印加される電圧が低くなるので、インピーダンス調整手
段６は、耐電圧が低いものでよく、小型化できる。
速間隙電圧を磁性体コアの分割グループ数で除した値で
あり、実施例１と同様に、インピーダンス調整手段６に
印加される電圧が低くなるので、インピーダンス調整手
段６は、耐電圧が低いものでよく、小型化できる。
【００２９】また、実施例１と同様に、インピーダンス
調整手段６の数を少なくすれば、高周波加速装置がより
小型になり、多くすれば、高周波加速装置の全長に渡っ
て、より精度よくインピーダンス調整することができ
る。
調整手段６の数を少なくすれば、高周波加速装置がより
小型になり、多くすれば、高周波加速装置の全長に渡っ
て、より精度よくインピーダンス調整することができ
る。
【００３０】なお、上気したインピーダンス調整の回路
網をインピーダンス調整手段６ｃに一まとめにすること
も可能で、そうすれば、高周波加速装置はより小型にな
る。 （実施例６）図６は本発明の第６の実施例に係わる高周
波加速装置の説明図である。磁性体コア４は複数のグル
ープに分割され、それぞれループアンテナ５と鎖状に交
差している。各ループアンテナには加速間隙電圧の測定
手段７が接続されている。
網をインピーダンス調整手段６ｃに一まとめにすること
も可能で、そうすれば、高周波加速装置はより小型にな
る。 （実施例６）図６は本発明の第６の実施例に係わる高周
波加速装置の説明図である。磁性体コア４は複数のグル
ープに分割され、それぞれループアンテナ５と鎖状に交
差している。各ループアンテナには加速間隙電圧の測定
手段７が接続されている。
【００３１】加速間隙電圧の測定手段７は容量分圧器で
ある。本実施例では加速間隙を中心に左右に位置する容
量分圧器をそれぞれ直列接続し、それら２系統の信号を
差動増幅器１４で合成すると同時に制御室までの長い伝
送線を駆動している。コンデンサー１５は分圧比を調整
するために接続されている。差動増幅器１４およびコン
デンサー１５を備えることにより、後段の信号処理系が
簡略化できる。直列接続する容量分圧器の数を多くすれ
ば、加速間隙の電圧を精度よく測定でき、少なくすれ
ば、高周波加速装置がより小型になる。
ある。本実施例では加速間隙を中心に左右に位置する容
量分圧器をそれぞれ直列接続し、それら２系統の信号を
差動増幅器１４で合成すると同時に制御室までの長い伝
送線を駆動している。コンデンサー１５は分圧比を調整
するために接続されている。差動増幅器１４およびコン
デンサー１５を備えることにより、後段の信号処理系が
簡略化できる。直列接続する容量分圧器の数を多くすれ
ば、加速間隙の電圧を精度よく測定でき、少なくすれ
ば、高周波加速装置がより小型になる。
【００３２】また、実施例１と同様に、各ループアンテ
ナに印加される電圧は、加速間隙電圧を磁性体コアの分
割グループ数で除した値であり、電圧測定手段７に印加
される電圧が低くなるので、電圧測定手段７は、耐電圧
が低いものでよく、小型化できる。
ナに印加される電圧は、加速間隙電圧を磁性体コアの分
割グループ数で除した値であり、電圧測定手段７に印加
される電圧が低くなるので、電圧測定手段７は、耐電圧
が低いものでよく、小型化できる。
【００３３】なお、本実施例では容量分圧器を用いてい
るが抵抗分圧器であってもよい。
るが抵抗分圧器であってもよい。
【００３４】（実施例７）図７は本発明の第７の実施例
に係わる環状加速器の説明図である。本実施例に示す環
状加速器は、前段加速器から輸送されてきた荷電粒子ビ
ームをリングに入射する入射器１０，荷電粒子ビームの
軌道を偏向しリングに沿って周回させる偏向電磁石１
１，荷電粒子ビームが広がらないように収束力を与える
収束電磁石１２，入射ビームを必要なエネルギーまで加
速する高周波加速装置１，所定のエネルギーに到達した
荷電粒子ビームをリング外に取り出す出射器１３から構
成される。
に係わる環状加速器の説明図である。本実施例に示す環
状加速器は、前段加速器から輸送されてきた荷電粒子ビ
ームをリングに入射する入射器１０，荷電粒子ビームの
軌道を偏向しリングに沿って周回させる偏向電磁石１
１，荷電粒子ビームが広がらないように収束力を与える
収束電磁石１２，入射ビームを必要なエネルギーまで加
速する高周波加速装置１，所定のエネルギーに到達した
荷電粒子ビームをリング外に取り出す出射器１３から構
成される。
【００３５】高周波加速装置で荷電粒子ビームを安定に
加速するには、加速と同期して偏向電磁石および収束電
磁石の励磁電流を増加させる必要がある。また、加速と
ともに荷電粒子ビームのリング周回周期が短くなるの
で、それに対応して高周波加速装置の加速間隙電圧の周
波数、即ち高周波電源の出力周波数を高くする必要があ
る。したがって、荷電粒子ビームの安定な加速には加速
間隙電圧の常時監視が不可欠である。また、荷電粒子ビ
ームの高効率加速には、広い周波数帯域にわたる高周波
加速装置と電源間のインピーダンス整合が必須である。
前述した実施例１から６に記載した高周波加速装置を環
状加速器に備えることで、上記目的を容易に達成しう
る。特に、高周波加速装置の加速間隙電圧が数１０ｋＶ
と高い場合でも、耐電圧および消費電力が現実的な大き
さ（５００Ｖ−１ｋＷ）の抵抗器が利用できるので、非
同調型高周波加速装置を採用でき、荷電粒子ビームのリ
ング周回周期に合わせた、即ち高周波電源の出力周波数
にあわせた高周波加速装置の共振周波数制御が不要にな
り、環状加速器の運転制御が容易になる。
加速するには、加速と同期して偏向電磁石および収束電
磁石の励磁電流を増加させる必要がある。また、加速と
ともに荷電粒子ビームのリング周回周期が短くなるの
で、それに対応して高周波加速装置の加速間隙電圧の周
波数、即ち高周波電源の出力周波数を高くする必要があ
る。したがって、荷電粒子ビームの安定な加速には加速
間隙電圧の常時監視が不可欠である。また、荷電粒子ビ
ームの高効率加速には、広い周波数帯域にわたる高周波
加速装置と電源間のインピーダンス整合が必須である。
前述した実施例１から６に記載した高周波加速装置を環
状加速器に備えることで、上記目的を容易に達成しう
る。特に、高周波加速装置の加速間隙電圧が数１０ｋＶ
と高い場合でも、耐電圧および消費電力が現実的な大き
さ（５００Ｖ−１ｋＷ）の抵抗器が利用できるので、非
同調型高周波加速装置を採用でき、荷電粒子ビームのリ
ング周回周期に合わせた、即ち高周波電源の出力周波数
にあわせた高周波加速装置の共振周波数制御が不要にな
り、環状加速器の運転制御が容易になる。
【００３６】
【発明の効果】請求項１の高周波加速装置によれば、ル
ープアンテナが、複数の磁性体コアを含む前記磁性体コ
アのグループのうち、少なくとも１つに、前記グループ
の前記磁性体コアと鎖状に交差して設けられ、インピー
ダンス調整手段が、前記ループアンテナに接続されたこ
とにより、１つのインピーダンス調整手段に印加される
電圧が低くなり、耐電圧が低い回路素子でインピーダン
ス調整手段を構成できるので、高周波加速装置を小型化
できる。
ープアンテナが、複数の磁性体コアを含む前記磁性体コ
アのグループのうち、少なくとも１つに、前記グループ
の前記磁性体コアと鎖状に交差して設けられ、インピー
ダンス調整手段が、前記ループアンテナに接続されたこ
とにより、１つのインピーダンス調整手段に印加される
電圧が低くなり、耐電圧が低い回路素子でインピーダン
ス調整手段を構成できるので、高周波加速装置を小型化
できる。
【００３７】請求項２の高周波加速装置によれば、ルー
プアンテナが、少なくとも１つの磁性体コアと鎖状に交
差して設けられ、インピーダンス調整手段が、前記ルー
プアンテナに接続されたことにより、請求項１の高周波
加速装置と同様の作用効果が得られる。
プアンテナが、少なくとも１つの磁性体コアと鎖状に交
差して設けられ、インピーダンス調整手段が、前記ルー
プアンテナに接続されたことにより、請求項１の高周波
加速装置と同様の作用効果が得られる。
【００３８】請求項３の高周波加速装置によれば、ルー
プアンテナが、複数の磁性体コアを含む前記磁性体コア
のグループのうち、少なくとも１つに、前記グループの
前記磁性体コアと鎖状に交差して設けられ、加速間隙の
電圧を測定する電圧測定手段が、前記ループアンテナに
接続されたことにより、電圧測定手段に印加される電圧
が低くなり、耐電圧が低い回路素子で電圧測定手段を構
成できるので、高周波加速装置を小型化できる。また、
電圧測定手段を少なくとも１つ設ければ、加速間隙の電
圧を測定できるので、高周波加速装置をより小型化でき
る。
プアンテナが、複数の磁性体コアを含む前記磁性体コア
のグループのうち、少なくとも１つに、前記グループの
前記磁性体コアと鎖状に交差して設けられ、加速間隙の
電圧を測定する電圧測定手段が、前記ループアンテナに
接続されたことにより、電圧測定手段に印加される電圧
が低くなり、耐電圧が低い回路素子で電圧測定手段を構
成できるので、高周波加速装置を小型化できる。また、
電圧測定手段を少なくとも１つ設ければ、加速間隙の電
圧を測定できるので、高周波加速装置をより小型化でき
る。
【００３９】請求項４の高周波加速装置によれば、ルー
プアンテナが、少なくとも１つの磁性体コアと鎖状に交
差して設けられ、加速間隙の電圧を測定する電圧測定手
段が、前記ループアンテナに接続されたことにより、請
求項３の高周波加速装置と同様の作用効果が得られる。
プアンテナが、少なくとも１つの磁性体コアと鎖状に交
差して設けられ、加速間隙の電圧を測定する電圧測定手
段が、前記ループアンテナに接続されたことにより、請
求項３の高周波加速装置と同様の作用効果が得られる。
【００４０】請求項５の高周波加速装置によれば、請求
項３または４の高周波加速装置と同様の作用効果が得ら
れるとともに、電圧測定手段が直列に接続されたことに
より、加速間隙の電圧を精度よく測定できる。
項３または４の高周波加速装置と同様の作用効果が得ら
れるとともに、電圧測定手段が直列に接続されたことに
より、加速間隙の電圧を精度よく測定できる。
【００４１】請求項６の環状加速器によれば、請求項
１，２，３，４または５の高周波加速装置を備えたこと
により、環状加速器の運転制御が容易になる。
１，２，３，４または５の高周波加速装置を備えたこと
により、環状加速器の運転制御が容易になる。
【図１】第１の実施例の高周波加速装置１を示す図であ
る。
る。
【図２】第２の実施例の高周波加速装置１を示す図であ
る。
る。
【図３】第３の実施例の高周波加速装置１を示す図であ
る。
る。
【図４】第４の実施例の高周波加速装置１を示す図であ
る。
る。
【図５】第５の実施例の高周波加速装置１を示す図であ
る。
る。
【図６】第６の実施例の高周波加速装置１を示す図あ
る。
る。
【図７】第７の実施例の環状加速器を示す図である。
【図８】従来の高周波加速装置を示す図である。
１…高周波加速装置、２…加速間隙、３…中心導体、４
…磁性体コア、５…ループアンテナ、６…インピーダン
ス調整手段、７…加速間隙電圧の測定手段、８…高周波
電源、９…給電用ループアンテナ、１０…入射器、１１
…偏向電磁石、１２…収束電磁石、１３…出射器、１４
…差動増幅器、１５…コンデンサー。
…磁性体コア、５…ループアンテナ、６…インピーダン
ス調整手段、７…加速間隙電圧の測定手段、８…高周波
電源、９…給電用ループアンテナ、１０…入射器、１１
…偏向電磁石、１２…収束電磁石、１３…出射器、１４
…差動増幅器、１５…コンデンサー。
Claims (6)
- 【請求項１】内部に荷電粒子ビームの通路を形成し、前
記荷電粒子ビームの加速電場を誘起する加速間隙を有す
る中心導体と、複数の環状の磁性体コアとを備え、前記
環状の磁性体コアを前記中心導体が貫いている高周波加
速装置において、 複数の前記磁性体コアを含む前記磁性体コアのグループ
のうち、少なくとも１つに、前記グループの前記磁性体
コアと鎖状に交差したループアンテナを設け、前記ルー
プアンテナに接続されたインピーダンス調整手段を有す
ることを特徴とする高周波加速装置。 - 【請求項２】内部に荷電粒子ビームの通路を形成し、前
記荷電粒子ビームの加速電場を誘起する加速間隙を有す
る中心導体と、複数の環状の磁性体コアとを備え、前記
環状の磁性体コアを前記中心導体が貫いている高周波加
速装置において、 少なくとも１つの前記磁性体コアと鎖状に交差したルー
プアンテナを設け、前記ループアンテナに接続されたイ
ンピーダンス調整手段を有することを特徴とする高周波
加速装置。 - 【請求項３】内部に荷電粒子ビームの通路を形成し、前
記荷電粒子ビームの加速電場を誘起する加速間隙を有す
る中心導体と、複数の環状の磁性体コアとを備え、前記
環状の磁性体コアを前記中心導体が貫いている高周波加
速装置において、 複数の前記磁性体コアを含む前記磁性体コアのグループ
のうち、少なくとも１つに、前記グループの前記磁性体
コアと鎖状に交差したループアンテナを設け、前記ルー
プアンテナに接続された前記加速間隙の電圧を測定する
電圧測定手段を有することを特徴とする高周波加速装
置。 - 【請求項４】内部に荷電粒子ビームの通路を形成し、前
記荷電粒子ビームの加速電場を誘起する加速間隙を有す
る中心導体と、複数の環状の磁性体コアとを備え、前記
環状の磁性体コアを前記中心導体が貫いている高周波加
速装置において、 少なくとも１つの前記磁性体コアと鎖状に交差したルー
プアンテナを設け、前記ループアンテナに接続された前
記加速間隙の電圧を測定する電圧測定手段を有すること
を特徴とする高周波加速装置。 - 【請求項５】前記電圧測定手段は、直列に接続されたこ
とを特徴とする請求項３または４の高周波加速装置。 - 【請求項６】請求項１，２，３，４または５の高周波加
速装置を備えたことを特徴とする環状加速器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7325380A JP2867933B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 高周波加速装置及び環状加速器 |
| US08/760,869 US5917293A (en) | 1995-12-14 | 1996-12-09 | Radio-frequency accelerating system and ring type accelerator provided with the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7325380A JP2867933B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 高周波加速装置及び環状加速器 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26929498A Division JP3331982B2 (ja) | 1995-12-14 | 1998-09-24 | 高周波加速装置およびそれを用いた環状加速器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09161997A true JPH09161997A (ja) | 1997-06-20 |
| JP2867933B2 JP2867933B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=18176194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7325380A Expired - Lifetime JP2867933B2 (ja) | 1995-12-14 | 1995-12-14 | 高周波加速装置及び環状加速器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5917293A (ja) |
| JP (1) | JP2867933B2 (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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