JPH1064699A

JPH1064699A - 円形加速器

Info

Publication number: JPH1064699A
Application number: JP22098496A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hiramoto; 和夫平本; Koji Matsuda; 浩二松田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】出射効率を高くするとともに、円形加速器の出
射部を小型化し、円形加速器全体を小型化する。【構成】ベータトロン振動振幅を増加させて荷電粒子ビ
ームを出射する円形加速器において、出射部１００に出
射用偏向器を設けずに、荷電変換薄膜３および収束用４
極電磁石６を設置して、荷電変換された荷電粒子ビーム
を輸送ダクト１０２に導く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビームを
周回させ荷電粒子ビームを出射させる円形加速器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】円形加速器を周回する荷電粒子ビームを
取り出すために、以下のような従来技術がある。

【０００３】ベリリウムあるいは炭素の薄膜を設け、薄
膜を通り抜けて荷電変換された荷電粒子ビームを電磁石
で偏向して取り出すことが、“The Italian hadron the
rapyaccelerator complex”（G.Arduini et al.，p.340
(1994) Proc. of the FirstInternational Symposium
on Hadrontherapy Como，Italym 18−21 Oct. 1993）に
記載されている。この従来技術では、図２に示すように
荷電粒子を荷電変換薄膜３に当てるために、電磁石１を
用いて荷電粒子ビームの中心軌道を徐々に荷電変換薄膜
３に近付けている。

【０００４】また、円形加速器を周回する荷電粒子ビー
ムに高周波を印加し、荷電粒子ビームのベータトロン振
動振幅を増加させる。そして、共鳴の安定限界の外に出
て共鳴状態になった荷電粒子ビームを出射用偏向器で取
り出すことが、特開平5− 198397号公報に記載されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
薄膜を用いたビームの取り出しでは、薄膜の端部に当た
った荷電粒子は、進行方向が変化する。また、ビーム中
心軌道を電磁石で曲げるため、ビーム中心軌道の軌道勾
配が変化する。これらの結果、出射ビーム５０の軌道勾
配が変化し、真空ダクトの内壁に衝突して、出射効率が
低くなる問題があった。

【０００６】荷電粒子ビームのベータトロン振動振幅を
増加させるビームの取り出しでは、図３に示す出射用偏
向器５２の端部に荷電粒子が衝突して失われ、出射効率
が低くなる。また、出射用偏向器５２は、電界で偏向を
行う静電偏向器を使用する。この静電偏向器はおよそ１
ｍの長さをもつので、円形加速器の出射部が大きく、円
形加速器全体が大型化していた。

【０００７】本発明の第１の目的は、荷電粒子ビームの
出射効率が高い円形加速器およびその運転方法を提供す
ることにある。

【０００８】本発明の第２の目的は、円形加速器の出射
部を小さくし、円形加速器を小型化することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
請求項１の円形加速器の特徴は、荷電粒子ビームの荷電
数を変換する荷電変換手段と、荷電数を変換された荷電
粒子ビームを輸送手段の方向に偏向する偏向手段とを有
することにある。共鳴の安定限界を越えた荷電粒子ビー
ムが荷電変換手段によって荷電数を変換され、荷電を変
換された荷電粒子ビームは、周回する荷電粒子ビームと
は別に輸送手段の方向に偏向されて、周回する荷電粒子
ビームの周回軌道から取り出される。従来の出射用偏向
器を用いないで荷電変換された荷電粒子ビームを偏向さ
せるから、出射用偏向器の端部に荷電粒子が衝突して失
われることもなく、出射効率を高くすることができる。
また、従来の出射用偏向器を用いないので、円形加速器
の出射部を小さくでき、円形加速器全体を小型化でき
る。

【００１０】請求項２の円形加速器の特徴は、荷電粒子
ビームの荷電を変換する荷電変換薄膜と、荷電を変換さ
れた荷電粒子ビームを輸送手段の方向に偏向する偏向手
段とを有することにある。請求項２の円形加速器も請求
項１と同様の作用を発揮するとともに、共鳴の安定限界
が実質的に一定なので、共鳴の安定限界を越えた荷電粒
子ビームの軌道勾配も実質的に一定に保たれ、荷電粒子
ビームが荷電変換薄膜に入射する位置もほぼ一定に保た
れる。このため、荷電変換薄膜の端部に衝突しないの
で、通過した荷電粒子ビームの進行方向は通過前と変わ
らず、出射ビームの軌道勾配は実質的に一定に保たれ
る。従って、出射ビームが真空ダクトとの衝突により失
われることもなく輸送ダクトに移動する。従って、請求
項１よりも出射効率がよい。

【００１１】請求項３の円形加速器の特徴は、４極電磁
石のうちの１つが偏向手段として用いられることにあ
る。請求項３の円形加速器も請求項２と同様の作用を発
揮する。偏向手段として用いられる４極電磁石によっ
て、周回する荷電粒子ビームは周回軌道に戻されるが、
荷電を変換された荷電粒子ビームは輸送ダクトの方向に
偏向されて出射される。従来の出射用偏向器を用いない
ので、出射用偏向器の端部に荷電粒子が衝突して失われ
ることもなく、出射効率を高くすることができる。請求
項４の円形加速器の特徴は、周回する荷電粒子ビームは
負イオンビームであり、荷電変換薄膜は、負イオンビー
ムから電子を奪って正イオンビームに変換する荷電変換
薄膜であり、偏向手段は、周回する荷電粒子ビームに対
して収束作用をもつ４極電磁石であることにある。請求
項４の円形加速器も請求項３と同様の作用を発揮する。

【００１２】請求項５の円形加速器の特徴は、周回する
荷電粒子ビームは正イオンビームであり、荷電変換薄膜
は、正イオンビームから電子を奪ってより荷電数の大き
な正イオンビームに変換する荷電変換薄膜であり、偏向
手段は、周回する荷電粒子ビームに対して発散作用をも
つ４極電磁石であることにある。請求項５の円形加速器
も請求項３と同様の作用を発揮する。

【００１３】請求項６の円形加速器の特徴は、荷電変換
手段は、真空ダクトと輸送ダクトとの結合部の荷電粒子
ビームの周回方向における上流に設けられ、４極電磁石
のうち第１の４極電磁石は、前記結合部の下流に設けら
れ、偏向手段が、荷電変換手段と第１の４極電磁石との
間に設けられ、偏向手段は４極電磁石のうち第２の４極
電磁石であって、周回する荷電粒子に対して第１の４極
電磁石と逆の作用をもつものであることにある。請求項
６の円形加速器も請求項３と同様の作用を発揮する。

【００１４】請求項７の円形加速器の特徴は、ベータト
ロン振動振幅増加手段は、高周波信号が印加されること
によって高周波電磁界を発生し、荷電粒子ビームのベー
タトロン振動振幅を増加する高周波印加手段であること
にある。高周波信号が印加されたベータトロン振動振幅
増加手段が発生する高周波電磁界によって、荷電粒子ビ
ームはベータトロン振動振幅を増加する。請求項７の円
形加速器も請求項１と同様の作用を発揮する。

【００１５】請求項８の円形加速器の特徴は、高周波信
号は、荷電粒子ビームのベータトロン振動に同期する周
波数成分を含む高周波信号であることにある。請求項１
０の円形加速器も請求項１と同様の作用を発揮する。

【００１６】請求項９の円形加速器の特徴は、ベータト
ロン振動振幅増加手段が、高周波信号の周波数を偏向電
磁石の磁場強度に基づいて定める手段を有することにあ
り、高周波信号の周波数が偏向電磁石の磁場強度に基づ
いて定められる。請求項９の円形加速器も請求項１と同
様の作用を発揮する。

【００１７】請求項１０の円形加速器の特徴は、ベータ
トロン振動振幅増加手段は、高周波信号の大きさを周回
軌道から取り出された荷電粒子ビームの電流値に基づい
て定める手段を有することにあり、高周波信号の大きさ
が周回軌道から取り出された荷電粒子ビームの電流値に
基づいて決まるので所望の電流値の荷電粒子ビームを取
り出すことができる。

【００１８】請求項１１の円形加速器の運転方法の特徴
は、共鳴状態になった荷電粒子ビームの荷電を変化さ
せ、荷電が変化した荷電粒子ビームを周回軌道から取り
出すことにある。請求項１１の円形加速器の運転方法も
請求項１と同様の作用を発揮する。

【００１９】

【発明の実施の形態】

（実施例１）本発明の第１の実施例を以下に説明する。
本実施例は、周回する水素の負イオンビーム（Ｈ~ ビー
ム）を正イオンビーム（Ｈ⁺ビーム）に変換して出射す
る。図１に、本実施例の円形加速器１１１を示す。円形
加速器１１１は、Ｈ~ ビームを入射エネルギーまで加速
する前段円形加速器１６，Ｈ~ ビームを円形加速器１１
１へ輸送する入射ビーム輸送系１７，入射ビーム輸送系
１７から円形加速器１１１へＨ~ ビームを入射する入射
器１５，Ｈ~ ビームを囲む真空ダクト５３，周回するＨ
~ ビームにエネルギーを与える高周波加速空胴８，Ｈ~
ビームの軌道を曲げる偏向電磁石２，Ｈ~ ビームのベー
タトロン振動を変化させる発散用４極電磁石５および収
束用４極電磁石６，Ｈ~ ビームに共鳴を励起するための
６極電磁石９，Ｈ~ ビームのベータトロン振動振幅を増
加させる高周波印加装置１４，周回するＨ~ ビームをＨ
⁺ビームに荷電変換する荷電変換薄膜３，Ｈ⁺ビームを
円形加速器１１１の外部に輸送する輸送ダクト１０２を
備える。荷電変換薄膜３はベリリウム製で、真空ダクト
５３内に設置されている。荷電変換薄膜３は荷電粒子の
２個の電子を失わせるものである。周回するＨ~ ビーム
の進行方向における荷電変換薄膜３の下流には、上記し
た収束用４極電磁石６の１つと、輸送ダクト１０２と真
空ダクト５３の結合部を設置する。収束用４極電磁石６
は、円形加速器１１１を周回するＨ~ ビームに対しては
収束作用を発揮するが、Ｈ⁺ビームに対しては逆の発散
作用を発揮する。以下では、荷電変換薄膜３から、収束
用４極電磁石６の１つと、輸送ダクト１０２と真空ダク
ト５３の結合部が設置されている部分までを出射部１０
０と呼ぶ。出射部１００の下流に発散用４極電磁石５を
設置してある。

【００２０】図４に高周波印加装置１４の構造を図４に
示す。高周波印加装置１４は、水平方向に平行に並べた
平板電極２５，２６，平板電極２５，２６にそれぞれ接
続された高周波電源２４および負荷抵抗２３を備える。
高周波電源２４からの高周波電力を電極２５，２６に印
加すると、電極間に高周波電磁界が発生する。この高周
波電磁界によってＨ~ ビームのベータトロン振動の振幅
が増加する。負荷抵抗２３は、印加した高周波電力が電
極端部から電源側に反射しないように接続している。

【００２１】図５に高周波印加装置１４の高周波電源２
４を示す。高周波電源２４は、高周波信号を発振する発
振器２００，発振器２００から出力された高周波信号を
増幅する増幅器２０５を備える。発振器２００は周波数
制御装置２０１および磁場測定装置２０２を有し、増幅
器２０５はビーム電流測定装置２０３および増幅度制御
装置２０４を有する。

【００２２】発振器２００は、ｆrev・(ｎ±νd)の周波
数を含む帯域が数１０kHzの高周波信号を発生させる。
ただし、ｆrevはＨ~ ビームの周回周波数、ｎは正の整
数、νdはチューンの小数部である。Ｈ~ イオンビーム
の周回周波数ｆrev は、Ｈ~ ビームの運動量によって決
まる。Ｈ~ ビームの運動量は、偏向電磁石２や発散用４
極電磁石５および収束用４極電磁石６の磁場強度と比例
関係がある。磁場測定装置２０２は、これらの電磁石の
磁場強度を図示しないセンサーで測定し、周波数制御装
置２０１に出力する。周波数制御装置２０１は電磁石の
磁場強度に基づいて求めた周回周波数frevと、予め入力
されているｎおよびνd とから発振周波数を定め、発振
器２００に出力する。

【００２３】出射ビームの電流値は、高周波電源２４か
ら出力される高周波電力の大きさによって変えられる。
また、高周波電力の大きさによって、後述するベータト
ロン振動振幅の変位も変えられる。ビーム電流測定装置
２０３は、図示しないセンサーで出射ビームの強度を測
定し、増幅度制御装置２０４に出力する。増幅度制御装
置２０４はその測定値に基づいて、所望の出射ビームの
強度および所望のベータトロン振動振幅の変位が得られ
る増幅度を求め、増幅器２０５に出力する。この増幅度
にしたがって増幅器２０５は、高周波信号を増幅し、高
周波電力を高周波印加装置１４に出力する。

【００２４】円形加速器１１１を用いた荷電粒子ビーム
の出射を以下に説明する。

【００２５】初めに、入射過程を説明する。イオン源
（図示せず）で作られた水素の負イオン（Ｈ~ ）は、前
段円形加速器１６で入射エネルギーまで加速され、入射
ビーム輸送系１７を通って、入射器１５から円形加速器
１１１に入射される。入射されたＨ~ は、偏向電磁石２
と発散用４極電磁石５および収束用４極電磁石６の働き
により、設計軌道のまわりをベータトロン振動しながら
周回する。

【００２６】次に、Ｈ~ ビームの加速過程を説明する。
入射と加速の過程でＨ~ ビームを安定に周回させるに
は、円形加速器一周あたりのベータトロン振動数（チュ
ーン）が共鳴を生じない値にしておく必要がある。本実
施例では水平方向チューンνｘを１.７５，垂直方向チ
ューンνｙを１.２５になるように発散用４極電磁石５
および収束用４極電磁石６を調整しておく。さらに、偏
向電磁石２及び発散用４極電磁石５および収束用４極電
磁石６、磁場強度の比を一定に保ちながら、磁場強度を
増加する。加えて、高周波加速空胴８からの高周波の周
波数を大きくすることにより、目標エネルギーまでＨ~
ビームを加速する。ただし、Ｈ~ イオンを加速する際に
は、磁場強度が大き過ぎると電磁石中でＨ~ イオンの荷
電変換が起こるので、荷電変換が起こらない磁場強度に
調整する。

【００２７】次に、出射過程を説明する。出射過程で
は、Ｈ~ ビームのベータトロン振動の共鳴を利用する。
ベータトロン振動の共鳴は、チューンが整数±１／３か
整数＋１／２で生じるため、本実施例では、発散用４極
電磁石５および収束用４極電磁石６を用いて、水平方向
チューンνｘを共鳴を発生する値１.６６６６に近付け
る。同時に、６極電磁石９を励磁して、共鳴の安定限界
の大きさを予め決めておいた大きさにする。共鳴の安定
限界の大きさは、周回中のＨ~ ビームのうちベータトロ
ン振動振幅が大きい粒子が共鳴の安定限界内に納まる程
度にしておくが、その値は、あらかじめ計算で求める
か、出射の運転の繰り返しを通じて求める。出射の過程
では、発散用４極電磁石５，収束用４極電磁石６および
６極電磁石９の励磁量をほぼ一定に保って、共鳴の安定
限界の大きさをほぼ一定に保つ。

【００２８】高周波印加装置１４で、前述したベータト
ロン振動の周波数を含む高周波信号を印加する。これに
より、Ｈ~ ビームのベータトロン振動の振幅が増加す
る。

【００２９】次に、出射部１００において、ベータトロ
ン振動の振幅が増加したＨ~ ビームが出射される様子を
図６を用いて説明する。

【００３０】ベータトロン振動の振幅が増加して、安定
限界の外側に移動したＨ~ イオン粒子は共鳴状態にな
り、ベータトロン振動振幅を急激に更に増加する。この
とき、共鳴の安定限界はほぼ一定なので、周回するＨ~
ビームの中心軌道に対する共鳴の安定限界を越えたＨ~
イオンの進行方向の変位（軌道勾配）もほぼ一定に保た
れる。従って、Ｈ~ イオンが薄膜を通過する位置もほぼ
一定に保たれる。本実施例では、荷電変換薄膜３の下端
部からおよそ５mmから１０mmの範囲をＨ~ イオンが通過
するように、前述した高周波電源２４から出力される高
周波電力の大きさを定めておく。荷電変換薄膜３を通過
する際に、Ｈ~ イオンは荷電変換されてＨ⁺イオンとな
る。Ｈ⁺ビームは、収束用４極電磁石６の発散作用によ
り円形加速器１１１の外周側へ偏向される。Ｈ~ イオン
は荷電変換薄膜３の下端部に衝突しないので、通過した
Ｈ⁺イオンの進行方向は通過前と変わらない。すなわ
ち、出射ビーム５０の軌道勾配もほぼ一定に保たれる。
出射ビーム５０は、真空ダクト５３から輸送ダクト１０
２に移動する。

【００３１】以上で説明したように、本実施例において
は、出射ビーム５０の軌道勾配はほぼ一定に保たれるの
で、出射ビーム５０が真空ダクト５３との衝突により失
われることもなく輸送ダクト１０２に移動する。従っ
て、出射効率を高くすることができる。また、出射用偏
向器を用いないで、従来から設置してある収束用４極電
磁石６を利用して荷電変換された荷電粒子ビームを偏向
させるから、出射用偏向器の端部に荷電粒子が衝突して
失われることもなく、出射効率を高くすることができ
る。

【００３２】また、出射用偏向器を用いないでビームを
出射できるので、出射部１００を小型化できる。従っ
て、円形加速器全体も小型化することができる。

【００３３】本実施例では、ベリリウム製の荷電変換薄
膜３を使用しているが、炭素製あるいはアルミニウム製
等の薄膜でもよい。また、高周波印加装置１４に平行平
板電極２５，２６を使用しているが棒状電極でもよい。

【００３４】（実施例２）次に、本発明の第２の実施例
の円形加速器１１２を図７を用いて説明する。第１の実
施例の円形加速器１１１との違いは、周回する荷電粒子
が炭素の４価陽イオン（Ｃ⁴⁺イオン）であること、およ
び共鳴励起用の６極電磁石を使用しないで、高周波のみ
でビームのベータトロン振動を増加する点である。ま
た、収束用４極電磁石６と発散用４極電磁石５を入れ替
えて配置した。

【００３５】運転方法は実施例１とほぼ同様である。た
だし、本実施例では、加速過程と出射過程でのチューン
の変更は行わず、同じ値にしておく。また、実施例１で
は高周波印加装置１４からｆrev・(ｎ±νd)の周波数を
含む帯域が数１０kHzの高周波をビームに印加したが、
本実施例ではｆrev・(ｎ±νd) の高周波を印加する。こ
のようなベータトロン振動に共鳴する周波数の高周波を
荷電粒子ビームに印加すると、荷電粒子ビームのベータ
トロン振動振幅が急激に増加する。従って、実施例１で
６極電磁石を励起して共鳴の安定限界の大きさを変化さ
せなくても、荷電粒子ビームを出射することができる。

【００３６】周回するＣ⁴⁺イオンは、出射過程でベータ
トロン振動振幅を増加して荷電変換薄膜３に当たり、炭
素の６価陽イオン（Ｃ⁶⁺イオン）に荷電変換される。Ｃ
⁶⁺ビームは、発散用４極電磁石５の発散作用により円形
加速器１１１の外周側へ偏向され、出射ビームとなる。
このとき、発散用４極電磁石５は、Ｃ⁶⁺ビームと周回す
るＣ⁴⁺ビームの両方に対して発散作用を発揮するが、Ｃ
⁶⁺ビームの偏向角はＣ⁴⁺ビームの偏向角より大きい。従
って、Ｃ⁴⁺ビームは出射部１００の下流の収束用４極電
磁石６によって収束され、周回ビームの軌道に戻るが、
Ｃ⁶⁺の出射ビームは、真空ダクト５３から輸送ダクト１
０２に移動する。

【００３７】本実施例によれば、実施例１と同様に出射
効率を高くすることができるとともに、出射部１００を
小型化できる。また、６極電磁石を用いないので、実施
例１の円形加速器よりも全体を小型化できる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１の円形加速器によれば、従来の
出射用偏向器を用いないで荷電変換された荷電粒子ビー
ムを偏向させるから、出射用偏向器の端部に荷電粒子が
衝突して失われることもなく、出射効率を高くすること
ができる。また、従来の出射用偏向器を用いないので、
円形加速器の出射部を小さくでき、円形加速器全体を小
型化できる。請求項７，８，９および１１も請求項１と
同様の効果を生じる。

【００３９】請求項２の円形加速器によれば、荷電変換
薄膜の端部に衝突しないので、通過した荷電粒子ビーム
の進行方向は通過前と変わらず、出射ビームの軌道勾配
は実質的に一定に保たれる。従って、出射ビームが真空
ダクトとの衝突により失われることもなく輸送ダクトに
移動する。従って、請求項１よりも出射効率がよい。請
求項３，４，５および６も請求項２と同様の効果を生じ
る。

【００４０】請求項１０の円形加速器によれば、請求項
１と同様の効果を生じるとともに、高周波信号の大きさ
が周回軌道から取り出された荷電粒子ビームの電流値に
基づいて決まるので所望の電流値の荷電粒子ビームを取
り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の円形加速器１１１を示
す図である。

【図２】従来の薄膜を用いたビームの出射を示す図であ
る。

【図３】従来の出射用偏向器を用いたビームの出射を示
す図である。

【図４】高周波印加装置１４を示す図である。

【図５】高周波電源２４を示す図である。

【図６】出射部１００を示す図である。

【図７】第２の実施例の円形加速器１１２を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…電磁石、２…偏向電磁石、３…荷電変換薄膜、５…
発散用４極電磁石、６…収束用４極電磁石、８…高周波
加速空胴、９…６極電磁石、１４…高周波印加装置、１
５…入射器、１６…前段円形加速器、１７…入射ビーム
輸送系、２３…負荷抵抗、２４…高周波電源、２５，２
６…平板電極、５０…出射ビーム、５２…出射用偏向
器、５３…真空ダクト、１００…出射部、１１１，１１
２…円形加速器、２００…発振器、２０１…周波数制御
装置、２０２…磁場測定装置、203…ビーム電流測定装
置、２０４…増幅度制御装置、２０５…増幅器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷電粒子ビームを周回軌道に沿って周回さ
せる手段、共鳴の安定限界の外側で前記荷電粒子ビーム
のベータトロン振動を共鳴状態にする手段、前記共鳴の
安定限界内の荷電粒子ビームのベータトロン振動振幅を
増加させて、前記共鳴の安定限界内の荷電粒子ビームを
前記共鳴の安定限界外に移動させるベータトロン振動振
幅増加手段、および荷電粒子ビームを円形加速器の外部
に輸送する輸送手段を備えた円形加速器において、前記荷電粒子ビームの荷電数を変換する荷電変換手段
と、前記荷電数を変換された荷電粒子ビームを前記輸送
手段の方向に偏向する偏向手段とを有することを特徴と
する円形加速器。
【請求項２】荷電粒子ビームを取り囲む真空ダクト、前
記荷電粒子ビームの周回軌道に沿って設けられた偏向電
磁石、４極電磁石および高周波加速空胴、共鳴の安定限
界の外側で前記荷電粒子ビームのベータトロン振動を共
鳴状態にする共鳴励起用電磁石、前記荷電粒子ビームの
取り出し時において前記共鳴の安定限界を実質的に一定
にするために、前記４極電磁石の励磁量を制御する制御
手段及び前記共鳴励起用電磁石の励磁量を制御する制御
手段、前記共鳴の安定限界内の荷電粒子ビームのベータ
トロン振動振幅を増加させて、前記共鳴の安定限界内の
荷電粒子ビームを前記共鳴の安定限界外に移動させるベ
ータトロン振動振幅増加手段、および前記真空ダクトに
結合されて、荷電粒子ビームを円形加速器の外部に輸送
する輸送ダクトを備えた円形加速器において、荷電粒子ビームの荷電数を変換する荷電変換薄膜と、前
記荷電数を変換された荷電粒子ビームを前記輸送手段の
方向に偏向する偏向手段とを有することを特徴とする円
形加速器。
【請求項３】前記偏向手段は前記４極電磁石のうちの１
つであることを特徴とする請求項２の円形加速器。
【請求項４】前記周回する荷電粒子ビームは負イオンビ
ームであり、前記荷電変換薄膜は、負イオンビームから
電子を奪って正イオンビームに変換する荷電変換薄膜で
あり、前記偏向手段は、前記周回する荷電粒子ビームに
対して収束作用をもつ前記４極電磁石のうちの１つであ
ることを特徴とする請求項２の円形加速器。
【請求項５】前記周回する荷電粒子ビームは正イオンビ
ームであり、前記荷電変換薄膜は、正イオンビームから
電子を奪ってより荷電数の大きな正イオンビームに変換
する荷電変換薄膜であり、前記偏向手段は、前記周回す
る荷電粒子ビームに対して発散作用をもつ前記４極電磁
石のうちの１つであることを特徴とする請求項２の円形
加速器。
【請求項６】前記荷電変換手段は、前記真空ダクトと前
記輸送ダクトとの結合部の前記荷電粒子ビームの周回方
向における上流に設けられ、前記４極電磁石のうち第１
の４極電磁石は、前記結合部の前記周回方向における下
流に設けられ、前記偏向手段が、前記荷電変換手段と前
記第１の４極電磁石との間に設けられ、前記偏向手段は
前記４極電磁石のうち第２の４極電磁石であって、前記
周回する荷電粒子ビームに対して前記第１の４極電磁石
と逆の作用をもつものであることを特徴とする請求項２
の円形加速器。
【請求項７】前記ベータトロン振動振幅増加手段は、高
周波信号が印加されることによって高周波電磁界を発生
し、前記荷電粒子ビームのベータトロン振動振幅を増加
する高周波印加手段である請求項１または２の円形加速
器。
【請求項８】前記高周波信号は、前記荷電粒子ビームの
ベータトロン振動に同期する周波数成分を含む高周波信
号である請求項９の円形加速器。
【請求項９】前記ベータトロン振動振幅増加手段は、前
記高周波信号の周波数を偏向電磁石の磁場強度に基づい
て定める手段を有することを特徴とする請求項７の円形
加速器。
【請求項１０】前記ベータトロン振動振幅増加手段は、
前記高周波信号の大きさを前記周回軌道から取り出され
た荷電粒子ビームの電流値に基づいて定める手段を有す
ることを特徴とする請求項７の円形加速器。
【請求項１１】荷電粒子ビームを周回軌道に沿って周回
させ、前記荷電粒子ビームの取り出し時において前記共
鳴の安定限界内の荷電粒子ビームのベータトロン振動振
幅を増加させて、前記共鳴の安定限界内の荷電粒子ビー
ムを前記共鳴の安定限界外に移動させ、共鳴状態になっ
た前記荷電粒子ビームを前記周回軌道から取り出す円形
加速器の運転方法において、前記共鳴状態になった前記荷電粒子ビームの荷電数を変
化させ、前記荷電数が変化した前記荷電粒子ビームを周
回軌道から取り出すことを特徴とする円形加速器の運転
方法。