JPH11281799A - 電子線照射装置 - Google Patents
電子線照射装置Info
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- JPH11281799A JPH11281799A JP10100406A JP10040698A JPH11281799A JP H11281799 A JPH11281799 A JP H11281799A JP 10100406 A JP10100406 A JP 10100406A JP 10040698 A JP10040698 A JP 10040698A JP H11281799 A JPH11281799 A JP H11281799A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J3/26—Arrangements for deflecting ray or beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
- B01D2259/812—Electrons
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査の最大点で電子線が収束するという問題
を防止し、均一なエネルギー密度の照射面が全面に安定
に得られる電子ビーム照射装置を提供する。 【解決手段】 電子線源１２と、電子線源より放出され
た電子を加速する加速管１３と、加速管にて形成された
高エネルギーの電子線に磁界を印加することでそのビー
ム径を制御するフォーカス用電磁石１６と、ビーム径が
制御された電子線に磁界を印加することにより電子線を
偏向して走査する電磁石１７とを備えた電子線照射装置
１１において、フォーカス用電磁石１６の電流ＩFに、
走査用電磁石１７の電流ＩSに同期した電流成分を重畳
することにより、走査の最大点で、ビーム径が最大とな
るようにフォーカス用電磁石の電流ＩFを制御する。
を防止し、均一なエネルギー密度の照射面が全面に安定
に得られる電子ビーム照射装置を提供する。 【解決手段】 電子線源１２と、電子線源より放出され
た電子を加速する加速管１３と、加速管にて形成された
高エネルギーの電子線に磁界を印加することでそのビー
ム径を制御するフォーカス用電磁石１６と、ビーム径が
制御された電子線に磁界を印加することにより電子線を
偏向して走査する電磁石１７とを備えた電子線照射装置
１１において、フォーカス用電磁石１６の電流ＩFに、
走査用電磁石１７の電流ＩSに同期した電流成分を重畳
することにより、走査の最大点で、ビーム径が最大とな
るようにフォーカス用電磁石の電流ＩFを制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子線照射装置及び
方法に係り、特に、例えば火力発電所等の燃焼排ガスに
電子線を照射することにより、排ガス中の有害成分を除
去することに用いられる電子線照射装置及びその電子線
の照射方法に関する。
方法に係り、特に、例えば火力発電所等の燃焼排ガスに
電子線を照射することにより、排ガス中の有害成分を除
去することに用いられる電子線照射装置及びその電子線
の照射方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】今、世界的に問題となっている大気汚染
による地球の温暖化や酸性雨等は、例えば火力発電所等
から排出される燃焼排ガス中に存在する、ＳＯｘ、ＮＯ
ｘ等の成分に起因していると考えられる。これらのＳＯ
ｘ、ＮＯｘ等の有害成分を除去する方法として、燃焼排
ガスに電子ビ−ムを照射することによって、脱硫・脱硝
（ＳＯｘ、ＮＯｘ等の有害成分の除去）を行うことが実
施されている。
による地球の温暖化や酸性雨等は、例えば火力発電所等
から排出される燃焼排ガス中に存在する、ＳＯｘ、ＮＯ
ｘ等の成分に起因していると考えられる。これらのＳＯ
ｘ、ＮＯｘ等の有害成分を除去する方法として、燃焼排
ガスに電子ビ−ムを照射することによって、脱硫・脱硝
（ＳＯｘ、ＮＯｘ等の有害成分の除去）を行うことが実
施されている。
【０００３】図５は、係る用途に用いられる電子線照射
装置の一例を示す。この燃焼排ガスの処理装置は、直流
高電圧を発生する電源装置１０と、電子線を燃焼排ガス
に照射する電子線照射装置１１と、その装置１１の電子
線の照射出口である照射窓１５に沿って設けられた燃焼
排ガスの流路１９とから主として構成されている。例え
ばＴｉ等の薄板からなる照射窓１５から外部に放出され
た電子線は、燃焼排ガス中の酸素（Ｏ2）、水蒸気（Ｈ2
Ｏ）などの分子を照射することにより、これらは非常に
酸化力の強い、ＯＨ、Ｏ、ＨＯ2等のラジカルとなる。
そしてこれらのラジカルが、ＳＯｘ及びＮＯｘ等の有害
成分を酸化し、中間生成物である硫酸と硝酸とを生成す
る。これらの中間生成物は、あらかじめ投入しておいた
アンモニアガス（ＮＨ3）と反応し、硫安及び硝安とな
り、肥料の原料として回収される。従って、このような
排ガス処理システムにおいては、燃焼排ガス中から有害
なＳＯｘ、ＮＯｘ等の成分を除去することができると共
に、その副生品として有用な硫安・硝安等の肥料の原料
として回収することができる。
装置の一例を示す。この燃焼排ガスの処理装置は、直流
高電圧を発生する電源装置１０と、電子線を燃焼排ガス
に照射する電子線照射装置１１と、その装置１１の電子
線の照射出口である照射窓１５に沿って設けられた燃焼
排ガスの流路１９とから主として構成されている。例え
ばＴｉ等の薄板からなる照射窓１５から外部に放出され
た電子線は、燃焼排ガス中の酸素（Ｏ2）、水蒸気（Ｈ2
Ｏ）などの分子を照射することにより、これらは非常に
酸化力の強い、ＯＨ、Ｏ、ＨＯ2等のラジカルとなる。
そしてこれらのラジカルが、ＳＯｘ及びＮＯｘ等の有害
成分を酸化し、中間生成物である硫酸と硝酸とを生成す
る。これらの中間生成物は、あらかじめ投入しておいた
アンモニアガス（ＮＨ3）と反応し、硫安及び硝安とな
り、肥料の原料として回収される。従って、このような
排ガス処理システムにおいては、燃焼排ガス中から有害
なＳＯｘ、ＮＯｘ等の成分を除去することができると共
に、その副生品として有用な硫安・硝安等の肥料の原料
として回収することができる。
【０００４】ここで、電子線照射装置１１は、熱電子フ
ィラメント等の熱電子発生源１２と、その熱電子発生源
１２より放出された電子を加速する加速管１３と、その
加速管にて形成された高エネルギーの電子線に磁界を印
加することでそのビーム径を制御するフォーカス用電磁
石１６と、そのビーム径が制御された電子線に磁界を印
加することで偏向する走査用電磁石１７とから主に構成
されている。これらは、外囲器１８ａ，１８ｂ内に収納
され、高真空雰囲気下に保持される。形成された高エネ
ルギーの電子線は、走査用電磁石１７により磁界を印加
することで、偏向、走査され、照射窓１５より排ガスの
流路１９の所定の範囲に出射される。
ィラメント等の熱電子発生源１２と、その熱電子発生源
１２より放出された電子を加速する加速管１３と、その
加速管にて形成された高エネルギーの電子線に磁界を印
加することでそのビーム径を制御するフォーカス用電磁
石１６と、そのビーム径が制御された電子線に磁界を印
加することで偏向する走査用電磁石１７とから主に構成
されている。これらは、外囲器１８ａ，１８ｂ内に収納
され、高真空雰囲気下に保持される。形成された高エネ
ルギーの電子線は、走査用電磁石１７により磁界を印加
することで、偏向、走査され、照射窓１５より排ガスの
流路１９の所定の範囲に出射される。
【０００５】図６（ａ）は、従来のフォーカス用電磁石
と走査用電磁石とにより形成されるビームの偏向及び収
束を示す図である。例えばフィラメントなどの熱電子発
生源１２により発生された熱電子は、加速管１３中にお
いて例えば１ＭＶ程度の高電圧により加速および収束さ
れ、高速の電子線となる。そして、フォーカス用電磁石
１６によりそのビーム径が拡大又は縮小するように制御
され、一定のビーム径に収束される。ここでフォーカス
用電磁石１６は軸線周りにリング状のコイルを備えた電
磁石であり、ビームの軸線方向に軸対称に磁界が形成さ
れ、この磁界の大きさ及び向きにより電子線のビーム径
が制御される。このため、図７（ｂ）に示すように、電
磁石コイルには直流電流Ｉ0が供給される。
と走査用電磁石とにより形成されるビームの偏向及び収
束を示す図である。例えばフィラメントなどの熱電子発
生源１２により発生された熱電子は、加速管１３中にお
いて例えば１ＭＶ程度の高電圧により加速および収束さ
れ、高速の電子線となる。そして、フォーカス用電磁石
１６によりそのビーム径が拡大又は縮小するように制御
され、一定のビーム径に収束される。ここでフォーカス
用電磁石１６は軸線周りにリング状のコイルを備えた電
磁石であり、ビームの軸線方向に軸対称に磁界が形成さ
れ、この磁界の大きさ及び向きにより電子線のビーム径
が制御される。このため、図７（ｂ）に示すように、電
磁石コイルには直流電流Ｉ0が供給される。
【０００６】フォーカス用電磁石１６でビーム径が制御
された電子線は、次に走査用電磁石１７によりｘ，ｙ方
向に走査される。ここで走査用電磁石１７はｘ，ｙ方向
に電子線を偏向可能な２組の磁極を備えた電磁石であ
り、この電磁石のコイルに供給する電流の大きさ及び向
きを制御することにより、ｘ，ｙ方向の偏向角が制御さ
れ、電子線が走査され、その照射位置が制御される。こ
のため、図７（ａ）に示すように、電磁石コイルには正
弦波交流電流ＩSが供給される。この結果として、照射
窓１５には、電子線が図６（ｂ）に示すように図中の左
右方向に走査される。尚、説明の便宜のため、図６
（ａ）における紙面の垂直方向の走査については、その
記載を省略している。
された電子線は、次に走査用電磁石１７によりｘ，ｙ方
向に走査される。ここで走査用電磁石１７はｘ，ｙ方向
に電子線を偏向可能な２組の磁極を備えた電磁石であ
り、この電磁石のコイルに供給する電流の大きさ及び向
きを制御することにより、ｘ，ｙ方向の偏向角が制御さ
れ、電子線が走査され、その照射位置が制御される。こ
のため、図７（ａ）に示すように、電磁石コイルには正
弦波交流電流ＩSが供給される。この結果として、照射
窓１５には、電子線が図６（ｂ）に示すように図中の左
右方向に走査される。尚、説明の便宜のため、図６
（ａ）における紙面の垂直方向の走査については、その
記載を省略している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、走査用
電磁石１７を用いて電子線をｘ方向に走査すると、走査
の最大点Ａ，Ｂ付近の偏角が大きい場合には、電子線は
電磁石の作る磁場が持つ偏向作用によって、入射角に応
じて出射角が異なり、凸レンズのようなレンズ作用によ
り、焦点位置に収束してしまうという問題がある。即
ち、図６（ｂ）に示すように、本来図中の点線で示すよ
うな均一なビームパターンが得られるはずなのに、実際
には図中ハッチングで示すような左右両側の走査の最大
点Ａ，Ｂにおいて、ビームの照射領域が著しく集中して
しまうという問題がある。このように電子線が走査の最
大位置Ａ，Ｂ付近で集中すると、その部分でエネルギー
密度が上がり、照射窓そのものにダメージを負わせてし
まうという問題が生じる。又、走査線の最大位置Ａ，Ｂ
付近で電子線が照射されない領域が形成され、これによ
り十分な燃焼排ガス中の有害成分の除去ができないとい
う問題が生じる。
電磁石１７を用いて電子線をｘ方向に走査すると、走査
の最大点Ａ，Ｂ付近の偏角が大きい場合には、電子線は
電磁石の作る磁場が持つ偏向作用によって、入射角に応
じて出射角が異なり、凸レンズのようなレンズ作用によ
り、焦点位置に収束してしまうという問題がある。即
ち、図６（ｂ）に示すように、本来図中の点線で示すよ
うな均一なビームパターンが得られるはずなのに、実際
には図中ハッチングで示すような左右両側の走査の最大
点Ａ，Ｂにおいて、ビームの照射領域が著しく集中して
しまうという問題がある。このように電子線が走査の最
大位置Ａ，Ｂ付近で集中すると、その部分でエネルギー
密度が上がり、照射窓そのものにダメージを負わせてし
まうという問題が生じる。又、走査線の最大位置Ａ，Ｂ
付近で電子線が照射されない領域が形成され、これによ
り十分な燃焼排ガス中の有害成分の除去ができないとい
う問題が生じる。
【０００８】本発明は上述した事情に鑑みて為されたも
ので、走査の最大点で電子線が収束するという問題を防
止し、均一なエネルギー密度の照射面が全面に安定に得
られる電子ビーム照射装置を提供することを目的とす
る。
ので、走査の最大点で電子線が収束するという問題を防
止し、均一なエネルギー密度の照射面が全面に安定に得
られる電子ビーム照射装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の電子線照射装置
は、電子線源と、該電子線源より放出された電子を加速
する加速管と、該加速管にて形成された高エネルギーの
電子線に磁界を印加することでそのビーム径を制御する
フォーカス用電磁石と、該ビーム径が制御された電子線
に磁界を印加することにより前記電子線を偏向して走査
する電磁石とを備えた電子線照射装置において、前記フ
ォーカス用電磁石の電流に、前記走査用電磁石の電流に
同期した電流成分を重畳することにより、前記走査の最
大点で、前記ビーム径が最大となるように前記フォーカ
ス用電磁石の電流を制御することを特徴とする。
は、電子線源と、該電子線源より放出された電子を加速
する加速管と、該加速管にて形成された高エネルギーの
電子線に磁界を印加することでそのビーム径を制御する
フォーカス用電磁石と、該ビーム径が制御された電子線
に磁界を印加することにより前記電子線を偏向して走査
する電磁石とを備えた電子線照射装置において、前記フ
ォーカス用電磁石の電流に、前記走査用電磁石の電流に
同期した電流成分を重畳することにより、前記走査の最
大点で、前記ビーム径が最大となるように前記フォーカ
ス用電磁石の電流を制御することを特徴とする。
【００１０】上記本発明によれば、フォーカス用電磁石
の直流電流に、走査用電磁石の電流に同期した電流成分
を重畳することにより、走査の最大点で、即ち偏角が最
大となり、通常の走査においてはビーム径が収束してし
まう点で、ビーム径が最大となるようにフォーカス用電
磁石の電流を制御するものである。これにより、走査の
最大点（偏角の最大点）でビーム径が最大に拡張される
ので、見かけ上の焦点距離を長くすることができ、照射
窓部におけるビーム径の収束を防止することができる。
従って、照射窓部で電子線の照射密度が均一となり、照
射窓部にダメージを与えるという問題が防止され、照射
窓部から均一に電子線が照射されるため、燃焼排ガスへ
の電子線の照射が均一に行われ、良好な有害成分の除去
が行える。
の直流電流に、走査用電磁石の電流に同期した電流成分
を重畳することにより、走査の最大点で、即ち偏角が最
大となり、通常の走査においてはビーム径が収束してし
まう点で、ビーム径が最大となるようにフォーカス用電
磁石の電流を制御するものである。これにより、走査の
最大点（偏角の最大点）でビーム径が最大に拡張される
ので、見かけ上の焦点距離を長くすることができ、照射
窓部におけるビーム径の収束を防止することができる。
従って、照射窓部で電子線の照射密度が均一となり、照
射窓部にダメージを与えるという問題が防止され、照射
窓部から均一に電子線が照射されるため、燃焼排ガスへ
の電子線の照射が均一に行われ、良好な有害成分の除去
が行える。
【００１１】又、前記走査用電磁石の電流は、正弦波状
の交流電流であり、前記フォーカス用電磁石の電流は、
直流電流に前記走査用電磁石の電流の２倍の周波数を有
する正弦波状の交流電流を重畳したものであり、前記走
査用電磁石の電流の正及び負方向の最大値に、前記ビー
ム径が最大となるように前記フォーカス用電磁石の電流
を同期して制御することを特徴とする。これにより、正
方向及び負方向のそれぞれの走査の最大点において、ビ
ーム径をそれぞれ最大とすることができる。
の交流電流であり、前記フォーカス用電磁石の電流は、
直流電流に前記走査用電磁石の電流の２倍の周波数を有
する正弦波状の交流電流を重畳したものであり、前記走
査用電磁石の電流の正及び負方向の最大値に、前記ビー
ム径が最大となるように前記フォーカス用電磁石の電流
を同期して制御することを特徴とする。これにより、正
方向及び負方向のそれぞれの走査の最大点において、ビ
ーム径をそれぞれ最大とすることができる。
【００１２】又、前記走査用電磁石の電流は、三角波状
の交流電流であり、前記フォーカス用電磁石の電流は、
直流電流に前記走査用電磁石の電流の正及び負方向の最
大値に、前記ビーム径が最大となるように前記フォーカ
ス用電磁石の電流を同期して制御するようにしてもよ
い。これにより、同様に、正方向及び負方向のそれぞれ
の走査の最大点において、ビーム径をそれぞれ最大とす
ることができる。
の交流電流であり、前記フォーカス用電磁石の電流は、
直流電流に前記走査用電磁石の電流の正及び負方向の最
大値に、前記ビーム径が最大となるように前記フォーカ
ス用電磁石の電流を同期して制御するようにしてもよ
い。これにより、同様に、正方向及び負方向のそれぞれ
の走査の最大点において、ビーム径をそれぞれ最大とす
ることができる。
【００１３】又、本発明の電子線の照射方法は、高エネ
ルギーの電子線に第１の磁界を印加することでそのビー
ム径を制御し、該ビーム径が制御された電子線に第２の
磁界を印加することにより前記電子線を偏向して前記電
子線を走査し、前記走査の最大点で、前記ビーム径が最
大となるように前記第１の磁界を制御することを特徴と
する電子線の照射方法である。なお、ここでの走査用電
磁石の電流波形は説明記載した正弦波状波形もしくは三
角波状波形に限らず、照射窓に対して均一なビームパタ
ーンを得られる電流波形であれば目的を達するのは言う
までもない。
ルギーの電子線に第１の磁界を印加することでそのビー
ム径を制御し、該ビーム径が制御された電子線に第２の
磁界を印加することにより前記電子線を偏向して前記電
子線を走査し、前記走査の最大点で、前記ビーム径が最
大となるように前記第１の磁界を制御することを特徴と
する電子線の照射方法である。なお、ここでの走査用電
磁石の電流波形は説明記載した正弦波状波形もしくは三
角波状波形に限らず、照射窓に対して均一なビームパタ
ーンを得られる電流波形であれば目的を達するのは言う
までもない。
【００１４】これにより、高エネルギーの電子線を比較
的大きな偏向角で走査する場合にも、ビームの収束とい
う問題を回避することができ、広い走査面にわたって均
一なエネルギー密度での電子線の照射が行える。このた
め、排ガス処理用の電子線照射装置等の用途において、
比較的大きな照射面に均一なエネルギー密度の電子線を
供給することが可能となる。又、偏向角を大きく取るこ
とができるようになり、装置の小型化にも寄与できる。
又、排ガス処理用の電子線照射装置のみならず、例えば
電子ビーム溶接装置、走査型電子顕微鏡等の電子線を用
いた各種機器に用いても、同様の効果が期待される。
的大きな偏向角で走査する場合にも、ビームの収束とい
う問題を回避することができ、広い走査面にわたって均
一なエネルギー密度での電子線の照射が行える。このた
め、排ガス処理用の電子線照射装置等の用途において、
比較的大きな照射面に均一なエネルギー密度の電子線を
供給することが可能となる。又、偏向角を大きく取るこ
とができるようになり、装置の小型化にも寄与できる。
又、排ガス処理用の電子線照射装置のみならず、例えば
電子ビーム溶接装置、走査型電子顕微鏡等の電子線を用
いた各種機器に用いても、同様の効果が期待される。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図４を参照しながら説明する。尚、各図中、
同一符号は同一又は相当部分を示す。
て図１乃至図４を参照しながら説明する。尚、各図中、
同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１６】図１（ａ）は、本発明の一実施の形態のフ
ォーカス用電磁石と走査用電磁石とにより形成されるビ
ームの偏向の状態を示す図であり、（ｂ）電子線の照射
面における照射パターンを示す図である。図２は、本発
明の第１実施例の（ａ）走査用電磁石の電流と、（ｂ）
フォーカス用電磁石の電流の関係を示す図である。この
電子線照射装置１１は、電子線源１２と、加速管１３
と、フォーカス用電磁石１６と、走査用電磁石１７とを
備え、加速されて走査用電磁石１７の磁場により走査さ
れた電子線が照射窓部１５より放出される構成は、従来
の技術と同様である。又、加速管１３では１ＭＶ程度の
高電圧を用いて電子線を高速に加速して、フォーカス用
電磁石１６を用いて電子線のビーム径を制御し、更に走
査用電磁石１７によりビーム径が制御された電子線を所
定の範囲に偏向して走査する構成も従来と同様である。
この走査幅としては、概略長手方向（ｘ方向）の長さが
３〜４ｍ程度で、短手方向（ｙ方向）の長さが概略３０
〜４０ｃｍ程度である。
ォーカス用電磁石と走査用電磁石とにより形成されるビ
ームの偏向の状態を示す図であり、（ｂ）電子線の照射
面における照射パターンを示す図である。図２は、本発
明の第１実施例の（ａ）走査用電磁石の電流と、（ｂ）
フォーカス用電磁石の電流の関係を示す図である。この
電子線照射装置１１は、電子線源１２と、加速管１３
と、フォーカス用電磁石１６と、走査用電磁石１７とを
備え、加速されて走査用電磁石１７の磁場により走査さ
れた電子線が照射窓部１５より放出される構成は、従来
の技術と同様である。又、加速管１３では１ＭＶ程度の
高電圧を用いて電子線を高速に加速して、フォーカス用
電磁石１６を用いて電子線のビーム径を制御し、更に走
査用電磁石１７によりビーム径が制御された電子線を所
定の範囲に偏向して走査する構成も従来と同様である。
この走査幅としては、概略長手方向（ｘ方向）の長さが
３〜４ｍ程度で、短手方向（ｙ方向）の長さが概略３０
〜４０ｃｍ程度である。
【００１７】この照射装置に、本発明においては、フォ
ーカス用電磁石１６の直流電流Ｉ0に、走査用電磁石の
交流電流ＩSに同期した電流成分を重畳する。即ち、図
２（ａ）は、Ｘ方向の走査用電磁石のコイルに供給する
交流電流ＩSを示す。Ｘ方向の走査は、走査用電磁石の
コイルに正弦波電流を供給することにより行われる。こ
こで、走査用電磁石１７のコイルに供給された正弦波電
流の最大値の時に最大の磁場が形成され、これにより電
子線の偏向角が最大となり、電子線の走査位置が図１
（ｂ）中の右側の最大点Ａになる。正弦波電流の負側の
最大値の時に電子線の走査位置が図１（ｂ）中の左側の
最大点Ｂになる。尚、ｙ方向の走査については、走査幅
がｘ方向と比較して狭いので、ビーム径の収束の問題は
発生しないが、ｙ方向についても走査が行われる。
ーカス用電磁石１６の直流電流Ｉ0に、走査用電磁石の
交流電流ＩSに同期した電流成分を重畳する。即ち、図
２（ａ）は、Ｘ方向の走査用電磁石のコイルに供給する
交流電流ＩSを示す。Ｘ方向の走査は、走査用電磁石の
コイルに正弦波電流を供給することにより行われる。こ
こで、走査用電磁石１７のコイルに供給された正弦波電
流の最大値の時に最大の磁場が形成され、これにより電
子線の偏向角が最大となり、電子線の走査位置が図１
（ｂ）中の右側の最大点Ａになる。正弦波電流の負側の
最大値の時に電子線の走査位置が図１（ｂ）中の左側の
最大点Ｂになる。尚、ｙ方向の走査については、走査幅
がｘ方向と比較して狭いので、ビーム径の収束の問題は
発生しないが、ｙ方向についても走査が行われる。
【００１８】これに対して、フォーカス用電磁石１７の
コイルには、図２（ｂ）に示すような走査用電磁石の電
流ＩSに同期した２倍の周波数の交流電流成分を直流電
流Ｉ0に重畳した電流ＩFを供給する。即ち、フォーカス
用電磁石電流の直流電流Ｉ0はビーム径を拡大するよう
に制御する。その直流電流Ｉ0に走査用電磁石１７の電
流ＩSの２倍の周波数の交流電流を、その最大値がそれ
ぞれ走査用電磁石１７の正弦波電流の正側及び負側の最
大値Ａ，Ｂに同期させるように重畳する。
コイルには、図２（ｂ）に示すような走査用電磁石の電
流ＩSに同期した２倍の周波数の交流電流成分を直流電
流Ｉ0に重畳した電流ＩFを供給する。即ち、フォーカス
用電磁石電流の直流電流Ｉ0はビーム径を拡大するよう
に制御する。その直流電流Ｉ0に走査用電磁石１７の電
流ＩSの２倍の周波数の交流電流を、その最大値がそれ
ぞれ走査用電磁石１７の正弦波電流の正側及び負側の最
大値Ａ，Ｂに同期させるように重畳する。
【００１９】これにより、走査用電磁石１７により電子
線が右方向に振られた最大点Ａ及び左方向に振られた最
大点Ｂにおいて、フォーカス用電磁石１６のコイルに供
給される電流ＩFが最大となり、その時にビーム径は最
大となる。これにより電子線は走査用電磁石１７の磁場
に入り偏向される際に、広がる方向で入射されるので、
見かけ上の焦点距離が長くなり、照射窓部１５での電子
線の結像をさけることができる。従って、従来偏向角の
大きいところで起きていた電子線の収束現象、即ち、エ
ネルギー密度の集中をさけることができ、図１（ｂ）に
示すように、走査位置に関わらず一定のエネルギー密度
の照射パターンが得られる。これにより、照射窓部１５
での電子線の収束に伴う焼損等の問題を防止できる。
線が右方向に振られた最大点Ａ及び左方向に振られた最
大点Ｂにおいて、フォーカス用電磁石１６のコイルに供
給される電流ＩFが最大となり、その時にビーム径は最
大となる。これにより電子線は走査用電磁石１７の磁場
に入り偏向される際に、広がる方向で入射されるので、
見かけ上の焦点距離が長くなり、照射窓部１５での電子
線の結像をさけることができる。従って、従来偏向角の
大きいところで起きていた電子線の収束現象、即ち、エ
ネルギー密度の集中をさけることができ、図１（ｂ）に
示すように、走査位置に関わらず一定のエネルギー密度
の照射パターンが得られる。これにより、照射窓部１５
での電子線の収束に伴う焼損等の問題を防止できる。
【００２０】図３は、本発明の第２実施例の（ａ）走査
用電磁石電流と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係
を示す図である。この実施例においては、フォーカス用
電磁石電流の直流成分Ｉ0はビーム径を縮小する制御電
流である。このため、走査用電磁石電流ＩSの正弦波の
正方向及び負方向のピーク値Ａ，Ｂに同期させて、フォ
ーカス用電磁石電流ＩFを最小値とするように、２倍の
周波数の正弦波交流電流を重畳する。これにより、走査
用電磁石電流ＩSの正弦波の正方向及び負方向の最大時
に、即ち走査の最大値Ａ，Ｂにおいて、ビーム径が最も
太くなる。従って、走査用電磁石１７の磁場が最大とな
り、最もビーム径が収束し易い時に、ビーム径が太くな
るので、見かけ上の焦点距離が長くなり、照射窓部にお
けるビーム径の収束の問題を回避することができる。
尚、走査用電磁石電流ＩSのゼロ点付近においては、偏
向角がゼロとなるため、フォーカス用電磁石電流Ｉ
Fは、本来のビーム径となるように、その電流はＩ0とな
る。
用電磁石電流と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係
を示す図である。この実施例においては、フォーカス用
電磁石電流の直流成分Ｉ0はビーム径を縮小する制御電
流である。このため、走査用電磁石電流ＩSの正弦波の
正方向及び負方向のピーク値Ａ，Ｂに同期させて、フォ
ーカス用電磁石電流ＩFを最小値とするように、２倍の
周波数の正弦波交流電流を重畳する。これにより、走査
用電磁石電流ＩSの正弦波の正方向及び負方向の最大時
に、即ち走査の最大値Ａ，Ｂにおいて、ビーム径が最も
太くなる。従って、走査用電磁石１７の磁場が最大とな
り、最もビーム径が収束し易い時に、ビーム径が太くな
るので、見かけ上の焦点距離が長くなり、照射窓部にお
けるビーム径の収束の問題を回避することができる。
尚、走査用電磁石電流ＩSのゼロ点付近においては、偏
向角がゼロとなるため、フォーカス用電磁石電流Ｉ
Fは、本来のビーム径となるように、その電流はＩ0とな
る。
【００２１】図４は、本発明の第３実施例の（ａ）走査
用電磁石電流と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係
を示す図である。この実施例においては、図４（ａ）に
示すように、走査用電磁石１７のｘ方向の走査は、三角
波（鋸歯状波）を用いている。即ち、フォーカス用電磁
石１６でビーム径が制御された電子線が入射する走査用
電磁石１７の磁場は、負方向から正方向に時間に対して
直線的に変化する。これにより、電子線も図１（ｂ）に
示すＡ点からＢ点に対して時間軸上で略直線的に偏向さ
れ、走査される。このため、フォーカス用電磁石１６の
電流ＩFも、図４（ｂ）に示すように走査用電磁石電流
に同期した三角波を用いている。即ち、直流電流成分Ｉ
0はこの実施例においてはビーム径を絞るように制御す
る電流であり、フォーカス用電磁石１６の電流をＡ点及
びＢ点で最小となるように同期させて三角波状に形成す
る。従って、走査の最大点Ａ，Ｂにおいて、ビーム径は
フォーカス用電磁石１６により、最も太くなるように制
御される。これにより、走査の最大点Ａ，Ｂにおいてビ
ーム径の収束といった問題が防止され、照射窓部の損傷
が防止され、照射面の全面にわたって均一なエネルギー
密度の電子線が供給されることは、上述した各実施例と
同様である。
用電磁石電流と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係
を示す図である。この実施例においては、図４（ａ）に
示すように、走査用電磁石１７のｘ方向の走査は、三角
波（鋸歯状波）を用いている。即ち、フォーカス用電磁
石１６でビーム径が制御された電子線が入射する走査用
電磁石１７の磁場は、負方向から正方向に時間に対して
直線的に変化する。これにより、電子線も図１（ｂ）に
示すＡ点からＢ点に対して時間軸上で略直線的に偏向さ
れ、走査される。このため、フォーカス用電磁石１６の
電流ＩFも、図４（ｂ）に示すように走査用電磁石電流
に同期した三角波を用いている。即ち、直流電流成分Ｉ
0はこの実施例においてはビーム径を絞るように制御す
る電流であり、フォーカス用電磁石１６の電流をＡ点及
びＢ点で最小となるように同期させて三角波状に形成す
る。従って、走査の最大点Ａ，Ｂにおいて、ビーム径は
フォーカス用電磁石１６により、最も太くなるように制
御される。これにより、走査の最大点Ａ，Ｂにおいてビ
ーム径の収束といった問題が防止され、照射窓部の損傷
が防止され、照射面の全面にわたって均一なエネルギー
密度の電子線が供給されることは、上述した各実施例と
同様である。
【００２２】尚、上述した実施の形態においては、排ガ
ス処理用の電子線照射装置について説明したが、本発明
の趣旨は、電子線の走査に際してその偏向角に伴う電子
線の結像現象を避けることができるものである。従っ
て、このような本発明の趣旨は、電子ビーム溶接装置、
走査型電子顕微鏡等の電子線を利用した各種機器にも広
く応用が可能である。
ス処理用の電子線照射装置について説明したが、本発明
の趣旨は、電子線の走査に際してその偏向角に伴う電子
線の結像現象を避けることができるものである。従っ
て、このような本発明の趣旨は、電子ビーム溶接装置、
走査型電子顕微鏡等の電子線を利用した各種機器にも広
く応用が可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高エネルギーの電子線を比較的大きな偏角で走査する場
合にも、ビームの収束という問題を回避することがで
き、広い走査面にわたって均一なエネルギー密度での電
子線の照射が行える。
高エネルギーの電子線を比較的大きな偏角で走査する場
合にも、ビームの収束という問題を回避することがで
き、広い走査面にわたって均一なエネルギー密度での電
子線の照射が行える。
【図１】本発明の一実施の形態の（ａ）電子線の偏向の
状態を示し、（ｂ）電子線の照射パターンを示す説明図
である。
状態を示し、（ｂ）電子線の照射パターンを示す説明図
である。
【図２】本発明の第１実施例の（ａ）走査用電磁石電流
と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係を示す図であ
る。
と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係を示す図であ
る。
【図３】本発明の第２実施例の（ａ）走査用電磁石電流
と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係を示す図であ
る。
と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係を示す図であ
る。
【図４】本発明の第３実施例の（ａ）走査用電磁石電流
と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係を示す図であ
る。
と、（ｂ）フォーカス用電磁石電流の関係を示す図であ
る。
【図５】電子線照射装置を用いた排ガス処理装置の説明
図である。
図である。
【図６】従来の（ａ）電子線の偏向の状態を示し、
（ｂ）電子線の照射パターンを示す説明図である。
（ｂ）電子線の照射パターンを示す説明図である。
【図７】従来の（ａ）走査用電磁石電流と、（ｂ）フォ
ーカス用電磁石電流の関係を示す図である。
ーカス用電磁石電流の関係を示す図である。
１１ 電子線照射装置 １２ ビーム源（熱電子発生源） １３ 加速管 １５ 照射窓 １６ フォーカス用電磁石 １７ 走査用電磁石 Ａ，Ｂ 走査の最大点 ＩF フォーカス用電磁石の電流 ＩS 走査用電磁石の電流
Claims (4)
- 【請求項１】 電子線源と、該電子線源より放出された
電子を加速する加速管と、該加速管にて形成された高エ
ネルギーの電子線に磁界を印加することでそのビーム径
を制御するフォーカス用電磁石と、該ビーム径が制御さ
れた電子線に磁界を印加することにより前記電子線を偏
向して走査する電磁石とを備えた電子線照射装置におい
て、前記フォーカス用電磁石の電流に、前記走査用電磁
石の電流に同期した電流成分を重畳することにより、前
記走査の最大点で、前記ビーム径が最大となるように前
記フォーカス用電磁石の電流を制御することを特徴とす
る電子線照射装置。 - 【請求項２】 前記走査用電磁石の電流は、正弦波状の
交流電流であり、前記フォーカス用電磁石の電流は、直
流電流に前記走査用電磁石の電流の２倍の周波数を有す
る正弦波状の交流電流を重畳したものであり、前記走査
用電磁石の電流の正及び負方向の最大値に、前記ビーム
の径が最大となるように前記フォーカス用電磁石の電流
を同期して制御することを特徴とする請求項１に記載の
電子線照射装置。 - 【請求項３】 前記走査用電磁石の電流は、三角波状の
交流電流であり、前記フォーカス用電磁石の電流は、直
流電流に、前記走査用電磁石の電流の正及び負方向の最
大値に、前記ビーム径が最大となるように前記フォーカ
ス用電磁石の電流を同期して制御することを特徴とする
請求項１に記載の電子線照射装置。 - 【請求項４】 高エネルギーの電子線に第１の磁界を印
加することでそのビーム径を制御し、該ビーム径が制御
された電子線に第２の磁界を印加することにより前記電
子線を偏向して該電子線を走査し、前記走査の最大点
で、前記ビーム径が最大となるように前記第１の磁界を
制御することを特徴とする電子線の照射方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100406A JPH11281799A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 電子線照射装置 |
| US09/275,786 US6329769B1 (en) | 1998-03-27 | 1999-03-25 | Electron beam irradiation device |
| PL99332232A PL332232A1 (en) | 1998-03-27 | 1999-03-26 | Method of emitting an electron beam and apparatus therefor |
| CN99104388A CN1130243C (zh) | 1998-03-27 | 1999-03-26 | 电子束辐射装置 |
| RU99106679/06A RU2219606C2 (ru) | 1998-03-27 | 1999-03-26 | Устройство для излучения пучка электронов и способ излучения пучка электронов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10100406A JPH11281799A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 電子線照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11281799A true JPH11281799A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=14273106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10100406A Pending JPH11281799A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 電子線照射装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6329769B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11281799A (ja) |
| CN (1) | CN1130243C (ja) |
| PL (1) | PL332232A1 (ja) |
| RU (1) | RU2219606C2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2221636C2 (ru) * | 1999-07-02 | 2004-01-20 | Ибара Корпорейшн | Устройство облучения электронным пучком и способ |
| JP2001221899A (ja) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Ebara Corp | 電子線照射装置 |
| US20060196853A1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-07 | The Regents Of The University Of California | Micro-joining using electron beams |
| EP2415803A3 (en) * | 2006-10-26 | 2012-10-31 | Xyleco, Inc. | Method of making a composite from biomass |
| CN102097150B (zh) * | 2010-11-04 | 2012-07-04 | 华中科技大学 | 一种用于辐射加工的电子束扩散装置 |
| CN102494917A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-06-13 | 江苏达胜加速器制造有限公司 | 空间环境辐射模拟装置 |
| WO2014025751A2 (en) | 2012-08-06 | 2014-02-13 | Implant Sciences Corporation | Non-radioactive ion source using high energy electrons |
| CN103068145A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-04-24 | 中国原子能科学研究院 | 一种电磁铁磁场波形合成方法及其装置 |
| CN103762007B (zh) * | 2014-01-20 | 2016-08-17 | 汇佳生物仪器（上海）有限公司 | 电子直线加速器二维扫描高能x线辐照系统 |
| CN104582231A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-29 | 中国原子能科学研究院 | 一种电子辐照加速器的束流偏转方法 |
| IT201600082446A1 (it) * | 2016-08-04 | 2018-02-04 | Consorzio Di Ricerca Hypatia | Macchina per la stampa 3d a fascio di elettroni |
| CN110237674A (zh) * | 2019-06-28 | 2019-09-17 | 浙江哲丰能源发展有限公司 | 一种燃煤电厂烟气脱硫脱硝处理系统 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8601511A (nl) * | 1986-06-11 | 1988-01-04 | Philips Nv | Kathodestraalbuis met magnetische focusseerlens. |
| JPH07192673A (ja) | 1993-12-24 | 1995-07-28 | Nissin High Voltage Co Ltd | 走査型電子線照射装置 |
| JP3057486B2 (ja) | 1997-01-22 | 2000-06-26 | セイコー精機株式会社 | ターボ分子ポンプ |
| JPH10223159A (ja) * | 1997-02-06 | 1998-08-21 | Hitachi Ltd | カラー陰極線管 |
| JP3716068B2 (ja) | 1997-04-22 | 2005-11-16 | 三菱重工業株式会社 | ターボ分子ポンプ及び同ターボ分子ポンプを有する真空容器 |
| KR100288807B1 (ko) * | 1997-07-29 | 2001-06-01 | 가나이 쓰도무 | 편향요크 및 이것을 사용한 음극선관장치와 디스플레이장치 |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP10100406A patent/JPH11281799A/ja active Pending
-
1999
- 1999-03-25 US US09/275,786 patent/US6329769B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-26 RU RU99106679/06A patent/RU2219606C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-03-26 PL PL99332232A patent/PL332232A1/xx unknown
- 1999-03-26 CN CN99104388A patent/CN1130243C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6329769B1 (en) | 2001-12-11 |
| CN1242253A (zh) | 2000-01-26 |
| PL332232A1 (en) | 1999-10-11 |
| CN1130243C (zh) | 2003-12-10 |
| RU2219606C2 (ru) | 2003-12-20 |
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