JPS5931500A - ステップギャップ付きアクロマティック屈曲用磁石を組み入れた照射装置および偏向装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の分野〕 本発明は、＋ｉ’ｉ　醒粒子ビームの光字及び輸送に関
する。時に、１Ｊシ射森処１＋ｆｆｉ装（ｄに使用する
ために特にｌｌｉ　ｔ、　′Ｉｒ、、７クロマテインク
ビームｌｌ１ｆｉ向に関する。 〔発明の背量］ アクロマチ・ｒツク光学系子は［ｔ８条的医用治療伎１
、′、ｌに８唄なものである。そのようｌ冶υス艮１ｄ
の」ユ安な符任は、比１１ズ的１゛ｄＪいビーム伸１す
とその割ｒ叶である。マイクロ波詠形／Ｊｌ’ｌ運命な
どの代表的；／１−１７６いビーム屯流の力１１連器か
、安永さ７Ｌるビーム強度を堰成するが、エイ・ルギー
分布＆Ｊ、ｌｒＬろ広い。人士でさるビームを利用する
ためＶＣ、ビームのエネルギー分布に比枢的純感な光学
丼子を尋人することが８匁である。・符にＸ線装置にと
っては、Ｘ勝ターゲット上の小キナビームスボンドに強
力なビームを束中させて、そのターゲット照射領域に関
して充分に不尽いＸ、匈詠を得ることが望まれる。 開業用照射及び医用治療への応用におけるビーム偏間装
［６゛ば、その装置の］ｙＩ作回内し性、照射束の遮蔽
及び規準−１トびに装置ｆ１々造の経済的考察などによ
り、機樟的及びにｌ！ｔ（ＩＩＪ学的な束縛が課される
。 従来技術の１つのアクロマチイックビーム偏向装置ｄが
、水出ｊｊ１４人に議殴さＪまた米国ｑも許第う、ａ６
Ｍ５５号に６己中いぎれている。この装ｕ’４にｂ−い
てヒ゛−ムは、うつの−イ求磁鳴セクター１訂石及び２
つの中間ドリフト空間企イｊｌ’ｒ切０．２−／　０の
ｌＬｉ１回金受けてＸ線ターゲットに入射する。セクタ
ー磁石ボールは、セクター角度に関１．て正１．１［ｉ
に背気ｊ　６４’　、る。′６セノメー及び糊付形状の
分ＩＩ′６に１．）」するビームの入射角及び射出角が
、ｌ＋＋Ｉｉ回１１ｔの入射及び射出頑」或だけで４〈
中間の空間も占めることになり゛、４ａｊ易のないドリ
フトη′間紫１ｊ；　ｌ’１ｌｌＪ−る、この装置■の
・曲１七を発揮させ６　／”ｃめに、ｌｌｌＪ回、（沙
の７’ｊ７　Ｈ５１１品の内Ｆｉｌｉ　４１１互整合が
必須であろう 他の従来技術が米国時Ｈ′ｉ−第う、５７９，９１１＠
してよって知られる４、そこでは、ｈ１向の中間点（１
５５）の付近に勾配讃域が４人され、その勾西己領域内
の磁場は偏向平間内の半イｒ方向にイ４コ化Ｌ　ｌｌ１
ｌｔ跡通過可能な外方ｔＸｉｉ分に同けて増大する。か
くして、太きな曲率半径にｒつで特徴づけられる軌跡は
、小ざな曲率半径が受けるよりも強い磁場を感する。勾
配シムを過当に調整することにより、所望角ｇの１次ア
クロマチイック偏向かもたらこれる。 これらの従来技術にお・いて、ビームの実質的逓ｒｊｄ
＋ψ分散を唐人すべきでなく、′また装置ｄの入射平面
で生じた状ｊｈ’を・射出平面でＪ５りの捷捷内牛する
ことがツ”Ｆ　７する。 〔発明の概費〕 本発明の上目的は、荷電粒子１！Ｋ　Ｍｌ”Ｉｔ　ｔｔ
ｆ　Ｋおける袴に簡単な１次アクロマチイック１１−同
装置ｆｔ、？提供すること−Ｃある１つ 本発明のｌ　１１＋色において、１同回ｆＩ縁石が、第
ｌの一様磁場領域及びそこから離れてＪＡ界に沿った第
２の一様磁場領域をＩＶ’Ｇ成する。第１の頭載を通過
する粒子の軌跡は、大さな曲率平径で特徴づけられ、第
２の＝域内でｖ、Ｌ小さな曲率半径となり、再び第１の
値域合・柾切る嘘には大きな曲半半イｔとなる。 仙の舟色において、第１ルび紀２の領域内の磁場の比は
、一定であり、ステップポール面の間の第１の間隙（広
い）及び第２の間隙（狭い）によって定−止る。 他の特色において第ｌの領域と第２の領域との間の境界
が直線である。 他の特色において、第２の領域の比較的狭い間隙内にエ
ネルギー選択スリット力１１着ａきれる。それにより第
２の（狭い間隙の）磁場領域の磁性ポールピースの大き
な買置によって、スリットからの放射が効朱的に遮蔽さ
れる。 他の物色において、偏向磁石の屈曲平面が粒子加速器の
軸に対して正負１６に葺合きれる。この整合性は、屈曲
平面を通る軸の１わりに磁石を回転すること？こよって
達成される。磁石部品の内部Ｙ合は必要ない。 他の特色において、磁石の像平面における中央軌道から
のｌｌ１ＩＬ跡の変位量は、磁石の入射平面における中
央杭う細からの軌跡の変位１１１に等しい。それにより
入射平面での平行線は、射出平面でも平行になる。 他の特色にＬ・いて、牟−のｌ４Ｉｌ＋’　４．′ｌ！
索子が用いら７［て、アレロマテイツク荷篭粒子ビーム
偏光装置におにする半径り同のウェストと横方向ウェス
トとを同一ターゲツト平向−ヒに生じなせている。 本発明のさらに他の’Ｗｔ色り、以下のｆｉ１２述から
よ！）明１）かとなろう。 〔灯］」１夾ｈ１１．ｉ例の説明３ ４１図は、６Ｇ気偏向装置ｉ賃１２ケＡＪ↓入れたＸ線
溶／１．’（ｔ；！に械１０を示す。治ｉｔχ仁科戒１
０け、はぼＣ字状の回４云μ丁１ｊしなガントリーｉｌ
ｌからＩｎｋる。ガントリー１１１、水゛ＩＬ方向の回
転軸Ｍ１６の捷ね９１Ｃ回転する。ガン）　ＩＪ　−１
１１は、支柱２０を介して床１１（から支持される。ダ
柱２０は、ガントリーｉｌｌを回転ＥｉＪ能に支持する
だめのトラニオン２２を有する。ガントＩＪ　−１１＋
は、はぼ水平方向の一対の平行腕２１１及び２６を含む
。ｌＩ小惨子２８に連なるｈｄ形′嶋子加速器２７が腕
２６内部に収′谷される。 磁気偏向妓拘１１１醍びターゲット２つが、水平腕２６
の外方端に配油′されて、腕２６の外方端と水平腕２４
の外方端に支持されたＸ線吸収素子５０との間にＸ線の
ビームを投射する。治療処１１′ｔのためターゲット２
つか’；拍するＸ線のロープ内の寝台う４に、１２者う
２が支えらｉｔている。 次に第２及び５図丁ン・−１（（１すると、４筐シロｔ
ｊｉのポールピースのボールギル／ツブ（ρＯ１＋！　
ｃｄｐ）　′）Ｑが、左官れていイ）。ステップ５２が
、ボールキャップ５０を１ｉｂ ５６ＶＡのホールキャップ５０は、領域５１１のそれよ
りもステップ５２の尚さ１１／（け鳥い。故に、ボール
キャップ５０及び’）　ｔｉ’から成る磁イｉ　ｔｊｌ
、佃」或５６におｉＪる幅ｄの比軟的殊い間ＶＡ（及び
可１ｊ伐５１における鳴ｄ　＋　２１＋の比軟ｔ’ｌソ
広いＩｉ；ｌ　Ｋｉによ′つで、ｔ＋ｆｆ以で５けり）
１イ、。従って、磁石は、１いス的口（い値Ｌｈの一様
佃域５１番と比較四部い（磁場の−＜＞ｙ領域５６とを
構成する。：ｌ１１方向に削れたコイシイ１４造半体５
８及び５８に′１．Ｌ流を供ｉ１’＋：＋することによ
って、Ｖζイ」の励磁が達ｔＪ′！−さｉする。４４直
拳造牛体）６波ひ５８はぞれぞＪし、各外方ボール６０
＆び６０′の捷わりに配（ｄさＧている。ボールキャッ
プ５０及び５０’ｔ−１、外方ボール６０ルび６０に固
層されている。磁気回帰路はヨーク６２によりもたらさ
れる。トリムコイル（ｔｒｌ＋ｎ　ｃｏｌｌ）　６１１
及び６１ｉ’＋・よ、領域５１１及び５６内のｆ１会場
の比（！−調節するための７５−二ヤ金もたらす。 Ａ仝エンベロープ６７が、磁石の両ボールの間に畝１＋
ｆ？　−Ｊ　ｉｔ、そしてｌ＋３ｉｉｈＭ子Ｑを通じて
マイクロ波勝形加速器窒胴６８と連通し−Ｃいる。　　
　゛以下に１ｆ７Ｉｉ論するように、他の重要なパラメ
ータθ、１１ｆ子が篩同器に進入するときの軌跡が磁場
に幻してもつ角度（入射角Ｉｍ　”）である。入射領域
に関しての開方の仮想的磁場境界６９を所望の位１ａ及
び方向に維持するために、フリンジ磁場を制御する。こ
の？１ｉｌｌ　９＜１は、アルミニウムスペーサ６６′
によってボールキャップから離れた磁場クランプ６６に
よって達成きれる。同様にして、出口磁」易境界の位置
及び方向は、この領域の磁場クランプ６６の適幽な形状
及び位置によって制御される。 内部の仮想的磁場境界５５が、ステップ表面５５及び５
３′の適切な曲率によって、ステップ５２に関して画成
され得る。この曲率は、飽和が近づいたときの？ｌ＋’
ｃ場の損料いを袖ｉｔロー又この領域のフリンジ磁場を
制御する、このような形状は、蟲核術分野において周知
である。 Ｊｊ７Ｊ↓す／ｆＪ７ｒ６９及び５５ｔＪともに、」ノ
１所的に明確に画成Ｊれｌｒ　モ’　Ｎ　−Ｃｆｉｆｆ
＜、イーれ故ソｔＩＣ＞　’ｓ：　（１４１７どおり「
仮４す的Ｊ　（ｖｉｒｌｕａｌ）　　と１１＋′ぶ。ン
１仮Ｍ酌磁相”Ｉ’ｌ界にｉ・１連するパラメータが、
１つのｆｉｎ楊１１１１域から１山の（ｒ＜ｖす）何！
」成への’ＡＨ多１ｄ″；耘！におシーするフリンジ磁
ｓ、）をｌ＋！Ｊ徴づける。かく（７て、パラメータ！
（１が、入射ドリフト空間１．から領域５　＋１への磁
場の渭らかな遷移な記ｊｉＢするｔｌｉ−の〕く〕ラメ
ーター゛ある。この〆１ｔらかなパＶ移は、例えｉ、Ｉ
’甲心１１１’Ｌ　ｅふＰ。のように選択された軌跡に
沿っている。り〔１域２１１と射出ドリフト空間ｔ２と
の間も同包（である。フリンジ出湯パラメータ夏（、は
、磁場領域５１１と５６との間の同様な振舞いを８１〕
述する。 双極磁気光学素子の３１′６論において、座標系のｌ軸
を谷間軌跡の接線に削び、入射平面でｚ　＝　０、射出
平面でｚ　＝　１にとることは、在来の方法である。入
射平面及び射出平面は、一般的に、図示のようｔこドリ
フｌ−空間によって磁場境界から陥れている。入射及び
射出平面を磁場境界であると認降すべきではない。屈曲
乎ｉＩ＋＋の偏向の平面内の変位軸としてｙ軸を選ぶ。 次にｙ軸は、屈曲平面を４品切る方向にある。慣例的に
、ｙ軸方向は１世１ム」と、ｘ　＋ｋ１１方向？１．１
水平」とけばれている。 （Ｍｌ向の平（口１におい−Ｃ５中心軌涌軸がＣ照運動
−の矢印ｐｏで示されている。Ｐｏに半行な初期制。 跡（屈曲十１１１１内にあり、そこを通庖する）を有す
る変位された軌跡Ｃｘ及び０アが、ｉｌｉ向器の出口の
ところでも１０」休な嵐位τ生ずることか、ｈ′！±７
しる。ＵｄＪ易ｉ＞Σ界に対して角度β、をもってこの
糸に入射する軌跡が、角度βｔをもって射出す心。ｅ＝
こで該論−ｒる天施例においては、β、＝β、−βであ
ることが窒−止れる。軌幼・は、（ホ）騙Ｂ、−（”あ
る研石の領域５１１内における曲率牛径ρ璽で特低づけ
られる。領域５６内においては、対応する曲率半径はρ
、であり、これは磁場Ｂ、に療存する。 記号ρ。、１（弔２図参照）は、−低１ｊｉｉ場佃域５
ＩＩ内の参照軌跡ｐ０の曲率半径を衣わす。曲率半径ρ
。、１及びρ。、２によって決定される１６線が、仮想
的磁場境界５５と父差して、領域５６への入射角β２を
決定する。軌跡が１呼び領域５）１へ入射するときの出
用境界う５への人々、１川も、対称性の押出によりβ２
である。簡噂の／ｒめに添字１゜」を省略する。 １・６１！々５１にやってきたときのその頭域内のイｔ
４向平血にふ・けるｆｌ＋４向角ｉｔ、ｎ　、−にある
。同様に、領域５１＋を出ていくときび）そぴ弓１”１
域内におけ４）干ＩＩｄ向角（ｒＹ、や←１、すαｌで
ある。楠４イｊ楊領域５６において、粒子ｒ［全１（）
ｉ角２α２ノどけ軸向ネれる。ｆｉｎｌ向系を辿つｆｒ
総１１ｍ　杓？ｒｔ、ｖ−２（α１　＋α２　）となる
。アクロマチイック偏向素子の／こめの８女十分条件は
、ｊｌ下の通りである。初ｊυノの中心軌Ｈ・方向にＩ
’　。＋ΔＰの１）βを有する粒子は（ｊ＋４向角α電
　十α２の中点（すなわち、対称平面）において、連！
Ｉ！Ｉｌ皐゛分散軌１ω’１．　ｄ　Ｘへと分ｊｊ’ｚ
　ｄれて中心１１ｔ　ＩｇＪｊ・Ｐｏに平行である。 ざらに、用！曲平面において軌跡Ｐ１１と平行にＷ期的
に変位したｂ″！子の軌跡は、対称平面のところで軌跡
Ｐ。Ｋ″Ｉ′Ｉｊなるように果束される。こｔらの軌跡
は、笥枝術に１・いて「コサイン状」として知られ、Ｃ
ｘで表わされる。ここにｔ点字は屈曲平面を意味する。 磁石の入射平面のところで、初期的に＋Ｗ＋跡ｐｏから
（屈曲平面内において）相異している軌跡が、第２図に
示きれている。これらの軌跡は蟲Ｒｉ　Ｊ’ｋ　ｊｌ・
ｆにら・いて「−ｖモノ状」として知られ、屈曲平面内
のＳ８で表わされる。最大分散及び平行から点への集束
の状況は、対称平面で生じる。 この・ＩＬ１川−内に画成スリット７２が位置されて、
運！１ＩＩＩＩＩ）のノ１：１２囲及びこの、）ミでｉ
ｉ’Ｆされる角ｊ褪父位を限界てづける。同様な曲・つ
光ｂ≠糸にふ・けるとｌｌ１Ｊ様に、Ｉｔ（，１射の２
次源となるスリット７２は、ターゲットから離され、研
石のポールピースによって遮蔽される。不発ψ１におい
ては、この領域におけるｆｉｉｌ　ｌ兎が狭く、そのた
め太さな質破のポールピース５０及び５０′が１壇視を
スリット輻射から効果的に遮蔽する。 軌跡Ｃ及びＳｙは、垂１Ｋ（ｙ−ｚ）平ｆｆ１１内にふ
・けるコサイン状及びツイン状の軌跡を表わす。 ；ｉ！！！Ｉｆ！Ｉ　Ｍ’分散軌跡がＭ１１平面内にお
いて対称平面（偏向角ｖ／２）のところで角度変位が苓
である（δｄｘ／δ２＝０）という条件の下で、曲率半
径ρ、とρ、との関係、ｒ、ｙｌ　及びα２のパラメー
タに対する磁場Ｂ、及びＢ２．１″。、並びに仮想的磁
場境界の磁場延在パラメータに、及びに２を、得ること
が疫求される。対称平面のところで昧されるこの速性か
ら、ｄＸ及びその発散ｄ′工が（庭石の出口のところで
嵜になることが示きれ得る。 問題の簡単なル＋１ｒ的処置において、・−城５１＋へ
とやってくる軌跡、領域５６の部分に入９対祢平面へ進
み、次にｉ！（ｉ　Ｊ或５６から領域５４との境界へ進
み、再び領域５１１を通る軌ル］・についての、移送行
列（Ｉｒａｎｉ＋ｆｃｒ　＋ｎａｊｒｉｘ）が−き表わ
゛される。屈曲半間に×１する行列は、第４図に示す４
つの領域５４１．５６．　５６ｏ、５４ｏ、を辿るビー
ムの伝播に対応する移送行列の行列積として４き表わさ
れる。 ココア、ｃｌ、Ｓｌ、Ｃ２、Ｓ２はぞれぞ７し、低磁場
領域（１）及び薗（１穆硼官ｊ域（２）に↓・けるｃｏ
ｎα及びｓｉｎαを表わす。βは、ｔａｎＩ　を表わす
。変数ρ１及びＲ２−は、領域５１１及び５６に対応す
る領域ｌ及び２における曲率半径である。ＣＩ及びＳ　
のパラメータは、在来的には錠前軌跡に関しての変位と
して表現される。（１）式は、以下のように約すことが
できる。 行列！！ノ索”＋＋（ＣＪｌ、Ｃ、軌跡のｆｉＪヌ・Ｊ
前空１０１的笈位４：ｊ（、述する係に’ｔ　’ａ、ｚ
、２．１１４−Ｊ−ル。ｔｊ　ｌ　２　’Ｍ　糸１１１
、Ｓ　　の相対的Ａｔ位を出シ坏Ｊる。ｌｉ」」（求ｅ
（二しで、要素ｌ（２，はＣえσ）イｌ　ｘ月゛ｒｖ　
Ｉ（Ｊ　ｒＬ　旋ｆ＞ンと、’！２　素”　２２　＆；
↓８ｘの４Ｑ、ｂＺ；の７１１Ｊλ引）つりｊ＋、正変
ｆ）’ｌ　＊　ｒフＬ：運う゛ゐ。　安メ１、Ｒ１３は
・　大中動ｂｔ分ｔｔ；、　’１ＩＩＬ跡ｄｘ（・南平
吋のところでｖＪ期的に中心軌跡と一致する）のＭ１１
平面におけ名変位を記述し７、Ｒ２ａ！’ｉイ゛の元赦
′ｆ１：記述する。光学系をＭ゛ｉ単にす４．Ｊ゛うな
幾つかの条件がある。（ａ）装ｊｄｔ、は、入射ΔｈＧ
ｒ＋における平イ］軌１１ｂｌ・を芽１出ＡＩ乙面にお
ける平行軌跡に対応させる。このことし、」：、行列焚
索Ｊ、＝Ｑを導く。（ｂ）　’（１１ｉ１向磁石は、軌
跡の向きに依存しない。 このことは、”２２　””　＋ｔ、、を尋＜（光学系の
対称性からも明らか）。（ｃ）この行列の行列式は、リ
ウヴイルの栄理により常に１である。条件（ｂ）及び（
Ｃ）より、Ｒ＋＋−−１が導かれる◎ 行列の最後の行は、側平面における運動駿を記述する。 これらの要素は常に０．０及び１である。 何故ならば、何ｔＩの静磁系を通過する際にもビームの
エネルギー〇！ｌ！！ｌ功１７１のイ＋ｔＬ　）は、増
さ衣しないからである。 アクロマチインク系の場合には、分散変位項電。 及びその発散１１．は、零でなければならない。上述し
たように、光学系の設計パラメータの間の関係をもたら
す／こめに、対称平面のところでのＩＣ０についての条
件が解析的に展開はれる。その結果として次の表現を得
る。 ｄ’　、　＝　−（−）（１−ｃ＋　）　（す＋九０２
　）　＋Ｃ２ａｌ　＋　ｃ、Ａ　（ｔ−ＣＩ　）Ｒ２ ＋畠２　＝Ｏ（５）式 これを解いて次の条件を得る。 ρ宜　　　１−０１ 在来の手続に従って、領域５４（入射）、５６（入射）
、５６（射出）及び５１１（射出）についての対応する
垂直平面行列を書き表わすこ°とができ、それから、光
学系を通って伝播する横方向平面の斤めの行列方４４Ｍ
式がｆ！Ｉられる。 ｙ（ｇ、＝　ＲｙＶ（＋〕） ここに「１」は、入射平面ｚ　＝　Ｑに対する射出平面
の２座標の位置である。射出平面にお（八で平行から平
行に果來すること、が、王侠な設計条件である。（１８
石の幾何形状から導かれる偏向平面の場合の条件と比較
されｋ（／−１゜ かぐして、ｔ１云移行列ｔ（工及び１（βよ、１１蕗場
１５１界６９のところで内方に方向づけられる運ｉ！！
！ＩＭｔベクトルＰ（ｚ、）に演〕９して、ｇｃ石通過
後の磁場境界６つのところに射出運１１ｉｉ＋　叶ベク
トルＰ　（Ｒ２）’１５生成するという転移機能全記述
する。 好適実施例において、入射ドリフト空間及び射出ドリフ
ト空間として二それぞれドリフト空間１゜及びＲ２が含
まれる。ドリフト行列は以下の形をもつ。 ドリフト行列は、Ｒｘ、ｙ　行列に演週する。Ｒｘ、ｙ
行列はともに（２）式の形を示し、すなわち以下の形を
もつ。 磁石転移行列は、等価なドリフト空ｉｌｌの形を治する
。かくして、ドリフト空間１．及びｔ、を伴う全光学系
を通った変形は、以下のように与えられる屈曲平面及び
信子１１１１についての全転移行列金もたらす。 ここに、負の符号は行列ｌζエ　を、正の符号は行列Ｒ
ｙ　を表わす。長さＬｘ及びＬｙは、射出平面からＳｘ
及びＳｙ軌跡の突出クロスオーツ（−（ｐｒｏ、Ｊｅｃ
ｔｅ＋Ｊ　ｃｒｏｓｌＩｏｖｅｒ）　　４でのＷ（９計
である。 第５図を参照すると、屈曲平面又は半径方向平面内のウ
ェスト（＜ひＪＬ部分、ｗａｌｓｊ）　ｇｌび横方向平
曲（横断面）内のウェストが、２軸土の異なるｆｉ′Ｌ
＋西、で諦ＩＭきれている一般的伏況が示され−Ｃいる
４、かくして、成る平ｉ［ｉｌにおいでビーム色糸ｉ５
１１４！が収束していでも、１１１シの平曲で乞り収束
１．・１い。」二連のように、初数の１１市１り素子が
６１３合良く配列づれて、これらのウェスト金具＞ｉｌ
ｌの位１１゛、ｚ＆こ一孜さする。好適実施例において
、磁易出＋　＋　」）Ｈ′Ｊ′目（Ｊ・・げるｄｘ−０
の結果とともＶＣ５ｄ’　ｘ　＝　Ｏ及び〔コ、−０の
条件が対称平面のところで６ｉ・し足される。きらに、
このことがらＣＸが、６餞イ］　ｋ　Ｊ川して１１１（
曲−Ｐ−ｉｆｕ内で平行削平行変工衷を躬ｆＩＪ、で５
０る。仙ｌυ１ｉｆ＋１１７Ｊにｊ、・りる平イ］″対
平行変換が、磯椋１１λ訂に条イ／１づけらＪする。 故に、４１４１祈而父ｅユ屈曲平而のイ１１１れか（ｆ
−記述・ノーる行列は、上述のＪ：うな形１ル奮とる。 本装置■の人口におけるｌ＋重ｈ４シングレット（ｑｕ
ＩＩｄｒｕｐｏｌｅ　ｓｌｎｇｌｅｔ）の効果は、次の
形７１１４をとる。 ここで、ｆ　　ｉＪ、４１代極司変焦点距べ１ｔに等し
くとることかできる。ビームのウェスｌ　Ｖ（Ｊ、以下
の式の表現からイ１　’））れる。 ｌ　Ｘ（１）１２＝　　１ＣＸＸ（０）Ｉ２＋　ｌ　Ｓ
　ｘｘ′（０）１２１　Ｙ（１）＋２＝　　ｌ　（：　
ｙＹ（０）１２＋　Ｉ　Ｓ　、　Ｙ’（０）１２Ｓｘ及
びＳｙの軌跡ｄ定義より、ｚ　＝　Ｏのところで振幅が
零なので、Ｓｘ及びＳｙはｌｌ１ｉ：体子により影！Ｉ
Ｉ官ノーない。軌跡Ｃ９及びＣ工の変位は、逆の性質で
ある。もし範囲１．＋１２が適正に選択きれるならば、
Ｉｌｌ「険の焦点距離を、ｔｉ＋＋合良くｉ！ＩＡｌ整
することができ、半径方向ウェスト及び横方向ウェスト
を一１＆−Ｊせることか可能となる。 以下の行列方程式は、垂直平面及びＪｕ（開平面内に訃
いてドリフト空間を含む全光学系を記述する。 ｙ（１）＝　ｒｔ　、　Ｔｙ　（０） ？−（Ｄ　ｈ　外方ａ　式ｒｓ、例えばｃ　ｏ　ｄ　ｅ
　ＴＲＡＮＳＰ（Ｉｌｊ’ｌ’　（使用方法は、スタン
フォード線ル加入中’Ｊ＋：Ｖセンターから人手可能な
５ＬＡＣ：Ｒｅｐｏｒｔ　　９１にｍｌ述され−Ｃいる
）などの適切な磁気）し学プログラムによって、都合良
く解くことができる。ＴＲＡＮＳＰＯＲＴ　ｃｏ・ＩＯ
は、パラメータの調和した４、１１を探すのに用いも７
Ｌる。 パラメータとしては、以下のようなものがある。 β１　、領域５１１内でのＰ。の曲率半径。 ρ４２．領域５　Ｉｔ内のＰ。の曲率半径の、領域５６
内の曲率半径に対する比。 β１　、仮想的磁場境界への軌跡Ｐ。の入射角。 α８．高磁場領域５６内での中心軌跡Ｐ。の回転角。α
、は、内方仮想的磁場境界へのＰｏの入射角β、を決定
する。 α０．低磁場領域５１１内での参拙軌跡Ｐ。の回転角。 ■（１，低磁場領域５１１と外方の自由磁場領域との間
の仮想的磁場境界についてのパラメータ。 Ｋ２Ａ１１品磁場領域と低磁場領域との間の仮想的内方
ｆｉｔ？　場１Ｑ界’ｆ７己述する相対的パラメータ。 好適夾／Ｊ１６秒Ｉ＋　−（：　ｆＪ、対称性が、条件
とされている。 すなわち、Ｆ−２（α１　＋α、）である。電子１１．
ｉ向２７０についての１組の代表重設５！゛パラメータ
においては、所■ノの平均電子エネルギーは６ＮＩｅｖ
と４ｏ５ＭｅＶとの旧で可変である。このｌｌ１１〕、
ｖ４＋にわたって、１次アクロマチイック条件が安水さ
れる。 軌跡の入射及び射出部分に対する入射角βけＩＩ５であ
り、外方仮想的磁ｉＪＡ税界６９は、入射コリＪ−タ（
２＝０）の開口に対してＺ　＝　１０　ｃｍのところに
位１Ｈされる。中心軌跡は、１１．１７キロガウスの磁
場ＢＩの影響の下でｌ＋　１．５の角度６重だけ回転し
、２−５３　ＣＩｔ＋のところで５５であるβ２−９０
−α、の角度をもって内方仮想的＠場境界５５と父差し
、ｚ−３７，１４Ｃｍのところで対称平面に到達し、１
へ９キロガウスの磁場Ｂ、の影響の下に角度α＊　　（
９ｓＶ）だけ回転する。軌跡は両磁場境界の内で対称で
あり、ターゲットは外方仮想的磁場堺界を越えて位１ａ
これる。入射コリメータのところで、ビーム色糸ｉｓ　
＃ｊ！　Ｖ土、直径２５ＵＩＴあり、２．１重ｍｒ　の
両面によ、・いて発散する性′員を４３する。 磁石′の幾（ｐＩ形状１１、餉［ｇＩ平面Ｖこよる千イ
］対平行変換を作曲−する。対称平面におけるｄ’　ｘ
−０の条件ｎ１蓮！ｌ！１１１］（独立をもたらす。横
１１１

【而にお＆Ｊる平行対平行条件は、拘束条件であ
る。Ｄ［望の設ｄ１パラメータの組を綴るために、力Ｊ
（曲角α電及びα。 並びに磁場強恥比プ１工震化宴れる。 ２７０の偏向角につ込ての１次アクロマチイック偏向系
が、（３）式で示すれ々の磁場比１；ワ−とともに達成
され得る。 さらに、水平及び垂１ｕ平而の内方についての対応する
行列費累の絶対値が優られ、それらはほとんど同一であ
り、対称な像ビームスポットをもたらす。 同様に建造された偏向系によって他の偏向角度が達成こ
れ得ることが、当業者に認識吉れるであろう。さらに、
内方磁場境界は、所望の曲ｂｙの影線をとることもでき
る。従って、前述したところは本発明の牟なる１実施例
であり、本発明の真のｄｉｎ、　ｕｌｌ　Ｅ’ｌ　爵＃
ｆ　ａ＋！４水／７）　ｎｉｂ、　［７１１Ｖ（−、Ｊ
ニー７）　テ定ｔ　ル。 ４図曲の１１１１酢な稽明 第１１イ１ｒＩ、本発明の特色を用いｋＸ線治僚機株の
概略１１ｔ：ｌ　１１＋ｉ　ｉン１で凌・る。 ａＬ２図を１、本発明のノ１［（曲事［川における各軌
跡を示−）　〇 第５Ａ図り、１、第２図のボールキャップを含む磁石の
１υｒ　＋１１＋ｖ自ノＢｌｉ曲半＋ｔ＋ｉ＋こ世ｉｔ
Ｎである。 絹５＋３１ン陳１−５好適実施し１］の８”ｊ４クラン
プ４・示す。 第４図ｅＬ、全中心軌跡に沿って、折りＩＩｊＪげらｇ
てい４い、松・方向にすｊＹり出し／ζ軌跡である。 〜ｔ５図１１、半イモ方向〜エスト及び横方向ウェスト
のｌ：４’＝ｉ　１禾を示す。 〔主臂行号のｔｉ！？、　ｔ！’−＋　）１ｏ　　　　
　　　ｘ、１；ＨＨ治影、６砲イ戎１　】　　　　　　
イＩＺす気イ伺向コペシＩＮ’Ｉ　Ｉ＋　　　　　ガン
トリー １６　　　回転軸線 １８床 ２０　　　支柱 ２２　　　トラニオン ２１４、２６　　腕 ２７　　　線形軍イ加速器 ２８　　１１１極子 ２つ　　　ターゲット ５０　　　　Ｘ線吸収メ、子 う２　　　患イ ５１１　　　　板台　・ ５０．５０　　ボールキャップ ５２、５２　　ステップ ５う、５５′　ステップ表面 ５４．５６　　領域 ５５　　　磁場境界 ５８．５８′　　コイル＋Ｊ造早体 ６０．６０’　　外方ボール ６２　　　ヨーク ６６　　　磁場クランプ ６７　　　　Ａ空エンベロープ ６８　　　空胴 ６９　　　値」易境界 ７２　　　スリット 特許出願人　パリアン・アソシエイツ・ＦＩＧ、１ 、）、　１．１ 胡　、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　ズ・ｊ尿ｑ′！／ｊを１（（１射するｋめの荷′Ｔ
   ｉＬ粒子加速照射装置１！／であって： ＩＩ）与えられた一１１線に沿って荷′−粒子のビーム
   ケ力１１速するための荷１Ｌ粒子加速器手段；並びに ｂ）削−己の−りえられた１１勝に関【７成る偏向Ｐｔ
   ４たけ１１１１己ビームを＋ｉｔｌ　ｇピー１１勝から
   屈出１きせるためのＭｌ１曲用曲用系であり、 １）第１の一様磁」易領域及びそこに瞬接した第２の一
   様磁場領域であり、 渠２の領域の磁」易を一１第１の領域の碩嚇よりも大き
   く、第１の領域は第２ のち１１或から−１：／１．た第１の磁場りｔ界を含み
   、第ｌ及び第２の−ｐ１４城ｒ１第２の磁場境界全台む
   、ところの第ｌ及び 第２の領域、 ２）偏向３１１面内で前記第１の境界に対して角度βを
   もって、前記荷１に粒子 のビーノ、を前記第］の境界を通して 前記第１の領域へと導入させるため の手段であり、以て前記ビームはイ（４内子面内で角１
   ψα１　だけ１ｌｒｉｌ向（７て前１ｆｉ２第２の領域
   へ向い、角１８ｊ／、をもって前記ｉτ２の境界を通り
   、前記第 ２の領域内で角度２α２だけζらに １１４向して門／記第１の領域に再進入し、前記ビーム
   はさらに角度α電だけ偏 向する、ところの２！ト入手段、及び う）前記第１の領域から前記ビームを 引出すための手段、 から成る屈曲用磁石系； から成る照射装置。 ２　特許Ｒｒノ求の範囲第１ｍに記、ｊ、：じれた１６
   射装置Ｍであって：さらに 前記ビームとのイｔｊｉ突から透過放射縁を生成するた
   めのターゲット手段； から成る照射装置。 ５　特許Ｎ１１ｌ；、１＜の範囲ｉ１Ｔ　ｌ又は２項に
   記載された照射装置８であって；さらに ＋ｉｆＪ記対象物をす１１；Ｌ′ルする２つの直交平向
   のそれぞｔｌの平間内の角ｈｘをもって、当該１１ｕ射
   ：ｐ７ｔ’　Ｈ〆ｔを回転きせるだめのガントリ一手段
   ；から成る１（（１射“ｉ、′２１道。 ４、　偏向角Ｖだけ萌１４粒子を（１，ｔｌ同させるた
   めの１次アクロマチイック偏向装置であって：少なくと
   も近接した第１及び第２の磁場領゛域を（ｉｉ＋・立す
   るために中間面の寸わりに配（ｎされた、第１及び第２
   のボールキャップ；から成り、各前記磁場領域が実質的
   に一様な磁場から成る、ところの偏向装がｔ０ ５、　特許ｄＩＶ求の範囲第１番項に記載された１１７
   ４向装置であって： 前記磁場領域の間に第２の磁場境界を確立するために、
   各前記ポールキャップの厚さに少なくとも１つのステッ
   プを設けた：ところの装置。 ６　特メ１：８Ｎ求の範囲第６項に記載された偏向装置
   Ｉｔであって： ＋＋ｉＪ　ＭＱステップが、前６己ボールキヤツフ“の
   平面円の直線に沿っていゐ： ところの装置ａ０ ７、＋〕許請求の範囲第５又はら狽に記載された偏向装
   置であって： 前記荷電粒子が前記第１の磁場領域に実質的に角度１β
   １をもって入射し、所望の集束状況が得られ、前ｒｉＣ
   向′亀粒子の運動証が角度α電たけ回転される； ところの装置。 ８　特許請求の範囲第７項に記載された１Ｈ向装置ａで
   あって： 前記荷′醒粒子が前ｎＭ第１の磁場領域から射出すると
   同時に前６）２第２の６ｅ場領域へと前ｄピ第２の磁場
   境界を通して角度β、で入射し、他の７’／ｌ望の集束
   状況が得られ、前記荷電粒子の運動計は追加的角度α２
   （β２−９゜−αｔ）だけ回転される； ところの’Ｍｚ　１１　。 ９　牛ｊ許ｄ々求の範囲第８項に記載された１１４向装
   置１４′であって： Ｍ’Ｊ　ｉｔ’、荷電粒子が追加的角度増分α２だけ回
   転ざ７１．、　ｔＩ＋び前ｊ’ｉ１２第２の磁場境界に
   前記角（及１β、１で交差し、該第２の磁場境界に沿っ
   て以Ｍｉｆとは異なる位ｉａで前龜己第１の磁場領域に
   進入し、第うの集束状況が達成される； ところの）ムＩＩ！７．。 ｌＯ刊、ｔｌ’　ｆｆ＋’４求の範囲第９狽に自己載さ
   れた１−間装＋１２ＩＩであって： 前記りｆ１Ｌ粒士が追加的角度増分α、たけさらに回転
   され、以て全制用Ｉ　Ｆ＝２　（α１千偽月が達成これ
   、前記荷電粒子の運動縫が第１の磁場１Ｊ１．痒に沿っ
   た１点で前記第ｌの磁」易領域をｔ’ｔｉｔ　ｔ　ｔ　
   、核点は前記の入射の点からは離れて−ＩＪ記第１の磁
   場堝界に関して角度βをなす； ところの装置ｉ（。 ひ＋、ｔ、　Ｆ虚θ）