JPS5963600A - ビ−ム操向集束装置 - 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】 本発明は帯電粒子ビーム（例えばイオンのビームまたは
′１１Ｌ子のビーム）全集束操向するとともに、かかｌ
）ビームを所望の形状の範囲に察彫する方法および装置
１グＧこ閃−「ろらのである。

一般に、電子を集束し、すなわち電子を共通点すなわち
焦点に集υ〕るのに現在用いられている先行技ｉ４＆の
装置へはすべて、電子を出す陰極と、陰極から陽極へ４
ｉｆ子を加速する電圧が加えられる陽極とを開用し、ま
た電子を偏向してそれらを共通点、例えば陰極Ａｎ管ま
たは電子顕微鏡内で電子を集束するのに用いられる装置
に集めるために、陽極と陰（仇との１１１１に直かれる
磁界または静電界のいずれか一方もしくは両方を使用す
る。しかしかかる装置１．′Ｌは、１１エネルギ物理装
置において要求されろ高ヒー　ム１ａ流を摺る能力にお
いて制限されろ。

シンクロトロン放射線の分野では０、先行技術に用いら
れる装置、例えばシンクロトロンは非常に高価であり、
したがってそれらの使用は制限されろΩ 本発明により、広範囲のビーム・エネルギー（ｉ９＋１
えは測子電子ボルトから何十億電子ボルトまで）および
広範囲のビーム電流で作動しかつ適度の費用でシンクロ
トロン放射線を作るのに用いられる装置が提供されろ。

本発明の実施例はイオンおよび電子ビーム操向集束装置
を提供し、その場合かがる粒子のビームを集束するため
に磁界が使用される。

本発明は大電流を運ぶようにされた直線の導線を含むイ
オンまたは電子ビーム操向集束装置へにあり、その電流
は前り己導線の回りにそれと同軸の円形磁界を作り、そ
れによって前記磁界を通り運行する帯電粒子のビームの
部分を描成する帯電粒子は前記磁界を通るその運動の結
果として、目ｊＪ記粒子に加えられるカによって導線に
対して偏向される。

１つの応用において、本発明は異なる質量の粒子を分離
したり、異なるアイソトープを外胴したり、異なる帯電
状態の粒子を分離したりする簡単な質量分光計を提供す
るのに用いられる。

かかる混合粒子のビーム、例えば混合したり異なる帯電
状態の粒子のビームは異なる焦点で集められ、その焦点
は電流を変えることによっても変えられる。導体の最も
近くを走行する粒子は導体からより太きく　＋ｙａれた
粒子よりもさらに強く偏向されるので、最良の効果は環
状ビームによって達成される。

本発明のもう１つの応用では、ビーム電流密度増強装置
は、前記直線導線と同軸の中空環状ビームを小さなスポ
ットすなわちターゲットの上に集めろようにイオンおよ
び電子ビーム操向集束装置を利用して作られる。かかる
装置は高輝度小面積のＸ線源であり得る。

本発明のなおもう１つの応用では、シンクロトロン放射
線発生器はイオンおよび電子ビーム操向集束装置を利用
して、直線導線と同軸の中空環状ビームをシンクロトロ
ン放射線が出される短い曲率半径を持つ通路に操向する
。この応用の延長として、シンクロトロン放射線発生器
は広範囲な選択された波長の放射線を作り得る自由電子
レーザを作るのに用いられろ。

本発明のもう１つの応用では、ビーム操向集束装置はイ
オン注入装置に用いる大電流イオン・ビームを作るのに
用いられる。かがる注入装置ｊは、金属のような物質の
表面注入および半専体デバイスの注入に用いられる。金
属の表面注入の一例は局張力夕〜の強度に重大な影響を
及ぼさずにステンレス縛の長面層を作るクロムおよびニ
ッケルのイオンによる高張力鋼の注入である。

本発明の実施例を付図についてこれから説明する。

第１図から、電流工を連ぶ直線導線１０の回りの磁界は
円形磁界であり、その強さＢは導線１０の軸からの距離
ｒに反比例して要化し、導線にほぼ平行に進行する粒子
を集める働きをする。最初導線に平行にかつそれがら同
じ距離で移動する粒子は、同じ点で集まるようにされる
。粒子の中空環状ビーム１１は、帯電粒子ビームからの
利用できる電流密度の多数倍の増加を作る円形スポット
１２（第２図参照）に集められろ。ががる電力密度の増
加は、三重水素および重水素のイオン・ビーム圧縮によ
り融解反応を作る際に価値がある。

中空ビーム形状のもう１つの利点は、その進行の大部力
について、わｉ子が固体ビームの場合よりもずっと離れ
ており、したがって空間電荷ビームの広がりＧｉ最小に
されろ点である。ロッドの異なる部分で電流を調節する
ことにより、または１組のがか７．）素子を組み合わせ
ることによって、かかる圧意の１／ンズ装置に生しろ収
差【４最小され、広範囲な入力仝１°径を持つ粒子を良
好に集めることができろ。

外部磁界は第６図および第４図に示される通り、適当な
１１〕、径の同ｉｉ’ｌｌｌ管１３に沿って電流を戻す
ことによって最小にすることができる。外管１３は装置
の動作にとって決して重要ではないが、装置の（＋’Ｅ
１界から外部機器をしやへいする利点を備えている。

異なる電流を運ぶロッド（導線）を多数使用することに
よって、円形対称以外の形状を得ることができる。最も
簡単な場合でロッドは平行となるが、一段と復雑な形状
を使用することができろ。

極めて活動的なビームを操向集束するには、直径の小さ
な中央ロッドに極めて大きな電流を通ず必要がある。こ
れは、中央ロッドまたは同軸系の画素子に超伝導体を使
用ず々、ことによって最も良く達成される。

第５図から、ビーム入口半径Ｒｂおよび＼９線電流工を
正しく選択すると、ビーム１１はループの通路をとるよ
うにされろ。この〃Ｊ果は本発明のいくつかの兄、用に
使用されてい２）。

実際のビーム増強装置では、ロッドはビームがそれに当
たるＯ・Ｊに終り、粒子は集束装置の出口端を越えた焦
点に集まる。

電流工を連ふ「ｊ線導線から距離ｒにおけろ放射状磁界
は下記の式で与えられる： λ０工 この／ｒ磁界は帯電粒子用の簡単で強い集束大電流レン
ズを作る可能性を与える。この同軸（工００Ｌ）集束装
置の特性の若干を、初期のＥＬＯ○（静電同軸）レンズ
装置とこれから比較してみる。

ｓｃ　Ｌ　Ｃｏレンズは同１１ｉｉ＋導体の間を進行す
る中空環状ビームを持つ同軸導体間に電位差を加えるこ
とによって発生さ）するｌ／ｒ電界を使用する。静電界
であるので、ＥＪＪＯＯ集東動作は適度なエネルキーで
いろいろなイ副ンを使用するイオン・プローブとして７
７立ち、’ｔ！（ｊ’ｉｔには無関係である。この装置
の不利は、内部導体と外部導体との間の距離が火花発生
を回Ｊｉ′、ｌするためにより良い集束に必要なより１
°、６い’ＩＩ？、圧を加え２）場合に増加されなりれ
ば７！らないごとであ７．）。しかしその結果、１／ｒ
の電界の強さは、内部導ｆ１・に近い距離のほかは、高
エネルギー粒子企隼束ずろのに不足している。これ（は
イオン軌道の小さな偏向を生しる。工００Ｌは大電流を
運ぶ電線から比・ｌ（’＜的大きな半径方向距離、の場
合でも、高エネ／Ｉ−ギー範囲でより強い集束を与えろ
。

超伝導集束電線が使用されると、極めて大きな電流がｉ
ＴＪ能であり、さらに強い集束が生じる。例えば（］ｅ
ｖ陽子および電子は、電線の中心から１００ｊｎ＋ワま
での入口半径で２７＋Ｌ以内に集束される。

ＴＯＯＬは、イオン誘導融解実験に使用される大電流イ
オン・ビームを集束する除に現在の困難を克服するのに
役立つことがある。またそれＧ１広範囲のエネルギーに
わたり分離粒子ビームを集めるのにも使用されろ。本装
置がシンクロトロン放射線源として用いられるのは、集
束電線を十分大きな電流が辿る場合、粒子通路力・電線
に近づくにつれて粒子通路の曲率半径が非常に小さくな
るからである。

本発明のビーム電流密度増強装置の１つの実施例を第６
図についてこれから説明するが、この図は電子源２１が
封入容器２３によって含まれる真空室２２の一端に置か
れているのを示す。電子源２１は円形電子ビー　ム２５
を作るが、その軸はターゲット２４に向けられている。

中空超伝導体２６は電子源２１とターケゝット２４との
間に置かれ、日影電子ビームと同軸である。

液体ヘリウム（Ｈｅ、りが供給管２７を介して超伝導体
２６の中央に供給され、超伝導体から出口管２８を介し
て除去される。供給管は液体−・リウム２９を液源室３
１から超伝導体２６の入力端まで運び、ヘリウム圧力は
圧力計３２によって監視され、出口９°１−２８（・ま
ｒｒｔ　１４．：ヘリウムを超伝導体の出力端から受液
￥３３まで運ぶ。液源￥３１は外部容器３５の中で↓（
空空間３４によって囲まれている。水素のような圧力ガ
ス源３６は管３７により、弁３８を介して液源室３１に
接続さ；ＩＬ、液源室内のヘリウム２９の上の空間の圧
力を少し増加さけろ。このわずかな圧力増加はヘリ１ク
ムを供給管２７、超伝導体２６、および出１コ管２８を
経て受液室３３に、ｉ７１のさせる。

犬’ＩＱｉ、流の電源３９は、大電流リード４１を介し
て超伝導体２６への直流源またはパルス電流源となる。

大電流リード４１を介して超伝導体２６に熱が伝わるの
を防止するために、リード４１は液体ヘリウム管２７お
よび２８を通されろ。この配列は真空室２２０月入容器
２３に必要な入口の数をも減らす。

、１−Ｊ大容器２３の（７・構造は第７図にもつと容易
に見ることができ、すなわち封入容器２３は外壁２３ａ
と内壁２３ｂと、中間壁２３０とから成り立つのが分か
ると思う。外壁２３ａおよび中間壁２３Ｃけ直空空間４
２によって分離され、内壁２．３１）および中間壁２３
Ｃは窒素ジャケット４３によって−分離されている。１
０−７）−ルの真空がなおも熱伝導を可能にずろので、
窒素ジャケット４３は貞？ｇ室２２の封入容器２３をＪ
ｉｉ２る熱の流れを１鷺少させる。

超伝導体が作動温度であると、超伝導体を通る電流は所
望値までゆっくりと増加される一方、電圧およびヘリウ
ム圧力はいずれも増加していないことを保証するために
監視される。超伝導体の中に所望１．Ｃ流がいったん作
られると、′重子ビーム２５は電子源２１から作られる
。ビーム２５は、別に電流リード４１を通るビームの部
分に対応する間隙４４で作られろ。ビーム２５は超伝導
体２６の回りに仰られる同心磁界によって集束され、か
くてターゲット２４に当てられ、集束ビームとターゲッ
トの相互長丸：を起こさゼる。

本発明は、既存の加速装置と共に使用すべき補助集束装
置の基本をも提供する。１００万ボルト程ｊｋのエネル
ギーを持つ重イオン（例えば植物理学用および半辱体デ
バイスを作るイオン注入用）は陽子よりも偏向が一段と
困か１［である。本発明の装置」；Ｌを［（用すること
により加速装置にある在来装置で可能な釦用ｔの、［７
４以内でかがる恵イオンを集束することかできろ。

帯ｂＵ釉粒子集束ｃ；ｉその質量にも左右され、したが
って本発明の装置ｉ’４が簡単な質量分光計およびアイ
ソトープ分離器として作動するのはビームにＶＸＢの力
が作用するからである。かくて帯電粒子のビームがおの
おの質屋の異なる２種類の粒子（例えばｌＩおよびり、
ｉ）から成る場合は、それらは異なる焦点で集束し、質
量の低い粒子は電子源により近い点で集束されるように
より大きな範囲まで偏向される。

本発明の装置行は異なる帯電状態例えば。＋　、　（３
＋＋。

Ｃ６＋の粒子をも分Ｆｊｌする。最も大さな電荷を持つ
粒子は最強の力を受＋−する。

人口半径およびレンズ電流を適当に選択すると、ＩＩＩ
ＩＬ道は電線を打たない１組の同じループとなる。

この勾配Ｊ３ＸＢドリフトは他の分野で知られている通
り、本発明の場合には高エネルギー用の微小な曲率半径
を持つ通路を作る。第５ＶＪ参１−ｉ。

先行技術のアイソトープ分離器は極めて高価な桟器であ
り、したかつて医共のような分野で特定の右利なアイソ
トープを使用することほこ、ｈらのアイソトープの入手
費用が旨いので制限されろ。

本発明は以前に使用された方法よりも一段と安価に医学
用アイソトープを作り得る簡単なアイソトープ分離器を
提供するのに用いられる。この分離器は放射性炭未年代
測定法の分野でも匝用されろ。

第８図から、本発明の原理によるアイソトープ分離器は
環状イオン・ビーム１０３が出される環状開口１０２を
持つイオン・ビーム源１０１を有し、イオン・ビームは
所要および不要の両アイソトープを含む。イオン・ビー
ム源も環状の形をしており、詳しくは図示されていない
が第６図および第７図の封入容器に一般に構造が似たり
、任意な他の適当な形の構造でもよい真空容器の一端に
含まれている。直線導線１０５は一端で封入容器に入り
、イオン・ビーム源の中央を通過して、その他端で出る
まで」１人容器１０４の全長にわたっている。導体が封
入容器を出入する点にシール１０６が具（ｉｉｉ？され
、真空ポンプに接続される口１０１を介して排気される
封入容器に空気が洩れ入るのを最小にとどめる。もう１
つの実施例では、第３図および第４図について説明され
た通り、同軸円筒形外と５導体も具備される。直線導線
に大電流を得ろため、超伝導体が使用され、または別法
として作動がパルス化される。

封入容器１０４の端に直線導線１０５を通すことは、供
給電線がビーム１０３を通過せずそれによりビーム操向
装置と干渉する不要の電磁界が回避される点、および供
給電線に当たるビーム粒子を防止する措置を取る必要が
ない点で有利である。

作動の際、大電流工は強い同軸磁界Ｂを作るためニ導線
１０５に沿って通され、環状イオン・ビーム１０３は直
線導線１０５の方に偏向される。

第８図は電流の流れろ方向が第１図〜第５図に示された
方向と反対である正帯電イオンを分離する装置を表わす
ことは当業者によって紹められると思う。負帯電イオン
の分離は、第１図〜第５図に示されたよりな′電流の流
れ方向を要求する。ビーム１０３の内部の異なるアイソ
トープは導線１０５の異なる部分に置かれるべき異なる
軌道１０３ａおよび１０３ｂをたどる一方、異なる’Ｉ
）電状態を持つアイソトープもやはり異なる軌道１０３
　ａ’および１０３　ｂ’をたどるはずである。ある時
間後、導線は装置から除去することができ、いろいろな
アイソトープは電線に沿うそれぞれの位置から除去する
こと力（できる。

原子量の高い元素では、第８図の機器を用いて得られる
分離度は直線導線１０５に沿って軸方向に分離される伺
着物を得るには不十分であり、その場合は第９図につい
てこれから説明する方法が使用されろ。前述の通り、入
口半径およびレンズ電流を適当に選択すると、ビーム粒
子の軌道は電線に当たらない１組の同一ループとなる。

この特性は、第８図の装置により十分分離されない２個
のアイソトープの分離を増強するのに具合よく使用され
ろ。

第９図に示される通り、装置１０２から出たビーム粒子
は全体としてループ状の軌道１０７をたどるように導か
れ、その場合軌道内の各ループは同一でありかつ軌道は
導線１０５と交差しない。

イオン・ビーム内の異なるアイソトープはアイソトープ
のそれぞれの原子量に左右される少し違う軌道をたどり
、軌道間の分離は直線導線に沿う距離の増加と共に増加
する。次にターゲラ）板１０Ｂは、異なるアイソトープ
がターケゞット板上にゲ（なる同心円Ｊ１ｇ　（（着物
を作るように、最適の位置で導線１０５に垂直に１■か
れろ。

第８図の装置のもう１つの応用において、イオン・ビー
ム源１０１は、電子の環状ビームが直線導線１０５の短
い部分に集束されそれによって電子ビームが集束される
部分に沿って導線にＸ線を出させるように、電子ビーム
源と置き換えることができる。この簡単なＸ線源は放射
状に対称であり、それを自動車タイヤのゴムのＸ線加硫
のような工程および加硫すべき部分がＸ線源を通る円形
通路内で移動する連続加硫工程に用いるのに適するよう
にする。

いま本発明のもう１つの応用から、加速される帯電粒子
はすべて電磁エネルキ゛−をも出す。高エネルギー粒子
（すなわち何百万ボルト）の加速または偏向は、かかる
粒子に光、Ｘ線などを出させる。

本発明の装置から得られる強い電磁界によって、高エネ
ルギー電子は極めて短い曲率半径を持つ通路に偏向され
、かくてシンクロトロン放射線を出すようにされる。こ
の放射線はこれまで世界中の二、三の高価な加速装置か
らのみ得られた。本発明の原理により作動する装置によ
って、シンクロトロン放射線発生器の価格および蝮雑゛
避を側桁も減少することができる。

既知の加速装置は何メートルといった稲良の、例えば２
メートルの半径を持つ円形連路の回りの高エネルギー粒
子を偏向する。本発明により半径はセンチメートルのオ
ーダーまで減らすことができる。与えられたエネルギー
の場合、出力の坩は半径によって決箪され、半径が小さ
い程出力は大きくなる。′［（Ｌ子軌道のかかる迅速な
偏向を生ゼしぬるに要する大きな磁界は大電流（例えば
百方アンペア）を要求するが、このような磁界は極めて
小さな抵抗を有しかつ′電線蒸発のこれまでの問題を克
服する超伝導体の使用により維持され、あるいは別法と
してパルス作動が使用される。

第１０図から、イオン・ビーム源が電子ビーム源によっ
て置き換えられると、ビーム１０８の中の電子はビーム
にループ状の軌道をたどらせることによってシンクロト
ロン放射線を出すようにされる。ビーム粒子は電子であ
りしたがって負に帯電されるので、導線１０５０′亀流
の流れる方向は第１図〜第５図のものと同じでかつ第８
図および第９図に示されるものと反対であって、所要の
ループ状軌道を作ることが認められると思う。

このシンクロトロン放射線は電子の運動の通路に接する
方向に出され、軌道に沿う任意な点で出される放射線で
作られる波長λの分布は、下記の式によって与えられる
波長λｍａｘ　（オンダストロームで測定される）でそ
のピーク出カニｍａｘが置かれる第１１図の曲線に示さ
れている。

３ ただしＲｅは電子通路の瞬間曲率半径、ＥはＧｅＶで測
定される電子のエネルギーである。第１０図から、λｍ
ａｘのいろいろ異なるｆ直（λ′、λ″、λ″′）を持
つ放射線は電子がそのループ状軌道に沿って進むにつれ
て作られ、最小値λ′は導線に最も近い点で作られ、そ
の場合放射線は＞Ｗ　ＭＭに平行な方向に出されるのが
分かると思う。シンクロトロン放射線は、集束装置のパ
ラメータを調節することによって絶えず波長が変えられ
、また放射線を作るために励起される素子の特性に左右
される特定の波長でピーク出力を持つ放電管および他の
在来光源のような放射源と違って、出力レベルが中心波
長λｍａｘに事実上無関係である点において、在来放射
源より有利である。

共振空洞を構成するために鏡が使用され、またこの空洞
内でシンクロトロン放射線が作られる自由′市子レーザ
を作るために、第１０ＵＡについて説明されたノ１すの
シンクロトロン放射線発生器を利用することができろ。

この装置はＸ線レーザを作るのにも使用することができ
る。

この形のレージ゛は第１２図に概略が示されており、電
子ビーム１０９は一般に矢印１１０によって示されろ方
向に進み、導＃ＡｌＯ３の電流工により作られる（Ｉｉ
ｆ界Ｂによるループ状軌道をたどる。

シンクロトロン放射線はループ状軌道に接する方向に作
られ、導線１０５に平行な方向の放射線は第（１）式で
与えられるようなλｍａｘを持つ第１１図に示されるよ
うな波長分布を持つが、ただしＲｅは接線が導線１０５
に平行な点における軌道の曲率半径である。共振空洞は
、空洞が周波数λｇで共振するように隔離された１対の
鏡１１１および１１２をイ゛」シ、一方の鏡１１１は完
全反射であり、他方の鏡１１２はレーザの出力１１３と
なる小さな伝送を持つ。この出力１１３は、第１６図に
見られる通りりでピークとなる波長分布を持つ。

レーザのピーク波長λｅは、最大の効率となるためにシ
ンクロトロン放射線のピーク波長λｍａｘと一致するこ
とが望ましい。

本発明のビーム操向集束装Ｗ　（工００Ｌ装置）は電子
ビームの揺れを周期的に作る特に簡単な方法を提供する
とともに、電子軌道のループ間隔が直線導線１０５を通
る電流を変えろことによって夏えられ、固定磁石系を変
えなければならない先行技術のレーザ゛よりも波長をは
るかに容易に笈えさせる点において、自由電子レーザに
ある先行技術の固定磁石ビーム波動器よりも有利である
。またＩＣ０Ｌ装置は先行技術の装置；すよりも一段と
コンパクトになる。

他の自由電子レーザと同様、工００Ｌレーザは加速器か
らの電子のエネルギー源を必要とし、このエネルギー源
は最大の出力で磁界Ｂの対称′訃を完全に利用する中空
電子ビームを提供し、生じるレーザ・ビームもこれらの
条件の下で中空である。

装置の効率も電子ビームを再循環させて何回も装置に通
すことによって改良される。これは？Ｌ電子ビーム再循
環する第１２図に示されろような曲がり磁石１１４を月
１いることによって達成される。

電子のエネルギー・ビームを何＋ｒ：；、間も循環状態
に°　保つことができる適当な蓄ｆｒ’２リングは既に
入手可能であり、このような蓄積リングを第１２図に示
されるような装置１′ｔに追加するのは簡単なことであ
る。

本発明のビーム操向集束装置のもう１つの応用では、＠
５同に示されたループ効果は多数源の組合せが要求され
る場合に効果を上げるのにも使用される。第１４図から
、複数個の各ビーム源Ｓ１゜Ｓ２．・・・・・・Ｓ、は
、各ざ−ム源からの１−ムか接線でループ状軌道のルー
プに近づくように、直線導＆ｍ　１　（＋　５に向けら
れろ。この方法で、各ビーム源Ｓｌ、Ｓ２．・・・・・
・Ｓ５　　からのビーム電流の和に等しい全ビーム電流
が作られる。

本発明は図面および好適な実施例について説明されたが
、本発明はそれによって制限すべきではなく、かつここ
に広く開示された通り本発明の主旨または範囲から逸脱
せずに、適当な別法が特に説明された特徴について代用
されることがあることは詔′められると思う。

【図面の簡単な説明】

第１図は導線を流れろ電流によって作られる同軸円形磁
界により囲まれる直線導線の概略図、第２図は電子の中
望環状ビームに及ぼす円形磁界の集束効果を示す概略図
、第６図は導線を通過する電流が同軸外管を介して戻さ
れる本発明のレンズの概略図、第４図は各レンズが第６
図のレンズに似ている双レンズ装置の概略図、第５図は
選択された電子ビーム入口半径および磁界強度によって
達成されるルーフ０状軌道の概略図、第６図は本発明に
よるビーム集束装置の第１実施例の概略図、第７図は第
６図の真空室の外部封入容器の詳細な構造を示す図、第
８図は分離器と使用するようにされた本発明によるビー
ム集束装置の第２実施例の概略図、第９図は同様な質量
のイオンを分離する第８図の実施例の変形の概略図、第
１０図はシンクロトロン放射線の発生におけろ本発明の
使用を示す概略図、第１１図はシンクロトロン放射線に
作られる波長のスペクトル分布を示すグラフ、第１２図
は白山’ｊｌｕ子レーザにおけろ本発明の使用を示す概
１１１０図、第１６図は第１２図の自由電子レーずの出
力にお（〕るスペクトル波長分布を示すグラフ、第１４
図は本うｉ明のビーム集束操向装置を利用するイメン・
ビーム増強装置のもう１つの形を示ず概ｉ’１６図であ
る。 主要な初号の説明： １０．１０５・・・導線、１１，２５，１０３゜１０７
．１０８，１０９・・・ビーム＼１３・・・同軸外管、
２１・・・電子源、２２・・・真空室、２３．１０４・
・・旧人容器、２４・・・ターデッド、２６・・・超伝
導体。 代理人　浅　村　　　皓 図面の浄亡（内容に変更なし） ＦＩＣ３，／ ２ Ｆ／θ０．３ Ｈ６，４ １ Ｆｌθ、５ Ｆ／θ、／２ Ａオ　　　　　　　　Ａ ＦＩＣ３，１４ 手続補正書（鹸） 昭ｆＩＩ５８年８　月２２日 ’Ｉ、１＋許庁長宮殿 １、中１′１の表示 昭［Ｉ］５８　イ１−□持１、′１騎ｌ卯　３１０９　
１　　シ」２、発明の名称 ビーム操向県東装置 ３、袖１１をする者 ・Ｉｔｆ′ｌとの＋ｙＪｔｒ　　特、１′１出願人４、
代理人 ５、　ｈｌｉｉ「命令の［：１伺 昭和　　　　年　　　　月　　　　１１６　袖１１によ
り増加する発明の数　　　　　　　　　５１．８、補正
の内容　　別紙のとおり 明細書の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５８　　手持γ「願第　１３１ｆＪ９１　　　号２
゜ ３、補正をする者 事ｆ’ｌとの関係　乃１．゛）出に÷ノ１人″代理人 氏　名　　　　　（６６６９）　　浅　　村　　　　　
皓、パ：ご７−二□７ノ ５、補正命令の日イ」 昭和５８　　年１０　月２５　日 ６　補正により増加する発明の数 補正の対象 −１，１１，１，，１・：　（・）・・二奮史な１す８
、補正の内容　　別紙のとおり

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　直線導線の回りにかつそれと同軸の円形磁界
   を作る大きな電流であって、それによって前記磁界を通
   って進行する帯電粒子のビームの部分を構成する帯電粒
   子が前記磁界を通るその運動の結果として前記粒子に加
   えられる力により導線に関して偏向される前記大きな電
   流を運ぶようにされた前記直線導線を含むイオンまたは
   電子のビーム操向集束装置。 （２）帯電粒子の前記ビームが直線導線と同軸の環状ビ
   ームであることを特徴とする特許 範囲第１項記載によるビーム操向集束装置。 （３）粒子ビームが環状のビーム源によって作られ、か
   つ直線導線がビーム源の中心を通ることを特徴とする前
   記特許請求の範囲第１項記載によるビーム操向集束装置
   。 （４）直線導線が超伝導体であることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１項記載によるビーム操向集束装置。 （５）超伝導体が冷却流体を通す中空電線を含むことを
   特徴とする前記特許請求の範囲第４項記載によるビーム
   操向集束装置。 （６）冷却流体が液体窒素であることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第５項記載によるビーム操向集束装置。 （７）直線導線が中空円筒導体によって囲まれかつそれ
   と同軸であり、したがって帯電粒子のビームは直線導線
   と円筒導体との間を通ることを特徴とする前記特許請求
   の範囲第１項記載によるビーム操向集束装置。 （８）円筒導体が直線導線内の電流の方向と反対の方向
   に電流を流すことを特徴とする前記特許請求の範囲第７
   項記載によるビーム操向集束袋Ｍ。 （９）装置の集束能力を増すために導線と円筒導体との
   間に静電界が作られることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第７項記載によるビーム操向集束装置。 Ｇ（ｌＪ　　Ｐ１合レンズ装置を得るために複数個の直
   線導線が使用されることを特徴とずろ前記特許請求の範
   囲第１項記載によるビーム操向集束装置。 ■）前記複数個の直線導線が平行の形に配列されること
   を特徴とする特許 記載によるビーム操向集束装置。 ０２）前記複数個の直線導線が共通軸に沿って整列され
   、前記複数個の各導線に流れる電流は独自に制御される
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１０項記載によ
   るビーム操向集束装置。 ０３）異なる質量または電荷の帯電粒子が前記直線導線
   の軸に沿う異なる点に集束されることによって分離ざれ
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載によ
   るビーム操向集束装置。 ０、υ　帯電粒子が前記直線導線に集束されかつその上
   に付着されることを特徴とする前記特許請求の範囲第１
   ６項記載によるビーム操向集束装置。 Ｑ５１　　直線導線の回りの磁界は前記導線に打撃を加
   えずに導線に沿うループ状通路に帯電粒子のビームをた
   どらせるだけ強力であることを特徴とする前記特許盲１
   ｌ求の範囲第１項記載によるビーム操向集束装置。 ０６）　　ビームが前記直線導線の軸に垂直な板上に向
   けられ、したがって異なる質量または電荷の粒子が前記
   板上に異なる半径の円形伺着物として何着され７）こと
   を特徴とする前記特許ｈ〜求の範囲第１５項記載による
   ビーム操向集束装置。 （１７ｌ　　前記直線導線が板の中央にある開口を通過
   することを特徴とする前記特許請求の範囲第１６項記載
   によるビーム操向集束装置。 ０８）　　ビームが直線導線の端を越えた焦点に集束さ
   れることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項記載に
   よるビーム操向集束装置。 （１９１　　重水素または三重水素を含むターケ８ット
   が、ｎＩＪ記焦点焦点かれていることを特徴とする前記
   特許請求の範囲第１８項記載によるビーム操向集束装置
   。 （２０）帯電粒子源が重水素イオンのビームを作り、か
   つ前記操向集束装置が重水素イオンの前記ビームを前記
   ターケゝット上に集束することを特徴とすることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第１９項記載によるビーム１
   二■回集束装釘。 ２１）　　帯電Ｒ子源が三重水素イオンのビームを作り
   、かつ前記操向集束装置が三重水素イオンの前記ビーム
   をｎｉｌ記ターケゝット上に集束することを特徴とする
   １１［１記特ｒ’ｌ’　ｎｌ’Ｊ求の範囲第１９項記載
   によるビーム操向集束装置。 （イ）　帯？１を粒子のビームが電子ビームであり、ビ
   ームは直線導線に沿う１点に集束され、それによって前
   記導線からＸｌＩｉ＋放射源が得られろことを特徴とす
   る前記特許請求の範囲第１項記載によるビーム操向集束
   装置。 （ハ）　少なくとも電子ビームが集束される領域におい
   て、導線の断面積が狭く、それによって狭いスリットの
   Ｘ線放射源が得られることを特徴とする前記′ｒヶ訂請
   求の範囲第２２項記載によるビーム操向集束装置。 弼　前記特許請求の範囲第１項記載によるビーム操向集
   束装置を含むことを特徴とするイオン注入装置。 （ハ）　前記ビームが電子ビームであり、ｉ′ｉ！４．
   線醇線の回りの磁界は導線に打撃を加えずに導線にヒ１
   ｝うループ状通路に前記ビームの′重子をたどらせるた
   け強力であり、それによって目１ｊ記ｉ［子が゛／ンク
   ロトロン放躬線を出すことを特徴とする前記特許請求の
   範囲第１項記載によるビーム操向集束装置を含むシンク
   ロトロン放射線発生器。 （イ）　電子ビームを釘循環させる曲がり磁石が使用さ
   れていろことを特徴とする前記特許ｊｆｌＪ求の範囲第
   ２５′項記載によるシンクロトロン放射線発生器。 （イ）共振空洞をＲｔＪ成する１対の鏡と、前記空でｔ
   ｉｔ内にシンクロトロン放射線を発生させるように置か
   れろことを特徴とする前記特許請求の範囲第２５項記載
   によるシンクロトロン放射線発生器とを含む自由電子レ
   ーデ。 ＠　シンクロトロン放射線発生器がＸ線を作るようにさ
   れていることを特徴と１−る前記特許請求の範囲第２７
   項記載による自由電子レーザ。