JPS60167241A - 定在波加速管 - 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】 （発明の技術分野） この発明は側室胴結合式定在波（Ｓｉｄｅ−ｃｏｕｐｌ
ｅｄｓｔａｎｄｉｎｇ　’　ｗａｖｅ　）　加速管のエ
ネルギ可変方式に関するものである （従来技術） 従来この種の装置として第１図（断面図）に示すものが
あった。図において（１）はビーム人口孔、（２）はビ
ーム出口孔、（３）は入口側フランジ、（４）は出口側
フランジ１．、、（５）はマイクロ波電力供ｌｔ＆導波
管、（６）はビーム通過孔（ドリフトスペース）、Ｇは
マイクロ波電界が形成されるギャップ部、Ａｎ（ｎ＝１
〜３０）は加速金側、５ｎ（ｎ＝１〜２９　）は結合空
胴、（７）は加速空胴Ａｎ　と結合空胴Ｓｎとの結合孔
、（８〕は結合空胴Ｓｎの側内筒面、（９）は結合空胴
の対向側円筒面、（１０）は結合空胴のポスト部（ｒｅ
ｅｎｆｒａｎｔ　形空胴のギャップ）である。

クロ波電力は、加速空胴Ａｎから結合空胴Ｓｎを伝播し
、加速空胴Ａｎのビームが通るギャップ部Ｇに定在波電
界を形成する。この定在波電界は加＼ 速空胴ＡｎとＡｎ＋１ではπ位相だけ変化している。

従って加速管の中心を通過する電子ビームはビーム通過
孔（６ンの長さくドリフトスペース）　全適当に選ぷこ
とにより、電子ビームが加速空胴（Ａｎ）を通過する毎
に加速マイクロ波電界を受けるようにすることができ、
従って電子ビームが加速空胴Ａ３Ｔｌの出口に達したと
きには高エネルギ電子ビームとなっている。ビーム入口
孔（１）より入射した電子ビームは通常ｌＯ〜２０Ｋｅ
Ｖでエネルギも低く（速度も遅く）、従ってマイクロ波
電界の位相の変化速度と電子ビームの速度が等しくする
と言う条件を満たすべくビーム通過孔（６）の長さも短
かく構成されているが空胴番号ｎが大きくなるにつれて
、電子ビームの速度は早くなるので長く設計される。数
空胴を経過した後では、電子ビームのエネルギは高くな
シ、光の速度にほぼ等しくなるので、この後はビーム通
過孔（６）の長さは一定で良いこ七になる。

最初のビーム通過孔（６）の長さが変わる故空胴の部分
をパンチャ（Ｂｕｎａｈｅｒ　）都と呼び、残りの部分
をレギュラー（Ｒｅｇｕｌａｒ　）部と呼ぶ。

この加速管によって得られるエネルギＶＩ″ｉビーム電
流が少ないとき次式で与えられる。

Ｖ＝２ＡＶ／７Ｙ「口］％− （ａｌτ−１）（１＋βン Ｘ十（１＋β） ατ；　τ Ｏ 似しβ：加速管と導波管との結合係数 ＺＴ２：平均のシャントインピーダンス：加速管の長さ ＰＯ：入射マイクロ波電力 τ：マイクロ波のパルス幅 ＱＯ：加速管のＱ値 ｆ：マイクロ波周波数 である。

例として、ｎ＝＝３０．Ｌ＝＝１．５４ｍ、Ｐｏ＝５Ｍ
Ｗ、ｆ＝２８５６ＭＨ２，β＝１．０５　、Ｔ＝６Ｘｌ
Ｏ’、Ｑｏ　＝　１４．０００、ＺＴ２＝７８ＭΩ／ｍ
　とするとατ＝７．８８３　、Ａ＝０．４６２　、Ｖ
−＝２３．２ＭｅＶを得る。

命って加速管の平均電界強度は２３．２／１．５４＝１
５Ｍ　ｅ　Ｖ　／　ｍとなる。

つまり２３．２ＭｅＶの高エネルギが得られることにな
る。

医療用ライナックなどのようにエネルギを可変にしたい
ときは、加速管への入射マイクロ波電力ＰＯを変えるこ
とが行なわれる。例えばＰｏ＝１．０ＭＷとするとＶ　
＝　１０．４ＭｅＶとなるが、平均電界強度は１０．４
７１．５４　＝＝６．７ＭｅＶ／ｍと低くなる。

加速管内の電界強度はエネルギ以外に入射ビーム電流に
対する加速されるビームの割合、加速されたビームのエ
ネルギスペクトルにも影響する。

（いわゆるビームの集群作用といわれるものである）今
回の例でｔ／′ｉ２３．２ＭｅＶに上記二つのパラメー
タが最良になるように設計されているとすると電界強度
がｌ　５　Ｍ　ｅ　Ｖ　／　ｍ　より６．７ＭｅＶ／ｍ
　に下がったため、エネルギ１０．４ＭｅＶのビームは
得られる電流も少なくエネルギスペクトルも悪くなる。

特にこの現象はＢｕｎａｈｅｒ部の電界の変化が大きく
影響する。

従来の定在波形加速管は以上のように構成されていたの
で、エネルギを変えると得られるビーム電流が少なくな
ったり、エネルギスペクトルが悪くなったりするなどの
欠点があった。

（発明の概要） この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、結合空胴を離調（Ｄｅｆｕｎｅ）
　Ｌ／て、後の加速空胴にマイクロ波電力が伝播しない
ようにすることによシ、加速管内のビーム加速を行なう
部分の電界強度を一定として、低いエネルギのビームか
得られる加速管を提供することを目的としている。

（発明の実施例） 以下この発明の一実施例に用いる結合空胴を図について
説明する。

第２図において第１図と同一符号は同−又は相当部分を
示す。（１１）は離調体（以下Ｄｅｔｕｎｅ棒という）
、（１２）は接触端部、（１３）は結合空胴の対向側円
筒■（９）に設けられたはめ込み孔、（１４）はＤｅｔ
ｕｎｅ棒（１１）のサポート、（１５）は真空保持用ベ
ローズ、（１６）はチョーク構造部である。

第３図はこの実施例の動作説明図である。図において、
グラフの横軸は加速空胴の番号、縦軸はエネルギ（！Ａ
ｅｖ）、Ｐは結合空胴５Ｉ１１以前の加速空胴Ａｍ−Ａ
１５によって得られるエネルギゲイン、ＱＦｉｍ調（Ｄ
ｅｔｕｎｅ）　Ｌないときの全窄胴Ａｍ’−Ａ３１’１
による加速で得られるエネルギゲイン、Ｒは結合空胴８
１５を離調（Ｄｅｔｕｎｅ）　Ｌ／たときに得られるエ
ネルギゲインである。

第１図に示す第１５番目の結合空胴（Ｓ　＋ｓ）に第２
図に示すような１１！調（ＤｅｔｕＢｅ）構造のものを
使用する。つまり第１６番目の加速空胴（Ａ　ｓ　ａ　
）以降にマイクロ波電力が伝播しな＾ようにする。第１
番目から第１５番目までの加速空胴（Ａｔ−Ａ１５）ま
でが、全空胴加速とほぼ同じ電界強度になるようにマイ
クロ波の入力を選ぶ。

加速空胴（ＡＩ−Ａ１５）までの長さは約０．７９ｍな
ので得られるビームエネルギｕ　１５ＭｅＶ／ｍＸ０．
７９ｍ＝１１．９ＭｅＶ　であり、このとき必要なマイ
クロ波電力はＯ π＝２．６ｔＷとなる。唯し第１５番目の結合空胴（Ｂ
ｌｓ）を＠調（Ｄｅｔｕｎｅ）すれば第１６第目の加速
空胴（Ａ１６）以降には加速電界がないと考えたが、電
力で約−２０ｄＢ程度の漏れがあるため、加速空胴（Ａ
１６〜Ａ３０）でもわずか忙加速されて、はぼ１．ＩＭ
ｅＶ上がる、つまシ得られるエネルギは１３ＭｅＶとな
る。

この様子を第３図に示す。

さて、本発明に用いられる結合空胴の離調（Ｄｅｔｕｎ
ｅ）構造は、Ｄｅｔｕｎｅ棒（１１）を、結合空胴（８
１５）のボスト部（１０）を通過して結合空胴（３１ｓ
）の対向側円筒面（９）に接触させる方法を採用してい
る。

従来１かかるｒｅｅｎｔｒａｎｔ形空胴の離Ｓ　（Ｄｅ
ｔｕｎｅ）の仕方／′１Ｄｅｔｕｎｅ棒（１１）を何円
筒面（８）よシ伸入調（Ｄｅｔｕｎｅ）効果が十分でな
く、後の加速空胴に伝播する電力を一１０ｄＢ　ＱｆＪ
後減衰させ得るのみであった。本発明ではＤｅｔｕｎｅ
捧（１１）をボスト部（１０）を通過して対向側円筒面
（９）に接触させ、更に対向側円筒面（９）にはめ込み
孔（１３）を作＃）　Ｄｅｔｕｎｅ棒（１１）を押入接
触させると共にＤｅｔｕｎｅ棒（１１）の接触端部（１
２）を対向側円筒面（９）を形成する金属（通常銅）と
は異なる金属（例えばステンレス）で構成する。

かかるはめ込み孔（１３）および異種金属の接触端部（
１２）はマイクロ波の放電を防ぎ、たとえ放電しても溶
着などを起さない効果をもたせるためである。

尚、Ｄｅｔｕｎｅ捧（１１）とボスト部（１０）は接触
させない構造とし、又Ｄｅｔｕｎｅ捧（１１）は金属製
（例えば銅）の平板または内棒なといずれでも良い。

かかるＤｅｔｕｎｅ　構造とすると後の加速空胴に伝播
される電力の漏洩は、−２０ｔｉＢ　程度まで抑圧でき
る。

かかるエネルギーの切換えはＤｅｔｕｎｅ捧（１１）の
何円筒面（８）よシの押入、引込みで行なう。

なお、上記実施例では加速空胴３０個、結合空胴２９個
で、１５番目の結合空胴を離調（Ｄｅｔｕｎｅ　）する
として述べたが、これに限定されず、マイクロ波電力供
給導波管（５）の後の任意の結合空胴を離調（Ｄｅｔｕ
ｎｅ）することによっても同様の効果を得ることができ
る。勿論２種以上のエネシレギ選択を行なう場合は離調
する結合空胴の数を多くすれば良い。

（発明の効果） 以上のように、この発明による定在波加速管は、結合空
胴からボスト部を横切り、対向側円筒面に接触させる離
調捧を備えて所定の結合空胴全離調を行うようにしたの
で、漏洩電力の減少と信頼性の向上をはかれる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の側空胴結合式定在波加速管の断る図であ
る。 Ａｎ・：・加速空胴、Ｓｎ・・・結合空胴、８・・・何
円筒面、９・・対向側円筒面、１１・・・Ｄｅｔｕｎｅ
棒、１２・・・接触端部、１３・はめ込み孔 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代　理　人　大　岩　増　雄 第１図 １ 第２図 第３図 エ ネ 空ｎ同番３ 手続補正書（自発） ・← 長官殿 表示　特願昭５９−２８２６１号 名称 定在波加速管 −る者 代表者片山仁へ部 人 住ｎ 氏才 ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）加速空胴と結合空胴からなる定在波形加速管の結
   合空胴の離調を行なうようにことを特徴とした定在波加
   速管。
2. （２）対向側円筒面にはめ込み孔を作シ、離調捧と挿入
   するようにしたことを特徴とする特許請求範囲第１項記
   載の定在波加速管。
3. （３）　ｍ副棒の少なくとも対向側円筒面と接触する部
   分は対向側円筒面と異なる金属で構成した離調欅を備え
   たことを特徴とする特許請求範囲第１項記載の定在波加
   速管。