JPS6029200B2 - linear electron accelerator - Google Patents

linear electron accelerator

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JPS6029200B2
JPS6029200B2 JP16293578A JP16293578A JPS6029200B2 JP S6029200 B2 JPS6029200 B2 JP S6029200B2 JP 16293578 A JP16293578 A JP 16293578A JP 16293578 A JP16293578 A JP 16293578A JP S6029200 B2 JPS6029200 B2 JP S6029200B2
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control
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は線形電子加速装置の放射線出力を検出し、こ
れを正規化してその最大値を保持した後、この最大値に
正規化出力を保持することにより、放射線出力および加
速電子ビームェネルギを安定化するようにした線形電子
加速装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] This invention detects the radiation output of a linear electron accelerator, normalizes it, holds the maximum value, and then holds the normalized output at this maximum value. The present invention relates to a linear electron accelerator that stabilizes the energy of an accelerated electron beam.

従来のこの種の装置として第1図に示すものがあった。A conventional device of this type is shown in FIG.

第1図において、1は電子ビームを発生する電子銃、2
は電子銃1により発生した電子ビームを加速するための
加速管、3は加速された電子ビームを偏向するための偏
向電磁石で、電子ビームを直進させる装置においては偏
向電磁石3はないこともある。4はX線あるいは電子線
等の放射線を発生させるための放射線発生機構で、X線
の場合には重金属によるターゲット、電子線の場合には
スキヤツタリングフオイル(ScatteringFo
il)が装着され、X線と電子線の双方を発生できる装
置にあっては両者の切換機構を有している。
In FIG. 1, 1 is an electron gun that generates an electron beam; 2 is an electron gun that generates an electron beam;
is an acceleration tube for accelerating the electron beam generated by the electron gun 1, and 3 is a deflection electromagnet for deflecting the accelerated electron beam; the deflection electromagnet 3 may not be provided in a device that makes the electron beam travel straight. 4 is a radiation generation mechanism for generating radiation such as X-rays or electron beams.
il) and which can generate both X-rays and electron beams has a switching mechanism for both.

5はX線分布を平坦化するための平坦化フィル夕で、電
子線の場合には取除かれる。
5 is a flattening filter for flattening the X-ray distribution, which is removed in the case of electron beams.

Aは放射線発生機構4により発生された放射線、6はこ
の放射線Aの強度をモニタするための検出器、7a,7
bは放射線の強度分布をモニ夕するための検出器で、放
射線の照射される異なる領域に一対あるいはそれ以上設
置されている。8は検出器6で検出された放射線強度信
号を増幅する増幅器、9は放射線強度を任意に設定する
出力設定機構、1川ま増幅器8の出力と出力設定機構9
の出力とを比較し、放射線出力を出力設定機構9で定め
られた出力に制御して放射線出力を安定化する出力安定
化回路、11は出力安定化回路10の出力によりパルス
繰返し周波数、パルス幅あるいはその双方等の放射線強
度を決定するパラメータが制御されるパルス発生器、1
2はパルス発生器11の出力パルスに従って高電圧の変
調パルスを発生するパルス変調器、13はパルス変調器
12の出力を昇圧するパルストランス、14はパルスト
ランス13の出力が供給され、加速管2に供給するため
のマイクロ波を発生するマイクロ波発生器であり、通常
クラィストロンあるいはマグネトロンが使用される。
A is radiation generated by the radiation generating mechanism 4, 6 is a detector for monitoring the intensity of this radiation A, 7a, 7
Detectors b are used to monitor the intensity distribution of radiation, and one or more pairs of detectors are installed in different areas irradiated with radiation. 8 is an amplifier that amplifies the radiation intensity signal detected by the detector 6, 9 is an output setting mechanism that arbitrarily sets the radiation intensity, and 1 is the output of the amplifier 8 and the output setting mechanism 9.
An output stabilization circuit compares the output with the output of the output setting mechanism 9 and stabilizes the radiation output by controlling the radiation output to the output determined by the output setting mechanism 9. 11 is a pulse repetition frequency and pulse width determined by the output of the output stabilization circuit 10. or a pulse generator in which parameters determining radiation intensity, such as both, are controlled;
2 is a pulse modulator that generates a high voltage modulation pulse according to the output pulse of the pulse generator 11; 13 is a pulse transformer that boosts the output of the pulse modulator 12; 14 is supplied with the output of the pulse transformer 13; A klystron or magnetron is usually used.

また15a,15bまそれぞれ加速器7a,7bの出力
の増幅を行なう増幅器、16は両増幅器15a,15b
の出力の差を検出する差動増幅器、17は差動増幅器1
6の出力により、放射線強度分布を平坦にするための制
御部で、その出力によりマイクロ波発生器14のマイク
ロ波周波数を制御する。
Further, 15a and 15b are amplifiers for amplifying the outputs of the accelerators 7a and 7b, respectively, and 16 is both amplifiers 15a and 15b.
A differential amplifier 17 detects the difference between the outputs of the differential amplifier 1.
The output of the controller 6 is used to flatten the radiation intensity distribution, and the output of the controller 6 controls the microwave frequency of the microwave generator 14.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

電子銃1により発生した電子ビームは加速管2に入射し
、マイクロ波発生器14から加速管2に供給されるマイ
クロ波電力により電子ビームは加速される。
The electron beam generated by the electron gun 1 enters the acceleration tube 2, and the electron beam is accelerated by microwave power supplied to the acceleration tube 2 from the microwave generator 14.

加速された電子ビームは偏向電磁石により偏向されるが
、電子ビームの偏向を必要としない装置にあっては偏向
電磁石3は装備されず、電子ビームの軌道は直線となる
。放射線発生機構4は電子ビーム軌道上に設置され、電
子ビームにより放射線Aが発生する。放射線発生機構4
を重金属ターゲットにすれば、放射線AはX線であり、
スキャッタリングフオィルにすれば放射線Aは電子線と
なる。X線の場合には、X線強度に指向性があるため、
平坦化フィル夕5により装置に固有のX線最大照射野内
でX線強度分布が平坦化されるが、電子線の場合には平
坦化フィル夕5は不要であるので取除かれる。放射線A
の強度は検出器6でモニタされ、その信号が増幅器8で
増幅される。
The accelerated electron beam is deflected by a deflection electromagnet, but in an apparatus that does not require deflection of the electron beam, the deflection electromagnet 3 is not installed, and the trajectory of the electron beam is a straight line. The radiation generating mechanism 4 is installed on the electron beam orbit, and radiation A is generated by the electron beam. Radiation generation mechanism 4
If it is a heavy metal target, radiation A is an X-ray,
If it is made into a scattering film, the radiation A becomes an electron beam. In the case of X-rays, since the X-ray intensity is directional,
The flattening filter 5 flattens the X-ray intensity distribution within the maximum X-ray irradiation field specific to the apparatus, but in the case of electron beams, the flattening filter 5 is unnecessary and is therefore removed. Radiation A
The intensity of the signal is monitored by a detector 6, and the signal is amplified by an amplifier 8.

一方、放射線強度分布が検出器7a,7bでモニタされ
、その信号が同時に増幅器15a,15bで増幅される
。検出器7a,7bは図のように一対の場合もあるが、
装置によってはさらに何対か設ける場合もある。もし放
射線強度分布が一様でなくなると、検出器15a,15
bの出力に差が生じるが、平坦である場合には生じない
On the other hand, the radiation intensity distribution is monitored by detectors 7a and 7b, and the signals thereof are simultaneously amplified by amplifiers 15a and 15b. The detectors 7a and 7b may be a pair as shown in the figure, but
Depending on the device, several more pairs may be provided. If the radiation intensity distribution becomes uneven, the detectors 15a, 15
A difference occurs in the output of b, but it does not occur if it is flat.

差の生じる原因としては、偏向電磁石3を有する装置の
場合には加速された電子ビームェネルギが変動した場合
や、電子ビーム軌道が変動する場合のように加速条件が
変動した場合の他、電磁石の磁場が変動する場合がある
。通常電磁石の磁場はそれ自身安定化されているので加
速条件の変動に起因する場合が多く、このため、検出器
15a,15bの出力の差をなくするように制御機構が
設けられている。
In the case of a device with a bending electromagnet 3, the cause of the difference may be a change in the accelerated electron beam energy, a change in the acceleration conditions such as a change in the electron beam trajectory, or a change in the magnetic field of the electromagnet. may vary. Since the magnetic field of the electromagnet is usually stabilized by itself, it is often caused by fluctuations in acceleration conditions, and for this reason, a control mechanism is provided to eliminate the difference in the outputs of the detectors 15a and 15b.

このの例では電子ビームェネルギが変動することにより
検出器15a,15bに差が生ずるものとし、電子ビー
ムェネルギは主にマイクロ波周波数の変動に起因するも
のとしてマイクロ波周波数を制御する場合を示している
。検出器15a,15bの出力は差動増幅器16により
両者の差が検出され、この差により制御部17はマイク
ロ波発生器14のマイクロ波周波数を制御して再び平坦
な放射線に引き戻す。しかし、マイクロ波電力、加速管
に入射する電子ビーム電流、あるいは電子線の印加電圧
等によっても電子ビームェネルギは変動するので、制御
部17の制御対象にこれらのものを選んで制御する装置
もある。あるいは、さらに電子ビームの軌道の変動によ
り、放射線強度分布の平坦性が失なわれるものとして、
例えば加速管2の出口部にステアリングコイルを使用し
、電子ビーム軌道を制御することもある。以上のように
して、放射線Aの強度分布を一様にする制御機構が設け
られているが、この他に放射線強度の安定化を図るため
これとは別に制御機構が設けられる。
In this example, it is assumed that a difference occurs between the detectors 15a and 15b due to fluctuations in the electron beam energy, and a case is shown in which the microwave frequency is controlled assuming that the electron beam energy is mainly caused by fluctuations in the microwave frequency. The difference between the outputs of the detectors 15a and 15b is detected by the differential amplifier 16, and based on this difference, the controller 17 controls the microwave frequency of the microwave generator 14 to return to flat radiation. However, since the electron beam energy varies depending on the microwave power, the electron beam current incident on the accelerating tube, the applied voltage of the electron beam, etc., there are devices in which the control unit 17 selects and controls these items. Alternatively, assuming that the flatness of the radiation intensity distribution is lost due to fluctuations in the trajectory of the electron beam,
For example, a steering coil may be used at the exit of the accelerating tube 2 to control the electron beam trajectory. As described above, a control mechanism is provided to make the intensity distribution of the radiation A uniform, but in addition to this, a control mechanism is provided separately to stabilize the radiation intensity.

放射線強度は装置に固有の仕様の範囲内で任意に定める
ことができる。この設定機構が出力設定機構9であるが
、増幅器8の出力を出力設定機構9の出力に対して比較
し、所定設定強度からの変動分を出力設定機構9の出力
に車畳して出力を安定化する。この機能を有するのが出
力安定化回路10であり、装置により出力を設定するの
が、パルス繰り返し周波数であったり、パルス幅であっ
たりするので、それに応じてパルス発生器11のパルス
繰返し周波数あるいはパルス幅またはその双方を所定の
出力が得られるように制御する。パルス発生器11の出
力により、パルス変調器12が高圧パルスを発生し、さ
らにパルストランス13により昇圧されて電子銃1およ
びマイクロ波発生器14に各々に必要な高電圧が印加さ
れる。パルス幅を制御する場合には、例えば三極管の電
子銃を用いて加速管に入射する電子ビームパルス幅を制
御する場合もある。従来の装置は以上のように構成され
ており、放射線強度を安定化させるための出力安定化回
路10等の制御機構と、電子ビームェネルギ等を安定化
させるための制御部17等の制御機構とを各々別個に設
けていたので、制御機構が複雑になる欠点があった。
The radiation intensity can be determined arbitrarily within the specifications specific to the device. This setting mechanism is the output setting mechanism 9, which compares the output of the amplifier 8 with the output of the output setting mechanism 9, and adds the variation from the predetermined setting intensity to the output of the output setting mechanism 9 to set the output. Stabilize. The output stabilizing circuit 10 has this function, and since the output is set by the device by the pulse repetition frequency or pulse width, the pulse repetition frequency or pulse width of the pulse generator 11 is adjusted accordingly. The pulse width or both are controlled to obtain a predetermined output. Based on the output of the pulse generator 11, the pulse modulator 12 generates a high voltage pulse, which is further boosted by the pulse transformer 13, and the necessary high voltage is applied to the electron gun 1 and the microwave generator 14, respectively. When controlling the pulse width, for example, a triode electron gun may be used to control the pulse width of the electron beam incident on the acceleration tube. The conventional device is configured as described above, and includes a control mechanism such as the output stabilization circuit 10 for stabilizing the radiation intensity, and a control mechanism such as the control section 17 for stabilizing the electron beam energy. Since each was provided separately, there was a drawback that the control mechanism was complicated.

さらに放射線出力は殊にX線の場合において電子ビーム
ェネルギに対する依存性が強いため、各々別個の制御機
構を設けているものの、両者は相互干渉して独立に動作
せず、安定な動作点を得るのが困難である等の欠点があ
った。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、所定の電子ビームェネルギ
と電子ビーム電流により得られる放射線強度は、これを
得るために設定された装置のパラメータによる最適状態
にある時、任意に設定された放射線出力設定機構のある
設定出力において、パルス当たりの出力が最大でかつ平
坦性がよくなることを利用し、この最大値が得られるよ
うに装置のパラメータを制御し、一旦最大値が判定され
ればこの最大値を記憶し、常にこの最大値を得るように
制御することにより、簡単な構成で安定な放射線出力と
平坦な放射線強度分布を得るようにした線形電子加速装
置を提供することを目的としている。以下この発明の一
実施例を図について説明する。
Furthermore, radiation output is strongly dependent on electron beam energy, especially in the case of X-rays, so although separate control mechanisms are provided for each, they interfere with each other and do not operate independently, making it difficult to obtain a stable operating point. There were disadvantages such as difficulty in This invention was made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and the radiation intensity obtained by a predetermined electron beam energy and electron beam current is determined by the optimum state according to the parameters of the apparatus set to obtain the radiation intensity. When the radiation output setting mechanism is set arbitrarily, the output per pulse is maximum and the flatness is good, and the parameters of the device are controlled so as to obtain this maximum value. , once the maximum value has been determined, this maximum value is memorized and controlled to always obtain this maximum value, thereby achieving stable radiation output and a flat radiation intensity distribution with a simple configuration. The purpose is to provide an accelerator. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第2図において、第1図で用いた符号は第1図と同一部
分を示し、ここでは出力設定機構9の出力は直接パルス
発生器11に入力されている。
In FIG. 2, the symbols used in FIG. 1 indicate the same parts as in FIG. 1, and here the output of the output setting mechanism 9 is directly input to the pulse generator 11.

18はパルス発生器11のパルス繰り返し周波数信号を
周波数電圧変換して出力設定機構9の設定出力に比例し
た信号とする信号変換回路、19は増幅器8の出力の放
射線強度を信号変換回路18の出力で除算することによ
り、単位パルスあたりの出力放射線強度を計算する正規
化回路である。
18 is a signal conversion circuit that converts the pulse repetition frequency signal of the pulse generator 11 into a signal proportional to the set output of the output setting mechanism 9; 19 is the output of the signal conversion circuit 18 that converts the radiation intensity of the output of the amplifier 8; This is a normalization circuit that calculates the output radiation intensity per unit pulse by dividing by .

ここで正規化回路19の一方の入力としては出力設定機
構9の設定出力を直接入力するようにしてもよい。2川
ま正規化回路19の出力を微分する微分回路であり、タ
イミング回路21のタイミングパルスにより適宜の周期
で微分値を発生する。
Here, the setting output of the output setting mechanism 9 may be directly input as one input of the normalization circuit 19. This is a differentiation circuit that differentiates the output of the two-way normalization circuit 19, and generates a differential value at an appropriate period based on the timing pulse of the timing circuit 21.

22は微分回路20の出力の増幅器、23は正規化回路
19の出力の最大値を保持するピークホールド回路、2
4はピークホールド回路23の出力と正規化回路19の
出力とを2入力とする差動増幅器、25は差動増幅器2
4の出力が、適宜に定められたある値以上になった時動
作する制御ゲート機構で、増幅器22の出力により放射
線出力が増大するように制御信号を発生する。
22 is an amplifier for the output of the differentiation circuit 20; 23 is a peak hold circuit that holds the maximum value of the output of the normalization circuit 19;
4 is a differential amplifier having two inputs, the output of the peak hold circuit 23 and the output of the normalization circuit 19; 25 is the differential amplifier 2;
The control gate mechanism operates when the output of the amplifier 22 exceeds a certain value, and generates a control signal so that the output of the amplifier 22 increases the radiation output.

26はマイクロ波周波数を制御する制御機構である。26 is a control mechanism that controls the microwave frequency.

以上において1点鎖線で囲んだ回路部分によりピークホ
ールド回路23の出力と正規化回路19の出力により電
子ビームェネルギを決定するパラメータであるマイクロ
波周波数を制御する電子ビームェネルギ制御回路32を
構成する。第3図はピークホールド回路23の詳細回路
図を示す。
In the above, the circuit portion surrounded by the one-dot chain line constitutes an electron beam energy control circuit 32 that controls the microwave frequency, which is a parameter that determines the electron beam energy, by the output of the peak hold circuit 23 and the output of the normalization circuit 19. FIG. 3 shows a detailed circuit diagram of the peak hold circuit 23.

27,28は入力インピーダンスの高い増幅器で、Dは
両増幅器27,28間に接続された低漏洩電流のダイオ
ード、CはこのダイオードDのカソードとアース間に接
続されたりーク電流の小さいピークホールド用コンデン
サである。増幅器27の出力の電圧がコンデンサCに充
電された電圧より高くなると、ダイオードDが導通し、
コンデンサCは新たに高い電圧に充電され、これがホー
ルドされる。SWおよびRは照射が終わった時コンヂン
サCの電荷を放電するためのスイッチと抵抗である。次
に動作について説明する。
27 and 28 are amplifiers with high input impedance, D is a low leakage current diode connected between both amplifiers 27 and 28, and C is a low leakage current peak hold connected between the cathode of this diode D and the ground. It is a capacitor for When the voltage at the output of amplifier 27 becomes higher than the voltage charged in capacitor C, diode D becomes conductive;
Capacitor C is charged to a new high voltage and held. SW and R are switches and resistors for discharging the charge of capacitor C when irradiation is finished. Next, the operation will be explained.

電子銃1から発生した電子ビームは加速管2により加速
され、偏向電磁石3を有する場合には電子ビームは偏向
されて放射線発生機構4に入射し、放射線Aを発生する
An electron beam generated from an electron gun 1 is accelerated by an accelerating tube 2, and when a deflection electromagnet 3 is provided, the electron beam is deflected and enters a radiation generation mechanism 4, where radiation A is generated.

この放射線Aの強度は出力設定機構9により定められ、
通常パルス繰り返し周波数やパルス幅を任意に設定する
。出力設定機構9の出力に応じて、パルス発生器11お
よびパルス変調器12が動作し、パルストランス13の
高圧パルスがマイクロ波発生器14や電子銃1に印加さ
れる。放射線強度は電子ビームェネルギや電子ビーム電
流により変動するが第2図の実施例では電子ビームェネ
ルギを決定するパラメータとしてマイクロ波周波数を制
御している。
The intensity of this radiation A is determined by the output setting mechanism 9,
Normally, the pulse repetition frequency and pulse width are set arbitrarily. The pulse generator 11 and pulse modulator 12 operate according to the output of the output setting mechanism 9, and high voltage pulses from the pulse transformer 13 are applied to the microwave generator 14 and the electron gun 1. Although the radiation intensity varies depending on the electron beam energy and electron beam current, in the embodiment shown in FIG. 2, the microwave frequency is controlled as a parameter for determining the electron beam energy.

すなわち検出器6で検出された放射線強度は増幅器8で
増幅され、一方、パルス発生器11のパルス繰り返し周
波数信号は信号変換回路18で出力設定機構9の設定出
力に比例した信号に変換される。そしてこの出力設定機
構9の設定出力に比例した信号により前記増幅器8の出
力が正規化回路19で除算され、いわゆる正規化がなさ
れる。したがってこの正規化回路19の出力は設定出力
に関係しない値となる。その結果正規化回路19の出力
が変動するのは、電子ビーム加速の最適状態でなくなる
ためとなる。最適加速の場合、正規化回路19の出力は
最大となるので、ピークホールド回路23で最適状態に
おける正規化出力を記憶させる。差動増幅器24ではピ
ークホールド回路23のピークホ−ルド値と正規化回路
19の出力との差を検出するが、その出力は最適加速状
態からの加速状態の変動を示す量になるため、これが定
められた値を超えた時制御ゲート機構25が動作し、制
御信号が制御機構26に加えられる。そしてこの制御は
正規化出力を増大させるように行なうため、まず正規化
回路19の出力が微分回路20で微分される。
That is, the radiation intensity detected by the detector 6 is amplified by the amplifier 8, while the pulse repetition frequency signal of the pulse generator 11 is converted by the signal conversion circuit 18 into a signal proportional to the set output of the output setting mechanism 9. Then, the output of the amplifier 8 is divided by a normalization circuit 19 using a signal proportional to the set output of the output setting mechanism 9, thereby performing so-called normalization. Therefore, the output of this normalization circuit 19 has a value that is not related to the set output. As a result, the output of the normalization circuit 19 fluctuates because the electron beam acceleration is no longer in the optimum state. In the case of optimal acceleration, the output of the normalization circuit 19 is maximum, so the peak hold circuit 23 stores the normalized output in the optimal state. The differential amplifier 24 detects the difference between the peak hold value of the peak hold circuit 23 and the output of the normalization circuit 19, and since the output is an amount that indicates the variation in the acceleration state from the optimum acceleration state, this is determined. When the set value is exceeded, the control gate mechanism 25 is activated and a control signal is applied to the control mechanism 26. Since this control is performed to increase the normalized output, the output of the normalizing circuit 19 is first differentiated by the differentiating circuit 20.

これはタイミング回路21のタイミングパルスにより周
期的に微分動作が行なわれ、微分値は増幅器22で増幅
される。差動増幅器24の出力が大きくなって制御ゲー
ト機構25のゲートが開かれると、微分値が制御信号に
変換されるが、微分値が負のときは最適状態から遠ざか
っているので制御ゲート機構25内蔵のフリップフロッ
プが反転して制御機構26による制御の方向を反転させ
る制御信号を発生する。微分値が正のときは最適状態に
近づいているので内蔵のフリップフロップは反転せず、
制御機構26による制御の方向をそのままとする制御信
号を発生する。そして制御信号の絶対値は差動増幅器2
4の出力の大きさであり、制御信号の正負の方向に制御
信号の絶対値だけ制御機構26によりマイクロ波周波数
が制御される。制御の結果最適加速状態になると、正規
化出力は再び最大値に戻るため差動増幅器24の出力は
十分小さい値になり、制御ゲート機構25のゲートを閉
じて最適加速状態が保たれるのである。このようにこの
実施例の線形電子加速装置では、正規化回路において放
射線出力を設定出力により除算して正規化し、この正規
化出力の最大値をピークホールド回路により保持し、そ
の保持したピーク値と正規化した放射線出力との差に応
じてマイクロ波周波数を制御することにより、常に電子
ビームェネルギを最適状態に保つことができ、常に安定
な運転を行なうことができる。
Differential operation is performed periodically by timing pulses from a timing circuit 21, and the differential value is amplified by an amplifier 22. When the output of the differential amplifier 24 increases and the gate of the control gate mechanism 25 is opened, the differential value is converted into a control signal, but when the differential value is negative, the control gate mechanism 25 is far from the optimal state. An internal flip-flop inverts and generates a control signal that reverses the direction of control by control mechanism 26. When the differential value is positive, it is close to the optimal state, so the built-in flip-flop does not invert,
A control signal is generated that leaves the direction of control by the control mechanism 26 unchanged. Then, the absolute value of the control signal is determined by the differential amplifier 2.
4, and the microwave frequency is controlled by the control mechanism 26 by the absolute value of the control signal in the positive and negative directions of the control signal. When the optimum acceleration state is reached as a result of the control, the normalized output returns to the maximum value again, so the output of the differential amplifier 24 becomes a sufficiently small value, and the gate of the control gate mechanism 25 is closed to maintain the optimum acceleration state. . In this way, in the linear electron accelerator of this embodiment, the radiation output is normalized by dividing it by the set output in the normalization circuit, the maximum value of this normalized output is held in the peak hold circuit, and the peak value held is By controlling the microwave frequency according to the difference from the normalized radiation output, the electron beam energy can always be kept in an optimal state, and stable operation can always be performed.

第4図は制御ゲート機構の他の実施例を示す。図におい
て29は増幅器22の出力の絶対値をとる絶対値回路、
30は絶対値回路29の出力と差動増幅器24の出力と
をアナログ加算するアナログ加算回路、31は増幅器2
2の出力の正負を判別し、その結果に従って制御機構2
6による制御の方向を制御する正負判別回路である。増
幅器22で増幅された微分回路20の出力は絶対値回路
29によりその絶対値がとられ、差動増幅器24の出力
とアナログ加算される。
FIG. 4 shows another embodiment of the control gate mechanism. In the figure, 29 is an absolute value circuit that takes the absolute value of the output of the amplifier 22;
30 is an analog addition circuit that performs analog addition of the output of the absolute value circuit 29 and the output of the differential amplifier 24; 31 is the amplifier 2;
Control mechanism 2 determines whether the output of 2 is positive or negative, and controls the control mechanism 2 according to the result.
This is a positive/negative discrimination circuit that controls the direction of control by 6. The absolute value of the output of the differentiating circuit 20 amplified by the amplifier 22 is taken by the absolute value circuit 29, and added in analog form to the output of the differential amplifier 24.

また増幅器22の出力は正負判別回路31により微分値
の判別がなされ、負のときは最適状態から遠ざかってい
るので内蔵のフリップフロップが反転して制御機構26
による制御の方向を反転し、正のときは最適状態に近づ
いているので内蔵のフリップフロップは反転せず、制御
機構26による制御の方向をそのままとし、制御機構2
6において前記制御の方向に加算回路30の出力分だけ
制御を行なう。なお前記実施例では放射線出力強度を安
定化するための出力安定化回路10を設けていないが、
電子ビームェネルギ制御回路で電子ビームェネルギを最
適状態に保持することにより放射線出力も仕様の範囲内
で十分安定化することができる。
Further, the differential value of the output of the amplifier 22 is determined by a positive/negative determining circuit 31, and when the differential value is negative, it is far from the optimal state, so the built-in flip-flop is inverted and the control mechanism 26
When it is positive, the direction of control by the control mechanism 26 is reversed, and since it is close to the optimum state, the built-in flip-flop is not reversed, the direction of control by the control mechanism 26 is left unchanged, and the control mechanism 2
6, control is performed in the direction of the control by the output of the adder circuit 30. Note that in the embodiment described above, the output stabilizing circuit 10 for stabilizing the radiation output intensity is not provided;
By maintaining the electron beam energy in an optimal state with the electron beam energy control circuit, the radiation output can be sufficiently stabilized within the specification range.

ただ第1図のような出力安定化回路10を設けてもよく
、この場合合には第1図の従来の場合と異なり、電子ビ
ームヱネルギ安定化回路は正規化出力を制御しているの
で、出力安定化回路とは相互干渉を起こさず、安定に放
射線出力を制御することができる。また、前記実施例で
はマイクロ波周波数を制御する場合について説明したが
、パルス変調器の高電圧出力、加速管に供給されるマイ
クロ波電力、加速管に入射する電子ビーム電流等も電子
ビームェネルギを決定するパラメ−夕であり、これらの
制御を行なうことによっても同様に制御を行なうことが
できる。
However, an output stabilizing circuit 10 as shown in FIG. 1 may be provided, and in this case, unlike the conventional case shown in FIG. 1, the electron beam energy stabilizing circuit controls the normalized output, so the output It is possible to stably control radiation output without causing mutual interference with the stabilizing circuit. Furthermore, although the above embodiment describes the case where the microwave frequency is controlled, the high voltage output of the pulse modulator, the microwave power supplied to the accelerating tube, the electron beam current incident on the accelerating tube, etc. also determine the electron beam energy. These are the parameters that control the control, and the same control can be achieved by controlling these parameters.

また前記実施例では線形電子加速装置の場合について説
明したが、例えばベータートロンのような放射線発生装
置においても、出力設定機構または出力安定化回路の出
力により放射線出力を除算することにより加速電子ビ−
ムェネルギの最適状態を保つ機構を設けることができる
Further, in the above embodiment, the case of a linear electron accelerator has been explained, but in a radiation generating apparatus such as a betatron, for example, the accelerated electron beam can be adjusted by dividing the radiation output by the output of the output setting mechanism or the output stabilizing circuit.
A mechanism can be provided to maintain the optimal state of energy.

以上のように、この発明の線形電子加速装置によれば、
放射線出力の正規化値を最大値に保つことによって装置
の加速状態を最適状態に保つように制御するため、電子
ビームヱネルギが安定化されるとともに、これに起因す
る放射線出力の変動も抑えることができ、装置の制御回
路が簡単になる。
As described above, according to the linear electron accelerator of the present invention,
By keeping the normalized value of the radiation output at the maximum value, the acceleration state of the device is controlled to be kept in the optimal state, so the electron beam energy is stabilized and fluctuations in the radiation output caused by this can be suppressed. , the control circuit of the device becomes simpler.

また放射線出力および電子ビームェネルギの安定性が向
上し、複数の制御機構を備えることによる相互干渉がな
くなるため、常に制御機構も安定に動作する等の効果も
ある。
Furthermore, the stability of radiation output and electron beam energy is improved, and mutual interference due to the provision of a plurality of control mechanisms is eliminated, so that the control mechanisms always operate stably.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の線形電子加速装置の構成ブロック図、第
2図はこの発明の一実施例による線形電子加速装置の構
成ブロック図、第3図は第2図のピークホールド回路の
回路図、第4図はこの発明の制御ゲート機構の他の実施
例のブロック図である。 1…・・・電子銃、2……加速管、4・・・・・・放射
線発生機構、6・・・・・・検出器、9・・・・・・放
射線出力設定機構、19・・・・・・正規化回路、20
・・・・・・微分回路、23…・・・ピークホールド回
路、24・・・・・・差動増幅器、25・・・…制御ゲ
ート機構、26・・・・・・制御機構、31・・・・・
・電子ビームェネルギ制御回路。 なお図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。第1図
第2図 第3図 第4図
FIG. 1 is a block diagram of a conventional linear electron accelerator, FIG. 2 is a block diagram of a linear electron accelerator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of the peak hold circuit of FIG. FIG. 4 is a block diagram of another embodiment of the control gate mechanism of the present invention. 1...Electron gun, 2...Acceleration tube, 4...Radiation generation mechanism, 6...Detector, 9...Radiation output setting mechanism, 19... ...Normalization circuit, 20
... Differential circuit, 23 ... Peak hold circuit, 24 ... Differential amplifier, 25 ... Control gate mechanism, 26 ... Control mechanism, 31.・・・・・・
・Electron beam energy control circuit. In the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電子ビームを発生する電子銃と、前記電子ビームを
加速する加速管と、この加速管により加速された電子ビ
ームを用いて放射線を発生する放射線発生機構と、この
放射線発生機構により発生された放射線の強度を検出す
る検出器と、放射線出力を任意に設定する放射線出力設
定機構と、前記検出器の出力を前記出力設定機構の設定
出力に比例した信号で除算することにより正規化する正
規化回路と、この正規化回路の出力の最大値をホールド
するピークホールド回路と、このピークホールド回路の
出力と前記正規化回路の出力との差に応じて電子ビーム
エネルギを決定するパラメータを制御する電子ビームエ
ネルギ制御回路とを備えたことを特徴とする線形電子加
速装置。 2 前記電子ビームエネルギ制御回路を、前記正規化回
路の出力を微分する微分回路と、前記ピークホールド回
路の出力と前記正規化回路の出力との差をとる差動増幅
器と、この差動増幅器の出力と前記微分回路の出力とに
より制御信号を生成する制御ゲート機構と、この制御ゲ
ート機構の制御信号により前記電子ビームエネルギを決
定するパラメータを変化させる制御機構とを備えたこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の線形電子加速
装置。
[Scope of Claims] 1. An electron gun that generates an electron beam, an acceleration tube that accelerates the electron beam, a radiation generation mechanism that generates radiation using the electron beam accelerated by the acceleration tube, and a radiation generation mechanism that generates radiation using the electron beam accelerated by the acceleration tube. a detector for detecting the intensity of radiation generated by the mechanism; a radiation output setting mechanism for arbitrarily setting the radiation output; and dividing the output of the detector by a signal proportional to the set output of the output setting mechanism. A normalization circuit that performs normalization, a peak hold circuit that holds the maximum value of the output of this normalization circuit, and an electron beam energy that is determined according to the difference between the output of this peak hold circuit and the output of the normalization circuit. A linear electron accelerator comprising: an electron beam energy control circuit that controls parameters. 2. The electron beam energy control circuit includes a differentiation circuit that differentiates the output of the normalization circuit, a differential amplifier that takes the difference between the output of the peak hold circuit and the output of the normalization circuit, and a differential amplifier that takes the difference between the output of the peak hold circuit and the output of the normalization circuit. A patent characterized in that it includes a control gate mechanism that generates a control signal based on an output and an output of the differentiating circuit, and a control mechanism that changes a parameter that determines the electron beam energy based on the control signal of the control gate mechanism. A linear electron accelerator according to claim 1.
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