JPS6180799A - サイクロトロンの周波数調整装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は加速電極（にｌ下ディーと呼ぶ）に高電圧を
与えるためにディーに関連して設けられる共振箱の共振
周波数を調整するサイクロトロンの周波数調整装置に関
する。

（ロ）従来技術 サイクロトロンにおいては、荷電粒子の共鳴加速のため
、加速電極としてのディーに十分高い高周波電圧を印加
することが必要となる。この加速電圧を得るために一端
にディーが取りつけられたステムを外部導体に挿通して
形成される共振箱を用い、その共振周波数と加速周波数
とを一致させている。ところで前記加速周波数が共振値
から僅かにずれてもディーに与えられる電圧は著しく減
少する。そこで共振箱の同調条件を変えるサイクロトロ
ンの周波数調整装置が種々提案実施されている。例えば
共振箱の共振周波数を変える方法として次のようなもの
がある。

■　外部導体に挿通されたステムの終端部に、外部導体
の内壁と接する短絡板を形成する。この短絡板を軸方向
に沿って摺動させることにより共振箱の共振周波数を変
えるものである。しかしてステム終端部は最も電流値が
大きく、発熱が多くなるので、この部分を充分冷却する
必要がある。

しかしながら前述したようにステム終端ｇ１；に摺動部
分を設けると、接触抵抗のために発熱が一層大きくなる
。そのため、この装置は故障が発生しやすく、また冷却
等のために共振箱の構造が複雑になるという欠点がある
。

■　ステムとこれに対向する外部導体の距離を変えて共
振箱のインダクタンスを可変することにより、共振箱の
共振周波数を変化させる装置がある（特公昭４４−１３
０８０）。この種の装置には、（１）折り重ね可能なパ
ネルを共振箱内に収納しこのパネルを伸縮させることに
よって共振箱の共振周波数を変化させるものと、（２）
一端が軸支され、他端が外部導体内壁に接触した可動導
体片を外部導体内壁に沿って回動させることにより、共
振箱の共振周波数を変化させるものとがある。しかしな
がら前者はその構造がきわめて複雑となり実用的でない
一方、後者はｆｐ動面における発熱が問題となる。

（ハ）目的 この発明は比較的簡単な構成で装置の発熱を抑えること
のできる信頼性の高いサイクロトロンの周波数調整装置
を提供することを目的としている。

（ニ）構成 この発明にかかるサイクロトロンの周波数調整装置は、
軸方向に沿って小室部と大室部とが形成された有底の筒
状の外部導体に、一端に加速電極が取りつけられたステ
ムの他端を同軸状に挿通し、前記ステムの他端と外部導
体の底部とを短絡する一方、前記外部導体内に軸方向に
沿って摺動自在に摺動筒を嵌め込み、この摺動筒の一端
開口縁を小室部内壁に、他端開口縁を大室部内壁にそれ
ぞれ電気接続したことを特徴としている。

（ホ）実施例 第１図はこの発明にかかるサイクロトロンの周波数調整
装置の一実施例の構成を略示した断面図、第２図は第１
図におけるＩ−１断面図を示す。

図に於いて、１は銅等からなる有底の円筒状チューブに
よって形成されるの外部導体である。外１ｊｌｓ′ＪＫ
１（７）−〇ｉ′１′１Ｄ　Ｂ　＆；！　＜？ｒ　ｉ’
ｉ　ｔ　６　’４＠　＠・″。１“　　　１内の開口側
に小室部２が、底側に大室部３がそれぞれ形成されてい
る。４は銅パイプより成るステムを示す。ステム４の一
端にはディー５が取りつけられている。ステム４の他端
は前記外部導体１に同軸状に挿通され、底部に短絡接続
される。

６は外部導体２の軸方向に沿って摺動自在に嵌め込まれ
ろ摺動筒である。摺動筒６の一端は小室部２に挿通され
る。また摺動筒６の他端は拡径して大室部３の内壁に近
接している。摺動筒６の両端開口縁に沿って１７動子７
．７′がそれぞれ取りつけられている。この↑７１動子
７．７１は例えば情青銅のような弾性のある金属板をく
し状に形成したものである。摺動子７．７“は小室部２
および大室部３の内壁にそれぞれ電気的に接続している
。

このような摺動筒６は駆動棒８によって軸方向に駆動さ
れる。

外部導体１及びステム４などで構成された共振箱はステ
ム外径ｄ１と外部導体内径ｄ２、ｄ３によって決まるイ
ンピーダンスＭ　１　、Ｍ　２をもつ。インビダンスＭ
１は小室部２の容量に、インピーダンスＭ２は大室部３
の客用にそれぞれ関連している。

従って摺動筒６が駆動棒８によって軸方向に駆動される
と小室部２の長さＬｌ及び大室部３の長さＬ３が変化す
るから各室内の容量もこれ、に伴って変化する。その結
果前記インピーダンスＭ１、Ｍ２が変化する。例えば摺
動筒６が第１図に於ける右側方向に移動したとしよう。

そうすると大室部３の容量が小さくなる一方、小室部２
の容量が大きくなる。その結果、インピーダンスの大き
いＭｌが小さくなり、またインピーダンスの小さいＭ２
が太き（なる。Ｍｌの減少量はＭ２の増加量よりも大き
いため、全体として共振箱のインピーダンスが下がり、
そのため共振周波数が高くなる。

逆に、摺動筒６を左方向へ動かすと共振箱の共振周波数
が低くなる。このように摺動筒６を軸方向に沿ってｖＪ
かすことにより、サイクロトロンの周波数を調整するこ
とができる。

次に、このような共振箱に流れる高周波電流について説
明する。

高周波電流はステム４の他端が短絡する外部導体１の底
部において最もその値が大きくなる（第１図に示すＡ）
。そして摺動筒６の拡径部に設けられた摺動子７及び縮
径部の摺動子７“に流れる電流は（第１図に示すＢ及び
Ｃ）は短絡部に流れる電流Ａよりも著しく小さくなる。

従ってこの摺動部分における発熱は充分少ないものであ
る。

なお上記実施例では外部導体は円形チューブとして説明
したが、これは断面が四角形状をなすチューブであって
もよい。

（へ）効果 この発明にかかるサイクロトロンの周波数調整装置は摺
動筒と外部導体の内壁とが摺動する部分に大電流が流れ
ないように構成したから、摺動部分における発熱を抑え
ることができ、これにより装置の信頼性を向上させるこ
とができる。

また、共振箱の共振周波数の調整は摺動筒を軸方向に摺
りＪすることによって行われるから、装置の構成は比較
的簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるサイクロトロンの周’ｔｅｌ
数調整装置の一実施例を示す断面図、第２図は第１図に
おけるＩＩ断面図を示す。 １・・・外部導体、２・・・小室部、３・・・大室部、
４・・・ステム、５・・・ディー、６・・・摺りＪ筒、
７．７“・・・摺動子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸方向に沿って小室部と大室部とが形成された有
   底の筒状の外部導体に、一端に加速電極が取りつけられ
   たステムの他端を同軸状に挿通し、前記ステムの他端と
   外部導体の底部とを短絡する一方、 前記外部導体内に軸方向に沿って摺動自在に摺動筒を嵌
   め込み、この摺動筒の一端開口縁を小室部内壁に、他端
   開口縁を大室部内壁にそれぞれ電気接続したことを特徴
   とするサイクロトロンの周波数調整装置。