JPS62217599A - シンクロトロン放射光用ストレ−ジリング装置 - Google Patents
シンクロトロン放射光用ストレ−ジリング装置Info
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- JPS62217599A JPS62217599A JP6128686A JP6128686A JPS62217599A JP S62217599 A JPS62217599 A JP S62217599A JP 6128686 A JP6128686 A JP 6128686A JP 6128686 A JP6128686 A JP 6128686A JP S62217599 A JPS62217599 A JP S62217599A
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- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 19
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- 238000001015 X-ray lithography Methods 0.000 description 1
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- Particle Accelerators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
シンクロトロン放射光用ストレージリング装置において
、荷電粒子の周回軌道を一方向に廻るものだけでなく、
反対方向にも廻る周回軌道を組み合わせメービウス環状
に周回させて、その小型化を実現するものである。
、荷電粒子の周回軌道を一方向に廻るものだけでなく、
反対方向にも廻る周回軌道を組み合わせメービウス環状
に周回させて、その小型化を実現するものである。
本発明はシンクロトロン放射光（Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏ
ｎＯｒｂｉｔａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ＝ Ｓ ＯＲ
）を発生させるための、荷電粒子を蓄積するためのスト
レージリング装置に係わり、特にストレージリングの小
型化のため、互いに逆向きの磁界方向の磁石を有する構
成のストレージリング装置に関する。
ｎＯｒｂｉｔａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ＝ Ｓ ＯＲ
）を発生させるための、荷電粒子を蓄積するためのスト
レージリング装置に係わり、特にストレージリングの小
型化のため、互いに逆向きの磁界方向の磁石を有する構
成のストレージリング装置に関する。
荷電粒子例えば電子が光速に近い速度で運動していると
き、磁界による力を受けて進行方向が変わると、前方に
強力な光を放射する。これがシンクロトロン放射光（又
は放射光）で、この光は赤外線からＸ線に及ぶ広い波長
領域にまたがる連続光である。
き、磁界による力を受けて進行方向が変わると、前方に
強力な光を放射する。これがシンクロトロン放射光（又
は放射光）で、この光は赤外線からＸ線に及ぶ広い波長
領域にまたがる連続光である。
電子加速器から注入された高速の電子を長時間安定して
円型軌道に蓄積して放射光を作る。この装置がス）−レ
ージリング装置である。
円型軌道に蓄積して放射光を作る。この装置がス）−レ
ージリング装置である。
放射光は、■スペクトルは赤外線からＸ線に及び、鋭い
ピークのない平坦な分布をもち、■強度が極めて強い、
■安定な光源である、■鋭い指向性、■パルス状の光、
等の特長があり、そのためこの放射光の（ａ）回折、散
乱、（ｂ）分光、（ｃ）放射線効果 を利用する自然科
学、技術の広範な分野での成果が期待されている。
ピークのない平坦な分布をもち、■強度が極めて強い、
■安定な光源である、■鋭い指向性、■パルス状の光、
等の特長があり、そのためこの放射光の（ａ）回折、散
乱、（ｂ）分光、（ｃ）放射線効果 を利用する自然科
学、技術の広範な分野での成果が期待されている。
例えば、放射線効果を利用する分野では、分子の分解と
重合、Ｘ線リソグラフィ、Ｘ線顕微鏡医療診断、治療に
おいて極めて有望である。
重合、Ｘ線リソグラフィ、Ｘ線顕微鏡医療診断、治療に
おいて極めて有望である。
然しなから今までに造られているシンクロトロン放射光
装置のストレージリング装置は大型である。その原因の
１つは使用されている磁石が常伝導電磁石であることに
よる。
装置のストレージリング装置は大型である。その原因の
１つは使用されている磁石が常伝導電磁石であることに
よる。
このため小型化のため、磁界の強さが常伝導電磁石の３
〜５倍となる超伝導電磁石の採用が考えられている。シ
ンクロトロン放射光装置に超伝導電磁石を使用する提案
としてＣ０５Ｙ （Ｂｌ！ＳＳＹ：西ベルリン）及び
ＣＯ５’ｌ−２がある。前者では形成出来る磁界分布の
均一性はよいが、電子に対するエネルギー補給が困難で
あり、後者はレーストランク型であるため、磁界分布の
対称性が乏しく一様な磁界がとれにくく超伝導電磁石の
長所が薄れる欠点がある 従って、小型にして且つ実現性のあるシンクロトロン放
射光用ストレージリング装置が望まれている。
〜５倍となる超伝導電磁石の採用が考えられている。シ
ンクロトロン放射光装置に超伝導電磁石を使用する提案
としてＣ０５Ｙ （Ｂｌ！ＳＳＹ：西ベルリン）及び
ＣＯ５’ｌ−２がある。前者では形成出来る磁界分布の
均一性はよいが、電子に対するエネルギー補給が困難で
あり、後者はレーストランク型であるため、磁界分布の
対称性が乏しく一様な磁界がとれにくく超伝導電磁石の
長所が薄れる欠点がある 従って、小型にして且つ実現性のあるシンクロトロン放
射光用ストレージリング装置が望まれている。
第２図（ａ）〜（ｃ）は従来例（１）のｃｏｓｙ型シン
クロトロン放射光用ストレージリング装置の図である。
クロトロン放射光用ストレージリング装置の図である。
第２図（ａ）はストレージリング装置の上面図であり、
第２図（ｂ）は断面図である。
第２図（ｂ）は断面図である。
これら図において、加速された荷電粒子たる電子３が図
示しない入射装置よりストレージリング装置の真空容器
１に導かれこの中に貯蔵される。
示しない入射装置よりストレージリング装置の真空容器
１に導かれこの中に貯蔵される。
このストレージリング装置は円型ドーナツ状の電子を貯
める真空容器１と電子３の進行方向を曲げる上下の超伝
導電磁石２とより成っている。
める真空容器１と電子３の進行方向を曲げる上下の超伝
導電磁石２とより成っている。
ここで、例えば超伝導電磁石２による磁界の方向Ｈが、
この図の（ｂ）に示す如く下方に向いているならば電子
３は左廻りの円形軌道上を周回しながら、周回軌道面上
で全方向に放射光を放射する。
この図の（ｂ）に示す如く下方に向いているならば電子
３は左廻りの円形軌道上を周回しながら、周回軌道面上
で全方向に放射光を放射する。
第２図（ｃ）は磁界分布を示す図である。
電子の周回円周上の位置に対する磁界強度は一定である
ことを表している。
ことを表している。
この超伝導電磁石２はその直径が２ｍで非常に小さい利
点を有するが、然しなから、シンクロトロン放射光を放
射することによるエネルギーを補給する方法が困難であ
ると云う欠点がある。
点を有するが、然しなから、シンクロトロン放射光を放
射することによるエネルギーを補給する方法が困難であ
ると云う欠点がある。
従って、この問題を解決するためＣ０５Ｙ−２が提案さ
れている。
れている。
第３図（ａ） 〜（ｃ）は従来例（２）のＣ０５Ｙ−２
型シンクロトロン放射光用ストレージリング装置の図で
ある。
型シンクロトロン放射光用ストレージリング装置の図で
ある。
Ｃ０５Ｙ−２型は超伝導電磁石を半円形とし、２つの半
円形超伝導電磁石の間を直線部で連絡したレーストラッ
ク型のもので、この直線部にエネルギーを補給するため
の加速器を設置したものである。
円形超伝導電磁石の間を直線部で連絡したレーストラッ
ク型のもので、この直線部にエネルギーを補給するため
の加速器を設置したものである。
これらの図において、第２図（ａ）〜（ｃ）と同じもの
は同じ符号で示す。
は同じ符号で示す。
第３図（ａ）はストレージリング装置の上面図であり、
第３図（ｂ）は断面図である。
第３図（ｂ）は断面図である。
１はレーストランク型の真空容器で、この真空容器１の
長軸上の両端の上下に半円形状の超伝導電磁石２を備え
ている。真空容器Ｉの直線部の一方には高周波加速部４
を備え、この部で電子にエネルギーを補給する。
長軸上の両端の上下に半円形状の超伝導電磁石２を備え
ている。真空容器Ｉの直線部の一方には高周波加速部４
を備え、この部で電子にエネルギーを補給する。
この装置の外形は長径方向が４ｍ、短径方向が２ｍであ
る。
る。
第３図（ｃ）は磁界分布を示す図である。
この図で示されるように、半円形の磁石では磁石端部で
のフリンジング効果が多く一様な磁界がとりにくい欠点
をもっている。即ち０強磁界の所が少ない、■一様磁界
からはづれる磁界での粒子軌道が不確定となる。粒子の
軌道半径が場所によって変わる。従って、放射光の強さ
も変化する。
のフリンジング効果が多く一様な磁界がとりにくい欠点
をもっている。即ち０強磁界の所が少ない、■一様磁界
からはづれる磁界での粒子軌道が不確定となる。粒子の
軌道半径が場所によって変わる。従って、放射光の強さ
も変化する。
■半円形状の超伝導電磁石２は通電時軸対称となろうと
する力が働き、軸対称から外れたコイル部が変形を起こ
し易いため磁界分布が通電電流の大きさによって変化す
ることがある。 これを止めるには強固なコイル固定構
造とすることが必要で、小型化に逆行することになる。
する力が働き、軸対称から外れたコイル部が変形を起こ
し易いため磁界分布が通電電流の大きさによって変化す
ることがある。 これを止めるには強固なコイル固定構
造とすることが必要で、小型化に逆行することになる。
従来例のシンクロトロン放射光用ストレージリング装置
では、小型ではあるが、エネルギー補給が困難であった
り、又は強磁界の所が少ないため、放射光利用場所が少
なくなる、或いは強固なコイル固定構造を要する等の欠
点があった。
では、小型ではあるが、エネルギー補給が困難であった
り、又は強磁界の所が少ないため、放射光利用場所が少
なくなる、或いは強固なコイル固定構造を要する等の欠
点があった。
上記問題点の解決は、一平面上において、荷電粒子を左
方向に周回せしめる第１の方向の磁界と、前記平面と略
一致する平面上において、前記荷電粒子を右方向に周回
せしめる、第１の磁界の方向とは略逆方向である第２の
方向の磁界を有し、前記第１の方向の磁界を１つ以上含
み、前記第２の方向の磁界を１つ以上含んでなる本発明
によるシンクロトロン放射光用ストレージリング装置に
より達成される。
方向に周回せしめる第１の方向の磁界と、前記平面と略
一致する平面上において、前記荷電粒子を右方向に周回
せしめる、第１の磁界の方向とは略逆方向である第２の
方向の磁界を有し、前記第１の方向の磁界を１つ以上含
み、前記第２の方向の磁界を１つ以上含んでなる本発明
によるシンクロトロン放射光用ストレージリング装置に
より達成される。
磁界の方向が１つの方向に向いている超伝導電磁石と、
これと略逆向きの超伝導電磁石を夫々少なくとも１個以
上使用することにより、周回荷電粒子を１回以上交叉さ
せメビウス環的軌道を周回させることにより、超伝導電
磁石を略完全な軸対称性を持たせて利用するものである
。
これと略逆向きの超伝導電磁石を夫々少なくとも１個以
上使用することにより、周回荷電粒子を１回以上交叉さ
せメビウス環的軌道を周回させることにより、超伝導電
磁石を略完全な軸対称性を持たせて利用するものである
。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明のシンクロトロン放射光
用ストレージリング装置の図である。
用ストレージリング装置の図である。
第１図（ａ） はストレージリング装置の上面図であり
、第１図（ｂ）は断面図である。
、第１図（ｂ）は断面図である。
この図において、加速された。荷電粒子たる電子３は図
示しない入射装置よりストレージリング装置の真空容器
１に導かれ、この内部に貯蔵される。
示しない入射装置よりストレージリング装置の真空容器
１に導かれ、この内部に貯蔵される。
このストレージリング装置は２つの円形ドーナツ状部と
それを連結するＸ字状の部分とをもち全体としてしは（
３）字型の真空容器１と、この真空容器１の２つの第１
リングｌａ、第２リング１ｂの上下には夫々第１の磁石
たる超伝導電磁石２−１、と第２の磁石たる超伝導電磁
石２−２をもつ。この超伝導電磁石２−１．２−２は磁
界の方向が互いに略逆向きであるところの磁界Ｈ−１、
Ｈ−２を形成し、真空容器１内の電子３を■型の軌道で
周回せしめる。
それを連結するＸ字状の部分とをもち全体としてしは（
３）字型の真空容器１と、この真空容器１の２つの第１
リングｌａ、第２リング１ｂの上下には夫々第１の磁石
たる超伝導電磁石２−１、と第２の磁石たる超伝導電磁
石２−２をもつ。この超伝導電磁石２−１．２−２は磁
界の方向が互いに略逆向きであるところの磁界Ｈ−１、
Ｈ−２を形成し、真空容器１内の電子３を■型の軌道で
周回せしめる。
又、真空容器１のＸ字型部の周囲には電子３にエネルギ
ーを補給する高周波加速部４と、電子を円周回軌道から
取り出す粒子取出し用調整器６と第１リング１ａから第
２リングｌｂに移る電子と、この逆方向に移る電子とが
Ｘ字型部のクロス部で互いに衝突しないようにするため
に、電子軌道を上下に分離するための粒子衝突防止用調
整器５をもつ。
ーを補給する高周波加速部４と、電子を円周回軌道から
取り出す粒子取出し用調整器６と第１リング１ａから第
２リングｌｂに移る電子と、この逆方向に移る電子とが
Ｘ字型部のクロス部で互いに衝突しないようにするため
に、電子軌道を上下に分離するための粒子衝突防止用調
整器５をもつ。
第１図（ｃ）は磁界分布を示す図である。
この図においては、電子が周回運動するとき一様な磁界
の強さの中を円弧運動する部分が多くなっていることを
表している。
の強さの中を円弧運動する部分が多くなっていることを
表している。
磁石として常伝導電磁石を使用するものはポールピース
によって磁界の分布を略望み通りの分布に合わせられる
が、得られる磁界強度が弱いため、ストレージリング装
置が大型になる欠点を有する。
によって磁界の分布を略望み通りの分布に合わせられる
が、得られる磁界強度が弱いため、ストレージリング装
置が大型になる欠点を有する。
一方、磁石として磁界強度を増すために空芯コイル型超
伝導電磁石を用いると、その磁界分布は軸対称が強いた
め、半円形の磁界分布というような望み通りの磁界分布
が得られ難い欠点がある。
伝導電磁石を用いると、その磁界分布は軸対称が強いた
め、半円形の磁界分布というような望み通りの磁界分布
が得られ難い欠点がある。
本実施例は超伝導電磁石の一様磁界内での周回部分を出
来るだけ多くとるため、電子周回軌道を■字型としたも
のである。これにより、電子は小さい曲率半径で周回す
る部分が多くなるため、ストレージリング装置のスペー
スを余り大きくしないで放射光利用場所を増加すること
が出来、より効率」勺となる。
来るだけ多くとるため、電子周回軌道を■字型としたも
のである。これにより、電子は小さい曲率半径で周回す
る部分が多くなるため、ストレージリング装置のスペー
スを余り大きくしないで放射光利用場所を増加すること
が出来、より効率」勺となる。
本発明のストレージリング装置にあっては、第１、第２
の磁石２−１．２−２の間は、この間に挿入する各種機
器のスペースによって自由に変えることが出来る。
の磁石２−１．２−２の間は、この間に挿入する各種機
器のスペースによって自由に変えることが出来る。
又、二つの第１、第２の磁石２４．２−２の形成する磁
界トＩ−１、Ｈ−２の方向は１８０°逆の方向であって
もよいし、又少し傾斜させたものであってもよい。
界トＩ−１、Ｈ−２の方向は１８０°逆の方向であって
もよいし、又少し傾斜させたものであってもよい。
更に、荷電粒子は電子の替わりに陽電子であってもよい
し或いは他の重い粒子であってもよい。
し或いは他の重い粒子であってもよい。
又、リングを連結するための機器を併用して、主磁界の
数を増加することも可能である。
数を増加することも可能である。
［発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によれば、小型でエネ
ルギー補給が可能な、また強固なコイル固定機構を要し
ない、且つ放射光利用場所の多い放射光用ストレージリ
ング装置を得ることが出来る。
ルギー補給が可能な、また強固なコイル固定機構を要し
ない、且つ放射光利用場所の多い放射光用ストレージリ
ング装置を得ることが出来る。
第１図（ａ）〜（ｃ）は本発明のシンクロトロン放射光
用ストレージリング装置の図である。 第２図（ａ） 〜（ｃ）は従来例（１）のｃｏｓｙ型シ
ンクロトロン放射光用ストレージリング装置の図である
。 第３図（ａ）〜（ｃ）は従来例（２）のＣ０５Ｙ−２型
シンクロトロン放射光用ストレージリング装置の図であ
る。 図において、 １は真空容器、 １−ａは第１リング、 １−ｂは第２リング、 ２−１は第１の磁石、 ２−２は第１の磁石、 ３は荷電粒子（電子）、 ４は高周波加速部、 ５は粒子衝突防止用調整器、 ６は粒子取出し用調整器、 Ｈ−１は第１の方向の磁界、 Ｈ−２は第２の方向の磁界 竿 １ 図 第 ２ 口
用ストレージリング装置の図である。 第２図（ａ） 〜（ｃ）は従来例（１）のｃｏｓｙ型シ
ンクロトロン放射光用ストレージリング装置の図である
。 第３図（ａ）〜（ｃ）は従来例（２）のＣ０５Ｙ−２型
シンクロトロン放射光用ストレージリング装置の図であ
る。 図において、 １は真空容器、 １−ａは第１リング、 １−ｂは第２リング、 ２−１は第１の磁石、 ２−２は第１の磁石、 ３は荷電粒子（電子）、 ４は高周波加速部、 ５は粒子衝突防止用調整器、 ６は粒子取出し用調整器、 Ｈ−１は第１の方向の磁界、 Ｈ−２は第２の方向の磁界 竿 １ 図 第 ２ 口
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一平面上において、荷電粒子（３）を左方向に周回せし
める第１の方向の磁界（Ｈ−１）と、前記平面と略一致
する平面上において、前記荷電粒子（３）を右方向に周
回せしめる、第１の磁界の方向とは略逆方向である第２
の方向の磁界（Ｈ−２）を有し、 前記第１の方向の磁界（Ｈ−１）を１つ以上含み、前記
第２の方向の磁界（Ｈ−２）を１つ以上含んでなる ことを特徴とするシンクロトロン放射光用ストレージリ
ング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6128686A JPS62217599A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | シンクロトロン放射光用ストレ−ジリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6128686A JPS62217599A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | シンクロトロン放射光用ストレ−ジリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62217599A true JPS62217599A (ja) | 1987-09-25 |
Family
ID=13166801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6128686A Pending JPS62217599A (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | シンクロトロン放射光用ストレ−ジリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62217599A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06501334A (ja) * | 1990-08-06 | 1994-02-10 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | シンクロトロン放射源 |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP6128686A patent/JPS62217599A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06501334A (ja) * | 1990-08-06 | 1994-02-10 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | シンクロトロン放射源 |
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