JPS63124399A - 加速器の真空容器 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は荷電粒子を加速あるいは蓄積する加速器の真空
容器に関する。

（従来の技術） 荷電粒子を加速・蓄積するために円形の真空容器のまわ
りに電磁石を配置したシンクロトロンと呼ばれる装置が
用いられている。

以下第５図を用いてシンクロトロンについて説明する。

シンクロトロンは荷電粒子を周回運動させながら高周波
を用いて加速・蓄積を行うもので、加速用高周波空胴（
図示せず）、集束用電磁石１６゜偏向用電磁石１７、真
空容器１８および真空排気系（図示せず）より構成され
る。偏向用電磁石１７の磁場の強さＢは次式によって与
えられる。

ｏｃ　　− ρ ここでρは偏向半径、Ｅは荷電粒子のエネルギーである
。

一般にシンクロトロンでは荷電粒子を低いエネルギーで
外部より入射し高いエネルギーまで加速する。その際エ
ネルギーが増加するに従いＢを増加させる必要がある。

かかるシンクロトロンにおいては荷電粒子を加速する際
に偏向用電磁石１７の磁場の強さの変化に伴い、真空容
器１８に渦電流が誘起され、その渦電流が作る磁場のた
めに集束用電磁石１６の作る磁場が乱される。この渦電
流による磁場の強さは入射・加速を繰り返す時間が短か
ければ短いほど強いため、効率を上げようとして磁場の
達ち上げ立ち下げを早くすればするほど強くなる。した
がってかかる偏向用電磁石１７に配置される真空容器と
しては渦電流を少なくするために電気抵抗の大きい絶縁
物を用いたり、抵抗を大きくするために波形をしたベロ
ーズと呼ばれる形状の真空容器が従来から用いられてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかし例えばエポキシ樹脂等の有機絶縁物を使用する場
合には壁から大量のガスを放出し真空度が上がらない、
荷電粒子が偏向される際に放出する放射線による損傷が
大きく破損しやすい、真空漏れの度合いが多い等の欠点
がある。また、セラミックスやガラス等を使用する場合
にも、製造上の問題の他、欠は易さ、脆さ等の材質的な
欠点に起因する問題がある。一方、ベローズ形状の真空
容器を用いた場合にも真空度が上げられず、２ｕ速はで
きても蓄積はできない等の欠点がある。これらの理由に
より従来はシンクロトロンの繰り返しを遅くしたり、加
速・蓄積を別々に行う方式を採用しており、経済性の点
で問題があり、物理実験等の研究など経済性があまり問
題にされない分野のみで使用されていた。

本発明は従来繰り返しが遅く加速・蓄積と２つに分けて
いたシンクロトロンを、早い繰り返しでしかも加速・蓄
積の両方が可能となるような経済性の高い加速器の真空
容器を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の加速器の真空容器は
外面に平板、波板、凹凸板等の補強板をとりつけた構成
とする。

（作　用） このように構成された真空容器では容器壁を薄くするこ
とができるので、シンクロトロンの繰り返しを早くする
ために偏向用電磁石の磁場の立ち上げ、立ち下げを早く
しても誘起される渦電流が小さく、従って渦電流に伴っ
て発生する磁場も小さいため正規の磁場分布を乱すこと
がない。一方、大気圧による力は外部に取り付けた補強
板で支えるため変形量も少ない （実施例） 以下図を用いて本発明の実施例について説明する。第１
図は本発明を用いた荷電粒子加速・蓄積用の真空容器の
例である。真空容器はステンレス鋼の薄肉の真空容器上
板１、下板２、側板３、補強板４より構成される。上板
、下板、側板等の厚さは約０．３ａｎ、補強板の厚さは
０．５ｍｍである。かかる構成の真空容器を偏向電磁石
内に挿入した様子を第２図に示す。荷電粒子束５を加速
するために磁極６を通って交番磁界７が真空容器上板８
および下板９を貫く。この時交番磁界７の強度変化に伴
って真空容器上板８．下板９および側板１０には渦電流
１１が誘起される。しかし板厚が薄いため誘起される渦
電流１１は小さく、渦電流１１トこよって発生する磁界
も弱い。

一方、真空容器内部を真空にした場合、真空容器上板８
．下板９．側板１０には外部から大気圧による１　ｋｇ
／ｄの圧力がかかるが、補強板１２の剛性で支えること
により、変形量を／ｌＸさくすることができる。かかる
構成による真空容器では偏向電磁石の交番磁界によって
発生する渦電流を少なくし、かつ大気圧による変形を小
さくすることができる。

また、ガス放出量も従来の荷電粒子蓄積用の真空容器と
同程度とすることが可能であるため荷電粒子の蓄積に必
要な高い真空度を得ることができる。

第１図では外部補強用に平板の補強板を用いたが、第３
図の如く波板としてもよい。この場合は波板の分だけ板
厚が厚くなりフィンの場合より渦電流が増加するが、波
板を薄くできることや、波板形状による電気抵抗の増大
などがあるので問題はない。その他第４図の如く凹凸型
としても波板と同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の真空容器を用いることにより
、繰り返しの早いシンクロトロンでも電磁石の交番磁界
により誘起される渦電流が小さく、渦電流の作る磁界も
小さくできる。また、ガス放出量の著しい増大がないの
で高い真空度を得ることができ、荷電粒子の加速・蓄積
が共に可能となる。その結果シンクロトロンの経済性を
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の加速器の真空容器の斜視図
、第２図は上記実施例の作用を説明する図、第３図は他
の実施例として波板を用いた真空容器の図、第４図は凹
凸板を用いた真空容器の図、第５図はシンクロトロンの
全体図である。 １・・・上板、　　　　　　２・・・下板、３・・・側
板、　　　　　４・・・補強板、５・・・荷電粒子、　
　　６・・・磁極、７・・・交番磁界、　　　１１・・
・渦電流、１３・・・波板、　　　　　１４・・・凹凸
板、１６・・・集束用電磁石、　１７・・・偏向用電磁
石、１８・・・真空容器。 代理人　弁理士　　則　近　憲　体 間　　三俣弘文 ■　ゝ　　Ｌへ　　ｒつ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. リング状の真空域を画成する容器の外面に平板、波板あ
   るいは凹凸板からなる補強板をとりつけてなることを特
   徴とする加速器の真空容器。