JPS63124400A - シンクロトロン - Google Patents
シンクロトロンInfo
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- JPS63124400A JPS63124400A JP62270049A JP27004987A JPS63124400A JP S63124400 A JPS63124400 A JP S63124400A JP 62270049 A JP62270049 A JP 62270049A JP 27004987 A JP27004987 A JP 27004987A JP S63124400 A JPS63124400 A JP S63124400A
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- Japan
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- synchrotron
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Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H13/00—Magnetic resonance accelerators; Cyclotrons
- H05H13/04—Synchrotrons
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電子の注入と加速ならびに集束用の手段が
設けられている直線区間を持つ軌道に沿って荷電粒子を
加速するシンクロトロンに関するものである。この軌道
には更に湾曲区間があり、そこに低温槽内に置かれた超
伝導湾曲平巻コイルが設けられる。軌道の湾曲区間は少
くとも１つの外に向う排出孔を備える室によって包囲さ
れる。
設けられている直線区間を持つ軌道に沿って荷電粒子を
加速するシンクロトロンに関するものである。この軌道
には更に湾曲区間があり、そこに低温槽内に置かれた超
伝導湾曲平巻コイルが設けられる。軌道の湾曲区間は少
くとも１つの外に向う排出孔を備える室によって包囲さ
れる。
シンクロトロンでは電子の外に陽子も、湾曲した軌道に
沿って循環し高周波加速空間を繰り返し通過することに
よって高いエネルギーに加速される。加速のための印加
交流電圧が正しい符号を持ち粒子が交流電圧に同期して
走るとき粒子は常に加速区間を通過する。電子シンクロ
トロンでは既に光速近くまで加速された電子が加速区間
に導かれるから、循環周波数は一定でエネルギーだげが
変化する。シンクロトロン放射即ちほぼ光速度で循環し
超伝導コイルの磁場で偏向されて円軌道上に保持される
電子の相対論的放射は平行放射特性を示す強いＸ線を放
出する。このシンクロトロン放射が集積回路の製作に際
して０．５μｍ以下の微細構造の形成に適したＸ線リソ
グラフィに利用されることは公知である。この場合約０
．２ｎｍから２ｎｍの間の有効な波長範囲の平行Ｘ線ビ
ームが照射する半導体板の前に近接して置かれた投影マ
スクに当てられる。
沿って循環し高周波加速空間を繰り返し通過することに
よって高いエネルギーに加速される。加速のための印加
交流電圧が正しい符号を持ち粒子が交流電圧に同期して
走るとき粒子は常に加速区間を通過する。電子シンクロ
トロンでは既に光速近くまで加速された電子が加速区間
に導かれるから、循環周波数は一定でエネルギーだげが
変化する。シンクロトロン放射即ちほぼ光速度で循環し
超伝導コイルの磁場で偏向されて円軌道上に保持される
電子の相対論的放射は平行放射特性を示す強いＸ線を放
出する。このシンクロトロン放射が集積回路の製作に際
して０．５μｍ以下の微細構造の形成に適したＸ線リソ
グラフィに利用されることは公知である。この場合約０
．２ｎｍから２ｎｍの間の有効な波長範囲の平行Ｘ線ビ
ームが照射する半導体板の前に近接して置かれた投影マ
スクに当てられる。
電子シンクロトロンの公知の実施形態では直線区間と湾
曲区間が交替配置されているトラック形の周回軌道が使
用される。曲率半径は湾曲した超伝導平巻コイルを形成
する双曲電磁石の磁場における遠心力とローレンツ力の
平衡によって与えられる。この平巻コイルは勾配磁場コ
イルと共に低温槽内に置かれる。この低温槽は湾曲軌道
区間の真空室もクリョ（Ｋｒｙｏ）温度に冷却する。電
子を加速区間に導く電子注入器と電子加速部分が加速区
間の直線部分に設けられる。
曲区間が交替配置されているトラック形の周回軌道が使
用される。曲率半径は湾曲した超伝導平巻コイルを形成
する双曲電磁石の磁場における遠心力とローレンツ力の
平衡によって与えられる。この平巻コイルは勾配磁場コ
イルと共に低温槽内に置かれる。この低温槽は湾曲軌道
区間の真空室もクリョ（Ｋｒｙｏ）温度に冷却する。電
子を加速区間に導く電子注入器と電子加速部分が加速区
間の直線部分に設けられる。
このシンクロトロンの実施形態では周回軌道の全湾曲区
間において真空室にそれぞれ１つのスリット形排出孔が
設けられる。従って超伝導平巻コイルのローレンツ力は
Ｃ字形又はＵ字形の支持構造の脚部で支えられていなけ
ればならない。ローレンツ力の作用による平巻コイルの
位置の変動はそれに対応する磁場のひずみと共に実質上
排除しなければならないから、それに応じた高価な支承
構造が必要となる。
間において真空室にそれぞれ１つのスリット形排出孔が
設けられる。従って超伝導平巻コイルのローレンツ力は
Ｃ字形又はＵ字形の支持構造の脚部で支えられていなけ
ればならない。ローレンツ力の作用による平巻コイルの
位置の変動はそれに対応する磁場のひずみと共に実質上
排除しなければならないから、それに応じた高価な支承
構造が必要となる。
この発明の目的は、軌道の湾曲区間における平巻コイル
の支持構造を簡単にし改良してＣ字形支持構造の脚部の
曲げ応力の発生を阻止することである。
の支持構造を簡単にし改良してＣ字形支持構造の脚部の
曲げ応力の発生を阻止することである。
この目的は特許請求の範囲第１項に特徴として挙げた構
成とすることによって達成される。この構成の吸収体は
少くとも１つの排出孔を備えているが、この排出孔はシ
ンクロトロン放射を自由に通過させる排出管とするのが
有利である。接線方向に排出されるシンクロトロン放射
方向において吸収体の背後にあるこれらの管の間の空間
は支持構造だけで占められている。この構造はガラスフ
ァイバで補強された合成樹脂で作るのが有利である。実
質上単純な間隔保持体として作用するこの支持構造によ
って超伝導コイルの強磁場をも支えることができるから
特別な支持構造を必要としない。
成とすることによって達成される。この構成の吸収体は
少くとも１つの排出孔を備えているが、この排出孔はシ
ンクロトロン放射を自由に通過させる排出管とするのが
有利である。接線方向に排出されるシンクロトロン放射
方向において吸収体の背後にあるこれらの管の間の空間
は支持構造だけで占められている。この構造はガラスフ
ァイバで補強された合成樹脂で作るのが有利である。実
質上単純な間隔保持体として作用するこの支持構造によ
って超伝導コイルの強磁場をも支えることができるから
特別な支持構造を必要としない。
クリョ温度に保持される電子ビーム室壁の加熱を制限し
又吸収体材料からの粒子の放出を低減させるため吸収体
に補助の冷却を行うと効果的である。
又吸収体材料からの粒子の放出を低減させるため吸収体
に補助の冷却を行うと効果的である。
この発明によるシンクロトロンの実施例を示す図面につ
いてこの発明を更に詳細に説明する。
いてこの発明を更に詳細に説明する。
第１図に構成を示した電子シンクロトロンでは、電子軌
道２は湾曲した軌道区間３と４および直線軌道区間５と
６から構成される。軌道区間５には電子加速用の例えば
周波数５００ＭＨｚの空洞共振器８と２つの四極電磁石
１０．１１が設けられ、一方の電磁石はフォーカッシン
グ用、他方はデフォー力ッシング用である。他方の直線
軌道区間６には同じく２つの四極電磁石１２と１３が設
けられ、その一方はフォーカッシング用、他方はデフォ
ー力ッシング用である。更に電子入射装置１４が設けら
れている。湾曲区間３と４は同じ構成であってそれぞれ
断面が示されているが、区間３だけで各部分に番号がつ
けられている。それぞれの湾曲区間を取り囲む排気室１
６は半径方向に外に向っていくらか拡がり、シンクロト
ロン放射１８の方向にそれぞれ１つの吸収体２ｏを備え
る。場合によってはこの吸収体の前にスリット絞り２１
を置くことができる。シンクロトロン放射１８を導くた
め吸収体２０にビーム管１９又は通孔が設けられる。湾
曲区間３と４において電子の偏向には超伝導双極電磁石
が使用される。この電磁石は湾曲した平巻コイルとして
作られ、図にはその１つだけが２３として示されている
。双極電磁石には更に勾配磁場コイルと補正コイルが配
属されているが、これらは図の簡略化のために示されて
いない。
道２は湾曲した軌道区間３と４および直線軌道区間５と
６から構成される。軌道区間５には電子加速用の例えば
周波数５００ＭＨｚの空洞共振器８と２つの四極電磁石
１０．１１が設けられ、一方の電磁石はフォーカッシン
グ用、他方はデフォー力ッシング用である。他方の直線
軌道区間６には同じく２つの四極電磁石１２と１３が設
けられ、その一方はフォーカッシング用、他方はデフォ
ー力ッシング用である。更に電子入射装置１４が設けら
れている。湾曲区間３と４は同じ構成であってそれぞれ
断面が示されているが、区間３だけで各部分に番号がつ
けられている。それぞれの湾曲区間を取り囲む排気室１
６は半径方向に外に向っていくらか拡がり、シンクロト
ロン放射１８の方向にそれぞれ１つの吸収体２ｏを備え
る。場合によってはこの吸収体の前にスリット絞り２１
を置くことができる。シンクロトロン放射１８を導くた
め吸収体２０にビーム管１９又は通孔が設けられる。湾
曲区間３と４において電子の偏向には超伝導双極電磁石
が使用される。この電磁石は湾曲した平巻コイルとして
作られ、図にはその１つだけが２３として示されている
。双極電磁石には更に勾配磁場コイルと補正コイルが配
属されているが、これらは図の簡略化のために示されて
いない。
第２図の実施形態においては電子軌道２の湾曲軌道区間
３に室１６の上方に設けられた一群の双極電磁石２２が
配属されているが、図にはその中の１つだけが示されて
いる。これは室１６の下方に設けられた双極電磁石２３
の群に対応するものである。室１６は電子軌道２の湾曲
区間３を取り囲みシンクロトロン放射１日を導くビーム
管１９を備えている。ビーム管１９はヘリウム容器１７
の壁を通して気密に導入される。湾曲区間３には更に補
正コイル２５と勾配磁場コイル２４が配属されている。
３に室１６の上方に設けられた一群の双極電磁石２２が
配属されているが、図にはその中の１つだけが示されて
いる。これは室１６の下方に設けられた双極電磁石２３
の群に対応するものである。室１６は電子軌道２の湾曲
区間３を取り囲みシンクロトロン放射１日を導くビーム
管１９を備えている。ビーム管１９はヘリウム容器１７
の壁を通して気密に導入される。湾曲区間３には更に補
正コイル２５と勾配磁場コイル２４が配属されている。
双極電磁石２２と２３の群の上方と下方にはそれぞれ１
つの被覆装置２６又は２８が設けられる。それらは合成
樹脂製の場合は被覆板の形に、金属製の場合は被覆ひれ
の形にすることができる。被覆装置２６は上方の支持構
造３２に、下の被覆装置＆２Ｂは下方の支持構造３３に
分解可能に結合する。双極電磁石群の垂直方向の力を吸
収するため簡単な貫通ねし止め３４と３５が設けられる
。これらは簡単に点破線で示されている。
つの被覆装置２６又は２８が設けられる。それらは合成
樹脂製の場合は被覆板の形に、金属製の場合は被覆ひれ
の形にすることができる。被覆装置２６は上方の支持構
造３２に、下の被覆装置＆２Ｂは下方の支持構造３３に
分解可能に結合する。双極電磁石群の垂直方向の力を吸
収するため簡単な貫通ねし止め３４と３５が設けられる
。これらは簡単に点破線で示されている。
半径方向のローレンツ力の吸収に対しては双極電磁石２
２と２３の群にそれぞれ１つの支持構Ｗ３６．３７が設
けられる。この支持装置は１つのねじボルト３８又は３
９および１つの軸受ボルト４０又は４１から成り、それ
ぞれ２つの通しボルト４２と４３又は４４と４５に支承
される。通しボルト４２と４３は支持構造３２に固定さ
れ、通しボルト４４と４５は下方の支持構造３３に固定
される。
２と２３の群にそれぞれ１つの支持構Ｗ３６．３７が設
けられる。この支持装置は１つのねじボルト３８又は３
９および１つの軸受ボルト４０又は４１から成り、それ
ぞれ２つの通しボルト４２と４３又は４４と４５に支承
される。通しボルト４２と４３は支持構造３２に固定さ
れ、通しボルト４４と４５は下方の支持構造３３に固定
される。
電子軌道２の湾曲区間３は少くとも１つのシンクロトロ
ン放射１Ｂの射出孔を備える室１６によって囲まれる。
ン放射１Ｂの射出孔を備える室１６によって囲まれる。
湾曲区間の全体に対して１つの共通吸収体２０を設ける
のが効果的である。この吸収体はその前にスリット絞り
２１を置き、その湾曲形状は区間３においての電子軌道
の形状に適合させる。吸収体２０にはシンクロトロン放
射１８に対応する通孔だけが設けられている。
のが効果的である。この吸収体はその前にスリット絞り
２１を置き、その湾曲形状は区間３においての電子軌道
の形状に適合させる。吸収体２０にはシンクロトロン放
射１８に対応する通孔だけが設けられている。
吸収体２０には液体冷却を行うのが有利である。
冷却媒体は図に示されていない冷却剤貯蔵槽に連結され
、循環冷却が可能の冷却路に流す。吸収体２０はシンク
ロトロン放射１８の方向において吸収体２０の背後に設
けられた電子ビーム室１６の外壁２９をシンクロトロン
放射の作用から保護する。支持構造６０は双極電磁石２
２の巻線の外側部分と双極電磁石２３の巻線の対応部分
との間の空間を埋める充填材とすることができる。この
支持体６０はガラス繊維補強の合成樹脂で作り、ねじ止
め３４と３５の圧力だけによってその位置に保持される
ようにすると効果的である。しかし支持構造６０を図に
示されていない支持要素又は間隔片から構成することも
可能である。
、循環冷却が可能の冷却路に流す。吸収体２０はシンク
ロトロン放射１８の方向において吸収体２０の背後に設
けられた電子ビーム室１６の外壁２９をシンクロトロン
放射の作用から保護する。支持構造６０は双極電磁石２
２の巻線の外側部分と双極電磁石２３の巻線の対応部分
との間の空間を埋める充填材とすることができる。この
支持体６０はガラス繊維補強の合成樹脂で作り、ねじ止
め３４と３５の圧力だけによってその位置に保持される
ようにすると効果的である。しかし支持構造６０を図に
示されていない支持要素又は間隔片から構成することも
可能である。
第３図に示した実施形態では吸収体２０は例えば不錆鋼
で作られ、湾曲軌道区間３に対応して曲げられた金属容
器５３から成る。この容器の電子軌道側の器壁は常に電
子軌道２から一定の間隔を保っている。吸収体２０には
冷却剤特に液体窒素Ｌ Ｎ ｔが貫流する。容器５３の
対応する通孔には、湾曲区間３において接線方向に放出
され図面では点破線で示されるシンクロトロン放射１８
が通す抜けできるように貫流管４８が設けられている。
で作られ、湾曲軌道区間３に対応して曲げられた金属容
器５３から成る。この容器の電子軌道側の器壁は常に電
子軌道２から一定の間隔を保っている。吸収体２０には
冷却剤特に液体窒素Ｌ Ｎ ｔが貫流する。容器５３の
対応する通孔には、湾曲区間３において接線方向に放出
され図面では点破線で示されるシンクロトロン放射１８
が通す抜けできるように貫流管４８が設けられている。
貫流管４８は吸収体２０の容器５３に取り外し不能に結
合される。この結合は超高気密溶接によるのが有利であ
る。
合される。この結合は超高気密溶接によるのが有利であ
る。
第４図に示した特に簡単な実施形態では吸収体２０が例
えば銅又は黄銅の異形材から成り、シンクロトロン放射
を通過させる通孔５４を持つ冷却路５１．５２を備えて
いる。
えば銅又は黄銅の異形材から成り、シンクロトロン放射
を通過させる通孔５４を持つ冷却路５１．５２を備えて
いる。
第１図はこの発明によりシンクロトロンの平面図、第２
図はその一部の断面図、第３図と第４図は吸収体を通し
ての断面図である。 第１図において、２・・・電子軌道、３と４・・・湾曲
軌道区間、５と６・・・直線軌道区間、８・・・空洞共
振器、１０乃至１３・・・四極電磁石、２２と２３・・
・双極電磁石、２４・・・勾配磁場コイル、２５・・・
補正コイル。
図はその一部の断面図、第３図と第４図は吸収体を通し
ての断面図である。 第１図において、２・・・電子軌道、３と４・・・湾曲
軌道区間、５と６・・・直線軌道区間、８・・・空洞共
振器、１０乃至１３・・・四極電磁石、２２と２３・・
・双極電磁石、２４・・・勾配磁場コイル、２５・・・
補正コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）電子の注入と加速の手段を備える直線軌道区間と、
低温槽内に置かれた湾曲した超伝導双極電磁石を備える
湾曲軌道区間があり、電子軌道が１つの室で包囲され、
湾曲軌道区間においてこの室に少くとも１つの外部に向
っての排出孔が設けられている荷電粒子加速用のシンク
ロトロンにおいて、湾曲した軌道区間（３、４）の室（
１６）に吸収体（２０）が設けられ、室（１６）がシン
クロトロン放射（１８）を導くビーム管（１９）を少く
とも１つ備え、この管が吸収体（２０）を貫通しており
、シンクロトロン放射方向において吸収体（２０）の背
後にそれぞれ１つの支持構造（６０）が双極電磁石（２
２、２３）の間に設けられていることを特徴とするシン
クロトロン。 ２）吸収体（２０）に対して補助の冷却装置が設けられ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシ
ンクロトロン。 ３）液体窒素（ＬＮ＿２）で冷却されることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載のシンクロトロン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3636841.5 | 1986-10-29 | ||
| DE3636841 | 1986-10-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124400A true JPS63124400A (ja) | 1988-05-27 |
Family
ID=6312753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62270049A Pending JPS63124400A (ja) | 1986-10-29 | 1987-10-26 | シンクロトロン |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4808941A (ja) |
| EP (1) | EP0265797B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63124400A (ja) |
| DE (1) | DE3769273D1 (ja) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3865977D1 (de) * | 1987-01-28 | 1991-12-12 | Siemens Ag | Synchrotronstrahlungsquelle mit einer fixierung ihrer gekruemmten spulenwicklungen. |
| US5177448A (en) * | 1987-03-18 | 1993-01-05 | Hitachi, Ltd. | Synchrotron radiation source with beam stabilizers |
| EP0282988B1 (en) * | 1987-03-18 | 1994-03-02 | Hitachi, Ltd. | Synchrotron radiation source |
| JPH0712000B2 (ja) * | 1987-11-02 | 1995-02-08 | 株式会社日立製作所 | シンクロトロン放射光発生装置、及びその製作方法 |
| GB2223350B (en) * | 1988-08-26 | 1992-12-23 | Mitsubishi Electric Corp | Device for accelerating and storing charged particles |
| US5216377A (en) * | 1988-11-24 | 1993-06-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus for accumulating charged particles with high speed pulse electromagnet |
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