JPS63228600A - シンクロトロン放射光発生装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシンクロトロン放射光（以下ＳＯＲ光と略す）
発生装置に係り、特にＳＯＲ光発生装置（以下ＳＯＲＭ
置と略す）を小型化するのに好適なビームアブソーバ−
を有するＳＯＲ装置に関する。

〔従来の技術〕

従来加速器や大型ＳＯＲ装置では、高エネルギ研究所レ
ポート、　Ｎ１１８１−２　（１９８１年）の５７頁か
ら６１頁において論じられているように、荷電粒子ビー
ムの軌道を曲げてＳＯＲ光を取出す偏向部は、短い区間
に集中して配置するのではなく、直線部と偏向部の組合
わせで全体に均等に配置されている。

従って、ＳＯＲ光照射によって真空チャンバの壁面から
発生するガス源も、荷電粒子ビーム軌道に沿ってほぼ均
等に分散しており、しかも、偏向部でＳＯＲ光照射によ
って発生したガスは、偏向部内周側の組込みポンプだけ
でなく、隣接する直線部に設けた真空ポンプをも利用し
て排気できるため、真空チャンバ内を超高真空に保ち、
荷電粒子ビームの寿命を長時間化することができている
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ＳＯＲ光が直接照射される部位には、従来ステンレス鋼
や應ルミニウム合金材が用いられている。

これらの材料にＳＯＲ光が照射されると光刺激反応によ
って多量のガスが発生する。

発生するガス量は単なる熱脱離による放出ガス量にくら
べ１０倍から１００倍も多いため、真空チャンバ内を超
高真空に維持しようとすれば、真空ポンプを多数取付け
る必要がある。

また、ＳＯＲ装置を小型化するために１偏向部での荷電
粒子ビームの偏向角を大きく設計した場合には、１偏向
部で多量のガスが発生するため。

真空ポンプを多数設ける必要があるが、設置スペースの
制約からポンプ台数に制限があり、真空チャンバ内を超
高真空に維持できず、荷電粒子ビームの寿命が短くなる
という問題があった。

本発明は上述の点に鑑み成されたもので、その目的とす
るところは、荷電粒子ビーム寿命の長い小型ＳＯＲ装置
に適したビームアブソーバ−を有するＳＯＲ装置を提供
するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、真空チャンバ内におけるＳＯＲ光が照射さ
れる位置、あるいは当該位置及びＳＯＲ光の反射光があ
たる位置に低光脱離係数材からなるビームアブソーバ−
を設けることによって達成される。

即ち、低光脱離係数材とは、光が当たった際に脱離する
ガスの量が少ないものをいい、本発明においては１０−
ｊｍ＆１ｅｃｕｌｅｓ／　ｐｈｏｔｏｎ以下のものが好
ましい。

そして、この低光脱離係数材としては、９９．９９％以
上の高純度の素材、特に単結晶材か、又は真空脱ガス処
理した材料を用いるのがよく、具体的には９９．９９％
以上の高純度の銅、アルミニウムがあげられる。

このような低光脱離係数材よりつくられたビームアブソ
ーバ−は、真空チャンバ内のガスの発生を抑えるため、
ＳＯＲ光が照射される位置に設けられる。あるいはＳＯ
Ｒ光が直接照射される位置及びＳＯＲ光の反射光により
ガスが発生する位置に設ける。

具体的には以下の位置があげられる。

１、真空チャンバ内面のガスの発生を抑制するにたる広
さの所要部分又は全面。

２、偏向電磁石を支持するサポートのＳＯＲ光が照射さ
れる部分。

３、荷電粒子ビームの出口側ダクトの外周部。

〔作用〕

本発明のようにＳＯＲ光が直接照射される位置、あるい
は当該位置及びＳＯＲ光の反射光が当たる位置に低光脱
離係数材を設けると、ＳＯＲ光照射に伴い光刺激反応に
よって材料表面や内部から放出されるガス量が減少する
。そのため真空チャンバ内を超高真空に維持できるよう
になるので、荷電粒子ビームの長寿命化を図れる。

そして、低光脱離係数材を９９．９９％以上の高純度材
とすることにより、材料内部の結晶粒界から放出される
ガス量がなくなると同時に結晶中に固溶するガス量も少
なくできる。

低光脱離係数材として銅、又はアルミニウムを用いると
、上記理由でＳＯＲ光が照射された場合の放出ガス量を
少なくできると同時に、アルミニラムと銅は熱伝導率が
高いのでＳＯＲ光照射に伴う発熱を抑制するための冷却
が容易になる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図〜第６図を用いて説明す
る。

第１図は小型ＳＯＲ装置の偏向部の平面図である。１は
真空チャンバでありＣ型に近い半円型形状をしており、
一端から荷電粒子ビームが入射し、他端から荷電粒子ビ
ームが出る。真空チャンバ１の外周部は、偏向電磁石（
図示せず）の鉄芯７の外周端より外側に張出しており、
この張出した部位にはＳＯＲ光を取出す４個のＳＯＲ光
取出しボート３と４組の真空ポンプ２が設けられている
。

真空ポンプ２は真空チャンバ１の製作性を考慮して、真
空チャンバ１の外周側に等間隔に配置しである。

真空チャンバ１の内部には、偏肉部電磁石を支持するサ
ポート５がＳＯＲ光に平行に、かつ、真空チャンバ１の
外周端から離れた位置に配置されている。更に、各々の
サポート５はＳＯＲ光取出しボート３に向かうＳＯＲ光
の当たらない位置に配置されている。

理解を深めるために真空チャンバ１の内部構造を第２図
を用いて説明する。第２図において、８は偏向電磁石で
あり、鉄芯７と組合せて磁気回路を形成している。

鉄芯７と偏向電磁石８の間には真空チャンバ１が挿入さ
れ、かつ偏向電磁石８を支持するサポート５が真空チャ
ンバ１を垂直に貫通して設けられている。

真空チャンバ１の外周側には真空ポンプが、−上下に１
台ずつ、すなわち上側にはイオンポンプ２ａが、下側に
はチタンゲッタポンプ２ｂが設けられている。当然では
あるが、これらの真空ポンプ２は真空チャンバ１の上下
に設けられているので、真空ポンプ２内には、ＳＯＲ光
４は直接照射されない。

真空チャンバ１の外周側内面の直接ＳＯＲ光が照射され
る位置（第１図との対応ではＡ部）には、単結晶材のビ
ームアブソーバ−３１が設けられている。このビームア
ブソーバ−３１の取付構造を第３図を用いて更に詳しく
説明する。

第３図に示す如く、真空チャンバ１の外周側内面にはビ
ームアブソーバ−３１が固定されている。

ビームアブソーバ−３１の一端は真空チャンバ１を貫通
し水冷バイブ３２に接続しており、水冷される。ビーム
アブソーバ−３１と真空チャンバ１は溶接やハーメチッ
クシール等の手段により真空シールされている。

次に第４図を用いてサポート５の形状を更に詳しく説明
する。第４図は第１図のサポート５と荷電粒子ビーム軌
道６及びＳＯＲ光４の位置関係を示したものである。

第４図においてサポート５の内周側には単結晶のビーム
アブソーバ−３３が取付けられ、ビームアブソーバ−３
３の端点Ｅｌ　、Ｆｌには、荷電粒子ビーム軌道６上の
各々Ｅ点、Ｆ点から発生するＳＯＲ光４ａ、４ｂが到達
する。直線ＥＥＬ　。

ＦＦＩは各々荷電粒子ビーム軌道６のＥ点、Ｆ点におけ
る接線を表わし、ＳＯＲ光の軌跡に一致する。サポート
５の外周側の端点Ｅｘ　、Ｆｚは各々２直線ＥＥｎ、Ｆ
Ｆｔの内側に配置され、サポート５の側面Ｅ　Ｉ　Ｅ　
ｚ　ｅ　Ｆ　Ｉ　Ｆ　ｚ及び後端ＥｚＦｚには直接ＳＯ
Ｒ光４が照射されない構造となっている。

サポート５端部のビームアブソーバ−３３にはＳＯＲ光
４が直接照射されるので、ＳＯＲ光による加熱を防止す
るため冷却されている。第５図に示す如く、ビームアブ
ソーバ−３３の一端は真空チャンバ１を貫通し、コイル
真空槽１１と真空チャンバ１と１の空間で水冷バイブ１
０に接続している。

ここで再び第１図を用いて説明する。偏向部真空チャン
バ１の両端には直線ダクト１４ａ、１４ｂが接続してい
る。荷電粒子ビーム入口側のダクト１４ａには殆どＳＯ
Ｒ光が照射されないが、出口側のダクト１４ｂの外周側
にはＳＯＲ光が照射されるので、第３図に示したものと
同一構造のビームアブソーバ−３１が取付けられている
。

第６図はＳＯＲ光取出しボート３と真空チャンバ１の相
対位置関係を示しているが、ＳＯＲ光取出しボート３は
、真空チャンバ１の外周側に設けられている。

次に本実施例の作用及び効果について説明する。

第１図において偏向部真空チャンバ１に荷電粒子ビーム
が入射すると、偏向部電磁石で形成される磁場によって
、荷電粒子ビームは、はぼ円に近い軌道６となって真空
チャンバ１の出口端から出ていく。

荷電粒子ビームの軌道６の接線方向にはＳＯＲ光４が発
生し、ＳＯＲ光４の一部はＳＯＲ光取出しボート３から
外部に引出される。残りのＳＯＲ光は第１図Ａで示した
真空チャンバ１の外周側壁面と、サポート５の内周側端
部を直接照射するが、その部位には結晶粒界がなく、ま
た、結晶中に固溶しているガス量の少ない単結晶材のビ
ームアブソーバー３１．３３を取付けであるので１発生
するガス量は少ない、また、ビームアブソーバ−３１，
３３はＳＯＲ光照射によって発熱するが。

第１図の実施例ではビームアブソーバ−を熱伝導率の高
い銅、特に真空溶解（真空脱ガス処理）した純度９９．
９９％以上の銅で製作しであるので水で容易に冷却でき
る。アルミニウム単結晶のビームアブソーバ−を用いて
も同様の効果を得るのはいうまでもない。

ＳＯＲ光４の殆どは荷電粒子ビーム軌道６から離れた真
空チャンバ１の外周端に到達する。従ってビームアブソ
ーバ−３１，３３にＳＯＲ光４が照射された後の２次光
電子による放出ガス源も、荷電粒子ビーム軌道６から離
れた外周部に位置していることになる。しかも、発生し
たガスは直近値に配置され有効排気速度を大きくとれる
真空ポンプ２で排気しているので、荷電粒子ビーム軌道
６に悪影響を与えることなく真空チャンバ１内を超高真
空に保つことができ、荷電粒子ビームの長寿命化を実現
できる。

また、サポート５は、第４図で説明したようにＳＯＲ光
にほぼ平行に配置され、しかも、内周側の端部ビームア
ブソーバ−３３以外にはＳＯＲ光が直接照射されない構
造となっているので、サポート５からのＳＯＲ光による
ガス発生量は最小限度に押さえられている。なお１通常
の熱脱離による材料表面からのガス放出速度は、ＳＯＲ
光によるガス放出速度の約１／１００であるので特に考
慮する必要はない。

次に本発明の他の実施例について、第７図及び第８図を
用いて説明する。

第７図において、第１図と同一符号であれば。

第１図と同等の機能を有する。

第７図において、１２は偏肉部真空ダクトであり、荷電
粒子ビーム入口側の直線部ダクト１４ａとほぼ同一構造
をしている。偏向部ダクト１２には、４本のＳＯＲ光取
出しダクト１７が設けられ、更に、ＳＯＲ光が直接照射
される外周側の部位（第７図Ａ部）には、銅単結晶のビ
ームアブソーバ−３１が取付けられている。

ＳＯＲ光取出しダクト１７の鉄芯７より外周側の位置に
は、図示していないが上下に真空ポンプ２が設けられて
いる。この真空ポンプ２の取付状況は第２図と同一であ
る。

偏向部ダクト１２の構造を第８図を用いて更に詳しく説
明する。

第８図において、偏向部電磁石８と鉄芯７に囲まれた空
間には偏向部ダクト１２を配置しである。

偏向部ダクト１２の外周側にはビームアブソーバ−３１
が取付けられており、図示してはいないが水冷されてい
る。

次に本実施例の作用及び効果について説明する。

第７図において偏向部ダクト１２の断面形状は、直線ダ
クト１４ａ、１４ｂとほぼ同一なので荷電粒子ビーム軌
道６の安定性が良くなる。また。

ＳＯＲ光が直接照射される部位にはビームアブソーバ−
３１が取付けられているので、放出ガス量を極少に抑制
でき、荷電粒子ビームの寿命を長くすることができる。

また、本実施例では、放出ガスをＳＯＲ光取出しダクト
１７に取付けた真空ポンプ２と、直線部ダクトに設けた
真空ポンプ２で排気する構成（図示していない）にしで
あるが、偏向部ダクト１２の内周側に組込みポンプを配
置してもさしつかえない。

更に、ビームアブソーバ−として単結晶を用いているの
で、純度が高＜ＳＯＲ光照射による放出ガス量は極少と
なっている。

また、ビームアブソーバ−はＳＯＲ光が直接照射される
部位にのみ取付けであるが、ＳＯＲ光が照射される部位
の近傍にも取付けることにより、更に効果が高まるのは
、いうまでもない。

また真空ポンプは外周側にのみ設置されているので、保
守・点検が容易に行えるという利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明のシンクロトロン放射光発生装置に
よれば、荷電粒子ビームの偏向部真空チャンバ内を超高
真空に保つことができるので、荷電粒子ビームの寿命を
長くできるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシンクロトロン放射光発生装置の一実
施例を示す平面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ断面図、第
３図は第１図のＹ−Ｙ断面図、第４図は第１図の部分拡
大図、第５図は第４図のＳ−Ｓ断面図、第６図は第１図
のＰ−Ｐ断面図、第７図は本発明の他の実施例を示す平
面図、第８図は第７図のＱ−Ｑ断面図である。 】・・・真空チャンバ、２・・・真空ポンプ、３・・・
ＳＯＲ先取出しポート、４・・・ＳＯＲ光、５・・・サ
ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一端から荷電粒子ビームが入射し、他端から荷電粒
   子ビームが出る偏向部真空チャンバと、該偏向部真空チ
   ャンバを取り囲むように設置された偏向電磁石とを備え
   たシンクロトロン放射光発生装置において、前記偏向部
   真空チャンバ内のシンクロトロン放射光が照射される位
   置、あるいはシンクロトロン放射光が照射される位置及
   びシンクロトロン放射光の反射光が当たる位置に低光脱
   離係数材からなるビームアブソーバーを設けたことを特
   徴とするシンクロトロン放射光発生装置。 ２、前記低光脱離係数材が９９．９９％以上の高純度の
   ものか又は真空脱ガス処理したものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のシンクロトロン放射光
   発生装置。 ３、前記９９．９９％以上の高純度の低光脱離係数材が
   単結晶材であ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放射光発生装置。 ４、前記低光脱離係数材が熱伝導率の高いものであるこ
   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
   ロン放射光発生装置。 ５、熱伝導率の高い前記低光脱離係数材が銅、又はアル
   ミニウムであることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載のシンクロトロン放射光発生装置。 ６、前記低光脱離係数材からなるビームアブソーバーを
   前記偏向電磁石を支持するサポートのシンクロトロン放
   射光が照射される部分に設けた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放射光発生装置。