JPS63308899A - 荷電粒子装置 - 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〕 この発明は、加速器、たとえば線形加速器、またはシン
クロトロンからの荷電粒子（電子またはイオン）を物理
実験室、医用照射室などへ輸送する荷電粒子輸送系を有
する荷電粒子装置１こ関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は、放射線医学総合研究所の報告、ＮｌＲ８−λ
（−６５（１９８６，３月）、１８５〜１９４ページに
記載されたような従来の荷電粒子装置であり、図にシい
て、直線状輸送系（１）の第１の分岐点（２）から分岐
した第１の分岐輸送系（３）が第１の照射室（４）へ延
び【いる。（５）は照射室（４）からの放射線漏洩防止
用の遮蔽扉である。第２の分岐点（６＋で分岐した第２
の分岐輸送系（７）は＠２の照射室（８）へ延びている
。

（９）はビームダンプである。第１の偏向系（１０）は
、第１の偏向電磁石（１１）、第２の偏向を巳石（１２
）、第３の偏向電磁石（１３）、四極Ｅｆｆ１石（１４
）からなっている。第２の偏向系（１５）についても同
様である。

以上の構成により、加速器などからの荷電粒子は、第２
図の下方から直線状輸送系（１）に尋人され、どの偏向
系の電磁石も励磁してない場合、直進してビームダンプ
（９）に入り、そこで強度などが測定されて吸収される
。いま、たとえば、第１の偏向系（１０）が励磁された
場合、すなわち、第１の偏内篭磁石（１１）、第２の偏
向を磁石（１２）、第Ｖ）ｆＩｍ向電磁電磁石３）およ
び４個の四極電磁石（四極ｔｉａ石（１４）はその中の
１つを示す）を所要の磁場を作るように励磁した場合は
、荷電粒子は分岐点（２）で右側に偏向されて第１の照
射室（４；に導か几、所定の目的、たとえば、治療、診
断などに用いられる。第２の偏向系（１５）やもつと下
流側の偏向系につい℃も第１の偏向系（１０）と同様で
ある。

以上のような荷電粒子輸送系では、下記の点に留意して
全体のレイアウトが設計される。

ｉｌｌ　　第１の偏向系（１０）と第２の偏向系（１５
）とは偏向方向は異なるが電磁石の構成は、同一とし、
電磁石系を標準化する。

（２）　　このような偏向系は、偏向系から出射される
荷電粒子が、下流（こ設けられている四極電磁石群を通
過する際、収束、発散特性に周知の色収差が生じないよ
うに、周知のダブルアクロマティクな特性を持つように
設計される。

（３）第１の分岐点（２）および第２の分岐点（６）で
代表される直線状輸送系（１）の分岐点では、周知のツ
ウイスパラメータが等しくなるように設計される。

したがって、左右の照射室へ入射する荷電粒子の特性は
全く同一になるように設計される。

なお、第２図の例では、運動エネルギー１００〜８００
　Ｍｅル勺　を持つ重イオンに適用した場合であり、偏
向系の偏向角度は約４５嵐で、第１の偏向電磁石（１１
）、第２の偏向電磁石（１２）および第３の偏向１！磁
石（１３）のそれぞれの偏向角度は等しく、約１５度に
選んである。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上のような従来の荷電粒子装置では、偏向系が５個の
偏向電磁石と４個の四ｉｔ磁石から／Ｌす、４５度偏向
しようとするだけで７個もの電磁石が要求されている。

これ等の電磁石と配置する場合には、幾何学的に高い精
度が要求されるが、配置上半じる集積誤差は電磁石の数
と共に増加する。

電磁石間に許容される間隔も許容限界があり、電磁石の
数と共に配置上要求されるスペースも増加するなどの問
題点があった。

この発明は、偏向系に伴う（１）〜（３）の設計上の留
意点な守り、かつ、偏向系を形成する１ｌｉｌ向電磁石
および四極電磁石の数を大幅に減少することができる荷
電粒子装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る荷電粒子装置は、ｉ！線状輸送系上に等
間隔で配置された分岐点な出発点とする複数個の偏向系
からなっているが、それ等の偏向系は２　ｆｌｌ！ｌの
同一偏向角を有する偏向電磁石と少なくとも１個の四極
電磁石と′を備え、かつ、アクロマデイクな特性を有し
ている。

〔作　用〕

この発明におい【は、従来装置と比べるために具体的な
場合で記述すると、偏向ｔ′ｆＨＬ石の偏向角度は約２
２．５［で、２個合せて約４５度となるが、第２図の従
来装置と同じ偏向角度であり、１個当りの偏向角度を増
している。この場合、ダブルアクロマティクな特性が得
られるかどうかが問題であるが、四極電磁石を偏向電磁
石間に１個だけ挿入すれば上記特性が得られることがわ
かった。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示し、荷電粒子輸送系は
、直線状輸送系（１）、第１の分岐点（２ａ）、第１の
分岐輸送系（３ａ）、第１の照射室（４ａ）、第２の分
岐点（６ａ）、第２の分岐輸送系（７ａ）、ビームダン
プ（９）、第１の偏向系（１０ａ）　、第１の偏向電磁
石（１１ａ）、第２の偏向電磁石（１２ａ）、単独の四
極電磁石（１４ａ）　、第２の偏向系（１５ａ）、回連
四極！磁石（１６）　、二連四極電磁石（１７）、四極
電磁石対（１８）などからなっており、これの類似の繰
返し構成でなる。

第１の偏向系（１０ａ）は、第１の偏向電磁石（１１８
入紀２の偏向電磁石（１２ａ）および単独四極電磁石（
１４ａ）の３個の電磁石から構成されている。

以上の構成により、第１の偏向系（１０ａ）は、第２図
における第１の偏向系（１０）より’ｔＥＢ石の数は大
幅に減少しており、コンパクトな構成となっている。勿
論、第１の偏向系（１０ａ）が第２図における第１の偏
向系（１０）と同じ偏向角変の場合には、そこに使用さ
れろ偏向！磁石の偏向角度は第２図の場合の１．５倍と
なシ、電磁石の大きさは大きくなるが、電磁石の数が少
ないことから第１の偏向系（１０ａ）　ｉこ必要なスペ
ースは従来の場合１こ比へ【かなり節約できる。第２図
では示さなかったが、直線状輸送系（１）に入ってくる
荷電粒子のツウイスパラメータなＷＪｌの偏向系（１０
ａ）の入口で必要なツウィスパラメ・−夕に合うように
１８整する回連四極電磁石（１６）がこの発明では挿入
してあり、その下流の第２の偏向系（ｔ５ａ、）の入口
に対しては四極電磁石対（１８）を設けて同様のツウイ
スパラメータの調整をしており、この方式は第２の偏向
系（１５ａ）の下流では繰返えされる。三遅四極ｔａ石
（１７）は、第１の照射室（４ａ）の照射部（図示せず
）での荷電粒子の広がりを調整するのに用いられる。

第１の偏向電磁石（１１ａ）の゛亀田石は、周知のエッ
ヂ収束効果を用いて偏向面に直角方向の荷電粒子の発散
を抑え、偏向面内の発散は単独四極！磁石（１４ａ、）
で抑えるようにしである。完全アクロマテイクの特性は
、単独四柩Ｔ！Ｌ磁石（１４ａ）の中央に対して鏡面対
称になるように第１の偏向系（１０ａ）の条件を選ぶこ
とにより達成できる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明は、各偏向系
が、２個の同一偏向角の偏向ｖＬａ石と少なくとも１個
の四極′？！！磁石を備え、アクロマティク特性を有す
るようにしたので、電磁石の個数が大幅に減り、装置が
安１１ＩＴｉになる。また、電磁石の個数の減少は、配
置するときの労力が少なくて済み、この意味でも据付コ
ストの低減がはかれろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の平面図、第２図は従来
の荷電粒子装置の平面図である。 （１）・―直線状輸送系、（２ａ）・・第１の分岐点、
（６ａ）・・第２の分岐点、（１０ａ）・・第１の偏向
系、（１５ａ）―・第２の偏向系、（１［ａ）・・第１
の偏向電磁石、（１２ａ）　拳＠第２の偏向電磁石、（
，１４ａ　）・・四極電磁石。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第　１　図 １４ａ：　　（ＩＩ７＄＊＠石瓜石　　　　　　　　　
　　　　　　　　ｌ第　２　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直線状輸送系上に一定の間隔で配置された分岐点
   から分岐する複数個の偏向系を有する荷電粒子輸送系を
   備えた荷電粒子装置において、それぞれの前記偏向系が
   ２個の同一偏向角を有する偏向電磁石と少なくとも１個
   の四極電磁石でなり、かつ、アクロマテイクな特性を備
   えてなることを特徴とする荷電粒子装置。
2. （２）左右に交互に分岐された偏向系を有する特許請求
   の範囲第１項記載の荷電粒子装置。