KR101411378B1 - 입자 가속장치에서 양성자 빔을 인출하는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 입자 가속기로부터 양성자를 인출하는 장치는, 일단부에 전자가 고속으로 가속되는 입자 가속기 내부의 전자 입자의 진행 경로에 대해 수직으로 배치된 카본 포일의 테두리를 지지하며 상기 입자 가속기 외부로 연장 배치된 포크 부재; 상기 포크 부재의 타단부를 수용하며, 상기 포크 부재가 일정한 각도 범위에서 회전할 수 있도록 피벗 부재를 구비하며, 상기 전자 입자의 진행 경로에 대해 수직인 방향으로 이동 가능하게 배치된 관상의 포크 부재 수용부; 상기 포크 부재 수용부의 길이 방향으로 배치되며, 상기 포크 부재에 결합된 지지 샤프트; 상기 지지 샤프트의 선단부에 형성되며 상기 지지 샤프트의 중심에 대해 편심 형성된 캠부; 상기 캠부를 수용하며 상기 포크 부재의 반지름 방향으로 편심 되게 형성된 캠부 수용홈; 및 상기 포크 부재를 상기 피벗 부재를 중심으로 상기 포크 부재 수용부의 내측벽으로부터 멀어지는 방향으로 탄성 복원력을 가하도록 배치된 탄성 부재;를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

입자 가속장치에서 양성자 빔을 인출하는 장치{An apparatus for drawing proton beam from a particle accelerator}
본 발명은 고 에너지 준위를 가지는 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 교육과학기술부의 의료용 중입자 가속기 개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제고유번호: 2012K001035, 과제명: 의료용중입자 가속기 개발 사업]
입자가속기는 전자기의 원리를 이용하여 대전입자를 인공적으로 가속하는 장치이다. 입자가속기는 그 가속 방법에 따라 선형 가속기와 원형 가속기로 구분된다.
선형 가속기는 주로 전자를 고진공 직선궤도에 따라서 가속하는 것이고, 코크로프트-윌턴장치나 밴더그래프정전고압발생기(Van der Graff generator)와 같이 직류 고전압으로서 일시에 가속하는 것과 고주파 전기장을 이용하는 것 등이 있다.
반면, 원형가속기는 입자를 고진공 원형 궤도에 따라 가속하는 것으로, 사이클로트론(cyclotron), 베타트론(betatron) 및 싱크로트론(synchrotron) 등이 있다.
이와 같이 고속으로 가속된 전자 입자의 진행 경로에 배치되어 입자 가속장치 외부로 양성자를 인출하는 장치의 일 예가 공개특허 제2011-0098270호에 개시되어 있다.
사이클로트론과 같은 입자 가속에서 가속된 전자의 진행 경로에 수직인 방향으로 배치되어 가속된 입자가 충돌함으로써 양성자를 방출하도록 배치된 카본 포일을 지지하는 포일 지지부는 입자의 진행 방향에 대해 수직인 방향으로 배치된다. 그런데 상기 카본 포일에 장시간 고속의 전자 입자가 충돌하면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 카본 포일이 변형된다. 이와 같이 카본 포일이 변형되면 양성자 빔의 인출 방향의 바뀌면서 궤도를 이탈하여 인출 효율이 떨어지게 된다. 또한, 상기 카본 포일이 변형되면 양성자 빔의 퍼짐 현상으로 가속기 내부에 고에너지의 양성자가 충돌함으로써 방사능 오염이 발생할 수 있다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 종래의 장치는 상기 카본 포일을 지지하는 인출 장치 전체를 전진 또는 후진하거나 일정 각도 회전시켜서 손상된 카본 포일을 일정 시간 더 사용하도록 하였다.
그러나 이와 같이 인출 장치 전체를 이동하거나 회전하도록 구성하는 경우 장비의 부피가 커지고 상기 카본 포일이 위치하는 챔버의 진공도가 떨어지는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 양성자 빔을 인출하는 장치의 구조를 개선함으로써 장치의 부피를 줄이는 동시에 카본 포일이 존재하는 챔버 내부의 진공도를 양호하게 유지할 수 있도록 된 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 입자 가속기로부터 양성자를 인출하는 장치는, 일단부에 전자가 고속으로 가속되는 입자 가속기 내부의 전자 입자의 진행 경로에 대해 수직으로 배치된 카본 포일의 테두리를 지지하며 상기 입자 가속기 외부로 연장 배치된 포크 부재;
상기 포크 부재의 타단부를 수용하며, 상기 포크 부재가 일정한 각도 범위에서 회전할 수 있도록 피벗 부재를 구비하며, 상기 전자 입자의 진행 경로에 대해 수직인 방향으로 이동 가능하게 배치된 관상의 포크 부재 수용부;
상기 포크 부재 수용부의 길이 방향으로 배치되며, 상기 포크 부재에 결합된 지지 샤프트;
상기 지지 샤프트의 선단부에 형성되며 상기 지지 샤프트의 중심에 대해 편심 형성된 캠부;
상기 캠부를 수용하며 상기 포크 부재의 반지름 방향으로 편심 되게 형성된 캠부 수용홈; 및
상기 포크 부재를 상기 피벗 부재를 중심으로 상기 포크 부재 수용부의 내측벽으로부터 멀어지는 방향으로 탄성 복원력을 가하도록 배치된 탄성 부재;를 포함한 점에 특징이 있다.
상기 지지 샤프트는 스테핑 모터에 의해 회전되는 것이 바람직하다.
상기 스테핑 모터는 상기 포크 부재와 상기 지지 샤프트가 동축 상에 배치된 것을 감지하는 센서를 구비한 것이 바람직하다.
상기 피벗 부재는 상기 포크 부재 수용부의 일측면을 관통하여 상기 포크 부재에 형성된 홈부에 지지되도록 배치되며, 상기 피벗 부재는 한 쌍이 구비되며, 상기 한 쌍의 피벗 부재는 서로 일직선상에 배치되고, 상기 피벗 부재는 상기 포크 부재를 사이에 두고 대칭적으로 배치된 것이 바람직하다.
상기 탄성 부재는 코일 스프링인 것이 바람직하다.
상기 스테핑 모터 및 상기 지지 샤프트와 고정되어 상기 지지 샤프트의 길이 방향으로 이동할 수 있도록 배치된 슬라이더;
상기 슬라이더를 직선 운동하도록 안내하는 가이드 부재; 및
상기 슬라이더가 직선 운동을 하도록 상기 슬라이더에 동력적으로 연결된 전후진용 모터;를 포함한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 입자 가속기로부터 양성자를 인출하는 장치는 카본 포일을 지지하는 포크 부재를 좌우로 일정각도 회전할 수 있도록 구성함으로써 입자 가속기 내에서 전자의 누적된 충돌에 의해 변형된 카본 포일의 배치를 가속된 전자와 수직인 방향으로 조절할 있도록 함으로써 안정적인 양성자 인출이 가능하고 카본 포일의 사용시간을 연장시는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 종래의 장치에 비하여 부피를 작게 구성할 수 있는 구조이므로 공간을 적게 점유하는 이점이 있으며, 제조 비용이 저렴하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치에서 포크 부재와 포크 부재 수용부의 결합 구조를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 장치에서 지지 샤프트와 포크 부재의 결합 구조를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 Ⅳ-Ⅳ 선 단면도이다.
도 6은 도 5에 대응하는 도면으로서 포크 부재의 선단부가 좌측으로 회전된 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 5에 대응하는 도면으로서 포크 부재의 선단부가 우측으로 회전된 상태를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 장치가 사이클로트론에 설치되어 양성자 빔을 인출하는 상태를 도식적으로 보여주는 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 장치의 측면도이다.
도 10은 전자와 충돌에 의해 변형된 카본 포일을 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치의 개략적인 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 장치에서 포크 부재와 포크 부재 수용부의 결합 구조를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 장치에서 지지 샤프트와 포크 부재의 결합 구조를 보여주는 도면이다. 도 4는 도 2에 도시된 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도이다. 도 5는 도 2에 도시된 Ⅳ-Ⅳ 선 단면도이다. 도 6은 도 5에 대응하는 도면으로서 포크 부재의 선단부가 좌측으로 회전된 상태를 보여주는 도면이다. 도 7은 도 5에 대응하는 도면으로서 포크 부재의 선단부가 우측으로 회전된 상태를 보여주는 도면이다. 도 8은 도 1에 도시된 장치가 사이클로트론에 설치되어 양성자 빔을 인출하는 상태를 도식적으로 보여주는 도면이다. 도 9는 도 1에 도시된 장치의 측면도이다. 도 10은 전자와 충돌에 의해 변형된 카본 포일을 보여주는 사진이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치(10, 이하 "양성자 빔 인출 장치"라 함)는, 포크 부재(30)와, 포크 부재 수용부(40)와, 지지 샤프트(50)와, 캠부(55)와, 스테핑 모터(70)와, 전후진용 모터(80)를 포함한다.
상기 포크 부재(30)는 카본 포일(20)의 테두리부를 지지한다. 상기 카본 포일(20)은 전자가 고속으로 가속되는 입자 가속기 내부의 전자 입자의 진행 경로에 대해 수직으로 배치된다. 본 실시 예에서 상기 카본 포일(20)은 전자 입자가 원형, 더 구체적으로 나선형으로 가속되는 사이클로트론(100) 내부에 배치된다. 상기 포크 부재(30)의 일단부에 포크 형태의 포일 지지부(32)를 구비함으로써 카본 포일(20)을 지지한다. 상기 포크 부재(30)는 상기 입자 가속기 외부로 연장 배치된다.
상기 포크 부재(30)는 캠부 수용홈(34)과, 탄성 부재 수용홈(38)을 포함한다.
상기 캠부 수용홈(34)은 상기 포크 부재(30)의 타단부에 배치된다. 즉, 상기 캠부 수용홈(34)은 상기 포일 지지부(32)의 맞은 편에 배치된다. 상기 캠부 수용홈(34)은 후술하는 캠부(55)와 결합되는 부위다. 상기 캠부 수용홈(34)은 상기 포크 부재(30)의 반지름 방향으로 편심 되게 형성된다.
상기 탄성 부재 수용홈(38)은 후술하는 탄성 부재(60)를 수용하는 부위다. 상기 탄성 부재 수용홈(38)은 상기 포크 부재(30)의 측벽에 배치된다. 상기 탄성 부재 수용홈(38)은 상기 캠부 수용홈(34)과 수직인 방향으로 배치된다. 상기 탄성 부재 수용홈(38)은 후술하는 탄성 부재(60)와 탄성 부재 마개(62)를 수용한다.
상기 포크 부재(30)는 상기 캠부 수용홈(34)과 상기 탄성 부재 수용홈(38) 이외에도 2개의 홈부가 더 구비된다. 편의상 2개의 홈부를 피벗 부재 결합홈(36)이라 칭하기로 한다. 상기 피벗 부재 결합홈(36)은 한 쌍이 구비되며 서로 대칭적으로 배치된다. 상기 피벗 부재 결합홈(36)은 일직선 상에 배치된다.
상기 포크 부재 수용부(40)는 상기 포크 부재(30)의 타단부를 수용한다. 상기 포크 부재 수용부(40)는 피벗 부재(42)에 의해 상기 포크 부재(30)와 회전 가능하게 결합된다. 상기 피벗 부재(42)는 상기 포크 부재 수용부(40)의 일측면을 관통하여 상기 포크 부재(30)에 형성된 홈부, 상기 피벗 부재 결합홈(36)에 지지되도록 배치된다. 상기 피벗 부재(42)는 한 쌍이 구비된다. 상기 한 쌍의 피벗 부재(42)는 서로 일직선 상에 배치된다. 상기 피벗 부재(42)는 상기 포크 부재(30)를 사이에 두고 대칭적으로 배치된다. 따라서, 상기 피벗 부재(42)는 상기 피벗 부재 결합홈(36)에 대응되도록 배치된다. 상기 포크 부재 수용부(40)는 상기 피벗 부재(42)를 매개로 상기 포크 부재(30)를 좌우로 회전 가능하게 결합한다. 상기 포크 부재(30)는 상기 피벗 부재(42)를 축으로 하여 상기 포크 부재 수용부(40)의 측벽에 접촉됨으로써 회전이 제한되는 일정한 각도 범위에서 회전할 수 있다. 상기 포크 부재(30)가 회전함으로써, 상기 포크 부재(30)의 일단부에 지지된 카본 포일(20)의 각도를 조절할 수 있다. 상기 포크 부재(30)는 상기 포크 부재 수용부(40)에 비하여 길이 및 크기가 작으므로 카본 포일(20)의 각도 변경을 위해 상기 포크 부재(30)를 회전하더라도 움직인 부재의 크기가 작아서 유리한 점이 있다. 즉, 종래에는 카본 포일(20)의 배치 각도를 변경하기 위해 양성자 빔 인출장치 전체를 회전하였으나 본 발명에서는 포크 부재(30)만 회전시킬 수 있으므로 구조가 매우 간단하며 조절이 용이한 장점이 있는 것이다. 상기 포크 부재 수용부(40)는 상기 입자 가속기 내에서 가속되는 전자 입자의 진행 경로에 대해 수직인 방향으로 이동 가능하게 배치된다. 즉, 상기 포크 부재 수용부(40)는 입자 가속기 외부로 연장되게 배치된다.
상기 지지 샤프트(50)는 상기 포크 부재(30)의 배치 각도를 제어하기 위해 구비된 부재이다. 상기 지지 샤프트(50)는 상기 포크 부재 수용부(40)의 길이 방향으로 배치된다. 상기 지지 샤프트(50)는 상기 포크 부재 수용부(40)에 대해 회전 가능하게 설치된다. 상기 지지 샤프트(50)는 상기 포크 부재(30)에 결합된다. 더 구체적으로 상기 지지 샤프트(50)의 선단부에는 캠부(55)가 형성되며, 상기 캠부(55)가 상기 포크 부재(30)에 마련된 캠부 수용홈(34)에 결합된다. 상기 캠부(55)는 상기 지지 샤프트(50)의 중심에 대해 편심적으로 형성된다. 따라서, 상기 지지 샤프트(50)가 회전하는 경우 상기 캠부(55)는 상기 지지 샤프트(50)의 회전 중심으로부터 반경이 서로 다른 부위가 편심적으로 회전함으로써 상기 캠부 수용홈(34)의 측벽을 밀어 상기 포크 부재(30)의 배치 각도가 변경된다. 상기 지지 샤프트(50)는 보호관(52)에 수용된 상태로 설치될 수 있다.
상기 탄성 부재(60)는 상기 포크 부재(30)의 움직임을 제어하는 핵심 구성요소 중의 하나이다. 상기 탄성 부재(60)는 탄성 복원력이 있는 구조물이 채용될 수 있으며, 본 실시 예에서 상기 탄성 부재(60)는 코일 스프링이 채용되었다. 상기 탄성 부재(60)는 상기 포크 부재(30)에 마련된 탄성 부재 수용홈(38)에 일단부가 지지되고 타단부는 탄성 부재 마개(62)를 매개로 상기 포크 부재 수용부(40)의 내측벽에 지지된다. 따라서, 상기 탄성 부재(60)는 상기 포크 부재(30)를 상기 피벗 부재(42)를 중심으로 상기 포크 부재 수용부(40)의 내측벽으로부터 멀어지는 방향으로 탄성 복원력을 가한다. 상기 탄성 부재(60)는 상기 피벗 부재(42)와 공간상 수직인 방향으로 배치된다. 따라서, 상기 캠부(55)가 상기 포크 부재(30)에 결합되지 않은 상태에서는, 상기 포크 부재(30)는 상기 포크 부재 수용부(40)와 동축상에 놓이지 않고 기울어진 각도를 형성한다. 상기 캠부(55)는 상기 캠부 수용홈(34)에 결합되어 회전하면서 상기 탄성 부재(60)의 탄성 복원력을 극복하고 상기 포크 부재(30)의 각도를 변경하는 작용을 한다. 이와 같은 캠부의 작용은 도 5 내지 도 7을 참조하면 용이하게 이해될 수 있다.
상기 스테핑 모터(70)는 상기 지지 샤프트(50)를 회전시키기 위해 마련된 것이다. 상기 스테핑 모터(70)는 예컨대 감속장치 매개로 상기 지지 샤프트(50)의 후단부에 결합된다. 상기 스테핑 모터(70)는 상기 포크 부재(30)와 상기 지지 샤프트(50)가 동축 상에 배치된 것을 감지하는 센서를 구비할 수 있다. 상기 센서(75)는 상기 양성자 빔 인출 장치(10)가 사이클로트론(100)에 결합 설치되어 운용되는 경우에, 카본 포일(20)을 교체하고자 할 때 유용한 역할을 한다. 상기 센서(75)가 상기 지지 샤프트(50)와 상기 포크 부재(30)가 동축 상에 배치된 것을 감지할 때에만 소프트웨어적으로 진공밸브를 개방하여 상기 포크 부재(30)가 상기 사이클로트론(100)의 내부에서 외부로 분리될 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 상기 센서(75)의 부가에 의해 진공이 유지되는 챔버 일부분만 진공을 해제하여 카본 포일(20)을 교체할 수 있다. 더 구체적으로 상기 챔버는 메인 챔버와 보조 챔버로 구성하며, 상기 메인 챔버와 보조 챔버 사이에는 차단 밸브가 설치되어 보조 챔버의 진공만을 해제한 상태에서 포일의 교체 작업이 가능하게 할 수 있다.
상기 양성자 빔 인출 장치(10)는 입자 가속기와 분리 또는 결합할 수 있도록 설치된다. 따라서, 상기 양성자 빔 인출 장치(10)는 상기 지지 샤프트(50)의 길이 방향으로 전진 및 후진할 수 있도록 설치되는 것이 일반적이다. 이와 같은 목적을 달성하기 위해 슬라이더(82)와, 가이드 부재(84)와, 전후진용 모터(80)를 포함한다.
상기 슬라이더(82)는 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 스테핑 모터(70) 및 상기 지지 샤프트(50)와 고정되어 상기 지지 샤프트(50)의 길이 방향으로 이동할 수 있도록 배치된다.
상기 가이드 부재(84)는 상기 슬라이더(82)를 직선 운동하도록 안내하는 레일 형태의 부재이다.
상기 전후진용 모터(80)는 상기 슬라이더(82)가 직선 운동을 하도록 상기 슬라이더에 동력적으로 연결된다. 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 전후진용 모터(80)는 상기 슬라이더(82)와 예컨대 볼스크류, 벨트, 체인 등과 같이 동력전달 수단에 의해 결합함으로써 상기 슬라이더(82)를 상기 가이드 부재(84)를 따라 전진 또는 후진 이동시키는 작용을 한다.
이하에서는, 상술한 바와 같은 구성을 포함한 양성자 빔 인출 장치(10)의 작용 효과를 상세하게 서술하도록 한다.
먼저, 상기 양성자 빔 인출 장치(10)가 도 8에 도시된 바와 같이 사이클로트론(100)에 결합 설치되어 있는 상태에서 카본 포일의 각도를 조절하는 경우를 설명한다. 도 8에서는 사이클로트론에서 전자 입자가 가속되는 모습을 나선 형태로 표시하였다. 도 8을 참조하면, 사이클로트론(100) 내부의 가속된 전자 입자의 경로에 수직으로 배치된 카본 포일(20)은 상기 포크 부재(30)에 의해 지지 되고 있다. 그런데 장시간 고속의 전자에 의해 충돌된 카본 포일(20)은 도 10에 도시된 사진과 같이 변형이 발생한다. 이 경우에 전자와 카본 포일(20)의 진행 각도가 수직에서 벗어나게 되면서 양성자 빔의 인출 효율이 떨어진다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 상기 카본 포일(20)의 배치 각도를 변경할 필요가 있다. 이제 상기 카본 포일(20)의 각도를 변경하는 과정을 설명한다. 상기 스테핑 모터(70)를 작동시킨다. 상기 스테핑 모터(70)의 출력축이 회전함에 따라 그 스테핑 모터(70)와 연결된 상기 지지 샤프트(50)가 회전한다. 상기 지지 샤프트(50)의 선단에 배치된 캠부(55)는 상기 지지 샤프트(50)와 일체로 회전한다. 상기 캠부(55)는 상기 캠부 수용홈(34)에 수용된 상태에서 회전함에 따라 상기 지지 샤프트(50)를 회전축으로 하여 편심 회전한다. 따라서, 상기 캠부(55)가 회전함에 따라 상기 포크 부재(30)에 압력을 가하여 도 5와 같은 상태로부터 도 6 및 도 7과 같은 상태로 상기 포크 부재(30)의 배치 각도가 변경된다. 이에 따라 상기 포크 부재(30)의 일단부에 지지된 카본 포일(20)의 배치 각도가 변경됨으로써 변형된 카본 포일(20)을 더 오랜 시간 사용할 수 있도록 한다.
이제, 상기 카본 포일(20)의 수명이 다하여 교체하는 경우를 설명한다.
상기 카본 포일(20)을 교체하고자 하는 경우에는 사이클크로트론의 작동을 중지한 상태에서, 상기 스테핑 모터(70)를 작동시킨다. 이 과정에서 상기 스테핑 모터(70)에 설치된 상기 센서(75)는 상기 지지 샤프트(50)와 포크 부재(30)가 동축선 상에 위치한 것을 감지한다. 상기 센서(74)가 상기 지지 샤프트(50)와 포크 부재(30)가 동축선 상에 위치한 것을 감지한 경우, 상기 스티핑 모터(70)는 작동을 정지하도록 하는 것이 바람직하다. 상기 센서(75)의 감지에 의해 제어 프로그램이 작동하여 사이클로트론(100)과 결합된 부위의 챔버의 진공밸브를 해제한다. 상기 포크 부재(30)가 수용된 챔버(미도시)의 진공이 해제되면, 상기 전후진용 모터(80)가 작동한다. 상기 전후진용 모터(80)가 작동함에 따라 상기 슬라이더(82)가 상기 가이드 부재(84)를 따라 후진한다. 상기 포크 부재(30)가 챔버에서 완전하게 분리된 상태에서 카본 포일(20)을 교체한다. 그리고 상기 전후진용 모터(80)를 작동시켜 상기 포크 부재(30)를 전진한다. 상기 포크 부재(30)가 챔버 내에 위치한 상태에서 진공밸브를 폐쇄하고 진공펌프를 작동시켜 챔버를 진공상태로 변경한다. 그리고 최종적으로 상기 포크 부재(30)를 사이클로트론(100) 내부에 배치한 후 양성자 빔을 인출할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 양성자 빔 인출 장치는, 카본 포일을 지지하는 포크 부재만 좌우로 일정각도 회전할 수 있도록 구성함으로써 입자 가속기 내에서 전자의 누적된 충돌에 의해 변형된 카본 포일의 배치를 가속된 전자와 수직인 방향으로 조절할 있도록 함으로써 안정적인 양성자 인출이 가능하고 카본 포일의 사용시간을 연장시는 효과를 제공한다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 종래의 장치에 비하여 부피를 작게 구성할 수 있는 구조이므로 공간을 적게 점유하는 이점이 있으며, 제조 비용이 저렴하다는 장점이 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.
10 : 양성자 빔 인출 장치 20 : 카본 포일
30 : 포크 부재 32 : 포일 지지부
34 : 캠부 수용홈 36 : 피벗 부재 결합홈
38 : 탄성 부재 수용홈 40 : 포크 부재 수용부
42 : 피벗 부재 50 : 지지 샤프트
52 : 보호관 55 : 캠부
60 : 탄성 부재 62 : 탄성 부재 마개
70 : 스테핑 모터 75 : 센서
80 : 전후진용 모터 82 : 슬라이더
84 : 가이드 부재 100 : 사이클로트론

Claims (6)

  1. 일단부에 전자가 고속으로 가속되는 입자 가속기 내부의 전자 입자의 진행 경로에 대해 수직으로 배치된 카본 포일의 테두리를 지지하며 상기 입자 가속기 외부로 연장 배치된 포크 부재;
    상기 포크 부재의 타단부를 수용하며, 상기 포크 부재가 일정한 각도 범위에서 회전할 수 있도록 피벗 부재를 구비하며, 상기 전자 입자의 진행 경로에 대해 수직인 방향으로 이동 가능하게 배치된 관상의 포크 부재 수용부;
    상기 포크 부재 수용부의 길이 방향으로 배치되며, 상기 포크 부재에 결합된 지지 샤프트;
    상기 지지 샤프트의 선단부에 형성되며 상기 지지 샤프트의 중심에 대해 편심 형성된 캠부;
    상기 캠부를 수용하며 상기 포크 부재의 반지름 방향으로 편심 되게 형성된 캠부 수용홈; 및
    상기 포크 부재를 상기 피벗 부재를 중심으로 상기 포크 부재 수용부의 내측벽으로부터 멀어지는 방향으로 탄성 복원력을 가하도록 배치된 탄성 부재;를 포함한 것을 특징으로 하는 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지 샤프트는 스테핑 모터에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스테핑 모터는 상기 포크 부재와 상기 지지 샤프트가 동축 상에 배치된 것을 감지하는 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 피벗 부재는 상기 포크 부재 수용부의 일측면을 관통하여 상기 포크 부재에 형성된 홈부에 지지되도록 배치되며, 상기 피벗 부재는 한 쌍이 구비되며, 상기 한 쌍의 피벗 부재는 서로 일직선 상에 배치되고, 상기 피벗 부재는 상기 포크 부재를 사이에 두고 대칭적으로 배치된 것을 특징으로 하는 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 탄성 부재는 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 스테핑 모터 및 상기 지지 샤프트와 고정되어 상기 지지 샤프트의 길이 방향으로 이동할 수 있도록 배치된 슬라이더;
    상기 슬라이더를 직선 운동하도록 안내하는 가이드 부재; 및
    상기 슬라이더가 직선 운동을 하도록 상기 슬라이더에 동력적으로 연결된 전후진용 모터;를 포함한 것을 특징으로 하는 입자 가속기로부터 양성자 빔을 인출하는 장치.
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