KR101890514B1 - 위상 집속 효과를 이용하여 전자빔을 생성하는 방법 및 선형 가속기 - Google Patents

위상 집속 효과를 이용하여 전자빔을 생성하는 방법 및 선형 가속기 Download PDF

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Abstract

가속관을 지나는 전자빔의 위상 조절을 통해 전자빔을 집속함으로써 전자석을 사용하지 않고서도 양질의 전자빔을 생성할 수 있는 선형 가속기가 제공된다. 선형 가속기는, 전자빔을 방출하는 전자총 및 전자빔이 입사되어 가속되는 가속관을 포함하고, 상기 가속관은, 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 감소시키고 전자빔의 단면을 확산시키는 하나 이상의 번칭 셀 및 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 증가시키고 전자빔의 단면을 집속시키는 하나 이상의 디-번칭 셀을 포함하며, 번칭 셀 및 상기 디-번칭 셀은 교번하여 배치된다. 따라서, 의료용 전자 가속기가 부피 및 무게로 인해 치료용 로봇 팔이나 갠트리 시스템에 많은 부하를 주는 문제점을 해결할 수 있다.

Description

위상 집속 효과를 이용하여 전자빔을 생성하는 방법 및 선형 가속기{A METHOD FOR GENERATING ELECTRON BEAM BASED ON PHASE FOCUSING AND LINEAR ACCELERATOR}
본 발명은 선형 가속기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 의료용 초소형 전자 가속기 및 이를 통한 전자빔 생성 방법에 관한 것이다.
전자빔을 생성하여 출력하는 전자원 장치는 전자총뿐만 아니라, 전자 싱크로트론, 선형 가속기 등의 각종 장치에 전자빔을 입사하기 위한 전자빔 공급원으로서 폭넓게 이용되고 있다.
특히, 전자빔 공급원의 대표적인 응용분야는 의료분야로서 방사선 치료 및 진단 장치의 중요한 소자이며, 이외에도 방사선 가공기술로서 고분자 재료개발, 전력반도체 제조, 멸균 등의 다양한 산업분야에서 중요한 구성요소로서 적용되고 있다.
전자총에서 생성된 전자빔을 기반으로 펄스 전자빔을 발생시키는 기술로서 전기장의 방향이 시간에 따라 주기적으로 180도 바뀌는 AC 전기장을 음극과 양극 사이에 인가하여 최종적으로 전자빔이 펄스 형태로 방출되도록 하는 기술이 존재한다. 높은 주파수의 펄스 전자빔을 발생시키는 전자가속기는 AC 전기장을 이용하며, 일반적으로 공진기에 전자기파를 가두어 높은 주파수의 AC 전기장이 형성되도록 한다.
이와 같은 전자총 장치를 기반으로 전자빔을 형성하기 위해 대표적으로 선형 가속기가 사용된다. 선형 가속기는 전자총에서 생성된 전자빔을 가속관에 입사시키고 가속관에 RF 공급부로부터의 전기장을 인가하여 전자빔을 가속시킴으로써 고 에너지의 전자빔을 방출하도록 한다.
한편, 전자 가속기가 널리 활용되고 있는 의료 분야에서의 치료용 전자 가속기의 경우는 사용을 위하여 로봇 팔이나 갠트리에 장착되고, 로봇 팔이나 갠트리는 전자 가속기 및 그 부대 장치의 무게에 직접적으로 영향을 받게 되어 그 무게를 줄이는 것이 관건이다.
일반적으로 전자 가속기 전자빔의 손실을 최소화하고 전자빔 특성을 좋게 하기 위하여 솔레노이드 전자석을 사용하는데 전자석은 그 부피 및 무게가 상당하여 치료용 로봇팔 및 갠트리 시스템에 많은 부하를 주게 된다.
솔레노이드 전자석을 사용하지 않은 전자 가속기의 경우는 많은 빔 손실이 발생하게 되며 양질의 빔을 얻기 힘드나, 빔 특성을 좋게 하기 위해 전자석을 사용하여 빔 집속을 할 경우 무게 및 부피 문제가 발생한다.
한국 공개특허공보 제 2016-0049425 호 ("펄스 전자빔을 방출하는 RF 전자총과 선형가속기 시스템 및 이를 이용한 펄스 전자빔 생성 방법", 한국전기연구원)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가속관을 지나는 전자빔의 위상 조절을 통해 전자빔을 집속함으로써 전자석을 사용하지 않고서도 양질의 전자빔을 생성할 수 있는 위상 집속 효과를 이용한 전자빔의 생성 방법을 제공하는 것이다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 가속관을 지나는 전자빔의 위상 조절을 통해 전자빔을 집속함으로써 전자석을 사용하지 않고서도 양질의 전자빔을 생성할 수 있는 위상 집속 효과를 이용한 선형 가속기를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가속기는, 전자빔을 방출하는 전자총 및 상기 전자빔이 입사되어 가속되는 가속관을 포함하는 선형 가속기로서, 상기 가속관은, 상기 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 감소시키고 상기 전자빔의 단면을 확산시키는 하나 이상의 번칭 셀; 및 상기 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 증가시키고 상기 전자빔의 단면을 집속시키는 하나 이상의 디-번칭 셀을 포함하고, 상기 번칭 셀 및 상기 디-번칭 셀은 교번하여 배치될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 번칭 셀은 상기 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 낮은 전기장을 가하도록 구성될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 디-번칭 셀은 상기 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 높은 전기장을 가하도록 구성될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 번칭 셀은 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 (crest) - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 선행하는 음의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 구성될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 디-번칭 셀은 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 후속하는 양의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 구성될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 번칭 셀은 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 짧은 빔 진행 방향 길이를 가질 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 디-번칭 셀은 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 긴 빔 진행 방향 길이를 가질 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 번칭 셀은 상기 디-번칭 셀보다 1 개 더 구비될 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상 집속 효과를 기반으로 전자빔을 생성하는 방법은, 전자총에서 방출된 전자빔을 가속관으로 입사시키는 단계; 상기 가속관 내에서, 상기 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 감소시키고 상기 전자빔의 단면을 확산시키는 번칭 단계; 및 상기 가속관 내에서, 상기 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 증가시키고 상기 전자빔의 단면을 집속시키는 디-번칭 단계를 포함할 수 있고, 상기 번칭 단계 및 상기 디-번칭 단계는 교번하여 반복될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 번칭 단계는 상기 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 낮은 전기장을 가할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 디-번칭 단계는 상기 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 높은 전기장을 가할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 번칭 단계는 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 (crest) - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 선행하는 음의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 디-번칭 단계는 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 후속하는 양의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 번칭 단계는, 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 짧은 빔 진행 방향 길이를 가지는 번칭 셀에 의해 수행될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 디-번칭 단계는, 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 긴 빔 진행 방향 길이를 가지는 디-번칭 셀에 의해 수행될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 번칭 단계는 상기 디-번칭 단계보다 1 회 더 수행될 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 장치에 따르면, 가속관을 지나는 전자빔의 위상 조절을 통해 전자빔을 집속함으로써 전자석을 사용하지 않고서도 양질의 전자빔을 생성할 수 있는 위상 집속 효과를 이용한 전자빔의 생성 방법 및 장치가 제공된다.
따라서, 솔레노이드 전자석을 사용하지 않고서도 양질의 전자빔을 얻을 수 있어 로봇 팔이나 갠트리에 장착되는 의료용 전자 가속기가 부피 및 무게로 인해 치료용 로봇 팔이나 갠트리 시스템에 많은 부하를 주는 문제점을 해결할 수 있다.
즉, 별도의 집속용 전자석을 이용하지 않아도 전자빔의 집속이 이루어질 수 있으며, 빔 손실이 줄어들고, 방사선의 품질이 향상될 수 있다. 또한, 원하는 세기의 방사선이 정확하게 방출되도록 할 수 있고, 전자가 가속관에 충돌되는 것을 방지하여 빔 손실에 의한 가속관 수명저하를 방지하는 효과를 가질 수 있다.
도 1 은 종래 선형 가속기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 는 종래 선형 가속기의 개념도이다.
도 3 은 종래 선형 가속기의 전자 가속 과정에 대한 예시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가속기에서 수행되는 번칭 구간 및 디-번칭 구간의 개념도이다.
도 5a 는 도 4 의 번칭 구간에 대한 상세 설명도이다.
도 5b 는 도 4 의 디-번칭 구간에 대한 상세 설명도이다.
도 6a 는 도 4 의 번칭 구간의 전자빔 단면의 변화를 나타낸다.
도 6b 는 도 4 의 디-번칭 구간의 전자빔 단면의 변화를 나타낸다.
도 7a 는 도 4 의 번칭 구간의 전자빔 진행 방향의 에너지 스프레드 변화를 나타낸다.
도 7b 는 도 4 의 디-번칭 구간의 전자빔 진행 방향의 에너지 스프레드 변화를 나타낸다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가속기의 구성을 나타낸다.
도 9 는 도 8 의 가속관의 빔 진행 방향 길이 L 에 대한 확대도이다.
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 집속 효과를 기반으로 전자빔을 생성하는 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1 은 종래 선형 가속기의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 2 는 종래 선형 가속기의 개념도이다. 선형 가속기(Linear Accelerator, LINAC) 는 통상적으로 가속관에 고주파 전압을 인가하여 전자나 이온을 가속하기 위한 장치로서, 방사선 암 치료기기, 비파괴 검사장비 등의 다양한 분야에서 사용되고 있다.
선형 가속기는 전자빔을 방출하는 전자총 및 가속관과 함께 고주파 생성 및 증폭기, 진공 시스템 및 냉각 시스템 등의 설비들로 구성된다. 구체적으로, 도 1 및 도 2 에 예시된 것과 같이, 선형 가속기는 전자총 (10) 이 전자빔을 방출하도록 하며, 방출된 전자는 RF 공급부 (20), 예를 들어 고주파 소스에서 인가되는 고주파에 의해 형성된 전기장에 의해 가속관 (30) 내에서 가속이 이루어진다.
가속관 (30) 은 전자빔의 진행이 이루어지는 빔 축을 따라서 공동이 형성되는 구조물로써, 직렬로 연결된 복수 개의 가속관 셀로 구성된 복수 개의 공진기로 작용하여 각 공진기로 진입된 전자는 순차적으로 공진기에서 가속이 이루어져 최종적으로 원하는 수준까지 전자의 가속이 이루어짐으로써, 고 에너지의 전자빔이 생성될 수 있다.
도 3 은 종래 선형 가속기의 전자 가속 과정에 대한 예시도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 전자총 (10) 에서 방출된 전자빔은 가속관 (30) 으로 입사되며, RF 공급부 (20) 에 의한 전기장이 가속관 (30) 에 가해짐으로써 가속관 (30) 내에서 전자빔이 가속된다.
한편, 일반적으로 전자 가속기에서 전자빔의 손실을 최소화하고 전자빔의 특성을 좋게 하기 위해서 솔레노이드 전자석이 주로 사용된다. 솔레노이드 전자석을 사용하지 않은 전자 가속기의 경우에는 많은 빔 손실이 발생하게 되어 양질의 빔을 생성하기에 힘들고, 손실되는 전자들이 가속관의 벽면에 충돌하게 되어 가속관의 수명이 짧아지는 문제점까지 존재하고 있었다.
그러나, 전자 가속기가 널리 활용되고 있는 의료 분야에서의 치료용 전자 가속기의 경우는 사용을 위하여 로봇 팔이나 갠트리에 장착되고, 로봇 팔이나 갠트리는 전자 가속기 및 그 부대 장치의 무게에 직접적으로 영향을 받게 되어 그 무게를 줄이는 것이 매우 중요하므로 솔레노이드 전자석의 사용이 어려운 문제점이 있어, 상기와 같은 단점을 감수하면서도 전자석을 구비하지 않은 전자 가속기를 적용해오고 있었다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가속기에서 수행되는 번칭 구간 및 디-번칭 구간의 개념도이다. 본 발명은 가속관 내부에서 가속되는 입자 다발 (예를 들어, 전자빔) 의 위상을 조절하여 전자빔을 집속함으로써, 별도의 집속용 전자석을 이용하지 않고서도 양질의 전자빔을 얻을 수 있다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 전자총에서 방출된 전자빔에는 복수의 입자 (예를 들어, 전자) 가 포함되어 있으며, 전자빔의 진행 방향을 따라 분포될 수 있다. 여기서, 빔 진행 방향에서 선행하는 입자일수록 고 에너지를 가지고 있으며 속력이 높다. 도 4 에서 ★ 로 표시된 전자 (1), ○ 로 표시된 전자 (2) 및 □ 로 표시된 전자 (3) 가 빔 진행 방향에서 앞선 순서를 가지고 있으며, ★ 전자 (1) 가 가장 빠른 속력을 가지고 있으며, ○ 전자 (2) 가 그 다음으로 빠른 속력을, □ 전자 (3) 가 가장 느린 속력을 가지고 있다.
RF 공급부에 의해 가속관에는 교번하는 전기장이 형성되는바, 가속관에 형성된 전기장은 변화하는 위상을 가진다. 여기서, 입자빔이 가속이 될 때 번칭 효과를 주기 위해서는 가속 효율이 가장 높은 산마루 (on-crest) 영역 (4), 즉 전기장의 위상이 0 이 되는 위치보다 약간 앞서 전자빔을 가속시킬 수 있다.
도 4 의 번칭 구간 (410) 에서는, 입자빔 다발 속의 입자들 중 속도가 빠른, 다발의 앞쪽에 있는 ★ 전자 (1) 들은 변화하는 전기장의 상대적으로 낮은 전기장에 영향을 받게 되고, 다발의 뒤에 따라 들어오는 낮은 에너지의 □ 전자 (3) 들은 상대적으로 높은 에너지를 받게 되어 전자다발의 크기는 전자빔 진행방향으로 수축하게 된다. 즉 전자다발은 빔 진행 방향으로 수축하게 되고 가로 방향으로는 퍼지게 된다.
도 5a 는 도 4 의 번칭 구간에 대한 상세 설명도이다. 도 5a 에 도시된 바와 같이, 전자빔에 포함된 ★ 전자 (1) 가 가장 빠른 속력을 가지고 있으며, ○ 전자 (2) 가 그 다음으로 빠른 속력을, □ 전자 (3) 가 가장 느린 속력을 가지고 있는 경우에 도 4 의 번칭 구간에서 전자빔이 전기장에 의해 가속되는 경우, ★ 전자 (1) 는 가장 적은 에너지의 영향을 받고, ○ 전자 (2) 는 비교적 높은 에너지의 영향을 받으며, □ 전자 (3) 는 가장 높은 에너지의 영향을 받게 되어, 전자빔은 전체적으로 가속되는 한편 빔 진행 방향의 에너지 스프레드는 감소하게 되어 번칭 효과가 나타나게 된다.
도 6a 는 도 4 의 번칭 구간의 전자빔 단면의 변화를 나타낸다. 전술한 바와 같이 빔 진행 방향의 에너지 스프레드가 감소하게 되어 빔 진행 방향으로 포커싱이 되는 경우, 빔 전체 에너지는 일정하므로 반대 급부로 도 6a 에 도시된 바와 같이 전자빔의 단면은 확산될 수 있다.
도 7a 는 도 4 의 번칭 구간의 전자빔 진행 방향의 에너지 스프레드 변화를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 번칭 구간에서 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드는 감소되고 전자빔의 단면은 확산되므로, 도 7a 에 도시된 바와 같이, 전자빔의 진행 방향 (예를 들어, Z 방향) 으로 전자빔이 포커싱되고, 다른 방향 (예를 들어, X 방향 및 Y 방향) 으로 전자빔이 디포커싱될 수 있다. 도 4 의 번칭 구간 (410) 에서, 속력이 빠른 빔 구간에는 낮은 전기장이 인가되고 속력이 느린 빔 구간에는 높은 전기장이 인가되어 빔 진행방향으로의 에너지 스프레드는 감소하고 전자빔의 단면은 확산된다.
한편, 도 4 의 디-번칭 구간 (420) 에서는, 반대로 전자 다발이 전기장의 산마루 (on-crest, 4) 보다 뒤에 위치할 경우 먼저 들어온 ★ 전자 (1) 는 더 가속되게 되고 뒤에 들어온 □ 전자 (3) 는 덜 가속되게 되어 진행 방향으로 전자 다발은 퍼지게 되고 다발의 가로 방향으로는 집속되게 된다. 즉, 전자 다발은 빔 진행 방향으로 팽창하게 되고 가로 방향으로는 집속하게 된다.
도 5b 는 도 4 의 디-번칭 구간에 대한 상세 설명도이다. 도 5b 에 도시된 바와 같이, 전자빔에 포함된 ★ 전자 (1) 가 가장 빠른 속력을 가지고 있으며, ○ 전자 (2) 가 그 다음으로 빠른 속력을, □ 전자 (3) 가 가장 느린 속력을 가지고 있는 경우에 도 4 의 디-번칭 구간 (420) 에서 전자빔이 전기장에 의해 가속되는 경우, ★ 전자 (1) 는 가장 높은 에너지의 영향을 받고, ○ 전자 (2) 는 비교적 낮은 에너지의 영향을 받으며, □ 전자 (3) 는 가장 낮은 에너지의 영향을 받게 되어, 전자빔은 전체적으로는 가속되는 한편 빔 진행 방향의 에너지 스프레드가 증가하게 되어 디-번칭 효과가 나타나게 된다.
도 6b 는 도 4 의 디-번칭 구간의 전자빔 단면의 변화를 나타낸다. 전술한 바와 같이 빔 진행 방향의 에너지 스프레드가 증가하게 되어 빔 진행 방향으로 디-포커싱이 되는 경우, 빔 전체 에너지는 일정하므로 반대 급부로 도 6b 에 도시된 바와 같이 전자빔의 단면은 집속될 수 있다.
도 7b 는 도 4 의 디-번칭 구간의 전자빔 진행 방향의 에너지 스프레드 변화를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 디-번칭 구간에서 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드는 증가하고 전자빔의 단면은 집속되므로, 도 7b 에 도시된 바와 같이, 전자빔의 진행 방향 (예를 들어, Z 방향) 으로 전자빔이 디-포커싱되고, 다른 방향 (예를 들어, X 방향 및 Y 방향) 으로 전자빔이 포커싱될 수 있다. 즉, 도 4 의 디-번칭 구간 (420) 에서, 속력이 빠른 빔 구간에는 높은 전기장이 인가되고 속력이 느린 빔 구간에는 낮은 전기장이 인가되어 빔 진행방향으로의 에너지 스프레드는 증가하고 전자빔의 단면은 집속된다.
가속관을 설계함에 있어, 가속 대상이 되는 전자빔이 전기장의 산마루 (on-crest) 에 앞서 전기장과 만나 가속되는 것과 산마루에 후속하여 전기장과 만나 가속되는 것을 번갈아 경험하도록 하면, 전자빔에 대한 집속과 퍼짐을 둘 다 골고루 경험하게 되어 전자빔은 안정된 상태에 있게 되고, 최종적으로는 전자빔의 빔 진행 방향 에너지 스프레드와 빔 단면 모두에 대한 집속 효과를 가져 양질의 전자빔을 획득할 수 있다.
일 측면에 따르면, 입자 다발이 전기장의 산마루 (on-crest) 의 앞과 뒤에 놓이도록 하기 위해 가속관의 길이를 조절할 수 있다. 일반적으로 가속관은 번칭 효과를 주거나 혹은 가속 효율을 극대화하기 위해 입자 빔의 동기 입자 (synchronous particle, 입자 다발 내에서 입자 빔의 위상(phase)을 대표하는 입자) 의 위상을 조절하는데, 이는 각각의 가속관 길이를 변화시키면 구현 가능하다. 도 9 에 도시된 바와 같이, 가속관의 빔 진행 방향 길이 L 을 나타낼 수 있다.
예를 들어, v0의 속도로 움직이는 입자가 길이 L0의 가속관을 지날 때 가장 높은 전기장을 받고 가장 높은 효율로 가속이 된다고 하면, 이때 동기 위상 (synchronous phase) = 0 이다. 즉, 입자가 전기장의 산마루에 위치하게 되어 가장 높은 전기장으로 가속이 되게 된다.
만약, 가속관의 길이를 L0보다 길게 하면, 입자는 전기장 변화보다 늦게 도착하여 산마루 뒤에 위치하게 되어 가속되게 되고, 디-번칭 효과를 느끼게 된다. 반면에, 가속관의 길이가 L0보다 짧게 되면 입자는 기준이 되는 전기장 변화보다 먼저 도착하게 되어 위상 값이 음의 값을 가지게 된다. 즉, 산마루 앞에서 가속되게 되어 번칭 효과를 가진다. 이러한 방법으로, 선형 가속기를 구성하는 복수의 가속관 각각의 길이를 변화하여 번칭과 디-번칭을 반복하게 되면 입자 다발은 위상 집속하게 되어 전자석을 사용하지 않더라도 양질의 빔을 얻을 수 있다.
선형 가속기
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가속기의 구성을 나타낸다. 이하, 도 8 을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가속기를 보다 구체적으로 설명한다.
도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가속기는 전자총 (100), RF 공급부 (200) 및 가속관 (300) 를 포함할 수 있다.
전자총 (100) 은 DC 전자빔을 방출하여 가속관 (300) 으로 입사시킬 수 있으며, 가속관 (300) 은 RF 공급부 (200) 로부터 교번하는 전기장을 공급받아 상기 전자총 (100) 으로부터의 전자빔을 가속시킬 수 있다.
여기서, 가속관 (300) 은 복수의 셀들을 포함할 수 있으며, 특히 하나 이상의 번칭 셀 (300a) 및 하나 이상의 디-번칭 셀 (300b) 를 포함할 수 있다. 번칭 셀 (300a) 은 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 감소시키고 전자빔의 단면을 확산시키도록 구성될 수 있는 반면, 디-번칭 셀 (300b) 은 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 증가시키고 전자빔의 단면을 집속시키도록 구성될 수 있다. 여기서, 번칭 셀 (300a) 및 디-번칭 셀 (300b) 은 교번하여 배치된다.
번칭 셀 (300a) 은 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 낮은 전기장을 가하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 4 를 참조하여 전술한 바와 같이, 번칭 셀 (300a) 에서는 전자총 (100) 으로부터 입사된 전자빔의 입자들 중에서, 선행하는 ★ 전자 (1) 들은 변화하는 전기장의 상대적으로 낮은 전기장에 영향을 받게 되고, 전자빔의 입자들 중에서 뒤에 따라 들어오는 낮은 에너지의 □ 전자 (3) 들은 상대적으로 높은 에너지를 받도록 구성될 수 있다.
반대로, 디-번칭 셀 (300b) 은 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 높은 전기장을 가하도록 구성될 수 있다. 즉, 도 4 를 참조하여 전술한 바와 같이, 디-번칭 셀 (300b) 에서는 전자총 (100) 으로부터 입사된 전자빔의 입자들 중에서, 선행하는 ★ 전자 (1) 들은 변화하는 전기장의 상대적으로 높은 전기장에 영향을 받게 되고, 전자빔의 입자들 중에서 뒤에 따라 들어오는 낮은 에너지의 □ 전자 (3) 들은 상대적으로 낮은 에너지를 받도록 구성될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기와 같이 전자빔에 포함된 각 입자들에 인가되는 전기장에 대한 제어는 전자빔에 포함된 입자들 중의 동기 입자 (synchronous particle, 입자 다발 내에서 입자 빔의 위상(phase)을 대표하는 입자) 의 위상을 조절함으로써 구현될 수 있다.
구체적으로, 전자총 (100) 에서 입사된 전자빔이 전기장과 만나는 시점의 전기장의 위상 (phase) 을 빔 위상 (beam phase) 이라고 할 때, 가속관 (300) 에 포함된 번칭 셀 (300a) 은 전자총 (100) 에서 방출된 전자빔의 위상을 대표하는 입자 (synchronous particle) 가 전기장의 산마루 (crest) - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 선행하는 음의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 전자 빔에 포함된 모든 입자들이 산마루보다 90 도 이내로 앞선 위상에서 전기장의 영향을 받게 되면, 높은 속도의 먼저 전기장과 만나는 입자는 낮은 에너지의 영향을 받고 낮은 속도의 늦게 전기장과 만나는 입자는 높은 에너지의 영향을 받게 되어 전자빔에 번칭 효과가 발생할 수 있다.
반면에, 디-번칭 셀 (300b) 은 전자총 (100) 에서 방출된 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 전기장의 산마루 - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 후속하는 양의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 구성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 전자 빔에 포함된 모든 입자들이 산마루보다 90 도 이내로 후속하는 위상에서 전기장의 영향을 받게 되면, 높은 속도의 먼저 전기장과 만나는 입자는 높은 에너지의 영향을 받고 낮은 속도의 늦게 전기장과 만나는 입자는 낮은 에너지의 영향을 받게 되어 전자빔에 디-번칭 효과가 발생할 수 있다.
또한, 일 측면에 따르면, 전자빔에 포함된 각 입자들에 인가되는 전기장에 대한 제어는 가속관 (300) 에 포함된 번칭 셀 (300a) 및 디-번칭 셀 (300b) 의 빔 진행 방향 길이를 조절하는 것에 의해 구현될 수 있다. 도 9 를 참조하면, 가속관 (300) 에 포함된 셀들의 빔 진행 방향 길이 L 이 도시되어 있다.
일반적으로 가속관은 번칭 효과를 주거나 혹은 가속 효율을 극대화하기 위해 가속관에 포함된 복수의 셀들 각각의 빔 진행 방향 길이를 조절할 수 있다. "거리 = 속도 × 시간" 의 공식을 기반으로, 각각의 가속관에 의해 가속된 전자빔의 입자들의 속도 및 시간에 따라 거리, 즉 다음 셀의 빔 진행 방향 길이를 조절하여 전기장과 전자빔이 만나는 위상을 조절한다.
예를 들어, v0의 속도로 움직이는 입자가 길이 L0의 가속관을 지날 때 가장 높은 전기장을 받고 가장 높은 효율로 가속이 된다고 하면, 이때 동기 위상 (synchronous phase) = 0 이다. 즉, 입자가 전기장의 산마루에 위치하게 되어 가장 높은 전기장으로 가속이 되게 되고, 이 때의 길이 L0를 기준 길이라고 할 때,
번칭 셀 (300a) 은 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 짧은 빔 진행 방향 길이를 가지도록 설계될 수 있다. 번칭 셀 (300a) 의 빔 진행 방향 길이가 기준 길이보다 짧은 경우, 전자빔에 포함된 입자들은 전기장의 변화에 앞서 전기장과 만나게 되고, 산마루보다 앞서 전기장의 영향을 받으므로 전자빔은 번칭 효과를 받을 수 있다.
반면에, 디-번칭 셀 (300b) 은 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 긴 빔 진행 방향 길이를 가지도록 설계될 수 있다. 디-번칭 셀 (300b) 의 빔 진행 방향 길이가 기준 길이보다 길 경우, 전자빔에 포함된 입자들은 전기장의 변화보다 늦게 전기장과 만나게 되고, 산마루보다 후행하여 전기장의 영향을 받으므로 전자빔은 디-번칭 효과를 받을 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 번칭 셀 (300a) 과 디-번칭 셀 (300b) 은 교번하여 배치되며, 번칭 셀 (300a) 은 디-번칭 셀 (300b) 보다 1 개 더 구비될 수 있다. 번칭 셀 (300a) 이 디-번칭 셀 (300b) 보다 1 개 더 구비되는 경우, 전자빔은 번칭, 디-번칭, 번칭, 디-번칭 및 번칭을 반복적으로 경험하게 되며, 최종적으로는 빔 진행 방향의 에너지 스프레드에 대한 감소 뿐만 아니라 빔 단면에 있어서까지 포커싱된 양질의 빔을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가속기는 솔레노이드 전자석을 사용하지 않고서도 양질의 전자빔을 얻을 수 있어 로봇 팔이나 갠트리에 장착되는 의료용 전자 가속기가 부피 및 무게로 인해 치료용 로봇 팔이나 갠트리 시스템에 많은 부하를 주는 문제점을 해결할 수 있다.
즉, 별도의 집속용 전자석을 이용하지 않아도 전자빔의 집속이 이루어질 수 있으며, 빔 손실이 줄어들고, 방사선의 품질이 향상될 수 있다. 또한, 원하는 세기의 방사선이 정확하게 방출되도록 할 수 있고, 전자가 가속관에 충돌되는 것을 방지하여 빔 손실에 의한 가속관 수명저하를 방지하는 효과를 가질 수 있다.
위상 집속 효과를 기반으로 전자빔을 생성하는 방법
도 10 은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 집속 효과를 기반으로 전자빔을 생성하는 방법의 흐름도이다. 이하, 도 10 을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 생성하는 방법에 대해서 보다 상세히 설명한다.
도 10 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔을 생성하는 방법은, 먼저 전자총에서 방출된 전자빔을 가속관으로 입사시킨다 (S1010). 이후, 가속관 내에서, 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 감소시키고 상기 전자빔의 단면을 확산시키는 번칭 단계 (S1020) 를 수행할 수 있다. 이후, 가속관 내에서, 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 증가시키고 상기 전자빔의 단면을 집속시키는 디-번칭 단계 (S1030) 를 수행할 수 있다. 여기서, 번칭 단계 (S1020) 및 디-번칭 단계 (S1030) 는 교번하여 반복적으로 수행된다.
번칭 단계 (S1020) 에서는 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 낮은 전기장을 가하고, 디-번칭 단계 (S1030) 는 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 높은 전기장을 가한다.
일 측면에 따르면, 번칭 단계 (S1020) 는 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 (crest) - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 선행하는 음의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하고, 디-번칭 단계 (S1030) 는 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 후속하는 양의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 할 수 있다.
나아가, 번칭 단계 (S1020) 는 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 짧은 빔 진행 방향 길이를 가지는 번칭 셀에 의해 수행될 수 있고, 디-번칭 단계 (S1030) 는, 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 긴 빔 진행 방향 길이를 가지는 디-번칭 셀에 의해 수행될 수 있다.
여기서, 번칭 단계 (S1020) 는 디-번칭 단계 (S1030) 보다 1 회 더 수행되어, 전자빔은 번칭, 디-번칭, 번칭, 디-번칭 및 번칭을 반복적으로 경험하게 되며, 최종적으로는 빔 진행 방향의 에너지 스프레드에 대한 감소 뿐만 아니라 빔 단면에 있어서 까지 포커싱된 양질의 빔을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자빔 생성 방법의 보다 구체적인 절차는, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 선형 가속기의 동작이 적용될 수 있다.
이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 전자총
200 : RF 공급부
300 : 가속관
300a : 번칭 셀
300b : 디-번칭 셀

Claims (16)

  1. 전자빔을 방출하는 전자총 및 상기 전자빔이 입사되어 가속되는 가속관을 포함하는 선형 가속기로서, 상기 가속관은,
    상기 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 감소시키고 상기 전자빔의 단면을 확산시키는 하나 이상의 번칭 셀; 및
    상기 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 증가시키고 상기 전자빔의 단면을 집속시키는 하나 이상의 디-번칭 셀을 포함하고,
    상기 번칭 셀 및 상기 디-번칭 셀은 교번하여 배치되어 상기 전자빔에 대한 집속을 수행하는, 선형 가속기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 번칭 셀은 상기 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 낮은 전기장을 가하도록 구성되는, 선형 가속기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디-번칭 셀은 상기 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 높은 전기장을 가하도록 구성되는, 선형 가속기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 번칭 셀은 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 (crest) - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 선행하는 음의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 구성되는, 선형 가속기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 디-번칭 셀은 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 후속하는 양의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 구성되는, 선형 가속기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 번칭 셀은 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 짧은 빔 진행 방향 길이를 가지는, 선형 가속기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 디-번칭 셀은 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 긴 빔 진행 방향 길이를 가지는, 선형 가속기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 번칭 셀은 상기 디-번칭 셀보다 1 개 더 구비되는, 선형 가속기.
  9. 위상 집속 효과를 기반으로 전자빔을 생성하는 방법으로서,
    전자총에서 방출된 전자빔을 가속관으로 입사시키는 단계;
    상기 가속관 내에서, 상기 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 감소시키고 상기 전자빔의 단면을 확산시키는 번칭 단계; 및
    상기 가속관 내에서, 상기 전자빔의 진행 방향의 에너지 스프레드를 증가시키고 상기 전자빔의 단면을 집속시키는 디-번칭 단계를 포함하고,
    상기 번칭 단계 및 상기 디-번칭 단계는 교번하여 반복되어 상기 전자빔에 대한 집속을 수행하는, 전자빔 생성 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 번칭 단계는 상기 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 낮은 전기장을 가하는, 전자빔 생성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디-번칭 단계는 상기 전자빔의 입자들 중 선행하는 입자에, 상기 전자빔의 입자들 중 후행하는 입자에 가해지는 전기장보다 높은 전기장을 가하는, 전자빔 생성 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 번칭 단계는 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 (crest) - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 선행하는 음의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는, 전자빔 생성 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 디-번칭 단계는 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 상기 전기장의 산마루 - 여기서, 상기 산마루의 위상은 0 임 - 에 후속하는 양의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는, 전자빔 생성 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 번칭 단계는, 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 짧은 빔 진행 방향 길이를 가지는 번칭 셀에 의해 수행되는, 전자빔 생성 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 디-번칭 단계는, 상기 전자빔의 위상을 대표하는 입자가 0 의 빔 위상 (beam phase) 을 가지도록 하는 기준 길이보다 긴 빔 진행 방향 길이를 가지는 디-번칭 셀에 의해 수행되는, 전자빔 생성 방법.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 번칭 단계는 상기 디-번칭 단계보다 1 회 더 수행되는, 전자빔 생성 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023038814A1 (en) * 2021-09-13 2023-03-16 Applied Materials, Inc. Drift tube, apparatus and ion implanter having variable focus electrode in linear accelerator

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140079189A1 (en) 2011-07-22 2014-03-20 Akihiro Miyamoto X-ray generating device and x-ray-generating-device control

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150055439A (ko) * 2013-11-13 2015-05-21 한국전기연구원 선형 가속기 및 이를 이용한 하전 입자의 가속 방법
KR20160049425A (ko) 2014-10-27 2016-05-09 한국전기연구원 펄스 전자빔을 방출하는 ｒｆ 전자총과 선형가속기 시스템 및 이를 이용한 펄스 전자빔 생성 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140079189A1 (en) 2011-07-22 2014-03-20 Akihiro Miyamoto X-ray generating device and x-ray-generating-device control

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Ion and proton linacs", University of Agder and European Spallation Source (ESS), 2015년.*

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023038814A1 (en) * 2021-09-13 2023-03-16 Applied Materials, Inc. Drift tube, apparatus and ion implanter having variable focus electrode in linear accelerator
US11825590B2 (en) 2021-09-13 2023-11-21 Applied Materials, Inc. Drift tube, apparatus and ion implanter having variable focus electrode in linear accelerator

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