KR20150045103A - 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기 - Google Patents

비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기 Download PDF

Info

Publication number
KR20150045103A
KR20150045103A KR20130124342A KR20130124342A KR20150045103A KR 20150045103 A KR20150045103 A KR 20150045103A KR 20130124342 A KR20130124342 A KR 20130124342A KR 20130124342 A KR20130124342 A KR 20130124342A KR 20150045103 A KR20150045103 A KR 20150045103A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acceleration
cavity
output
protrusion
input
Prior art date
Application number
KR20130124342A
Other languages
English (en)
Inventor
김정일
전석기
김근주
김재홍
신기영
신동원
Original Assignee
한국전기연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전기연구원 filed Critical 한국전기연구원
Priority to KR20130124342A priority Critical patent/KR20150045103A/ko
Priority to PCT/KR2013/010771 priority patent/WO2015056835A1/ko
Publication of KR20150045103A publication Critical patent/KR20150045103A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H9/00Linear accelerators
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H9/00Linear accelerators
    • H05H9/04Standing-wave linear accelerators
    • H05H9/041Hadron LINACS
    • H05H9/044Coupling cavity LINACS, e.g. side coupled
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/14Vacuum chambers
    • H05H7/18Cavities; Resonators
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
    • H05H7/22Details of linear accelerators, e.g. drift tubes
    • H05H2007/225Details of linear accelerators, e.g. drift tubes coupled cavities arrangements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

본 발명은 선형 가속기에 관한 것으로서, 구체적으로는 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기에 관한 것이다.
본 발명은 소정의 형상을 가지는 가속 공동; 상기 가속 공동의 입력 개구에 연결되는 입력 돌출부; 및 상기 가속 공동의 출력 개구에 연결되는 출력 돌출부를 포함하여 구성되며, 상기 입력 돌출부와 출력 돌출부는 비대칭의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 선형 가속기용 공진기를 개시하며, 본 발명에 의하여 가속 공동(accelerating cavity)에 연결되는 입력 돌출부와 출력 돌출부에 대하여 비대칭 형상을 적용함으로써, 상기 가속 공동 내의 전기장 분포를 조절하여 가속되는 하전 입자를 효율적으로 집속하고 전자빔의 에너지 퍼짐을 줄이며 전송 효율이 높은 선형 가속기를 구현하는 효과를 갖는다.

Description

비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기 {Linear accelerator adopting the cavity with asymmetric nose}
본 발명은 선형 가속기에 관한 것으로서, 구체적으로는 비대칭 돌출부(Nose)를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기에 관한 것이다.
선형 가속기(Linear Accelerator, LINAC)란 RF형태의 전기적 퍼텐셜을 이용하여 직선 방향으로 하전 입자를 가속시키는 장치이다. 20세기 초 최초의 선형 가속기가 만들어진 이래 고주파 발생 장치 및 증폭 장치 등의 개발과 함께 지속적인 발전을 거듭해 온 선형 가속기는 방사선 암 치료기기, 비파괴 검사 장비, 음식물의 살균 처리 등의 산업 분야에도 폭넓게 이용되고 있다.
일반적으로 선형 가속기는 하전 입자 발생 장치인 이온 소스(ion source), 가속 공동(accelerating cavity)을 포함하는 공진기, 고주파 생성 및 증폭기, 진공 시스템 및 냉각 시스템 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 이온 소스의 대표적인 예로서 전자빔을 발생시키는 전자총(electron gun)을 들 수 있고, 전자총에서 발사된 전자는 가속 공동을 포함하는 복수의 공진기를 거치면서, 고주파의 인가에 따르는 전기장에 의하여 가속되어 점차 높은 에너지를 가지게 되어 결국 원하는 수준의 에너지를 가지는 입자를 얻을 수 있게 된다. 도 1에서는 종래 기술에 따른 선형 가속기의 가속 메커니즘 설명을 위한 기본 구조도를 보여 주고 있다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 이온 소스(ion source)에서 방출되는 하전 입자는 고주파 소스(rf source)로부터 인가되는 고주파에 따라 형성되는 전기장에 의하여 하나의 공진기에서 가속되어 다음 공진기로 진입하게 되는데, 상기 고주파 소스는 그 주파수에 따라 극성이 바뀌게 되므로 다음 공진기에서도 상기 하전 입자는 다시 전기장에 의하여 가속되게 되고, 이러한 과정이 반복되면서 결국 상기 하전 입자는 사용자에게 필요한 수준으로 가속될 수 있게 된다.
선형 가속기는 그 사용되는 용도에 따라 다양한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 근래 선형 가속기는 의료 용도로도 많이 응용되고 있는데, 그 대표적인 예로서 선형 가속기 기반의 암치료기를 들 수 있다. 선형 가속기 기반의 암치료기는 6MeV로 가속된 전자빔을 이용하여 X-선을 발생시켜 암을 치료하는 장치이다. 그런데, 암 치료의 목적으로 사용되는 치료용 선형 가속기의 경우 체세포에 인가하는 에너지의 양이 중요하기 때문에 에너지의 퍼짐(energy distribution)이 적어야 하고, 전자총에서 발생된 전자빔이 선형 가속기를 통과하는 전송 효율 특성이 보다 중요하게 고려되어야 한다.
도 2에서는 종래 기술에 따른 대칭 형상의 돌출부를 가지는 선형 가속기의 구조를 도시하고 있다. 도 2(a)에서 볼 수 있는 바와 같이 종래 선형 가속기는 일련의 가속 공동(accelerator cavity)이 전자 등 하전 입자의 진행 축을 따라 나열되고, 복수의 측면 공동(side cavity)이 각 가속 공동의 상하로 교차하면서 배치되어 각 가속 공동의 사이에 연결된다. 또한 각 가속 공동의 중심축을 따라서 전자의 진행 방향으로 대칭 구조를 가지는 돌출부(nose)가 삽입되고 있다. 이러한 구조에 따르는 전자 빔의 시뮬레이션 결과가 도 2(b)에 도시되고 있다. 도 2(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 전자빔의 진행 방향에 따라 전자가 전기장에 의하여 집속(focusing)되면서 진행하고 있다는 것을 확인할 수 있다.
그런데 앞서 살핀 바와 같이, 암 치료의 효율을 높이기 위해서는 선형 가속기에서 가속된 전자빔의 에너지 퍼짐이 적어야 하고, 전자총에서 발생된 전자빔이 선형 가속기를 통과하는 전송(transmission) 효율이 높아야 하나, 종래의 선형 가속기는 이를 구성하는 단위 구조물인 가속 공동(accelerating cavity) 사이를 연결하는 돌출부(nose)가 대칭 형상을 가지고 있어, 가속 공동 내의 전기장 분포를 조절하기 어렵고, 이에 따라 가속되는 전자빔을 효과적으로 집속(focusing)하는데 한계가 있어, 전자빔의 에너지 퍼짐을 줄이고 전송 효율을 높이는데 어려움을 겪게 된다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 가속 공동 내의 전기장 분포를 조절함으로써 가속되는 전자빔 등 하전 입자를 효율적으로 집속할 수 있는 선형 가속기가 필요하나, 아직 이를 만족시킬 수 있는 적절한 대안이 제시되지 못하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 가속 공동 내의 전기장 분포를 조절함으로써 가속되는 전자빔을 효율적으로 집속하여, 전자빔의 에너지 퍼짐을 줄이고 전송 효율이 높은 선형 가속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 선형 가속기용 공진기는 소정의 형상을 가지는 가속 공동; 상기 가속 공동의 입력 개구에 연결되는 입력 돌출부; 및 상기 가속 공동의 출력 개구에 연결되는 출력 돌출부를 포함하여 구성되며, 상기 입력 돌출부와 출력 돌출부는 비대칭의 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 입력 돌출부와 출력 돌출부는 파이프의 형상을 가지며, 그 지름이 서로 다를 수 있다.
또한, 상기 입력 돌출부는 출력 돌출부보다 큰 지름을 가질 수 있다.
또한, 상기 가속 공동 및, 상기 가속 공동의 출력 방향에 위치하는 제2의 가속 공동의 측방에서 상기 양 가속 공동에 연결되어, 상기 양 가속 공동 내부로 인가되는 전기장을 조절하는 측방 공동을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가속 공동 및, 상기 입력 돌출부 또는 출력 돌출부에 연결되어 상기 가속 공동 내부로 인가되는 전기장을 조절하는 축상 공동을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 선형 가속기는 선형으로 나열된 복수의 가속 공동; 상기 각 가속 공동의 입력 개구와 출력 개구에 연결되는 입력 돌출부와 출력 돌출부; 하전 입자를 제공하는 이온 소스; 및 상기 하전 입자의 가속을 위한 고주파를 제공하는 고주파 소스부를 포함하여 구성되며, 상기 각 가속 공동의 출력 돌출부는 후속하는 가속 공동의 입력 돌출부와 연결되며, 상기 복수의 가속 공동 중 하나 이상의 가속 공동의 입력 돌출부와 출력 돌출부는 비대칭의 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 각 가속 공동 및, 상기 각 가속 공동의 출력 방향에 위치하는 별개의 가속 공동의 측방에서 상기 양 가속 공동에 연결되어, 상기 양 가속 공동 내부로 인가되는 전기장을 조절하는 측방 공동을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 각 가속 공동 및, 상기 입력 돌출부 또는 출력 돌출부에 연결되어 상기 각 가속 공동 내부로 인가되는 전기장을 조절하는 축상 공동을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 의료용 암치료기는 상기 기재된 선형 가속기; 및 상기 선형 가속기에 의하여 가속된 하전 입자를 이용하여 X-선을 발생시키는 X-선 발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 비파괴 검사기는 상기 기재된 선형 가속기; 및 상기 선형 가속기에 의하여 가속된 하전 입자를 이용하여 X-선을 발생시키는 X-선 발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 가속 공동(accelerating cavity)에 연결되는 입력 돌출부와 출력 돌출부에 대하여 비대칭 형상을 적용함으로써, 상기 가속 공동 내의 전기장 분포를 조절하여 가속되는 하전 입자를 효율적으로 집속하고 전자빔의 에너지 퍼짐을 줄이며 전송 효율이 높은 선형 가속기를 구현하는 효과를 갖는다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 선형 가속기의 가속 메커니즘 설명을 위한 기본 구조도.
도 2는 종래 기술에 따른 대칭 형상의 돌출부를 가지는 공진기를 적용한 선형 가속기의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 형상의 돌출부를 가지는 공진기를 적용한 선형 가속기의 단면도.
도 4는 종래 기술에 따른 대칭 형상의 돌출부와 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 형상의 돌출부의 비교도.
도 5는 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따르는 선형 가속기에서의 전기장 분포 비교 그래프.
도 6은 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따르는 선형 가속기에서의 전자 밀도 비교 그래프.
도 7은 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따르는 선형 가속기에서의 출력 전류 비교 그래프.
도 8은 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따르는 선형 가속기에서의 전송 효율 비교 그래프.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 선형 가속기에 관한 것으로서, 이를 이용하는 용도에 따라 그 특성이 다양하게 요구되어 지는데, 암 치료를 위한 선형 가속기에서는 가속된 전자빔의 에너지 퍼짐이 적어야 하고, 전자총에서 발생된 전자빔이 선형 가속기를 통과하는 전송 효율이 높아야 하나, 종래 기술에 따른 선형 가속기는 이를 구성하는 단위 구조물인 가속 공동(accelerating cavity)(310) 사이를 연결하는 돌출부(nose)가 대칭 형상을 가지고 있어, 가속 공동 내의 전기장 분포를 조절하기 어렵고, 이에 따라 가속되는 전자빔을 효과적으로 집속(focusing)하는데 한계가 있어, 전자빔의 에너지 퍼짐을 줄이고 전송 효율을 높이기 어렵다는 문제점에 착안하여, 가속 공동(accelerating cavity)에 연결되는 입력 돌출부와 출력 돌출부에 대하여 비대칭 형상을 적용하여 상기 가속 공동 내의 전기장 분포를 조절함으로써, 가속되는 하전 입자를 효율적으로 집속할 수 있는 선형 가속기를 개시하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 형상의 돌출부를 가지는 공진기를 적용한 선형 가속기(300)의 단면도를 도시하고 있다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 형상의 돌출부를 가지는 공진기를 적용한 선형 가속기(300)는 선형으로 나열된 복수의 가속 공동(accelerating cavity)(310), 상기 각 가속 공동(310)의 입력 개구(opening)와 출력 개구에 연결되는 입력 돌출부(330)와 출력 돌출부(340), 상기 각 가속 공동(310) 및 상기 각 가속 공동(310)의 출력 방향에 위치하는 별개의 가속 공동(310)의 측방에서 상기 양 가속 공동(310)에 연결되어, 상기 양 가속 공동(310) 내부로 인가되는 전기장을 조절하는 측방 공동(320)을 포함하여 구성될 수 있고, 여기에 더하여 하전 입자를 제공하는 이온 소스(ion source) 및 전자의 가속을 위한 고주파를 제공하는 고주파 소스(rf source)부를 포함하여 구성될 수 있다. 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 각 가속 공동(310)의 출력 돌출부(340)는 후속하는 가속 공동(310)의 입력 돌출부(330)와 연결되어 하전 입자가 후속 가속 공동(310)으로 진행할 수 있는 경로를 제공하게 된다.
이때, 상기 각 가속 공동(310)의 입력 돌출부(330)와 출력 돌출부(340)는 비대칭의 형상을 가질 수 있는데, 이를 통하여 상기 각 가속 공동(310) 내의 전기장 분포를 조절하여 가속되는 하전 입자를 효율적으로 집속할 수 있게 된다. 도 4는 이에 대한 상기 입력 돌출부(330)와 출력 돌출부(340)의 연결 구조를 보다 자세하게 보여주고 있다. 도 4(a)는 종래 기술에 따라 대칭 구조를 가지는 돌출부의 경우를 도시하고 있고, 도 4(b)에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 비대칭 구조를 가지는 돌출부의 경우를 도시하고 있다. 종래 기술에 따를 경우, 공진기는 가속 공동(320)의 중심축을 기준으로 좌우가 대칭인 구조를 가지게 되므로, 이에 따라 그 내부에 전개되는 전기장도 대칭으로 분포하게 되어 이를 조절하기 어려워진다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따르는 비대칭 구조의 돌출부를 가지는 경우 가속 공동(310)의 입력 돌출부(330)와 출력 돌출부(340)가 다른 형상을 가질 수 있으므로 상기 가속 공동(310) 내부에 분포하는 전기장도 비대칭 구조를 가질 수 있게 되어, 그 전기장의 분포를 조절할 수 있게 되므로 하전 입자의 가속을 제어하여 집속(focusing)시킴으로써 가속된 하전 입자의 에너지 퍼짐을 줄이고, 전송 효율을 높일 수 있게 된다.
도 5에서는 앞서 살핀 바와 같이, 종래 기술에 따라 대칭 구조의 돌출부를 가지는 공진기에서의 전기장 분포와 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 구조의 돌출부를 가지는 공진기에서의 전기장 분포를 비교하고 있다. 도 5(a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 대칭 구조의 돌출부를 가지는 공진기에서는 그 내부에 전개되는 전기장도 대칭으로 분포하게 되는 반면, 도 5(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 비대칭 구조의 돌출부를 가지는 공진기에서는 그 내부에 전개되는 전기장도 비대칭의 분포를 가지게 됨을 알 수 있다. 이와 같이 비대칭 분포의 전기장이 전개되면, 각 하전 입자가 받게 되는 가속도에 차이가 발생하고, 비대칭 전기장 분포로 인하여 전기장 집속 렌즈의 효과가 발생하여 하전 입자가 보다 효율적으로 집속될 수 있게 된다.
상기 입력 돌출부(330)와 출력 돌출부(340)는 지름이 다른 파이프의 형상을 가질 수 있고, 더 나아가 상기 입력 돌출부(330)가 출력 돌출부(340) 보다 큰 직경을 가지는 것이 하전 입자를 보다 효율적으로 집속할 수 있다는 관점에서 보다 바람직하다.
앞서 살핀 측방 공동(side cavity)(320)를 포함하는 선형 가속기의 경우 외에, 축상 공동(on-axis cavity)를 이용하여 고주파를 커플링하는 경우에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 이때, 상기 축상 공동은 가속 공동(310) 및 상기 입력 돌출부(330) 또는 출력 돌출부(340)에 연결되어 상기 가속 공동(310) 내부로 인가되는 전기장을 조절하게 된다.
도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기(300)에서의 에너지 분포도를 종래 기술의 경우와 비교하여 보여주고 있다. 도 6(a)에서는 종래 기술에 따른 대칭 구조의 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기에서 가속된 전자의 에너지 분포도를 도시하고 있다. 여기서 볼 수 있는 바와 같이 6.0 ~ 6.4MeV 의 범위에 걸쳐서 다양하게 에너지 분포를 가지게 된다는 점을 알 수 있다. 반면 도 6(b)에서 볼 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기(300)에서 가속된 전자의 에너지 분포도를 살펴보면, 약 6.4MeV에서 매우 많은 전자들이 검출되고 있으며, 또한 다수의 전자들이 6.2 ~ 6.4MeV의 에너지를 가지고 있다는 점을 알 수 있어, 가속된 전자의 에너지 퍼짐 특성이 크게 개선되었다는 점을 확인할 수 있다.
도 7에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기(300)에서의 출력 전류(Output current)를 종래 기술의 경우와 비교하여 보여주고 있다. 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 입력 전류의 100 ~ 300mA 전구간에서 본 발명의 일 실시예에 따른 경우가 종래 기술에 따른 경우보다 약 20% 정도 높은 출력 전류 값을 가진다는 것을 알 수 있다.
도 8에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기(300)에서의 전송 효율을 종래 기술의 경우와 비교하여 보여주고 있다. 여기서 볼 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따를 경우 입력 전류 100 ~ 300mA 구간에서 약 31 ~ 34%의 전송 효율을 나타내는데 반하여, 종래 기술에 따르는 경우 약 26 ~ 29%의 전송 효율을 나타내는데 그치고 있다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르는 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기(300)의 경우 가속된 하전 입자의 에너지 퍼짐 특성을 개선할 수 있고, 또한 출력 전류와 전송 효율 등의 특성도 개선할 수 있다는 점을 확인할 수 있다.
여기서 더 나아가, 앞서 살핀 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기(300)를 포함하고, 상기 선형 가속기로부터 생성된 가속된 하전 입자를 이용하여 X-선을 발생시키는 X-선 발생기 및 추가로 필요한 측정 장비 등을 결합하여 의료용 암치료기 또는 산업용 비파괴 검사기를 구성하는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
300 : 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기
310 : 가속 공동
320 : 측방 공동
330 : 입력 돌출부
340 : 출력 돌출부

Claims (10)

  1. 소정의 형상을 가지는 가속 공동;
    상기 가속 공동의 입력 개구에 연결되는 입력 돌출부; 및
    상기 가속 공동의 출력 개구에 연결되는 출력 돌출부를 포함하여 구성되며,
    상기 입력 돌출부와 출력 돌출부는 비대칭의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 선형 가속기용 공진기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입력 돌출부와 출력 돌출부는 파이프의 형상을 가지며,
    그 지름이 서로 다른 것을 특징으로 하는 선형 가속기용 공진기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 입력 돌출부는 출력 돌출부보다 큰 지름을 가지는 것을 특징으로 하는 선형 가속기용 공진기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가속 공동 및,
    상기 가속 공동의 출력 방향에 위치하는 제2의 가속 공동의 측방에서 상기 양 가속 공동에 연결되어,
    상기 양 가속 공동 내부로 인가되는 전기장을 조절하는 측방 공동을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 가속기용 공진기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 가속 공동 및,
    상기 입력 돌출부 또는 출력 돌출부에 연결되어 상기 가속 공동 내부로 인가되는 전기장을 조절하는 축상 공동을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 가속기용 공진기.
  6. 선형으로 나열된 복수의 가속 공동;
    상기 각 가속 공동의 입력 개구와 출력 개구에 연결되는 입력 돌출부와 출력 돌출부;
    하전 입자를 제공하는 이온 소스; 및
    상기 하전 입자의 가속을 위한 고주파를 제공하는 고주파 소스부를 포함하여 구성되며,
    상기 각 가속 공동의 출력 돌출부는 후속하는 가속 공동의 입력 돌출부와 연결되며,
    상기 복수의 가속 공동 중 하나 이상의 가속 공동의 입력 돌출부와 출력 돌출부는 비대칭의 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 선형 가속기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 각 가속 공동 및,
    상기 각 가속 공동의 출력 방향에 위치하는 제2의 가속 공동의 측방에서 상기 양 가속 공동에 연결되어,
    상기 양 가속 공동 내부로 인가되는 전기장을 조절하는 측방 공동을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 가속기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 각 가속 공동 및,
    상기 입력 돌출부 또는 출력 돌출부에 연결되어 상기 각 가속 공동 내부로 인가되는 전기장을 조절하는 축상 공동을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 가속기.
  9. 제6항에 기재된 선형 가속기; 및
    상기 선형 가속기에 의하여 가속된 하전 입자를 이용하여 X-선을 발생시키는 X-선 발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 의료용 암치료기.
  10. 제6항에 기재된 선형 가속기; 및
    상기 선형 가속기에 의하여 가속된 하전 입자를 이용하여 X-선을 발생시키는 X-선 발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사기.
KR20130124342A 2013-10-18 2013-10-18 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기 KR20150045103A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130124342A KR20150045103A (ko) 2013-10-18 2013-10-18 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기
PCT/KR2013/010771 WO2015056835A1 (ko) 2013-10-18 2013-11-26 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130124342A KR20150045103A (ko) 2013-10-18 2013-10-18 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150045103A true KR20150045103A (ko) 2015-04-28

Family

ID=52828264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130124342A KR20150045103A (ko) 2013-10-18 2013-10-18 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20150045103A (ko)
WO (1) WO2015056835A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160149339A (ko) 2015-06-17 2016-12-28 한국원자력연구원 광대역 주파수 튜닝이 가능한 선형 가속기
WO2018194209A1 (ko) * 2017-04-17 2018-10-25 (주)뉴젠텍 가속기용 단위 셀의 제조 방법 및 그에 의하여 제조된 단위 셀

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2679727B1 (fr) * 1991-07-23 1997-01-03 Cgr Mev Accelerateur de protons a l'aide d'une onde progressive a couplage magnetique.
US6657391B2 (en) * 2002-02-07 2003-12-02 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Apparatus and method for establishing a Q-factor of a cavity for an accelerator
US7339320B1 (en) * 2003-12-24 2008-03-04 Varian Medical Systems Technologies, Inc. Standing wave particle beam accelerator
US7898193B2 (en) * 2008-06-04 2011-03-01 Far-Tech, Inc. Slot resonance coupled standing wave linear particle accelerator
US8541756B1 (en) * 2012-05-08 2013-09-24 Accuray Incorporated Systems and methods for generating X-rays and neutrons using a single linear accelerator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160149339A (ko) 2015-06-17 2016-12-28 한국원자력연구원 광대역 주파수 튜닝이 가능한 선형 가속기
WO2018194209A1 (ko) * 2017-04-17 2018-10-25 (주)뉴젠텍 가속기용 단위 셀의 제조 방법 및 그에 의하여 제조된 단위 셀

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015056835A1 (ko) 2015-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4474549B2 (ja) 照射野形成装置
JP6613466B2 (ja) 荷電粒子ビーム照射装置
US20090289194A1 (en) Particle beam therapy system
US10300302B2 (en) Particle beam transport system, and segment thereof
US20110139997A1 (en) Ion transporter, ion transport method, ion beam irradiator, and medical particle beam irradiator
US20230249002A1 (en) Systems, devices, and methods for high quality ion beam formation
US20120316378A1 (en) Beam irradiation apparatus and beam irradiation control method
JP4371215B2 (ja) 荷電粒子ビーム輸送装置及びこれを備えた線形加速器システム
KR20150045103A (ko) 비대칭 돌출부를 갖는 공진기를 적용한 선형 가속기
CN107789749A (zh) 带电粒子束偏转装置及治疗系统
CN107211523B (zh) 射频腔
JP2021032611A (ja) 荷電粒子ビーム照射装置および荷電粒子ビーム照射方法
CN105555007A (zh) 一种同源双能加速器及加速器治疗装置
KR101923977B1 (ko) 이온 발생용 타깃 및 이를 이용한 치료 장치
US20220304136A1 (en) Use of magnetic elements to shape and defocus charged particle beams
CN216877618U (zh) 一种与bnct相关的低能量带电粒子束输运系统
Vladimirov et al. A high-intensity electron-beam source
WO2023013458A1 (ja) 円形加速器および粒子線治療システム
JP2018094147A (ja) 荷電粒子線治療装置
Pozimski et al. Advanced Gabor lens lattice for medical applications
KR20180060243A (ko) 양성자 가속기 기반의 붕소-중성자 포획치료기를 위한 세 갈래로 분기된 콤펙트한 고에너지 빔 전송라인
JP2001231873A (ja) 荷電粒子ビーム照射方法および装置
KR20230024414A (ko) 이온 빔 변조를 위한 시스템들, 디바이스들 및 방법들
Behtouei et al. Relativistic approach to a low perveance high quality matched beam for a high efficiency Ka-Band klystron
JP2022169060A (ja) 荷電粒子ビーム輸送装置

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment