JP2002008900A - 磁場補償機構 - Google Patents
磁場補償機構Info
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- JP2002008900A JP2002008900A JP2000188037A JP2000188037A JP2002008900A JP 2002008900 A JP2002008900 A JP 2002008900A JP 2000188037 A JP2000188037 A JP 2000188037A JP 2000188037 A JP2000188037 A JP 2000188037A JP 2002008900 A JP2002008900 A JP 2002008900A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 渦電流に起因した磁場の乱れを抑制可能な磁
場補償機構を提供する。 【解決手段】 直列接続した偏向電磁石８と計測用偏向
電磁石９に対して、電源装置１０から励磁電流を給電す
ることにより、真空チェンバ６及び計測用チェンバ７に
同等の磁場Ｂが作用するようにし、各偏向電磁石８，９
の急激な励磁や消磁によって真空チェンバ６に生じる磁
場Ｂの変化を、計測用チェンバ７の内部に配置した測定
コイル１１に生じる電流の変化として電流測定器１２に
より求め、電流測定器１２からの電流値信号１２ｓ、及
び予め設定されたデータに基づき、制御装置１３が電源
装置１０に対して、偏向電磁石８，９へ給電すべき励磁
電流を増加させる指令信号１３ｓを出力し、偏向電磁石
８，９からチェンバ６，７に対して作用させるべき磁場
Ｂを補償する。
場補償機構を提供する。 【解決手段】 直列接続した偏向電磁石８と計測用偏向
電磁石９に対して、電源装置１０から励磁電流を給電す
ることにより、真空チェンバ６及び計測用チェンバ７に
同等の磁場Ｂが作用するようにし、各偏向電磁石８，９
の急激な励磁や消磁によって真空チェンバ６に生じる磁
場Ｂの変化を、計測用チェンバ７の内部に配置した測定
コイル１１に生じる電流の変化として電流測定器１２に
より求め、電流測定器１２からの電流値信号１２ｓ、及
び予め設定されたデータに基づき、制御装置１３が電源
装置１０に対して、偏向電磁石８，９へ給電すべき励磁
電流を増加させる指令信号１３ｓを出力し、偏向電磁石
８，９からチェンバ６，７に対して作用させるべき磁場
Ｂを補償する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は粒子加速器に用いる
磁場補償機構に関するものである。
磁場補償機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は重粒子線治療装置の一例を示すも
のであり、この重粒子線治療装置は、原子のイオン化に
よって重粒子ｅを発生させる重イオン源１と、該重イオ
ン源１で発生した重粒子ｅを加速する線形加速器２と、
該線形加速器２から出射される重粒子ｅを周回させて更
に加速するシンクロトロン主加速器３と、当該主加速器
３により所定の速度にまで加速した重粒子ｅを照射室へ
導き且つ照射野形成装置４を介して対象物へ照射するビ
ーム輸送ライン５とを備えている。
のであり、この重粒子線治療装置は、原子のイオン化に
よって重粒子ｅを発生させる重イオン源１と、該重イオ
ン源１で発生した重粒子ｅを加速する線形加速器２と、
該線形加速器２から出射される重粒子ｅを周回させて更
に加速するシンクロトロン主加速器３と、当該主加速器
３により所定の速度にまで加速した重粒子ｅを照射室へ
導き且つ照射野形成装置４を介して対象物へ照射するビ
ーム輸送ライン５とを備えている。
【０００３】主加速器３は、高周波電場で重粒子ｅを加
速する高周波加速空洞、並びに図３に示すような筒状の
真空チェンバ６を無端状に連結したもので、真空チェン
バ６の外部には、重粒子ｅに周回軌道を保持させるため
の偏向電磁石が複数設置されている。
速する高周波加速空洞、並びに図３に示すような筒状の
真空チェンバ６を無端状に連結したもので、真空チェン
バ６の外部には、重粒子ｅに周回軌道を保持させるため
の偏向電磁石が複数設置されている。
【０００４】偏向電磁石は、図３に示すように、真空チ
ェンバ６の内部を進行中の重粒子ｅに対して直交する方
向へ磁場Ｂを作用させ、当該重粒子ｅの軌道を曲げるよ
うに構成されている。
ェンバ６の内部を進行中の重粒子ｅに対して直交する方
向へ磁場Ｂを作用させ、当該重粒子ｅの軌道を曲げるよ
うに構成されている。
【０００５】重粒子線治療装置では、主加速器３の大き
さによってその内部に蓄積することができる重粒子ｅの
量が定まるため、たとえば、主加速器３での重粒子ｅの
蓄積量に対し、微小単位時間あたりに対象物へ照射すべ
き重粒子ｅの量が少ない場合には、主加速器３を短い周
期で繰り返し運転して、対象物への重粒子ｅの照射量が
満たされるようにしている。
さによってその内部に蓄積することができる重粒子ｅの
量が定まるため、たとえば、主加速器３での重粒子ｅの
蓄積量に対し、微小単位時間あたりに対象物へ照射すべ
き重粒子ｅの量が少ない場合には、主加速器３を短い周
期で繰り返し運転して、対象物への重粒子ｅの照射量が
満たされるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主加速
器３を短い周期で運転すると、偏向電磁石の急激な励
磁、あるいは消磁に起因する渦電流が真空チェンバ６に
発生し、偏向電磁石を再励磁する際に、当該偏向電磁石
から重粒子ｅへ作用させるべき磁場Ｂが渦電流の影響に
よって乱れ、重粒子ｅに周回軌道を保持させにくくな
る。
器３を短い周期で運転すると、偏向電磁石の急激な励
磁、あるいは消磁に起因する渦電流が真空チェンバ６に
発生し、偏向電磁石を再励磁する際に、当該偏向電磁石
から重粒子ｅへ作用させるべき磁場Ｂが渦電流の影響に
よって乱れ、重粒子ｅに周回軌道を保持させにくくな
る。
【０００７】そこで、従来は、真空チェンバ６の板厚を
減少することによって、渦電流の発生を抑制していた
が、このような部材寸法の減少は、真空チェンバ６外部
が大気圧であるので、強度確保の点で自ずと限界があ
る。
減少することによって、渦電流の発生を抑制していた
が、このような部材寸法の減少は、真空チェンバ６外部
が大気圧であるので、強度確保の点で自ずと限界があ
る。
【０００８】本発明は上述した実情に鑑みてなしたもの
で、渦電流に起因した磁場の乱れを抑制可能な磁場補償
機構を提供することを目的としている。
で、渦電流に起因した磁場の乱れを抑制可能な磁場補償
機構を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の磁場補償機構では、粒子加速器実機の真空
チェンバと同一形状の計測用チェンバと、実機の真空チ
ェンバに付帯する偏向電磁石と同一形状で且つ該実機の
偏向電磁石に直列接続した計測用偏向電磁石と、両偏向
電磁石に対して励磁電流を給電する電源装置と、計測用
チェンバ内部に配置した測定コイルと、該測定コイルに
生じる電流を測定する電流測定器と、該電流測定器から
の信号、及び予め設定したデータに基づき電源装置を調
整する制御装置とを備えている。
め、本発明の磁場補償機構では、粒子加速器実機の真空
チェンバと同一形状の計測用チェンバと、実機の真空チ
ェンバに付帯する偏向電磁石と同一形状で且つ該実機の
偏向電磁石に直列接続した計測用偏向電磁石と、両偏向
電磁石に対して励磁電流を給電する電源装置と、計測用
チェンバ内部に配置した測定コイルと、該測定コイルに
生じる電流を測定する電流測定器と、該電流測定器から
の信号、及び予め設定したデータに基づき電源装置を調
整する制御装置とを備えている。
【００１０】本発明の磁場補償機構においては、直列接
続した実機の偏向電磁石と計測用偏向電磁石に対して、
単一の電源装置から励磁電流を給電することにより、実
機の真空チェンバ及び計測用チェンバに同等の磁場が作
用するようにし、各偏向電磁石の急激な励磁や消磁によ
って真空チェンバに生じる磁場の変化を、計測用チェン
バ内部の測定コイルに生じる電流の変化として電流測定
器により求め、制御装置が、電流測定器からの信号、及
び予め設定したデータに応じて、電源装置から偏向電磁
石へ給電すべき励磁電流を増加させ、実機の真空チェン
バに作用する磁場の乱れの抑制を図る。
続した実機の偏向電磁石と計測用偏向電磁石に対して、
単一の電源装置から励磁電流を給電することにより、実
機の真空チェンバ及び計測用チェンバに同等の磁場が作
用するようにし、各偏向電磁石の急激な励磁や消磁によ
って真空チェンバに生じる磁場の変化を、計測用チェン
バ内部の測定コイルに生じる電流の変化として電流測定
器により求め、制御装置が、電流測定器からの信号、及
び予め設定したデータに応じて、電源装置から偏向電磁
石へ給電すべき励磁電流を増加させ、実機の真空チェン
バに作用する磁場の乱れの抑制を図る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例とともに説明する。
示例とともに説明する。
【００１２】図１は本発明の磁場補償機構の実施の形態
の一例を示すものであり、図中、図２及び図３と同一の
符号を付した部分は同一物を表わしている。
の一例を示すものであり、図中、図２及び図３と同一の
符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１３】この磁場補償機構は、実機（図２参照）の
主加速器３の真空チェンバ６と同一形状の計測用チェン
バ７と、真空チェンバ６に付帯する偏向電磁石８と同一
形状で実機の偏向電磁石８に直列に接続した計測用偏向
電磁石９と、偏向電磁石８，９に対して励磁電流を給電
する電源装置１０と、計測用チェンバ７の内部に配置し
た測定コイル１１と、電流測定器１２、及び制御装置１
３を備えている。
主加速器３の真空チェンバ６と同一形状の計測用チェン
バ７と、真空チェンバ６に付帯する偏向電磁石８と同一
形状で実機の偏向電磁石８に直列に接続した計測用偏向
電磁石９と、偏向電磁石８，９に対して励磁電流を給電
する電源装置１０と、計測用チェンバ７の内部に配置し
た測定コイル１１と、電流測定器１２、及び制御装置１
３を備えている。
【００１４】なお、図１において、偏向電磁石８，９
は、そのコイルだけを図示してヨークを省略している。
は、そのコイルだけを図示してヨークを省略している。
【００１５】実機の偏向電磁石８のコイル巻き始め端、
並びに計測用偏向電磁石９のコイル巻き終り端は、それ
ぞれ電源装置１０に接続され、また、偏向電磁石８のコ
イル巻き終り端は、計測用偏向電磁石９のコイル巻き始
め端に接続されている。
並びに計測用偏向電磁石９のコイル巻き終り端は、それ
ぞれ電源装置１０に接続され、また、偏向電磁石８のコ
イル巻き終り端は、計測用偏向電磁石９のコイル巻き始
め端に接続されている。
【００１６】電流測定器１２には、測定コイル１１が接
続されており、電流測定器１２は、計測用偏向電磁石９
を励磁したときに測定コイル１１に生じる電流を測定し
て、電流値信号１２ｓを出力するように構成されてい
る。
続されており、電流測定器１２は、計測用偏向電磁石９
を励磁したときに測定コイル１１に生じる電流を測定し
て、電流値信号１２ｓを出力するように構成されてい
る。
【００１７】制御装置１３には、短い周期で偏向電磁石
８の励磁、及び消磁を繰り返した際に生じる磁場Ｂの乱
れを解消するために偏向電磁石８へ給電すべき励磁電流
の値のデータが、繰り返し周期、並びに磁場の乱れの大
きさに応じて予め設定されており、制御装置１３は、当
該データと電流測定器１２からの電流値信号１２ｓとに
基づき、各偏向電磁石８，９への励磁電流を増加させる
指令信号１３ｓを電源装置１０に対して出力するように
構成されている。
８の励磁、及び消磁を繰り返した際に生じる磁場Ｂの乱
れを解消するために偏向電磁石８へ給電すべき励磁電流
の値のデータが、繰り返し周期、並びに磁場の乱れの大
きさに応じて予め設定されており、制御装置１３は、当
該データと電流測定器１２からの電流値信号１２ｓとに
基づき、各偏向電磁石８，９への励磁電流を増加させる
指令信号１３ｓを電源装置１０に対して出力するように
構成されている。
【００１８】図１に示す磁場補償装置では、主加速器３
の運転にあたり、電源装置１０から実機の偏向電磁石８
に対して励磁電流を給電すると、それと同一値の励磁電
流が計測用偏向電磁石９にも給電され、これら偏向電磁
石８，９によって、チェンバ６，７に磁場Ｂが作用す
る。
の運転にあたり、電源装置１０から実機の偏向電磁石８
に対して励磁電流を給電すると、それと同一値の励磁電
流が計測用偏向電磁石９にも給電され、これら偏向電磁
石８，９によって、チェンバ６，７に磁場Ｂが作用す
る。
【００１９】また、短い周期で偏向電磁石８，９の励
磁、及び消磁を繰り返すと、チェンバ６，７に発生する
渦電流の影響によって、偏向電磁石８，９を再励磁する
際に、磁場Ｂが乱される傾向を呈する。
磁、及び消磁を繰り返すと、チェンバ６，７に発生する
渦電流の影響によって、偏向電磁石８，９を再励磁する
際に、磁場Ｂが乱される傾向を呈する。
【００２０】このとき、電流測定器１２で測定される測
定コイル１１の電流値が、磁場Ｂに応じて変化する。
定コイル１１の電流値が、磁場Ｂに応じて変化する。
【００２１】更に、電流測定器１２からの電流値信号１
２ｓ、及び予め設定されたデータに基づき、制御装置１
３が電源装置１０に対して、偏向電磁石８，９へ給電す
べき励磁電流を増加させる指令信号１３ｓを出力し、偏
向電磁石８，９からチェンバ６，７に対して作用させる
べき磁場Ｂを補償する。
２ｓ、及び予め設定されたデータに基づき、制御装置１
３が電源装置１０に対して、偏向電磁石８，９へ給電す
べき励磁電流を増加させる指令信号１３ｓを出力し、偏
向電磁石８，９からチェンバ６，７に対して作用させる
べき磁場Ｂを補償する。
【００２２】これにより、渦電流の影響による磁場Ｂの
乱れが抑制され、真空チェンバ６の板厚を減少させず
に、重粒子ｅの周回軌道を保持することができる。
乱れが抑制され、真空チェンバ６の板厚を減少させず
に、重粒子ｅの周回軌道を保持することができる。
【００２３】なお、本発明の磁場補償機構は上述した実
施の形態のみに限定されるものではなく、本発明を医療
用以外の種々のリング加速器に用いること、その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得るこ
とは勿論である。
施の形態のみに限定されるものではなく、本発明を医療
用以外の種々のリング加速器に用いること、その他、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において変更を加え得るこ
とは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように本発明の磁場補償機構
によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００２５】（１）直列接続した実機の偏向電磁石と計
測用偏向電磁石に対して、単一の電源装置から励磁電流
を給電することにより、実機の真空チェンバ及び計測用
チェンバに同等の磁場が作用するようにし、各偏向電磁
石の急激な励磁や消磁によって真空チェンバに生じる磁
場の変化を、計測用チェンバ内部の測定コイルに生じる
電流の変化として電流測定器により求め、制御装置が、
電流測定器からの信号、及び予め設定したデータに応じ
て、電源装置から偏向電磁石へ給電すべき励磁電流を増
加させるので、実機の真空チェンバに作用する磁場の乱
れを、効果的に抑制することができる。
測用偏向電磁石に対して、単一の電源装置から励磁電流
を給電することにより、実機の真空チェンバ及び計測用
チェンバに同等の磁場が作用するようにし、各偏向電磁
石の急激な励磁や消磁によって真空チェンバに生じる磁
場の変化を、計測用チェンバ内部の測定コイルに生じる
電流の変化として電流測定器により求め、制御装置が、
電流測定器からの信号、及び予め設定したデータに応じ
て、電源装置から偏向電磁石へ給電すべき励磁電流を増
加させるので、実機の真空チェンバに作用する磁場の乱
れを、効果的に抑制することができる。
【００２６】（２）これにより、真空チェンバの板厚を
減少させずに、真空チェンバの内部を進行する粒子の軌
道を所定位置に保持させることが可能になる。
減少させずに、真空チェンバの内部を進行する粒子の軌
道を所定位置に保持させることが可能になる。
【図１】本発明の磁場補償機構の実施の形態の一例を示
す概念図である。
す概念図である。
【図２】重粒子線治療装置の一例を示す概念図である。
【図３】図２における主加速器と重粒子の関係を示す概
念図である。
念図である。
３ 主加速器（粒子加速器実機） ６ 真空チェンバ ７ 計測用チェンバ ８ 偏向電磁石 ９ 計測用偏向電磁石 １０ 電源装置 １１ 測定コイル １２ 電流測定器 １２ｓ 電流値信号 １３ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 7/04 Ｈ０５Ｈ 7/04
Claims (1)
- 【請求項１】 粒子加速器実機の真空チェンバと同一形
状の計測用チェンバと、実機の真空チェンバに付帯する
偏向電磁石と同一形状で且つ該実機の偏向電磁石に直列
接続した計測用偏向電磁石と、両偏向電磁石に対して励
磁電流を給電する電源装置と、計測用チェンバ内部に配
置した測定コイルと、該測定コイルに生じる電流を測定
する電流測定器と、該電流測定器からの信号、及び予め
設定したデータに基づき電源装置を調整する制御装置と
を備えてなることを特徴とする磁場補償機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000188037A JP4341147B2 (ja) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | 磁場補償機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000188037A JP4341147B2 (ja) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | 磁場補償機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002008900A true JP2002008900A (ja) | 2002-01-11 |
| JP4341147B2 JP4341147B2 (ja) | 2009-10-07 |
Family
ID=18687892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000188037A Expired - Fee Related JP4341147B2 (ja) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | 磁場補償機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4341147B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016046881A1 (ja) * | 2014-09-22 | 2016-03-31 | 三菱電機株式会社 | 給電用接続板 |
| CN115968096A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-04-14 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种非谐振快加速全波形动态补偿方法和*** |
-
2000
- 2000-06-22 JP JP2000188037A patent/JP4341147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016046881A1 (ja) * | 2014-09-22 | 2016-03-31 | 三菱電機株式会社 | 給電用接続板 |
| JPWO2016046881A1 (ja) * | 2014-09-22 | 2017-05-25 | 三菱電機株式会社 | 給電用接続板 |
| US9934884B2 (en) | 2014-09-22 | 2018-04-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Connection plates for power feeding |
| CN115968096A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-04-14 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种非谐振快加速全波形动态补偿方法和*** |
| CN115968096B (zh) * | 2022-11-22 | 2023-11-03 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种非谐振快加速全波形动态补偿方法和*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4341147B2 (ja) | 2009-10-07 |
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