JP2013053924A

JP2013053924A - 電子線照射装置および電子線照射装置のスキャンホーン

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Publication number: JP2013053924A
Application number: JP2011192303A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Matsuo; 健一松尾
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2013-03-21

Abstract

【課題】線量やエネルギーの測定時間を従来に比して短縮するとともに、特段の作業を要することなく、また、ワークへの照射を継続しながら測定することを可能にする。
【解決手段】制御部１４０ａによるスキャン電磁石１３０の電流値の制御により、加速器１１８の加速空間で加速された電子線の偏向量が可変されて導かれるスキャンホーン１２０は、加速器に接続される本体１２０ａ、加速器の加速空間に接続される導入部１２１、導入部を介して加速空間に真空を維持して連通する内部空間１２２、導入部に対向配置され内部空間を外部から隔てる電子線取出部材１２４、電子線取出部を通過する偏向量以上の偏向量の電子線が導かれる位置に設けられた測定窓１２５、測定窓に設けられ内部空間を外部から隔てるとともに、測定窓に導かれた電子線を外部に導出する測定線導出部材１２６、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、被照射物に電子線を照射する電子線照射装置、および、電子線照射装置のスキャンホーンに関する。

従来、医療器具や食品等の滅菌、樹脂の架橋や硬化、悪性腫瘍等の病巣の除去等、様々な分野で利用されている電子線照射装置が知られている。こうした電子線照射装置は、電子銃に設けられたカソード電極を高温に熱して加速器に電子を放出し、その電子を加速器で加速した後に、スキャンホーンで走査して被照射物に照射するものである。

上記のような電子線照射装置は、電子線の線量やエネルギーが制御どおりにもたらされているかを確認すべく、出力される電子線の線量等を定期的に測定する必要がある。そこで、従来の電子線照射装置においては、例えば特許文献１に示されるように、プラスチック等の線量計が複数段に積層された専用の線量測定器等に電子線を照射することで、線量やエネルギーを測定するようにしている。

特開平０２−２８５８５号公報

しかしながら、上記のように、線量測定器を用いて線量やエネルギーを測定する場合、線量計における分子変化の時間を考慮しなければならず、線量測定器に電子線を照射した後、測定結果が導出されるまでに長時間を要していた。そのため、測定結果に基づいて即座に制御を変更することができず、測定結果が導出されるまでの間、滅菌作用等の信頼性が低下するおそれがある。また、線量やエネルギーを測定する際には、ワークに代えて線量測定器を照射領域に搬送、設置しなければならず、測定作業が煩雑化するとともに、ワークへの照射を中断しなければならなかった。

そこで本発明は、このような課題に鑑み、線量やエネルギーの測定時間を従来に比して短縮するとともに、特段の作業を要することなく、また、ワークへの照射を継続しながら測定することができる電子線照射装置および電子線照射装置のスキャンホーンを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の電子線照射装置は、真空に維持される加速空間で電子線を加速する加速器と、加速器で加速された電子線を偏向するスキャン電磁石と、スキャン電磁石の電流値を制御して電子線の偏向量を可変する制御部と、加速器の加速空間に接続される導入部、当該導入部を介して加速空間に真空を維持して連通する内部空間、および、導入部に対向配置され内部空間を外部から隔てるとともに、スキャン電磁石によって偏向された電子線を被照射物に向けて導出する電子線取出部が設けられた本体を有するスキャンホーンと、を備えた電子線照射装置であって、スキャンホーンは、本体のうち、電子線取出部を通過する偏向量以上の偏向量の電子線が導かれる位置に設けられた測定窓と、測定窓に設けられ、内部空間を外部から隔てるとともに、測定窓に導かれた電子線を外部に導出するか、または、測定窓に導かれた電子線からＸ線を発生させて外部に導出する測定線導出部材と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の電子線照射装置は、真空に維持される加速空間で電子線を加速する加速器と、加速器で加速された電子線を偏向するスキャン電磁石および偏向電磁石と、スキャン電磁石または偏向電磁石の電流値を制御して電子線の偏向量を可変する制御部と、加速器の加速空間に接続される導入部、当該導入部を介して加速空間に真空を維持して連通する内部空間、および、導入部に対向配置され内部空間を外部から隔てるとともに、スキャン電磁石によって偏向された電子線を被照射物に向けて導出する電子線取出部が設けられた本体を有するスキャンホーンと、を備えた電子線照射装置であって、スキャンホーンは、本体のうち、偏向電磁石によって偏向された電子線が導かれるとともに、電子線取出部と異なる位置に設けられた測定窓と、測定窓に設けられ、内部空間を外部から隔てるとともに、測定窓に導かれた電子線を外部に導出するか、または、測定窓に導かれた電子線からＸ線を発生させて外部に導出する測定線導出部材と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の電子線照射装置は、測定線導出部材を介して外部に導出された電子線またはＸ線を検出する検出部と、少なくとも検出部によって電子線またはＸ線が検出されたときに制御部によって制御されている電流値に基づいて、線量およびエネルギーのいずれか一方または双方を算出する演算部と、を備えてもよい。

また、本発明の電子線照射装置は、測定窓を、本体のうち、電子線取出部よりも導入部側に設けてもよい。

また、本発明の電子線照射装置は、測定線導出部材を、電子線を外部に導出するチタン箔で構成してもよい。

また、本発明の電子線照射装置は、測定線導出部材を、電子線からＸ線を発生させて外部に導出するタングステンまたは銅のターゲットで構成してもよい。

また、本発明の電子線照射装置のスキャンホーンは、加速器の加速空間で加速され、制御部によるスキャン電磁石の電流値の制御により、偏向量が可変された電子線を被照射物に向けて導出する電子線照射装置のスキャンホーンであって、加速器に接続される本体は、加速器の加速空間に接続される導入部と、導入部を介して加速空間に真空を維持して連通する内部空間と、導入部に対向配置され内部空間を外部から隔てるとともに、スキャン電磁石によって偏向された電子線を被照射物に向けて導出する電子線取出部と、電子線取出部を通過する偏向量以上の偏向量の電子線が導かれる位置に設けられた測定窓と、測定窓に設けられ、内部空間を外部から隔てるとともに、測定窓に導かれた電子線を外部に導出するか、または、測定窓に導かれた電子線からＸ線を発生させて外部に導出する測定線導出部材と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の電子線照射装置のスキャンホーンは、制御部によるスキャン電磁石または偏向電磁石の電流値の制御により、加速器の加速空間で加速された電子線の偏向量が可変されて導かれる電子線照射装置のスキャンホーンであって、加速器に接続される本体は、加速器の加速空間に接続される導入部と、導入部を介して加速空間に真空を維持して連通する内部空間と、導入部に対向配置され内部空間を外部から隔てるとともに、スキャン電磁石によって偏向された電子線を被照射物に向けて導出する電子線取出部と、偏向電磁石によって偏向された電子線が導かれるとともに、電子線取出部と異なる位置に設けられた測定窓と、測定窓に設けられ、内部空間を外部から隔てるとともに、測定窓に導かれた電子線を外部に導出するか、または、測定窓に導かれた電子線からＸ線を発生させて外部に導出する測定線導出部材と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、従来に比して短時間で、また、特段の作業を要することなく、しかも、ワークへの照射を継続しながら電子線の線量やエネルギーの測定を行うことができる。

電子線照射装置の外観斜視図である。図１におけるＹ方向から電子線照射装置を見た図である。加速器の構成を説明するための説明図である。スキャンホーンの構成を説明するための説明図である。変形例のスキャンホーンの構成を説明するための説明図である。他の変形例のスキャンホーンの構成を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（電子線照射装置１００）
図１は、電子線照射装置１００の外観斜視図であり、図２は、図１におけるＹ方向から電子線照射装置１００を見た図である。なお、図１では、理解を容易にするために電子線照射装置１００を支持する支持機構を省略している。

図１および図２に示すように、電子線照射装置１００は、電子銃１１０と、高周波電源１１２と、導波管１１４と、プリバンチャ１１６と、加速器１１８と、スキャンホーン１２０と、スキャン電磁石１３０と、制御装置１４０（図１、図２では不図示）と、検出部１５０（図１、図２では不図示）と、を備えて構成されている。なお、電子銃１１０、プリバンチャ１１６、加速器１１８、スキャンホーン１２０は、内部空間（真空室）が連続しており、この内部空間は、イオンポンプ等の真空ポンプ１０２で高真空状態から超高真空状態（例えば、１０Ｅ−５Ｐａ以下）に維持される。電子線照射装置１００において、電子銃１１０から放出された熱電子（電子線）は、プリバンチャ１１６、加速器１１８で加速され、スキャンホーン１２０を通過して、搬送体２００によって搬送される被照射物Ｗに向かって、図１中Ｚ方向に照射される。以下、電子線照射装置１００の各機能部について詳述する。

（電子銃１１０）
電子銃１１０は、例えば、三極管電子銃で構成され、交流電源１０４から供給された電力により、カソード電極を加熱して熱電子（電子）を生成し、グリッドパルス電圧によって間欠的に電子を引き出すとともに、カソード電極とアノード電極との間に高電圧のパルス電圧を印加して、引き出した電子をプリバンチャ１１６方向に加速する。

（高周波電源１１２）
高周波電源１１２は、クライストロン等で構成される高周波増幅器１１２ａと、高周波増幅器１１２ａに電力を供給する電力供給部１１２ｂと、パルストランス１１２ｃとを含んで構成され、導波管１１４を通じてプリバンチャ１１６および加速器１１８に、例えばＳバンドに相当する３ＧＨｚのパルス状の高周波電力を供給する。

（導波管１１４）
導波管１１４は、高周波電源１１２から供給される高周波の電圧を加速器１１８に供給する。導波管１１４には、六フッ化硫黄（ＳＦ_６）等の絶縁ガスが充填されており、高周波電源１１２から出力された電圧によって導波管１１４が放電してしまう事態を回避する。なお導波管１１４の端部には、ＳＦ_６と真空とを隔て、ＳＦ_６を密閉するためのＲＦ窓１１４ａ、１１４ｂが設けられている。

（プリバンチャ１１６）
プリバンチャ１１６は、電子銃１１０と加速器１１８との間に設けられ、導波管１１４を通じて高周波電源１１２に接続されている。プリバンチャ１１６は、電子銃１１０から入射された電子をバンチング（密度圧縮（速度変調））して、加速器１１８に送出する。具体的に説明すると、プリバンチャ１１６内は、高周波電源１１２から供給された高周波の電力によって高周波電界が形成されており、プリバンチャ１１６を通過した電子は、その高周波電界にバンチングされる。プリバンチャ１１６で電子をバンチングすることにより、加速器１１８で加速された電子のエネルギーの分散を小さくすることができ、電子のエネルギーの均一性を向上させることが可能となる。

ここで、プリバンチャ１１６によって圧縮された電子の加速器１１８への入射タイミングが加速器１１８における高周波の正位相と同期すると、電子は加速器１１８で効率よく加速される。したがって、プリバンチャ１１６から加速器１１８への電子の入射タイミングを調整するために、プリバンチャ１１６の高周波導入部１１６ａには、不図示の位相調整手段が設けられている。なお、電子の圧縮率（バンチングされた電子の長さ／バンチング前の電子の長さ）も加速器１１８による加速効率に影響し、電子の長さが短い程、加速効率が向上する。したがって、供給する高周波の強度を調整して電子の長さを調整するために、プリバンチャ１１６の高周波導入部１１６ａには、不図示の減衰（アッテネータ）手段が設けられている。

（加速器１１８）
図３は、加速器１１８の構成を説明するための説明図である。本実施形態では、加速器１１８として、定在波型の線形（リニアック）加速器を採用しているが、電子を加速できればよく、進行波型の線形加速器や、シンクロトロン、サイクロトロン等の円形加速器を採用することもできる。

図３に示すように、電子銃１１０は、図３中、黒い塗りつぶしで示すように、電子をＺ方向に伸長した状態でプリバンチャ１１６の内部空間に放出する。そして、プリバンチャ１１６によるバンチング機能により、電子は、Ｚ方向に圧縮されて加速器１１８に入射される。

ここで、加速器１１８は、内部に複数の加速空間１１９（図３中、１１９ａ〜１１９ｃで示す）を有している。図３では理解を容易にするために、加速空間１１９を３として簡略化して説明するが、本実施形態の加速器１１８は３０程度の加速空間１１９を有する。なお、加速空間１１９の距離Ｌ（加速空間１１９における電子の進行方向（図３中Ｚ方向）の距離）は、電子銃１１０から所定数までが、電子銃１１０から遠ざかるに従って徐々に長くなるように構成され、所定の加速空間１１９以降は、その距離Ｌが、所定の長さ（一定）に維持されるように構成される。

高周波電源１１２から加速器１１８に高周波の電圧（例えば、３ＧＨｚ）が供給されると、図３（ａ）に示すように、複数の加速空間１１９が空間共振器として機能し、空間共振器内において時間に伴って変化する電界が生じる。そして、このような時間に伴って変化する電界を通じて時限的に電子を加速する。

具体的に説明すると、加速器１１８の加速空間１１９は、高周波電源１１２から導入される高周波の電圧によって、例えば、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、Ｚ方向に隣接する加速空間１１９に交互に正位相（進行方向に正（＋）の空間電荷）と負位相（進行方向に負（−）の空間電荷）とが生じる。プリバンチャ１１６から放出された負の電荷を帯びている電子は、図３（ａ）に示すように、時刻ｔ０に加速空間１１９ａに位置し、正（＋）の空間電荷によってＺ方向に加速される。そして、図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ１において、隣接する加速空間１１９ｂに位置し、同様に正（＋）の空間電荷によってＺ方向に加速される。このように電子の移動タイミングに、正（＋）の空間電荷と負（−）の空間電荷との切換タイミングを同期させることで、電子は加速器１１８内で徐々に加速され、最終的には、例えば１０ＭｅＶ程度まで加速される。

（スキャンホーン１２０）
スキャンホーン１２０は、内部空間が加速器１１８の加速空間１１９と連通しており、図１、図２に示すように、加速器１１８で加速された電子線を被照射物Ｗに向けて導出する。詳しくは後述するが、スキャンホーン１２０よりも電子線の進行方向上流側には、スキャン電磁石１３０が設けられており、このスキャン電磁石１３０によって、加速器１１８で加速されて鉛直方向（Ｚ方向）に進行する電子線が、水平方向（Ｘ方向）に走査（スキャン）される。

スキャンホーン１２０から導出される電子線は、搬送体２００のコンベア２００ａ上をＹ方向に搬送される被照射物Ｗに照射されるが、このとき、上記のように、電子線がＸ方向に走査されるので、被照射物Ｗに満遍なく電子が照射されることとなる。以下に、スキャンホーン１２０の構成について、具体的に説明する。

図４は、スキャンホーン１２０の構成を説明する説明図である。この図に示すように、スキャンホーン１２０は、断面（Ｘ方向断面）が台形状の本体１２０ａを備えて構成される。本体１２０ａは、Ｘ方向の幅が狭い基端部１２０ｂが加速器１１８に接続され、基端部１２０ｂよりもＸ方向の幅が広い先端部１２０ｃが、搬送体２００のコンベア２００ａに対向して配置されている。

本体１２０ａの基端部１２０ｂには、加速器１１８の加速空間１１９に連通する開口からなる導入部１２１が設けられており、本体１２０ａ内に設けられた内部空間１２２が、導入部１２１を介して加速空間１１９と連通することとなる。また、本体１２０ａの先端部１２０ｃには、開口からなる導出部１２３が設けられており、この導出部１２３に、内部空間１２２と外部とを隔てる電子線取出部材１２４が設けられている。この電子線取出部材１２４は、例えば、５０μｍ程度の厚みのチタン箔で構成され、内部空間１２２と大気とを隔てつつ、加速された電子を、内部空間１２２から大気中に導出するものである。これにより、スキャンホーン１２０の内部空間１２２は、導入部１２１を介して加速器１１８の加速空間１１９と真空を維持して連通することとなる。なお、本実施形態における導出部１２３および電子線取出部材１２４により電子線取出部が構成されている。

また、導入部１２１と導出部１２３（電子線取出部材１２４）との間であって、本体１２０ａのＸ方向における一方の側壁には、本体１２０ａに形成される開口からなる測定窓１２５が設けられている。この測定窓１２５は、電子線取出部材１２４を通過する偏向量以上の偏向量の電子線が導かれる位置に設けられている。

すなわち、被照射物Ｗに対して電子線を照射する場合、電子線は、スキャン電磁石１３０によって、図４中破線で示す範囲内で偏向量が制御される。したがって、被照射物Ｗに照射される電子線は、通常、本体１２０ａの内部空間１２２において、図４中破線で囲まれた網掛けの領域を通過することとなる。測定窓１２５は、この網掛けの領域よりもＸ方向外方に位置しており、これにより、電子線取出部材１２４を通過する電子線以上の偏向量となった電子線のみが、測定窓１２５に導かれることとなる。

測定窓１２５には、上記電子線取出部材１２４と同様に、内部空間１２２と大気とを隔てつつ、線量やエネルギーを測定するための電子線等を外部に導出する測定線導出部材１２６が設けられている。本実施形態において、測定線導出部材１２６は、内部空間１２２から外部に電子線を導出する５０μｍ程度の厚みのチタン箔で構成される。なお、測定線導出部材１２６は、例えば、電子線の衝突によってＸ線を発生させて外部に導出するタングステンまたは銅のターゲットで構成してもよい。いずれにしても、測定線導出部材１２６は、内部空間１２２を外部から隔てるとともに、測定窓１２５に導かれた電子線を外部に導出するか、もしくは、測定窓１２５に導かれた電子線からＸ線を発生させて外部に導出可能な構成を広く含むものである。

（スキャン電磁石１３０）
スキャン電磁石１３０は、電流値の制御によって電子線をＸ方向に走査（スキャン）して、電子線の偏向量を可変するものであるが、スキャン電磁石１３０の制御電流値は、制御装置１４０によって制御されている。

（制御装置１４０）
制御装置１４０は、スキャン電磁石１３０の電流値を制御して、電子線をＸ方向に走査するものであり、制御部１４０ａ、演算部１４０ｂを含んで構成される。制御部１４０ａは、通常、電子線の偏向量が図４中破線の範囲内に収まるように、スキャン電磁石１３０の電流値を制御し、電子線の線量やエネルギーを計測する際には、電子線が図中一点鎖線で示す偏向量となるように電流値を制御する。

（検出部１５０）
上記スキャンホーン１２０における本体１２０ａには、測定線導出部材１２６から外部に導出された電子線を検出する周知のファラデーカップからなる検出部１５０が設けられている。この検出部１５０には、電流計１５０ａが接続されており、この電流計１５０ａで計測された電流値が、上記の制御装置１４０に入力されるように構成されている。なお、上記したように、測定線導出部材１２６をタングステンまたは銅のターゲットで構成し、Ｘ線を外部に導出することとした場合には、当該Ｘ線を検出すべく、周知のＸ線検出装置によって検出部１５０を構成することとなる。

そして、電流計１５０ａから制御装置１４０に電流値信号が入力されると、制御装置１４０の演算部１４０ｂは、電流計１５０ａから入力された電流値や、検出部１５０が電子線を検出したときに制御部１４０ａが制御しているスキャン電磁石１３０の電流値等に基づいて、エネルギー（ビームエネルギー）と相対的な電子線の線量とを算出する。

より具体的には、測定を行う際には、まず、制御装置１４０の制御部１４０ａが、被照射物Ｗに電子線を照射する場合よりも、電子線の偏向量が大きくなるようにスキャン電磁石１３０の電流値を制御する。すると、電子線の偏向量は徐々に大きくなり、図中一点鎖線で示す角度になったところで、測定線導出部材１２６を介して外部に電子線が導出される。このようにして外部に導出された電子線は、検出部１５０によって検出され、検出信号（電流値信号）が制御装置１４０に入力される。演算部１４０ｂは、検出信号が入力されたときに、制御部１４０ａによって制御されているスキャン電磁石１３０の電流値を特定し、当該電流値に基づいてエネルギーを算出することとなる。

ここで、電子線の偏向量（走査角度）、スキャン電磁石１３０の電流値、および、ビームエネルギーの間には、一定の関係性が保持されている。本実施形態では、電子線の偏向量が所定量になったところ、すなわち、特定の偏向量となったところで、検出部１５０が電子線を検出することとなるため、検出部１５０によって電子線が検出されたときのスキャン電磁石１３０の制御電流値を特定することにより、ビームエネルギーを容易に算出することができる。

また、演算部１４０ｂは、上記のようにして算出したエネルギーから、想定されるスキャン幅を導出するとともに、スキャン幅、制御電流値、被照射物Ｗの搬送速度、測定線導出部材１２６から検出部１５０（チタン箔）までの距離、検出部１５０（ファラデーカップ）によって測定されるビーム量等に基づいて、相対的な電子線の線量を算出する。このように、演算部１４０ｂによって、エネルギーと電子線の相対的な線量とが算出されることとなる。

なお、測定線導出部材１２６をタングステンまたは銅のターゲットで構成してＸ線を外部に導出することとした場合には、検出部１５０（Ｘ線検出装置）によって検出したＸ線を同一条件下で相対的に評価すればよい。このとき、検出部１５０と測定線導出部材１２６との間に、既知の厚み、密度の金属を設け、Ｘ線検出量と、その後に検出したＸ線の線量との差分からＸ線減衰量を算出して、相対的にエネルギーを同定、評価する。このようにすれば、Ｘ線から電子線の線量を導出することも可能である。

以上のように、本実施形態の電子線照射装置１００によれば、従来の線量測定器を用いることなく、エネルギーや、同一条件下における電子線の線量の相対値（実測値、経験値に基づいた算出値）を即座に導出することが可能となる。したがって、電子線の線量やエネルギーをリアルタイムに制御することも可能となり、滅菌作用等の信頼性を向上することができる。また、線量やエネルギーを測定する際には、スキャン電磁石１３０の電流値を一瞬制御するだけでよいので、測定作業がほとんど不要となる。しかも、例えば、被照射物Ｗが所定の間隔を維持して搬送される場合には、被照射物Ｗが照射領域を通過しない僅かな時間で測定を行うことも可能であり、電子線の測定のために被照射物Ｗへの電子線の照射を中断することもない。

なお、本実施形態においては、スキャンホーン１２０の本体１２０ａのうち、導入部１２１と導出部１２３（電子線取出部材１２４）との間の側壁に、測定窓１２５が設けられる場合について説明したが、スキャンホーン１２０の形状等はこれに限定されるものではない。スキャンホーンの他の構成について図５を用いて説明する。

図５は、変形例のスキャンホーンの構成を説明するための説明図である。なお、図５においては、スキャンホーンの構成のみが上記実施形態と異なり、その他の構成は上記実施形態と同じである。したがって、ここでは、上記実施形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、上記実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

この変形例のスキャンホーン１６０は、断面（Ｘ方向断面）が台形状の本体１６０ａを備えて構成される。本体１６０ａは、Ｘ方向の幅が狭い基端部１６０ｂが加速器１１８に接続され、基端部１６０ｂよりもＸ方向の幅が広い先端部１６０ｃが、搬送体２００のコンベア２００ａに対向して配置されている。本体１６０ａの基端部１６０ｂには、加速器１１８の加速空間１１９に連通する開口からなる導入部１６１が設けられており、本体１６０ａ内に設けられた内部空間１６２が、導入部１６１を介して加速空間１１９と連通することとなる。また、本体１６０ａの先端部１６０ｃには、開口からなる導出部１６３が設けられており、この導出部１６３に、内部空間１６２と外部とを隔てつつ、加速された電子を、内部空間１２２から大気中に導出するチタン箔からなる電子線取出部材１６４が設けられている。なお、導出部１６３および電子線取出部材１６４によって、電子線取出部が構成されている。

また、このスキャンホーン１６０においては、本体１６０ａの先端部１６０ｃに、測定用取付部材１６５が着脱自在に設けられている。この測定用取付部材１６５は、スキャンホーン１６０の本体１６０ａと同様の材質で構成されており、本体１６０ａの先端部１６０ｃに対してＸ方向に隣接配置されている。この測定用取付部材１６５には、鉛直方向（Ｚ方向）に貫通する開口からなる測定窓１６５ａが形成されており、この測定窓１６５ａに、チタン箔もしくはタングステンまたは銅のターゲットからなる測定線導出部材１６６が設けられている。これにより、内部空間１６２は、電子線取出部材１６４および測定線導出部材１６６によって外部から完全に隔てられ、真空状態に維持されることとなる。

また、測定用取付部材１６５には、鉛直下方（Ｚ方向）に突出する固定具１６７が設けられており、この固定具１６７に、測定線導出部材１６６から導出される電子線やＸ線を検出する検出部１５０が固定されている。上記の変形例のスキャンホーン１６０によっても、測定窓１６５ａおよび測定線導出部材１６６が、電子線取出部１６４を通過する偏向量以上の偏向量の電子線が導かれる位置に設けられており、上記実施形態と同様の作用効果が実現されることとなる。

なお、上記の変形例においては、測定窓１６５ａを、本体１６０ａとは別体からなる測定用取付部材１６５に設けたので、測定用取付部材１６５を本体１６０ａから取り外すことで、メンテナンスの容易性を向上することができる。

以上のように、測定窓１６５ａおよび測定線導出部材１６６は、電子線取出部材１６４を通過する偏向量以上の偏向量の電子線が導かれる位置に設けられれば、スキャンホーンの形状等は特に限定されるものではない。ただし、搬送体２００までの距離や、被照射物Ｗの大きさ等によっては、検出部１５０が被照射物Ｗ等と干渉するおそれがある。したがって、被照射物Ｗ等と干渉するおそれがある場合には、上記実施形態のように、測定窓１６５ａや測定線導出部材１６６を、電子線取出部よりも電子線の進行方向上流側（加速器１１８側）に設けることがより望ましい。

また、上記の各例では、線量やエネルギーを測定すべく、電子線の偏向量を可変する機能を、スキャン電磁石１３０に兼用させる場合について説明した。換言すれば、被照射物Ｗに電子線を照射する場合と、線量やエネルギーを測定する場合との双方において、スキャン電磁石１３０が電子線の偏向量を制御することとした。しかしながら、例えば、図６に示す他の変形例のように、スキャン電磁石１３０とは別に、偏向電磁石１７０を設けることとしてもよい。この場合、線量やエネルギーの測定時には、制御装置１４０がスキャン電磁石１３０の電流値の制御を停止するとともに、偏向電磁石１７０の電流値を制御して、測定窓１２５に導かれた電子線を外部に導出し（図６中一点鎖線で示す）、被照射物Ｗに電子線を照射する場合には、制御装置１４０が偏向電磁石１７０の電流値の制御を停止するとともに、スキャン電磁石１３０の電流値を制御するようにしてもよい（図６中破線で示す）。

このように、スキャン電磁石１３０とは別に、偏向電磁石１７０を設ければ、例えば、被照射物Ｗへの照射の際にはＸ方向に電子線を走査しつつ、測定の際にはＹ方向に電子線を偏向するといった具合に、被照射物Ｗに照射する場合と、測定を行う場合とで異なる方向に電子線を偏向することも可能である。ただし、上記実施形態のように、線量等を測定する場合の偏向量制御と、被照射物Ｗに照射する場合の偏向量制御との両機能を、スキャン電磁石１３０によって兼用するようにすれば、コストを低減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、被照射物に電子線を照射する電子線照射装置および電子線照射装置のスキャンホーンに利用することができる。

１００ …電子線照射装置
１１８ …加速器
１１９ …加速空間
１２０ …スキャンホーン
１２０ａ …本体
１２１ …導入部
１２２ …内部空間
１２３ …導出部
１２４ …電子線取出部材
１２５ …測定窓
１２６ …測定線導出部材
１３０ …スキャン電磁石
１４０ …制御装置
１４０ａ …制御部
１４０ｂ …演算部
１５０ …検出部
１５０ａ …電流計
１６０ …スキャンホーン
１６０ａ …本体
１６１ …導入部
１６２ …内部空間
１６３ …導出部
１６４ …電子線取出部材
１６５ａ …測定窓
１６６ …測定線導出部材
１７０ …偏向電磁石

Claims

真空に維持される加速空間で電子線を加速する加速器と、
前記加速器で加速された電子線を偏向するスキャン電磁石と、
前記スキャン電磁石の電流値を制御して電子線の偏向量を可変する制御部と、
前記加速器の加速空間に接続される導入部、当該導入部を介して前記加速空間に真空を維持して連通する内部空間、および、前記導入部に対向配置され前記内部空間を外部から隔てるとともに、前記スキャン電磁石によって偏向された電子線を被照射物に向けて導出する電子線取出部が設けられた本体を有するスキャンホーンと、を備えた電子線照射装置であって、
前記スキャンホーンは、
前記本体のうち、前記電子線取出部を通過する偏向量以上の偏向量の電子線が導かれる位置に設けられた測定窓と、
前記測定窓に設けられ、前記内部空間を外部から隔てるとともに、前記測定窓に導かれた電子線を外部に導出するか、または、前記測定窓に導かれた電子線からＸ線を発生させて外部に導出する測定線導出部材と、を備えたことを特徴とする電子線照射装置。
真空に維持される加速空間で電子線を加速する加速器と、
前記加速器で加速された電子線を偏向するスキャン電磁石および偏向電磁石と、
前記スキャン電磁石または前記偏向電磁石の電流値を制御して電子線の偏向量を可変する制御部と、
前記加速器の加速空間に接続される導入部、当該導入部を介して前記加速空間に真空を維持して連通する内部空間、および、前記導入部に対向配置され前記内部空間を外部から隔てるとともに、前記スキャン電磁石によって偏向された電子線を被照射物に向けて導出する電子線取出部が設けられた本体を有するスキャンホーンと、を備えた電子線照射装置であって、
前記スキャンホーンは、
前記本体のうち、前記偏向電磁石によって偏向された電子線が導かれるとともに、前記電子線取出部と異なる位置に設けられた測定窓と、
前記測定窓に設けられ、前記内部空間を外部から隔てるとともに、前記測定窓に導かれた電子線を外部に導出するか、または、前記測定窓に導かれた電子線からＸ線を発生させて外部に導出する測定線導出部材と、を備えたことを特徴とする電子線照射装置。
前記測定線導出部材を介して外部に導出された電子線またはＸ線を検出する検出部と、
少なくとも前記検出部によって前記電子線またはＸ線が検出されたときに前記制御部によって制御されている電流値に基づいて、線量およびエネルギーのいずれか一方または双方を算出する演算部と、を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電子線照射装置。
前記測定窓は、
前記本体のうち、前記電子線取出部よりも前記導入部側に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子線照射装置。
前記測定線導出部材は、
電子線を外部に導出するチタン箔で構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子線照射装置。
前記測定線導出部材は、
電子線からＸ線を発生させて外部に導出するタングステンまたは銅のターゲットで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子線照射装置。
加速器の加速空間で加速され、制御部によるスキャン電磁石の電流値の制御により、偏向量が可変された電子線を被照射物に向けて導出する電子線照射装置のスキャンホーンであって、
前記加速器に接続される本体は、
前記加速器の加速空間に接続される導入部と、
前記導入部を介して前記加速空間に真空を維持して連通する内部空間と、
前記導入部に対向配置され前記内部空間を外部から隔てるとともに、前記スキャン電磁石によって偏向された電子線を前記被照射物に向けて導出する電子線取出部と、
前記電子線取出部を通過する偏向量以上の偏向量の電子線が導かれる位置に設けられた測定窓と、
前記測定窓に設けられ、前記内部空間を外部から隔てるとともに、前記測定窓に導かれた電子線を外部に導出するか、または、前記測定窓に導かれた電子線からＸ線を発生させて外部に導出する測定線導出部材と、を備えたことを特徴とする電子線照射装置のスキャンホーン。
制御部によるスキャン電磁石または偏向電磁石の電流値の制御により、加速器の加速空間で加速された電子線の偏向量が可変されて導かれる電子線照射装置のスキャンホーンであって、
前記加速器に接続される本体は、
前記加速器の加速空間に接続される導入部と、
前記導入部を介して前記加速空間に真空を維持して連通する内部空間と、
前記導入部に対向配置され前記内部空間を外部から隔てるとともに、前記スキャン電磁石によって偏向された電子線を前記被照射物に向けて導出する電子線取出部と、
前記偏向電磁石によって偏向された電子線が導かれるとともに、前記電子線取出部と異なる位置に設けられた測定窓と、
前記測定窓に設けられ、前記内部空間を外部から隔てるとともに、前記測定窓に導かれた電子線を外部に導出するか、または、前記測定窓に導かれた電子線からＸ線を発生させて外部に導出する測定線導出部材と、を備えたことを特徴とする電子線照射装置のスキャンホーン。