JP2824363B2 - ビーム供給装置 - Google Patents

ビーム供給装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば陽子線・重粒
子線がん治療装置や放射線実験装置などに共用されるビ
ーム供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のビーム供給装置の一例を示
す一部切欠斜視図である。図において、例えばシンクロ
トロン装置など、ビームを作り出すビーム発生装置１に
は、発生したビームをビーム軌道の分岐点まで輸送する
分岐点前ビーム輸送装置２が接続されている。この分岐
点前ビーム輸送装置２は、例えば偏向電磁石装置，四極
電磁石装置，真空容器，真空排気装置及びビーム診断装
置等により構成されている。また、分岐点前ビーム輸送
装置２の分岐点側端部には、分岐用偏向電磁石１１が配
置されている。分岐点からビーム利用室５までの間に
は、ビーム輸送装置１２が設けられている。なお、図３
では各装置の電源・ケーブル等を図示していない。
【０００３】次に、上記従来のビーム供給装置の動作に
ついて説明する。ビーム発生装置１より出射されたビー
ムは、ビーム経路の分岐点までは分岐点前ビーム輸送装
置２の軌道に沿って導かれる。分岐点では、分岐用偏向
電磁石１１が励磁されていなければ、即ちその磁極間磁
場が零であれば、磁極間磁場からのローレンツ力が作用
しないので、ビームは直進する。一方、分岐用偏向電磁
石１１が適切に励磁されていれば、ビームはローレンツ
力によって偏向され直進方向とは別の方向へ進む。その
後、ビームは、それ以降のビーム輸送装置１２のビーム
軌道に沿って導かれ、必要があればさらに幾つかの分岐
用偏向電磁石１１を経て最終的にはビーム利用室５へ導
かれ供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来のビーム供給装置においては、分岐用偏向電磁石
１１より下流に、複数のビーム輸送装置１２がビーム軌
道毎に配置されているため、ビーム輸送装置１２が非常
に高価でビーム利用室５の数が多くなる場合や、色々の
ビーム入射角（例えば水平面との角度）のビーム利用室
５を複数用意する必要がある場合などには、全体がかな
り高価になってしまうという問題点があった。
【０００５】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、ビーム利用室
を複数配置する場合に、ビーム輸送装置の個数を減らし
て全体を安価にすることができるビーム供給装置を得る
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るビ
ーム供給装置は、回転型偏向電磁石の回転によりビーム
の行き先を切り替える切替装置をビーム軌道の分岐点に
設け、複数のビーム利用室を回転型偏向電磁石の回転軸
の回りに配置し、上記回転軸を中心に回転することによ
り各ビーム利用室のいずれかに選択的に接続される回転
型ビーム輸送装置を設けたものである。
【０００７】請求項２の発明に係るビーム供給装置は、
回転型偏向電磁石の回転及び励磁の有無によりビームの
行き先を切り替える切替装置をビーム軌道の分岐点に設
け、複数のビーム利用室を回転型偏向電磁石の回転軸の
回りに配置し、上記回転軸を中心に回転することにより
各ビーム利用室のいずれかに選択的に接続される回転型
ビーム輸送装置を設け、さらに分岐点から直進方向下流
側に直進用ビーム輸送装置を設け、その下流側に下流側
ビーム利用室を配置したものである。
【０００８】
【作用】この発明においては、回転型偏向電磁石の回転
によりビームの行き先を切り替え、その回転軸の回りに
配置したビーム利用室にビームを供給することにより、
ビーム輸送装置の個数を減少させる。
【０００９】
【実施例】
実施例１．図１は請求項１の発明の一実施例によるビー
ム供給装置を示す一部切欠斜視図、図２は図１のビーム
利用室の側断面図である。図において、ビーム発生装置
１に接続された分岐点前ビーム輸送装置２は、偏向電磁
石，四極電磁石，真空容器，真空排気装置及びビーム診
断装置などを主構成とするもので、ビーム発生装置１で
発生したビームをビーム軌道の分岐点まで輸送する。
【００１０】この分岐点には、偏向角９０度の回転型偏
向電磁石３の回転によりビームの行き先を切り替える切
替装置が設けられている。この切替装置には、回転型偏
向電磁石３の回転軸を中心に回転する回転型ビーム輸送
装置４が接続されている。ビーム利用室５は前記の回転
軸を中心として、ビーム軌道の分岐点からそれぞれ同一
距離に複数（ここでは８室）配置されている。
【００１１】次に、動作について説明する。ビーム発生
装置１より出射されたビームは、ビーム経路の分岐点ま
では分岐点前ビーム輸送装置２の軌道に沿って導かれ
る。分岐点まで導かれたビームは、分岐点直前のビーム
の進行方向を回転軸として回転する偏向角９０度の回転
型偏向電磁石３によって偏向され、１つの鉛直平面内に
導かれる。このとき、回転型偏向電磁石３の回転角は、
どのビーム利用室５へビームを導くかによって決められ
ている。また、回転型ビーム輸送装置４も同じ回転軸を
中心として回転し、その回転角相当に設置されている。
従って、切替装置で偏向されたビームは、回転型ビーム
輸送装置４を経て該当するビーム利用室５へ導かれ供給
される。
【００１２】このようなビーム供給装置によれば、回転
型偏向電磁石３及び回転型ビーム輸送装置４の回転によ
り、ビームが供給されるビーム利用室５を切り替えるよ
うにしたので、複数のビーム利用室５毎にビーム輸送装
置を設ける必要がなく、ビーム輸送装置の個数が減少
し、装置全体が安価になる。
【００１３】なお、ここでいう回転型ビーム輸送装置４
の「輸送装置」とは、がん治療装置の照射装置の一部
（例えば、ワブラー電磁石，ビーム散乱体，ビームコリ
メータ，Ｘ線位置決め装置の一部等）や放射線実験装置
の測定装置の一部（例えば、ビーム散乱体，ビームコリ
メータ，計測器等）をも含むものとする。
【００１４】また、回転型偏向電磁石３と回転型ビーム
輸送装置４とは、必ずしも一体として回転しなくてもよ
く、回転型ビーム輸送装置４自身も、必ずしも一体とし
て回転する必要はない。例えば、がん治療装置の場合、
回転型ビーム輸送装置４のうち、ビーム照射中に使用さ
れる機器（ワブラー電磁石，ビーム散乱体，ビームコリ
メータ等）より構成される部分と、無ビーム時に使用さ
れる位置決め装置の一部とを別々に回転させることも可
能である。
【００１５】さらに、上記実施例１では、図２に示すよ
うに、ビーム利用室５内のビーム利用点６が回転角４５
度毎に左右対称に位置するように、ビーム利用室５を全
周に設けているが、必ずしもその必要はない。ここで、
ビーム利用室５の配置は、ビーム利用点６が回転型偏向
電磁石３の回転軸の回りに、概ね分岐点から同一距離を
隔てた所に位置するように決めればよい。
【００１６】さらにまた、上記実施例１では回転型偏向
電磁石３の偏向角を９０度としているが、必ずしもその
必要はない。偏向角を９０度未満とした場合、ビーム
は、回転型偏向電磁石３の回転軸の回りの１つの円錐曲
面内に導かれることになる。
【００１７】また、上記実施例１では、分岐点に対して
ビームが水平に入射するように、分岐点前ビーム輸送装
置２，回転型偏向電磁石３，回転型ビーム輸送装置４及
びビーム利用室５等が配置されているが、必ずしも水平
入射の必要はない。
【００１８】実施例２．次に、請求項２の発明の実施例
について説明する。この実施例２のビーム供給装置で
は、図示はしないが、回転型偏向電磁石３の回転だけで
なく、その励磁の有無によってもビームの行き先を切り
替える切替装置を用いる。即ち、実施例１の回転型偏向
電磁石３の励磁を止めると、ビームは分岐点で直進し得
る。従って、その直進方向下流側に延びる直進用ビーム
輸送装置を配置し、その下流側に、１つの下流側ビーム
利用室、又は実施例１の切替装置３及び回転型ビーム輸
送装置４を介して複数の下流側ビーム利用室を設ける。
【００１９】このような構成とすることにより、ビーム
利用室を多数配置して、しかもビーム輸送装置の増加を
最小限に抑えることができる。さらに、必要ならば、第
２番目の回転型偏向電磁石３の下流側に同様付加を繰り
返すことも可能である。このように、ビーム輸送系にお
いて、ビームの行き先を分岐点で切り替える方法とし
て、従来の偏向電磁石の励磁の有無や強弱による方法と
回転型偏向電磁石による方法とを組み合わせることによ
って、多彩なビーム供給装置が可能となる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
ビーム供給装置は、回転型偏向電磁石の回転によりビー
ムの行き先を切り替える切替装置をビーム軌道の分岐点
に設け、複数のビーム利用室を回転型偏向電磁石の回転
軸の回りに配置し、上記回転軸を中心に回転することに
より各ビーム利用室のいずれかに選択的に接続される回
転型ビーム輸送装置を設けたので、複数のビーム利用室
を配置する場合に、ビーム輸送装置の個数を減らして全
体を安価に製造することができるという効果を奏する。
また、回転型偏向電磁石の回転軸を水平とし、ビーム利
用室を回転軸回りに上下に配置するようにしたので、少
ない面積により多くのビーム利用室を設置することがで
き、かつビーム利用室を選択することにより、ビーム利
用室内での被照射体の設置角度を変えずに、被照射体へ
のビームの照射角度を変えることができる。さらに、回
転型ビーム輸送装置に照射装置の少なくとも一部を設け
ることができ、各ビーム利用室に照射装置を設ける場合
に比べてコストを大幅に低減することができる。
【００２１】また、請求項２の発明のビーム供給装置
は、回転型偏向電磁石の回転だけでなく励磁の有無によ
ってもビームの行き先を切り替える切替装置をビーム軌
道の分岐点に設け、分岐点から直進方向下流側に直進用
ビーム輸送装置を設け、その下流側にも下流側ビーム利
用室を配置したので、上記請求項１の発明の効果に加え
て、ビーム利用室をさらに多数配置して、しかもビーム
輸送装置の増加を最小限に抑えることができ、経済性が
一層向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の一実施例によるビーム供給装
置を示す一部切欠き斜視図である。
【図２】図１のビーム利用室の側断面図である。
【図３】従来のビーム供給装置の一例を示す一部切欠き
斜視図である。
【符号の説明】
１ ビーム発生装置 ２ 分岐点前ビーム輸送装置 ３ 回転型偏向電磁石 ４ 回転型ビーム輸送装置 ５ ビーム利用室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H05H 7/00 - 13/04 A61N 5/10 G21K 1/08 - 1/093 G21K 5/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビームを作り出すビーム発生装置と、こ
    のビーム発生装置に接続され、前記ビーム発生装置で発
    生したビームをビーム軌道の分岐点まで輸送する分岐点
    前ビーム輸送装置と、前記分岐点に設けられ、水平な回
    転軸を中心とする回転型偏向電磁石の回転により前記分
    岐点で前記ビームの行き先を切り替える切替装置と、前
    記回転軸の回りに配置され、上下方向の位置が異なる複
    数のビーム利用室と、前記回転軸を中心に回転すること
    により各前記ビーム利用室のいずれかに選択的に接続さ
    れ、前記分岐点から各前記ビーム利用室に前記ビームを
    輸送する回転型ビーム輸送装置とを備えていることを特
    徴とするビーム供給装置。
  2. 【請求項２】 ビームを作り出すビーム発生装置と、こ
    のビーム発生装置に接続され、前記ビーム発生装置で発
    生したビームをビーム軌道の分岐点まで輸送する分岐点
    前ビーム輸送装置と、前記分岐点に設けられ、水平な回
    転軸を中心とする回転型偏向電磁石の回転及び励磁の有
    無により前記分岐点で前記ビームの行き先を切り替える
    切替装置と、前記回転軸の回りに配置され、上下方向の
    位置が異なる複数のビーム利用室と、前記回転軸を中心
    に回転することにより各前記ビーム利用室のいずれかに
    選択的に接続され、前記分岐点から各前記ビーム利用室
    まで前記ビームを輸送する回転型ビーム輸送装置と、前
    記分岐点から直進方向下流側に延びる直進用ビーム輸送
    装置と、この直進用ビーム輸送装置の下流側に配置され
    ている下流側ビーム利用室とを備えていることを特徴と
    するビーム供給装置。
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