JPH02135700A - 電子線形加速器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電子を高エネルギに加速し、放射光及び自
由電子レーザ等を得るための電子線形加速器に関するも
のである。

［従来の技術］ 第３図は例えばＩ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　、　Ｔｒａｎｓ、Ｎｕ
ｃ、Ｓｃｉ。

Ｎ５−１８．１９７１．Ｐ３５に示された従来の電子線
形加速器と同種の電子線形加速器を示す構成図であり、
図において（１）は電子銃、（２）は電子銃（１）から
発射された電子線、（３）は電子銃（１）から発射され
た電子線（２）を集群するためのプリバンチャー、（４
）はプリバンチャー（３）で集群された電子線（２）の
発散を抑える集束コイルである。

（５ａ）は集束コイル（４）で集束された電子線（２）
を集群しかつ加速するバンチャー加速管、（５ｂ）及び
（５ｃ）は電子線（２）をより高エネルギに加速するた
めの第１及び第２のレギュラー加連管である。

（６）は大電力マイクロ波を発生させるクライストロン
、（７ａ　）　、　（７ｂ　）及び（７Ｃ）はクライス
トロン（６）で発生したマイクロ波をそれぞれ各加速管
（５ａ）　、（５ｂ）　”、（５ｃ）へ伝送するための
第１゜第２及び第３の導波管、（８）は第１及び第３の
導波管（７ａ　）　、　（７ｃ　）と第２の導波管（７
ｂ）との分岐部に設けられマイクロ波電力を分岐する方
向性結合器、（９）は第１及び第３の導波管（７ａ）。

（７ｃ）の途中にそれぞれ設けられマイクロ波の位相及
びパワーを調整する移相減衰器、（１０）は各導波管（
７ａ　）　、　（７ｂ　）　、　（７ｃ　）の各加速管
（５ａ）　、（５ｂ）、　（５ｃ　）との接続部近傍に
設けられたＲＦ窓であり、このＲＦ窓（１０）は各加速
管（５ａ　）　、　（５ｂ　）　、　＜５ｃ　）内の真
空を保つとともに大電力のマイクロ波を通過させる。（
１１）はクライストロン（６）にパルス状の大電力を供
給するクライストロン電源である。

次に、動作について説明する。電子銃（１）から発射さ
れた電子線（２）は、まずブリバンチャー（３）によっ
て速度変調を受け、次にバンチャー加速管（５ａ）の入
力空胴（図示せず）で位相が集群される。また、プリバ
ンチャー（３）で速度変調を受けた電子線（２）は、集
束コイル（４）によりその発散が抑えられている。

電子線（２）は、バンチャー加速管（５ａ）て加速され
た後、第１及び第２のレギュラー加速管（５ｂ　）　、
　（５ｃ　）でさらに加速されることにより、各加速管
（５ａ　）　、　（５ｂ　）　、　（５ｃ　）で順次エ
ネルギーが増大されていく。

一方、クライストロン（６）で発生した大電力のマイク
ロ波は、方向性結合器（８）で分割され、位相減衰器く
９）で位相調整され、各加速管（５ａ）、（ｓｔ＋）　
、（５ｃ）に供給される。これによって、各加速管（５
ａ　）　、　（５ｂ　）　、　（５ｃ　）内には、電子
線（２）を加速する加速電界が発生する。

［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電子線形加速器において
は、各加速管（５ａ　）　、　（５ｂ　）　、　（５ｃ
　）が、それぞれ−度ずつしか電子線（２）を加速せず
、またクライストロン（６）から供給されるマイクロ波
は、一方の位相のみが加速電界として使用され、反対の
位相は減速電界となり加速に利用できないため、電子線
（２）の加速の効率が低いという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、同一の定在波加速管に電子線を両方向から
通すことにより、定在波加速管の互いに逆方向へ向いた
電界をそれぞれ加速電界として利用でき、これにより同
一の定在波加速管で電子線を繰り返し加速することがで
きる電子線形加速器を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電子線形加速器は、偏向１位相調整手段
を、定在波加速管から出射された電子線の経路に設け、
かつ取出手段を電子線の経路に設けたものである。

［作用］ この発明においては、（肩肉１位相調整手段が、電子線
を磁力により偏向し、かつ電子線の位相を調整し、電子
線を定在波加速管に前回出射と逆の方向から入射させる
ことにより、同一の定在波加速管で電子線が繰り返し加
速され、また所定のエネルギに加速された電子線は、取
出手段によって取り出される。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による電子線形加速器を示
す構成図であり、第３図と同−又は相当部分には同一符
号を付し、その説明を省略する。

図において、（２１）はレギュラー加速管として第１の
ビームダクト（２２ａ）を介してバンチャー加速管（５
ａ）に接続された定在波加速管であり、この定在波加速
管（２１）の反対側の端部には第２のビームダクト（２
２ｂ）が設けられている。また、この定在波加速管（２
１）には導波管（２３）を介してクライストロン（６）
からのマイクロ波電力が供給される。

（２４ａ）及び（２４Ｌ＋）はそれぞれ第１及び第２の
ビームダクト（２２ａ）　、　（２２ｂ）に接続された
第１及び第２の偏向ダクト、（２５ａ）及び（２５ｂ）
はそれぞれ第１及び第２のビームダクト（２２ａ）　、
　（２２ｂ）と第１及び第２の偏向ダクト（２４ａ）　
、　（２４ｂ）との接続部に設けられ電子線（２）を小
角度偏向する第１及び第２の小角偏向電磁石であり、こ
れら第１及び第２の小角偏向電磁石（２５ａ）　、　（
２５ｂ　）は例えば高速のパルス励磁電磁石からなって
いる。（２６）は第１及び第２の偏向ダクト（２４ａ）
　、　（２４ｂ）のそれぞれに２個ずつ設けられそれぞ
れ電子線（２）を実質的に２７０度偏向するプレフッエ
ル形のアクロマチック偏向電磁石であり、これらのアク
ロマチック偏向電磁石（２６）　２個と小角偏向電磁石
１個でアクロマチックベンディングシステムを構成して
いる。

（２７）は第２の偏向ダクト（２４ｂ）に設けられたビ
ーム取出ダクトである。

（２８）は第１の偏向ダクト（２４ａ）　、第１の小角
偏向電磁石（２５ａ）及び第１の偏向ダクト（２４ａ）
内のアクロマチック偏向電磁石（２６）からなる第１の
偏向２位相調整手段、（２９）は第２の偏向ダクト（２
４ｂ）、第２の小角偏向電磁石（２５ｂ）および第２の
偏向ダクト（２４ｂ）内のアクロマチック偏向電磁石（
２６）からなる第２の偏向１位相調整手段であり、これ
ら第１及び第２の偏向１位相調整手段（２８）　、（２
９）により電子線（２）は進行方向が偏向されるととも
にその位相が１８０度ずらされる。

（３０）は第２の小角偏向電磁石（２５１））及びビー
ム取出ダクト（２７）からなる取出手段である。

上記のように構成された電子線形加速器においては、バ
ンチャー加速管（５ａ）で光速に近い速度まで加速され
た電子線（２）は、まず第１の小角偏向電磁石（２５ａ
）で偏向され、第１のビームダク）（ＺＺａ）を通って
定在波加速管（２１）に入射され、そこで更に加速され
る。次に、電子線（２）は、第２のビームダクト（２２
ｂ）を経て、第２の小角偏向電磁石（２５ｂ）で偏向さ
れ、第２の偏向ダクト（２４ｂ）に入射される。そこで
、電子線（２）は２個のアクロマチック偏向電磁石（２
６）により２７０度ずつ偏向される。そして、再び第２
の小角偏向電磁石（２５ｂ）による偏向を受け、第２の
ビームダクト（２２ｂ）を経て、前回の出射方向と逆方
向がら定在波加速管（２１）に入射される。第２の偏向
。

位相調整手段（２８）は、電子線（２）を偏向するだけ
でなく、電子線（２）の位相が定在波加速管（２１）で
前回と１８０度ずれるように位相の調整も行っている。

このため、電子線（２）は定在波加速管（２１）で前回
と１８０度ずれた位相により生しる前回と逆向きの電界
により加速される。

定在波加速管（２１）により２回目の加速を受けた電子
線（２）は、第１のビームダクト（２２ａ）を経て第１
の偏向１位相調整手段（２８）に入射され、第２の偏向
２位相調整手段（２７）と同様に偏向されかつ位相調整
されて、定在波加速管（２１）に入射される。以下、電
子線（２）は第１及び第２の偏向１位相調整手段（２８
）　、　（２９）により繰り返し偏向され、定在波加速
管（２１）に入射される。このようにして、電子線（２
）は順次加速されて行く。

また、電子線（２）はバンチャー加速管（５ａ）で光速
近くまで加速されるので、それ以降の加速では、速度を
殆ど変えずにエネルギが高められていく。このため、エ
ネルギの異なる電子線（２）が次々と入射されても、定
在波加速管（２１）では問題は生じない。

さらに、電子線（２）はエネルギが高くなるにつれて、
第２の小角偏向電磁石（２５ｂ）での偏向角が小さくな
るので、最終的に電子線く２）がアクロマチック偏向電
磁石（２６）に達し得ないような高いエネルギになった
とき、電子線（２）はビーム取出ダクト（２７）から取
り出される。

なお、上記実施例では偏向１位相調整手段を２つ設けた
が、定在波加速管（２１）を２回通るだけで電子線（２
）が十分なエネルギに達する場合には、偏向１位相調整
手段は１つでよい、その場合、第２の偏向ダクト（２４
ｂ）側にビーム取出ダクト（２７）を設けず、第１の偏
向ダクト（２４ａ）の代わりにビーム取出ダクトを接続
し、このビーム取出ダクトと第１の小角偏向電磁石とで
取出手段を構成すればよい。

また、上記実施例では取出手段（３０）として第２の小
角偏向電磁石（２５ｂ）とビーム取出ダクト（２７）と
からなるものを示したが、これに限定されるものではな
い。例えば、電子線（２）はエネルギが高くなるにつれ
てアクロマチック偏向電磁石（２６）による偏向軌道が
外周へ広がっていくので、この軌道の外周にビーム取出
ダクトを設けて電子線を取り出すものなどでもよい。

さらに、上記実施例では偏向２位相調整手段の構成部材
として位相調整用の電磁石を第１及び第２のビームダク
ト（２２ａ）　、　（２２ｂ）等に設けてもよい。

また、偏向用の磁石として、例えば概９０度偏向電磁石
など、他のものを用いてもよい。

さらにまた、第２図に示すように、２個のアクロマチッ
ク偏向電磁石（２６）の間に電子線（２）の位相幅を圧
縮するパンチング電磁石（３１）を設けてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の電子線形加速器は、偏
向１位相調整手段が電子線を定在波加速管に前回の出射
方向と逆の方向から入射させ、かつその入射時の電子線
の位相を調整するようになっているので、定在波加速管
の互いに逆方向へ向いた電界をそれぞれ加速電界として
利用でき、同一の定在波加速管で電子線を繰り遅し加速
することがてき、加速の効率が向上するという効果があ
る。

また、これにより全体の省スペースを図ることができ、
経済性を向上させることができるなとの効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電子線形加速器を示
す構成図、第２図はこの発明の池の実施例を示す要部構
成図、第３図は従来の電子線形加速器の一例を示す構成
図である。 図において、（１）は電子銃、（２）は電子線、（５ａ
）はバンチャー加速管、（２１）は定在波加速管、（２
８）は第１の偏向１位相調整手段、（２９）は第２の偏
向１位相３Ａ整手段、（３０）は取出手段である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子銃から発射された電子線を集群し、かつ所定の速度
   以上に加速するためのバンチャー加速管と、このバンチ
   ャー加速管から出射された電子線を受け入れ、外部より
   供給される電磁波を作用させることにより、前記電磁波
   の形成する電界の向きに応じて前記電子線を加速する定
   在波加速管と、この定在波加速管から出射された電子線
   の経路に設けられ、前記電子線を磁力により偏向し、前
   記定在波加速管に前回の出射方向と逆の方向から入射さ
   せ、かつ前記定在波加速管に対する入射時と出射時との
   前記電子線の位相が１８０度ずれるように前記位相を調
   整する偏向、位相調整手段と、前記電子線の経路に設け
   られ、エネルギに応じた前記電子線の磁力に対する偏向
   角の違いを利用して、所定のエネルギに加速された電子
   線を取り出す取出手段とを備えたことを特徴とする電子
   線形加速器。