JPH0992499A - Particle accelerator - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a particle accelerator which can supply a beam at the timing which the user requests. SOLUTION: The output of a power supply for each of the incidence electromagnets, etc., of a synchrotron is controlled based on timing signals output from a timing controller 41, to accelerate a beam inside the synchrotron A. In a particle accelerator which supplies the accelerated beam to a user system 21, the user system has an ejection request signal output means for outputting an ejection request signal by which to request the timing controller of the ejection of a beam. The timing controller has a timing signal output means for outputting the timing signal to each power supply so that a beam is ejected from the synchrotron to the user system.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、陽子、炭素、シリ
コン等の粒子を加速して出射する粒子加速器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a particle accelerator that accelerates and emits particles of protons, carbon, silicon and the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の粒子加速器の運転は、以下に説明
する「入射処理」、「加速処理」、「出射処理」、「減
速処理」の繰り返しにより行なわれている。以下、各手
順について説明する。2. Description of the Related Art A conventional particle accelerator is operated by repeating "incident process", "acceleration process", "exit process" and "deceleration process" described below. Hereinafter, each procedure will be described.

【０００３】（１） 入射処理 この処理は、図８に示す前段加速器１からシンクロトロ
ンＡへのビームを入射する処理である。この入射処理に
おいては、シンクロトロンＡの偏向電磁石２、四極電磁
石３、六極電磁石４等の加速用電磁石は、シンクトロン
Ａの入射エネルギーに合わせた一定値で運転される。ま
た、インフレクタ５、入射セプタム電磁石６等の入射用
電磁石が駆動される。(1) Injection processing This processing is processing for injecting a beam from the pre-accelerator 1 shown in FIG. 8 to the synchrotron A. In this injection process, the accelerating electromagnets such as the deflection electromagnet 2, the quadrupole electromagnet 3, and the sextupole electromagnet 4 of the synchrotron A are operated at a constant value according to the incident energy of the synchrotron A. Further, the incident electromagnets such as the inflector 5 and the incident septum electromagnet 6 are driven.

【０００４】（２） 加速処理 この加速処理は、シンクロトロンＡによりビームの加速
を行なうものである。加速処理においては、加速用電磁
石の磁場をタイミング制御器２２により、予め定められ
たパターンに従って高めて、図９に示すように、粒子ビ
ームのエネルギーを高くする。また、高周波加速空洞９
においてもパターン運転が行なわれている。(2) Acceleration processing In this acceleration processing, the beam is accelerated by the synchrotron A. In the acceleration process, the magnetic field of the accelerating electromagnet is increased by the timing controller 22 according to a predetermined pattern to increase the energy of the particle beam as shown in FIG. Also, the high-frequency acceleration cavity 9
The pattern operation is also performed in.

【０００５】（３） 出射処理 この出射処理は、ビームをシンクロトロンＡの出射セプ
タム７、デフレクタ８を介してユーザシステム２１に出
射するものである。(3) Ejection Processing In this emission processing, the beam is emitted to the user system 21 via the emission septum 7 and the deflector 8 of the synchrotron A.

【０００６】出射処理においては、加速用電磁石は出射
エネルギーに対応した一定値で運転し、取出用四極電磁
石１０、デフレクタ８、出射セプタム電磁石７等の出射
用電磁石を駆動する。また高周波加速空洞９の電圧を低
くし、コースティングビームの状態にしておく。In the extraction processing, the acceleration electromagnet operates at a constant value corresponding to the extraction energy, and drives the extraction quadrupole electromagnet 10, the deflector 8, the extraction septum electromagnet 7, and the like. Further, the voltage of the high frequency accelerating cavity 9 is lowered to keep the coasting beam.

【０００７】（４） 減速処理 この減速処理は、シンクロトロンＡの次のサイクルへの
準備をするための処理である。(4) Deceleration process This deceleration process is a process for preparing the synchrotron A for the next cycle.

【０００８】減速処理においては、加速用電磁石の磁場
を入射エネルギーに対応した状態にまで戻す処理であ
る。また、シンクロトロンＡのタイミング制御器２２を
リセットして、次のサイクルに備える。In the deceleration process, the magnetic field of the acceleration electromagnet is returned to a state corresponding to the incident energy. Further, the timing controller 22 of the synchrotron A is reset to prepare for the next cycle.

【０００９】上述の入射処理、加速処理、出射処理、減
速処理の一連の運転は、図８に示すタイミング制御器２
２から予め定められたタイミング信号を、シンクロトロ
ンＡの各機器の電源にタイミング信号を出力することに
より行なわれる。The above-described series of operations of the injection process, the acceleration process, the extraction process, and the deceleration process are performed by the timing controller 2 shown in FIG.
A predetermined timing signal from 2 is output to the power source of each device of the synchrotron A by outputting the timing signal.

【００１０】すなわち、シンクロトロンＡは、タイミン
グ制御器２２に予め設定されたパターンに従って、運転
を繰り返している。図１０は、シンクロトロンＡのデフ
レクタ８から出射したビームを複数のユーザシステムに
輸送する粒子加速器の輸送系の構成を示す図である。That is, the synchrotron A repeats the operation according to the pattern preset in the timing controller 22. FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a transport system of a particle accelerator that transports a beam emitted from the deflector 8 of the synchrotron A to a plurality of user systems.

【００１１】同図に示すように、複数のユーザシステム
３１ａ，３１ｂにシンクロトロンＡのデフレクタ８から
出射したビームを供給する粒子加速器においては、ビー
ム光路上に振分電磁石３２ａ、３２ｂが設けられる。As shown in the figure, in the particle accelerator for supplying the beam emitted from the deflector 8 of the synchrotron A to the plurality of user systems 31a, 31b, distribution magnets 32a, 32b are provided on the beam optical path.

【００１２】そして、ビーム輸送系制御システム３３か
ら振分電磁石電源３４ａ，３４ｂに制御信号を出力する
ことにより、各振分電磁石３４ａ，３４ｂに電流を供給
して磁場を変化させることにより、各ユーザシステム３
１ａ，３１ｂ及びビームダンパ３５にビームを輸送す
る。By outputting a control signal from the beam transport system control system 33 to the distribution electromagnet power supplies 34a and 34b, a current is supplied to the distribution electromagnets 34a and 34b to change the magnetic field. System 3
The beam is transported to 1a, 31b and the beam damper 35.

【００１３】この振分電磁石３２ａ，３２ｂの運転は、
ビーム輸送系制御システム３３によって予め定められた
運転計画またはユーザからの要請によるオペレータの操
作によって行なわれている。The operation of the distribution electromagnets 32a and 32b is as follows.
The beam transportation system control system 33 is operated according to a predetermined operation plan or an operator's operation according to a request from a user.

【００１４】[0014]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
粒子加速器においては、ビームを出射するタイミング
は、ユーザの管理下にはなく、粒子加速器側のタイミン
グ制御器２２に設定されたタイミングに依存していた。
このことは、特に、ビームの照射対象が、生物などの動
きのあるものである場合、粒子加速器を使用するユーザ
にとって使用上の不都合を生じていた。As described above, in the conventional particle accelerator, the timing at which the beam is emitted is not under the control of the user, and is set at the timing set in the timing controller 22 on the particle accelerator side. Was dependent.
This has caused inconvenience in use for the user who uses the particle accelerator, especially when the irradiation target of the beam is a moving object such as a living thing.

【００１５】また、１つのシンクロトロンＡを複数のユ
ーザが使用する場合に、ユーザ間のビーム切り換えに粒
子加速器のオペレータを必要とし、ユーザの間にビーム
を振り分け操作が煩わしいという問題があった。Further, when a single synchrotron A is used by a plurality of users, there is a problem that an operator of the particle accelerator is required to switch the beams among the users, and the operation of distributing the beams among the users is troublesome.

【００１６】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、第１の目的は、ビームの出射タイミングを粒子
加速器のタイミング制御器のみに依らずに、ユーザから
の出射要求信号に基づいて出射時間を制御することによ
り、ユーザの要求するタイミングでビームを供給するこ
とのできる粒子加速器を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances. A first object of the present invention is not to rely on the timing controller of the particle accelerator for the beam ejection timing, but on the basis of the emission request signal from the user. An object of the present invention is to provide a particle accelerator capable of supplying a beam at a timing requested by a user by controlling the emission time.

【００１７】また、本発明の第２の目的は、ユーザから
の出射要求信号に基づいて、出射ビーム輸送系のビーム
軌道を制御することにより、ビームを供給することので
きる粒子加速器を提供することにある。A second object of the present invention is to provide a particle accelerator capable of supplying a beam by controlling the beam trajectory of the outgoing beam transport system based on the outgoing request signal from the user. It is in.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段】従って、まず、上記目的
を達成するために請求項１に係る発明は、タイミング制
御器から出力されるタイミング信号により、シンクロト
ロンの入射用電磁石、加速用電磁石、出射用電磁石、高
周波加速空胴の各々の電源の出力を制御して、シンクロ
トロン内のビームを加速し、この加速されたビームをユ
ーザシステムに供給する粒子加速器において、前記ユー
ザシステムは、前記タイミング制御器にビームの出射を
要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出力手段
を具備し、前記タイミング制御器は、前記出射要求信号
出力手段から出射要求信号が入力されると、前記シンク
ロトロンから前記ユーザシステムにビームが出射される
ようタイミング信号を前記各電源に対して出力するタイ
ミング信号出力手段を具備したことを特徴とする。Therefore, first, in order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is to provide an incident electromagnet, an acceleration electromagnet of a synchrotron according to a timing signal output from a timing controller, In the particle accelerator for controlling the output of each power source of the extraction electromagnet and the high-frequency accelerating cavity to accelerate the beam in the synchrotron and to supply the accelerated beam to the user system, the user system has the timing The controller comprises an extraction request signal output means for outputting an extraction request signal for requesting beam extraction to the controller, and the timing controller outputs the extraction request signal from the synchrotron when the extraction request signal is input from the extraction request signal output means. Timing signal output means for outputting a timing signal to each of the power supplies so that a beam is emitted to the user system. Characterized by comprising a.

【００１９】また、請求項２に係る発明は、タイミング
制御器から出力されるタイミング信号により、シンクロ
トロンの入射用電磁石、加速用電磁石、出射用電磁石、
高周波加速空胴の各々の電源の出力を制御して、シンク
ロトロン内のビームを加速し、この加速されたビームを
ユーザシステムに供給する粒子加速器において、前記ユ
ーザシステムは、前記タイミング制御器にビームの出射
を要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出力手
段を具備し、前記タイミング制御器は、前記シンクロト
ロンからビームを出射することが可能か否かを示す出射
可能フラグと、前記出射可能フラグにより出射可能と判
定され、且つ前記出射要求信号出力手段から出射要求信
号が入力されると、前記シンクロトロンから前記ユーザ
システムにビームが出射されるようタイミング信号を前
記各電源に対して出力するタイミング信号出力手段を具
備したことを特徴とする。According to a second aspect of the invention, an incident electromagnet, an acceleration electromagnet, and an extraction electromagnet of the synchrotron are controlled by the timing signal output from the timing controller.
In the particle accelerator for controlling the output of each power supply of the high-frequency acceleration cavity to accelerate the beam in the synchrotron and supplying the accelerated beam to the user system, the user system is configured to control the beam to the timing controller. Is provided with an extraction request signal output means for outputting an extraction request signal for requesting the extraction of the beam, and the timing controller has an extraction possible flag indicating whether a beam can be emitted from the synchrotron and the extraction possible signal. When it is determined by the flag that extraction is possible and the extraction request signal is input from the extraction request signal output means, a timing signal is output to each of the power sources so that a beam is emitted from the synchrotron to the user system. It is characterized by comprising a timing signal output means.

【００２０】さらに、請求項３に係る発明は、タイミン
グ制御器から出力されるタイミング信号により、シンク
ロトロンの入射用電磁石、加速用電磁石、出射用電磁
石、高周波加速空胴の各々の電源の出力を制御して、シ
ンクロトロン内のビームを加速し、この加速されたビー
ムをユーザシステムに供給する粒子加速器において、前
記ユーザシステムは、前記タイミング制御器にビームの
出射を要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出
力手段を具備し、前記タイミング制御器は、ユーザの要
求する時間長のビームを出力することができるか否かを
示す出射要求受付可能フラグと、前記出射要求受付可能
フラグにより出射可能と判定され、且つ前記出射要求信
号出力手段から出射要求信号が入力されると、前記シン
クロトロンから前記ユーザシステムにビームが出射され
るようタイミング信号を前記各電源に対して出力するタ
イミング信号出力手段を具備したことを特徴とする。Further, in the invention according to claim 3, according to the timing signal output from the timing controller, the output of each power source of the incident electromagnet, the acceleration electromagnet, the extraction electromagnet and the high frequency acceleration cavity of the synchrotron is controlled. In a particle accelerator for controlling and accelerating a beam in a synchrotron and supplying the accelerated beam to a user system, the user system outputs an extraction request signal for requesting beam extraction to the timing controller. The timing controller includes an extraction request signal output means, and the timing controller can perform extraction by the extraction request acceptable flag indicating whether or not a beam having a time length requested by the user can be output, and the extraction request acceptable flag. When the extraction request signal is input from the extraction request signal output means, the synchrotron outputs the extraction request signal. Over The system beam is characterized by comprising a timing signal output means for outputting a timing signal to the respective power supply to be emitted.

【００２１】さらに、請求項４に係る発明は、請求項１
乃至請求項３いずれか１項に記載の粒子加速器におい
て、前記出射要求信号を出力したユーザシステムに前記
シンクロトロンから出射されるビームを振り分けるビー
ム振分手段を付加したことを特徴とする。The invention according to claim 4 is the same as claim 1.
The particle accelerating device according to any one of claims 3 to 3, wherein a beam allocating unit for allocating a beam emitted from the synchrotron is added to the user system that outputs the emission request signal.

【００２２】請求項１に係る発明は、タイミング信号出
力手段により、出射要求信号出力手段から出射要求信号
が入力されると、前記シンクロトロンからユーザシステ
ムにビームが出射されるようタイミング信号を各電源に
対して出力するので、ユーザの要求タイミングに応じて
ビームを提供することができる。In the invention according to claim 1, when the extraction request signal is inputted from the extraction request signal output means by the timing signal output means, the timing signal is supplied to each power source so that the beam is emitted from the synchrotron to the user system. The beam can be provided according to the timing requested by the user.

【００２３】請求項２に係る発明は、タイミング信号出
力手段により、出射可能フラグにより出射可能と判定さ
れ、且つ出射要求信号出力手段から出射要求信号が入力
されると、シンクロトロンからユーザシステムにビーム
が出射されるようタイミング信号を各電源に対して出力
するので、十分に加速されたビームをユーザに供給する
ことができる。According to a second aspect of the present invention, when the timing signal output means determines that the extraction is possible by the extraction possible flag and the extraction request signal is input from the extraction request signal output means, the synchrotron beam is transmitted to the user system. Since a timing signal is output to each power source so that the beam is emitted, a sufficiently accelerated beam can be supplied to the user.

【００２４】請求項３に係る発明は、タイミング信号出
力手段により、出射要求受付可能フラグにより出射可能
と判定され、且つ出射要求信号出力手段から出射要求信
号が入力されると、シンクロトロンからユーザシステム
にビームが出射されるようタイミング信号を各電源に対
して出力するので、ユーザの要求する時間長のビームを
確実に供給することができる。According to a third aspect of the invention, when the timing signal output means determines that the extraction request can be extracted by the extraction request acceptability flag and the extraction request signal is input from the extraction request signal output means, the synchrotron sends the user system. Since the timing signal is output to each power source so that the beam is emitted to the beam, it is possible to reliably supply the beam of the time length required by the user.

【００２５】請求項４に係る発明は、ビーム振分手段に
より、出射要求信号を出力したユーザシステムにシンク
ロトロンから出射されるビームを振り分けるので、オペ
レータを介在させずにビームを各ユーザに振り分けるこ
とができる。In the invention according to claim 4, since the beam emitted from the synchrotron is distributed to the user system which has output the extraction request signal by the beam distribution means, the beam can be distributed to each user without the intervention of an operator. You can

【００２６】[0026]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 ＜第１の実施の形態＞図１は、本発明の第１の実施の形
態に係る粒子加速器の構成を示す図であり、図２は、本
実施の形態に係る粒子加速器の運転パターンを示す図で
ある。なお、図１において、図８と同一部分には、同一
符号を付し、その説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a particle accelerator according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an operation pattern of the particle accelerator according to the present embodiment. It is a figure. In FIG. 1, the same parts as those in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, only different parts will be described.

【００２７】本実施の形態に係る粒子加速器の運転は、
以下に説明する「入射処理」、「加速処理」、「蓄積処
理」、「出射処理」、「減速処理」の繰り返しにより行
なわれている。以下、各手順について説明する。The operation of the particle accelerator according to this embodiment is as follows.
It is performed by repeating “incident process”, “acceleration process”, “accumulation process”, “exit process”, and “deceleration process” described below. Hereinafter, each procedure will be described.

【００２８】（１） 入射処理 この処理は、図１に示す前段加速器１からシンクロトロ
ンＡへのビームを入射する処理である。この入射処理に
おいては、シンクロトロンＡの偏向電磁石２、四極電磁
石３、六極電磁石４等の加速用電磁石は、シンクトロン
Ａの入射エネルギーに合わせた一定値で運転される。ま
た、インフレクタ５、入射セプタム電磁石６等の入射用
電磁石が駆動される。(1) Injection Processing This processing is processing for injecting a beam from the pre-stage accelerator 1 shown in FIG. 1 to the synchrotron A. In this injection process, the accelerating electromagnets such as the deflection electromagnet 2, the quadrupole electromagnet 3, and the sextupole electromagnet 4 of the synchrotron A are operated at a constant value according to the incident energy of the synchrotron A. Further, the incident electromagnets such as the inflector 5 and the incident septum electromagnet 6 are driven.

【００２９】（２） 加速処理 この加速処理は、シンクロトロンＡによりビームの加速
を行なうものである。加速処理においては、加速用電磁
石の磁場をタイミング制御器２２により、予め定められ
たパターンに従って高めて、図２に示すように、粒子ビ
ームのエネルギーを高くする。また、高周波加速空洞９
においてもパターン運転が行なわれている。(2) Acceleration processing In this acceleration processing, the beam is accelerated by the synchrotron A. In the acceleration process, the magnetic field of the accelerating electromagnet is increased by the timing controller 22 according to a predetermined pattern, and the energy of the particle beam is increased as shown in FIG. Also, the high-frequency acceleration cavity 9
The pattern operation is also performed in.

【００３０】（３） 蓄積処理 この蓄積処理は、加速処理終了時点での状態を保持し、
シンクロトロンＡ内においてビームを蓄積する処理であ
る。(3) Accumulation processing This accumulation processing holds the state at the end of the acceleration processing,
This is a process of accumulating a beam in the synchrotron A.

【００３１】蓄積処理においては、シンクロトロンＡの
偏向電磁石２、四極電磁石３、六極電磁石４等の加速用
電磁石は、シンクトロンＡの入射エネルギーに合わせた
一定値で運転され、ビームの状態を一定状態に保つ。In the accumulation process, the accelerating electromagnets such as the deflection electromagnet 2, the quadrupole electromagnet 3, and the hexapole electromagnet 4 of the synchrotron A are operated at a constant value according to the incident energy of the synchrotron A, and the beam state is changed. Keep constant.

【００３２】（４） 出射処理 この出射処理は、シンクロトロンＡの出射セプタム７、
デフレクタ８を介して、ビームをユーザシステム２１に
出射するものである。(4) Ejection Process This emission process is performed by the emission septum 7 of the synchrotron A,
The beam is emitted to the user system 21 via the deflector 8.

【００３３】出射処理においては、加速用電極は出射エ
ネルギーに対応した一定値で運転し、取出用四極電磁石
１０、デフレクタ８、出射セプタム電磁石７等の出射用
電磁石を駆動する。また高周波加速空洞９の電圧を低く
し、コースティングビームの状態にしておく。In the extraction process, the acceleration electrode operates at a constant value corresponding to the extraction energy, and drives the extraction electromagnets such as the extraction quadrupole electromagnet 10, the deflector 8 and the extraction septum electromagnet 7. Further, the voltage of the high frequency accelerating cavity 9 is lowered to keep the coasting beam.

【００３４】（５） 減速処理 この減速処理は、シンクロトロンＡの次のサイクルへの
準備をするための処理である。(5) Deceleration process This deceleration process is a process for preparing the synchrotron A for the next cycle.

【００３５】減速処理においては、加速用電磁石の磁場
を入射エネルギーに対応した状態にまで戻す処理であ
る。また、シンクロトロンＡのタイミング制御器４１を
リセットして、次のサイクルに備える。The deceleration process is a process of returning the magnetic field of the acceleration electromagnet to a state corresponding to the incident energy. Further, the timing controller 41 of the synchrotron A is reset to prepare for the next cycle.

【００３６】上述の入射処理、加速処理、蓄積処理、出
射処理、減速処理の一連の運転は、図１に示すタイミン
グ制御器４１からシンクロトロンＡの各機器の電源にタ
イミング信号を出力することにより行なわれる。The above-described series of operations of the incident process, the acceleration process, the accumulation process, the extraction process, and the deceleration process are performed by outputting a timing signal from the timing controller 41 shown in FIG. 1 to the power source of each device of the synchrotron A. Done.

【００３７】図３に示すように、シンクロトロンＡの偏
向電磁石２、四極電磁石３、六極電磁石４等の加速用電
磁石の電源出力はパターンに基づいた運転が行なわれ
る。また、このパターンを更新するクロック信号は、加
速処理時及び減速運転時に出力される。As shown in FIG. 3, the power output of the acceleration electromagnets such as the deflection electromagnet 2, the quadrupole electromagnet 3, and the hexapole electromagnet 4 of the synchrotron A is operated based on the pattern. A clock signal for updating this pattern is output during acceleration processing and deceleration operation.

【００３８】このようにクロック信号を出力することに
より、蓄積時間を長くとった場合にも、パターンを記憶
させておくメモリ容量が大きくなるのを防止することが
できる。By outputting the clock signal in this manner, it is possible to prevent the memory capacity for storing the pattern from increasing even when the storage time is long.

【００３９】ビームの入射処理と加速処理を終えると蓄
積処理の状態になる。この蓄積処理の状態において、タ
イミング制御器４１は、「出射可能」のフラグを立て
る。この出射可能フラグは、加速用電磁石の磁場が出射
エネルギーに対応した状態である期間「ＯＮ」となる。When the beam incidence process and the acceleration process are completed, the state of the accumulation process is set. In the state of this accumulation processing, the timing controller 41 sets a flag of “ejectable”. This extractable flag is "ON" during the period when the magnetic field of the acceleration electromagnet is in a state corresponding to the extraction energy.

【００４０】ユーザシステム２１から出射要求信号がタ
イミング制御器４１に入力されると、この出射要求信号
の入力をトリガとして、取出用四極電磁石１０、デフレ
クタ８、出射セプタム電磁石７の各電源に対して、タイ
ミング制御器４１からタイミング信号を出力しビームの
出射を開始する。When the extraction request signal is input from the user system 21 to the timing controller 41, the extraction request signal is input as a trigger to the power supplies of the extraction quadrupole electromagnet 10, the deflector 8 and the extraction septum electromagnet 7. A timing signal is output from the timing controller 41 to start beam emission.

【００４１】このビームの出射は、ユーザシステム２１
から入力される出射要求信号の「ＯＦＦ］或いはシンク
ロトロンＡの出射可能フラグの「ＯＦＦ」により終了す
る（ケース１）。This beam is emitted by the user system 21.
The process ends when the extraction request signal input from the switch is “OFF” or the extraction enable flag of the synchrotron A is “OFF” (case 1).

【００４２】次に、図３に示すケース２の場合における
粒子加速器の動作について説明する。ケース２は、ユー
ザシステム２１からの「出射要求」信号がシンクロトロ
ンＡがビームの加速を終了する以前に「ＯＮ」となった
場合である。この場合には、ビームの加速完了後、ただ
ちにビーム出射の状態にする。Next, the operation of the particle accelerator in case 2 shown in FIG. 3 will be described. Case 2 is a case where the “extraction request” signal from the user system 21 is turned “ON” before the synchrotron A finishes accelerating the beam. In this case, the beam is emitted immediately after the completion of beam acceleration.

【００４３】ビームの出射は、ケース１の場合と同様
に、ユーザシステム２１から入力される出射要求信号の
「ＯＦＦ］或いはシンクロトロンＡの出射可能フラグの
「ＯＦＦ」により終了する。As in the case 1, the beam emission ends when the emission request signal input from the user system 21 is "OFF" or the emission enable flag of the synchrotron A is "OFF".

【００４４】次に、図３に示すケース３の場合の粒子加
速器の動作について説明する。ケース３は、１回のサイ
クル内にユーザシステム２１からの「出射要求」信号が
タイミング制御器４１に入力されない場合を示してい
る。Next, the operation of the particle accelerator in case 3 shown in FIG. 3 will be described. Case 3 shows a case where the “emission request” signal from the user system 21 is not input to the timing controller 41 within one cycle.

【００４５】この場合、ある一定の予め設定された最長
蓄積時間を満了したときに、減速状態に移行し、次の運
転への準備を始める。シンクロトロンの最長蓄積時間を
設けたのは、蓄積状態にあってもシンクロトロンＡ内の
ビームは減少してゆくため、ビームの出射開始の時点
で、ある程度以上のビームの蓄積値を保つ必要があるか
らである。In this case, when a certain preset longest storage time has expired, the deceleration state is entered and preparations for the next operation are started. The longest accumulation time of the synchrotron is provided because the beam in the synchrotron A decreases even in the accumulation state, and therefore it is necessary to maintain the accumulated value of the beam above a certain level at the time of starting the beam extraction. Because there is.

【００４６】蓄積状態におけるビームの減少の比率は、
シンクロトロンの運転パターンや、シンクロトロンの真
空ダクトの真空度等に関連するものであるため、オペレ
ータが計算機システムなどを介して最長蓄積時間を変更
できるようにしておく。The rate of beam reduction in the accumulation state is
Since it is related to the operation pattern of the synchrotron, the degree of vacuum of the vacuum duct of the synchrotron, etc., the operator can change the maximum storage time through a computer system or the like.

【００４７】上述のケース１〜ケース３のいずれの場合
にも、減速処理の完了後、ただちに次のサイクルの運転
を開始する。すなわち、本実施の形態の粒子加速器にお
いては、１サイクルの運転時間は、固定長ではなく、可
変となる。つまり、ユーザシステム２１からタイミング
制御器４１に入力される出射要求信号が「ＯＦＦ」とさ
れると、ただちに次サイクルの準備に入り、すみやかに
ユーザシステム２１からの次の「出射要求信号」待ちの
状態を作る。In any of the above case 1 to case 3, the operation of the next cycle is started immediately after the completion of the deceleration process. That is, in the particle accelerator according to the present embodiment, the operating time for one cycle is variable, not fixed length. That is, when the extraction request signal input from the user system 21 to the timing controller 41 is turned "OFF", the preparation for the next cycle is immediately started, and the next "extraction request signal" from the user system 21 is immediately waited. Make a state.

【００４８】従って、本実施の形態に係る中性粒子加速
器においては、ビームの出射を予め設定されたタイミン
グで繰り返すのではなく、ユーザの要求タイミングでビ
ームをユーザに提供することができる。 ＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２の実施の形態
に係る粒子加速器について説明する。Therefore, in the neutral particle accelerator according to the present embodiment, the beam can be provided to the user at the timing requested by the user, rather than repeating the beam emission at the preset timing. <Second Embodiment> Next, a particle accelerator according to a second embodiment of the present invention will be described.

【００４９】上述の第１の実施の形態において説明した
粒子加速器のタイミング制御器４１においては、最長蓄
積時間の満了直前でユーザシステム２１から「出射要
求」信号が出力された場合に、ユーザの希望する時間長
のビームを出射させることができない。In the timing controller 41 of the particle accelerator described in the above-mentioned first embodiment, when the "extraction request" signal is output from the user system 21 immediately before the expiration of the longest accumulation time, the user desires. It is not possible to emit a beam having a length of time.

【００５０】しかしながら、ある種の実験等において
は、ビームの照射時間も重要な要素になると考えられ
る。すなわち、本実施の形態に係る粒子加速器の特徴
は、ユーザの希望する時間長のビーム出射をすることが
できない場合には、ビーム出射をせずに、ユーザからの
次の出射要求を待って、ユーザの希望する時間長のビー
ムを出射することのできる粒子加速器を提供する。However, in some experiments and the like, the irradiation time of the beam is considered to be an important factor. That is, the feature of the particle accelerator according to the present embodiment is that if the user cannot perform beam extraction for a desired length of time, without performing beam extraction, waiting for the next extraction request from the user, A particle accelerator capable of emitting a beam having a time length desired by a user.

【００５１】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る
粒子加速器のビーム出射のタイミングチャートを示す図
である。同図に示すように、本実施の形態に係る粒子加
速器は、タイミング制御器２２において、ユーザからの
出射要求を受け付けることができるか否かを判断するた
めの「出射要求受付可」フラグを用いる。FIG. 4 is a diagram showing a timing chart of beam emission of the particle accelerator according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the particle accelerator according to the present embodiment, the timing controller 22 uses the “extraction request acceptable” flag for determining whether or not the extraction request from the user can be accepted. .

【００５２】この「出射要求受付可」フラグは、加速処
理完了とともに「ＯＮ」となり、最長蓄積時間Ｔ［ｓ］
前に「ＯＦＦ」となるようにする。この最長蓄積時間Ｔ
［ｓ｝は、ユーザの要求する出射ビームの時間長とし、
あらかじめタイミング制御器４１に設定しておくものと
する。This "outgoing request can be accepted" flag becomes "ON" upon completion of the acceleration process, and the longest accumulation time T [s]
Set to "OFF" before. This longest accumulation time T
[S} is the time length of the outgoing beam requested by the user,
The timing controller 41 is set in advance.

【００５３】そして、図４に示すように、「出射要求受
付可」フラグが「ＯＮ」の場合にのみ、ユーザシステム
２１からの「出射要求」信号を受け付けて、ビームを出
射するものとする。Then, as shown in FIG. 4, the beam is emitted by accepting the "extraction request" signal from the user system 21 only when the "extraction request acceptable" flag is "ON".

【００５４】従って、本実施の形態に係る粒子加速器に
よれば、ユーザの要求する時間長のビームを出射するこ
とが可能な場合にのみビームを出射することができる。 ＜第３の実施の形態＞図５は、本発明の第３の実施の形
態に係る粒子加速器の出射ビーム輸送系の構成を示す図
であり、図６は、粒子加速器における各ユーザシステム
からの出射要求信号とビームの行き先との関係を説明す
るための図である。なお、図１０と同一部分には、同一
符号を付し、その説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。Therefore, according to the particle accelerator of the present embodiment, the beam can be emitted only when it is possible to emit the beam of the time length required by the user. <Third Embodiment> FIG. 5 is a diagram showing the configuration of an exit beam transport system of a particle accelerator according to a third embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure for demonstrating the relationship between the extraction request signal and the destination of a beam. The same parts as those in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, only different parts will be described.

【００５５】すなわち、本実施の形態に係る粒子加速器
の特徴は、オペレータを介在させずに、各ユーザシステ
ムに自動的にビームを振り分けることにある。シンクロ
トロンＡのデフレクタ８から出射したビームは、各ユー
ザシステム５１ａ，５１ｂに振り分けられる。これら各
ユーザシステム５１ａ，５１ｂへのビームの振り分け
は、各振分電磁石３２ａ、３２ｂの磁場を制御すること
により、以下のように行なわれる。That is, the feature of the particle accelerator according to the present embodiment is that the beam is automatically distributed to each user system without intervention of an operator. The beam emitted from the deflector 8 of the synchrotron A is distributed to the user systems 51a and 51b. The beam distribution to each of the user systems 51a and 51b is performed as follows by controlling the magnetic fields of the distribution electromagnets 32a and 32b.

【００５６】 １． 振分電磁石３２ａを励磁 ：ユーザシステム５１ａへビームを供給 ２． 振分電磁石３２ａを非励磁 振分電磁石３２ｂを励磁 ：ユーザシステム５１ｂへビームを供給 ３． 振分電磁石３２ａを非励磁 振分電磁石３２ｂを非励磁 ：ビームダンパ３５にビームを破棄 上記３パターンの運転は、以下のように行なわれる。1. Excitation of distribution electromagnet 32a: Supply of beam to user system 51a 2. Excitation of distribution electromagnet 32a Excitation of distribution electromagnet 32b: Supplying beam to user system 51b Non-excitation of the distribution electromagnet 32a and non-excitation of the distribution electromagnet 32b: Discarding the beam in the beam damper 35 The above three patterns of operation are performed as follows.

【００５７】まず、ユーザシステム５１ａのユーザがビ
ーム使用の条件が整った状態で、「出射要求」信号をビ
ーム輸送系制御システム５２に出力する。ビーム輸送系
制御システム５２は、「出射要求」信号を受信すると振
分電磁石電源３４ａに励磁指令信号を出力する。振分電
磁石３４ａは、励磁指令信号に基づいて、ビームがユー
ザシステム５１ａに導かれるような磁場を発生させる。First, the user of the user system 51a outputs the "extraction request" signal to the beam transport system control system 52 in a condition where the beam use condition is satisfied. The beam transport system control system 52 outputs an excitation command signal to the distribution electromagnet power supply 34a when receiving the "extraction request" signal. The distribution electromagnet 34a generates a magnetic field such that the beam is guided to the user system 51a based on the excitation command signal.

【００５８】同様に、ユーザシステム５１ｂのユーザが
ビーム使用の条件が整った状態で、「出射要求」信号を
ビーム輸送系制御システム５２に出力する。ビーム輸送
系制御システム５２は、「出射要求」信号を受信すると
振分電磁石電源３４ｂに励磁指令信号を出力する。振分
電磁石３４ｂは、励磁指令信号に基づいて、ビームがユ
ーザシステム５１ｂに導かれるような磁場を発生させ
る。また、このとき、ビーム輸送系制御システム５２
は、振分電磁石３２ａが非励磁となるように振分電磁石
電源３４ａの制御を行なう。Similarly, the user of the user system 51b outputs the "extraction request" signal to the beam transport system control system 52 under the condition that the beam is used. The beam transport system control system 52 outputs an excitation command signal to the distribution electromagnet power source 34b when receiving the "extraction request" signal. The distribution electromagnet 34b generates a magnetic field such that the beam is guided to the user system 51b based on the excitation command signal. At this time, the beam transportation system control system 52
Controls the distribution electromagnet power supply 34a so that the distribution electromagnet 32a is not excited.

【００５９】さらに、ユーザシステム５１ａのユーザ及
びユーザシステム５１ｂのユーザの双方から同時に「出
射要求」信号が出力された場合には、ビーム輸送系制御
システム５２に予め設定されたユーザの優先度に基づい
て、ビームの供給先を決定する。Furthermore, when both the user of the user system 51a and the user of the user system 51b simultaneously output the "extraction request" signals, based on the priority of the user preset in the beam transportation system control system 52. The beam supply destination.

【００６０】さらに、ユーザシステム５１ａのユーザ及
びユーザシステム５１ｂのユーザの双方から「出射要
求」信号を受信していない場合には、ビーム輸送系制御
システム５２は、振分電磁石３２ａ及び振分電磁石３２
ｂがともに非励磁となるように、振分電磁石電源３４
ａ，３４ｂ各々の制御を行なう。この結果、シンクロト
ロンＡから出射したビームは、ビームダンパ３５に廃棄
されることになる。Furthermore, when the "exit request" signal is not received from both the user of the user system 51a and the user of the user system 51b, the beam transport system control system 52 causes the distribution magnet 32a and the distribution magnet 32 to be distributed.
The distribution electromagnet power source 34 is set so that both b are non-excited.
a and 34b are controlled respectively. As a result, the beam emitted from the synchrotron A is discarded by the beam damper 35.

【００６１】図７は、１つの振分電磁石３２の磁場を制
御することにより、ビームをユーザシステム５１ａ、５
１ｂ、ビームダンパ３５の３方向に振り分ける粒子加速
器の出射ビーム輸送系の構成を示す図である。FIG. 7 shows that by controlling the magnetic field of one distribution electromagnet 32, the beam is directed to the user systems 51a, 5a.
FIG. 1B is a diagram showing a configuration of an outgoing beam transport system of a particle accelerator that is distributed in three directions of 1b and a beam damper 35.

【００６２】この場合も、上述のように、ユーザシステ
ム５１ａのユーザ及びユーザシステム５１ｂのユーザか
らの「出射要求」信号を受信したビーム輸送系制御シス
テム５２が振分電磁石電源３４の出力電流を制御しビー
ム軌道を切り換える。Also in this case, as described above, the beam transport system control system 52 which has received the "extraction request" signals from the user of the user system 51a and the user of the user system 51b controls the output current of the distribution electromagnet power source 34. Then switch the beam orbit.

【００６３】従って、本実施の形態に係る粒子加速器に
よれば、ユーザシステム５１ａ、５１ｂへのビーム供給
の切り換えをオペレータを介在させずに行なうことがで
き、その結果、ビームをユーザシステム５１ａ，５１ｂ
に効率的に振り分けることができる。Therefore, according to the particle accelerator of the present embodiment, it is possible to switch the beam supply to the user systems 51a and 51b without the intervention of an operator, and as a result, the beams are emitted to the user systems 51a and 51b.
Can be efficiently distributed.

【００６４】[0064]

【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
ビームの出射タイミングを粒子加速器のタイミング制御
器のみに依らずに、ユーザからの出射要求信号に基づい
て出射時間を制御することにより、ユーザの要求するタ
イミングでビームを供給することのできる粒子加速器を
提供することができる。As described above in detail, according to the present invention,
A particle accelerator capable of supplying a beam at the timing requested by the user by controlling the extraction time based on the extraction request signal from the user without depending on the timing controller of the particle accelerator for the beam extraction timing. Can be provided.

【００６５】また、ユーザからの出射要求信号に基づい
て、出射ビーム輸送系のビーム軌道を制御することによ
り、ビームを供給することのできる粒子加速器を提供す
ることができる。Further, it is possible to provide a particle accelerator capable of supplying a beam by controlling the beam trajectory of the outgoing beam transport system based on the outgoing request signal from the user.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る粒子加速器の
構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a particle accelerator according to a first embodiment of the present invention.

【図２】同実施の形態における粒子加速器の運転パター
ンを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an operation pattern of the particle accelerator in the same embodiment.

【図３】同実施の形態における粒子加速器のビーム出射
のタイミングチャートを示す図である。FIG. 3 is a view showing a timing chart of beam emission of the particle accelerator according to the same embodiment.

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る粒子加速器の
ビーム出射のタイミングチャートを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a timing chart of beam emission of the particle accelerator according to the second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る粒子加速器の
出射ビーム輸送系の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an outgoing beam transport system of a particle accelerator according to a third embodiment of the present invention.

【図６】同実施の形態における粒子加速器における各ユ
ーザシステムからの出射要求信号とビームの行き先との
関係を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a relationship between an emission request signal from each user system and a beam destination in the particle accelerator according to the same embodiment.

【図７】同実施の形態における粒子加速器の変形例を示
す図である。FIG. 7 is a view showing a modified example of the particle accelerator according to the same embodiment.

【図８】従来の粒子加速器の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a conventional particle accelerator.

【図９】従来の粒子加速器の運転パターンを示す図であ
る。FIG. 9 is a diagram showing an operation pattern of a conventional particle accelerator.

【図１０】従来の粒子加速器の出射ビーム輸送系の構成
を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an outgoing beam transport system of a conventional particle accelerator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…前段加速器、２…偏向電磁石、３…四極電磁石、４
…六極電磁石、５…インフレクタ、６…入射セプタム電
磁石、７…出射セプタム、８…デフレクタ、９…高周波
加速空洞、１０…取出用四極電磁石、２１…ユーザシス
テム、２２…タイミング制御器、３１ａ，３１ｂ…ユー
ザシステム、３２，３２ａ，３２ｂ…振分電磁石、３３
…ビーム制御系制御システム、３４ａ，３４ｂ…振分電
磁石電源、３５…ビームダンパ、４１…タイミング制御
器、５１ａ，５１ｂ…ユーザシステム、５２…ビーム輸
送系制御システム。1 ... Pre-stage accelerator, 2 ... Bending electromagnet, 3 ... Quadrupole electromagnet, 4
... sextupole electromagnet, 5 ... inflector, 6 ... incident septum electromagnet, 7 ... exit septum, 8 ... deflector, 9 ... high frequency acceleration cavity, 10 ... extraction quadrupole electromagnet, 21 ... user system, 22 ... timing controller, 31a , 31b ... User system, 32, 32a, 32b ... Distributor electromagnet, 33
... Beam control system control system, 34a, 34b ... Distribution electromagnet power supply, 35 ... Beam damper, 41 ... Timing controller, 51a, 51b ... User system, 52 ... Beam transport system control system.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 タイミング制御器から出力されるタイミ
ング信号により、シンクロトロンの入射用電磁石、加速
用電磁石、出射用電磁石、高周波加速空胴の各々の電源
の出力を制御して、シンクロトロン内のビームを加速
し、この加速されたビームをユーザシステムに供給する
粒子加速器において、 前記ユーザシステムは、 前記タイミング制御器にビームの出射を要求する出射要
求信号を出力する出射要求信号出力手段を具備し、 前記タイミング制御器は、 前記出射要求信号出力手段から出射要求信号が入力され
ると、前記シンクロトロンから前記ユーザシステムにビ
ームが出射されるようタイミング信号を前記各電源に対
して出力するタイミング信号出力手段を具備したことを
特徴とする粒子加速器。1. A timing signal output from a timing controller controls the output of each power source of an incident electromagnet, an acceleration electromagnet, an extraction electromagnet, and a high-frequency acceleration cavity of the synchrotron to control the output of the synchrotron. In a particle accelerator for accelerating a beam and supplying the accelerated beam to a user system, the user system comprises an extraction request signal output means for outputting an extraction request signal for requesting the beam to the timing controller. When the extraction request signal is input from the extraction request signal output means, the timing controller outputs a timing signal to each of the power supplies so that a beam is emitted from the synchrotron to the user system. A particle accelerator comprising output means. 【請求項２】 タイミング制御器から出力されるタイミ
ング信号により、シンクロトロンの入射用電磁石、加速
用電磁石、出射用電磁石、高周波加速空胴の各々の電源
の出力を制御して、シンクロトロン内のビームを加速
し、この加速されたビームをユーザシステムに供給する
粒子加速器において、 前記ユーザシステムは、 前記タイミング制御器にビームの出射を要求する出射要
求信号を出力する出射要求信号出力手段を具備し、 前記タイミング制御器は、 前記シンクロトロンからビームを出射することが可能か
否かを示す出射可能フラグと、 前記出射可能フラグにより出射可能と判定され、且つ前
記出射要求信号出力手段から出射要求信号が入力される
と、前記シンクロトロンから前記ユーザシステムにビー
ムが出射されるようタイミング信号を前記各電源に対し
て出力するタイミング信号出力手段を具備したことを特
徴とする粒子加速器。2. The timing signal output from the timing controller controls the output of each power source of the incident electromagnet, the acceleration electromagnet, the extraction electromagnet, and the high-frequency acceleration cavity of the synchrotron to control the output of the synchrotron. In a particle accelerator for accelerating a beam and supplying the accelerated beam to a user system, the user system comprises an extraction request signal output means for outputting an extraction request signal for requesting the beam to the timing controller. The timing controller determines whether or not it is possible to extract a beam from the synchrotron, and an extractable flag indicating whether or not a beam can be emitted from the synchrotron, and an extract request signal from the extract request signal output means. Is input to the synchrotron so that a beam is emitted from the synchrotron to the user system. Particle accelerator, characterized by comprising a timing signal output means for outputting a signal to the respective power supply. 【請求項３】 タイミング制御器から出力されるタイミ
ング信号により、シンクロトロンの入射用電磁石、加速
用電磁石、出射用電磁石、高周波加速空胴の各々の電源
の出力を制御して、シンクロトロン内のビームを加速
し、この加速されたビームをユーザシステムに供給する
粒子加速器において、 前記ユーザシステムは、 前記タイミング制御器にビームの出射を要求する出射要
求信号を出力する出射要求信号出力手段を具備し、 前記タイミング制御器は、 ユーザの要求する時間長のビームを出力することができ
るか否かを示す出射要求受付可能フラグと、 前記出射要求受付可能フラグにより出射可能と判定さ
れ、且つ前記出射要求信号出力手段から出射要求信号が
入力されると、前記シンクロトロンから前記ユーザシス
テムにビームが出射されるようタイミング信号を前記各
電源に対して出力するタイミング信号出力手段を具備し
たことを特徴とする粒子加速器。3. A timing signal output from a timing controller is used to control the output of each power source of the incident electromagnet, the acceleration electromagnet, the extraction electromagnet, and the high-frequency acceleration cavity of the synchrotron to control the output of the synchrotron. In a particle accelerator for accelerating a beam and supplying the accelerated beam to a user system, the user system comprises an extraction request signal output means for outputting an extraction request signal for requesting the beam to the timing controller. The timing controller determines that extraction is possible based on an extraction request acceptance flag that indicates whether or not a beam of a time length requested by the user can be output, and the extraction request acceptance flag When an emission request signal is input from the signal output means, a beam is emitted from the synchrotron to the user system. Particle accelerator, characterized in that the timing signal comprises a timing signal output means for outputting to said respective power supply to be. 【請求項４】 前記出射要求信号を出力したユーザシス
テムに前記シンクロトロンから出射されるビームを振り
分けるビーム振分手段を付加したことを特徴とする請求
項１乃至請求項３いずれか１項に記載の粒子加速器。4. The beam distributing means for allocating a beam emitted from the synchrotron is added to a user system which outputs the emission request signal. Particle accelerator.