JPH10275699A - シンクロサイクロトロン - Google Patents
シンクロサイクロトロンInfo
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- JPH10275699A JPH10275699A JP7767597A JP7767597A JPH10275699A JP H10275699 A JPH10275699 A JP H10275699A JP 7767597 A JP7767597 A JP 7767597A JP 7767597 A JP7767597 A JP 7767597A JP H10275699 A JPH10275699 A JP H10275699A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数変調幅の小さいシンクロサイクロトロ
ンの実現を目的とする。 【解決手段】 シンクロサイクロトロンにおいて、主加
速部での周波数変化係数Ｋ（＝１ーＥ／Ｂ・ΔＢ／Δ
Ｅ）を小さくし、磁界分布を等時性磁界に近づけて、周
波数変調波幅を小さくする。
ンの実現を目的とする。 【解決手段】 シンクロサイクロトロンにおいて、主加
速部での周波数変化係数Ｋ（＝１ーＥ／Ｂ・ΔＢ／Δ
Ｅ）を小さくし、磁界分布を等時性磁界に近づけて、周
波数変調波幅を小さくする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子を加速す
るシンクロサイクロトロンに関する。
るシンクロサイクロトロンに関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は、例えば文献Ｗａｌｄｅｍａｒ
Ｓｃｈａｒｆ著「ＰａｒｔｉｃｌｅＡｃｃｅｌｅｒａｔ
ｏｒｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｕｓｅｒｓ」第３章のＣ
ｙｃｒｏｔｏｒｏｎｓ ａｎｄ Ｓｈｙｎｃｈｒｏｃｙ
ｃｌｏｔｏｒｏｎｓ，ｐ１７９図３．６（Ｈａｒｗｏｏ
ｄ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ出版）に
示された従来のシンクロサイクロトロンの磁界分布を示
す図である。図のように磁界は径方向の外側に向って負
の勾配を持ち、この磁界の勾配により、周回面の半径方
向と周回面の垂直方向の２方向の収束力を得ている。
Ｓｃｈａｒｆ著「ＰａｒｔｉｃｌｅＡｃｃｅｌｅｒａｔ
ｏｒｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｕｓｅｒｓ」第３章のＣ
ｙｃｒｏｔｏｒｏｎｓ ａｎｄ Ｓｈｙｎｃｈｒｏｃｙ
ｃｌｏｔｏｒｏｎｓ，ｐ１７９図３．６（Ｈａｒｗｏｏ
ｄ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ出版）に
示された従来のシンクロサイクロトロンの磁界分布を示
す図である。図のように磁界は径方向の外側に向って負
の勾配を持ち、この磁界の勾配により、周回面の半径方
向と周回面の垂直方向の２方向の収束力を得ている。
【０００３】粒子がサイクロトロン軌道面を周回するの
に要する時間の逆数はサイクロトロン周波数と呼ばれ、 ω＝ｑＢ／ｍ＝ｑＢ／ｍ0 γ （１） で得られる。但し、γ＝Ｅ／ｍ0 ｃ2 、ｑ：電荷、Ｂ：
磁束密度、ｍ0 ：荷電粒子の静止質量、Ｅ：荷電粒子の
全エネルギーである。従って、エネルギーのの増加に従
って周波数が低下する。従来のシンクロサイクロトロン
では、外側に行くに従って磁界も減少するので、周波数
の減少はさらにおおきなものとなる。
に要する時間の逆数はサイクロトロン周波数と呼ばれ、 ω＝ｑＢ／ｍ＝ｑＢ／ｍ0 γ （１） で得られる。但し、γ＝Ｅ／ｍ0 ｃ2 、ｑ：電荷、Ｂ：
磁束密度、ｍ0 ：荷電粒子の静止質量、Ｅ：荷電粒子の
全エネルギーである。従って、エネルギーのの増加に従
って周波数が低下する。従来のシンクロサイクロトロン
では、外側に行くに従って磁界も減少するので、周波数
の減少はさらにおおきなものとなる。
【０００４】図９は、例えば文献Ｗａｌｄｅｍａｒ Ｓ
ｃｈａｒｆ著「ＰａｒｔｉｃｌｅＡｃｃｅｌｅｒａｔｏ
ｒｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｕｓｅｒｓ」第３章のＣｙ
ｃｒｏｔｏｒｏｎｓ ａｎｄ Ｓｈｙｎｃｈｒｏｃｙｃ
ｌｏｔｏｒｏｎｓ，ｐ１７９図３．６（Ｈａｒｗｏｏｄ
Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ出版）に示
された従来のシンクロサイクロトロンでの加速電極の励
振回路の等価回路を示す図である。従来のシンクロサイ
クロトロンでは加速電極３の共振回路に４極管のような
発信管９を直接結合し回転コンデンサ１０と呼ばれる高
速の可変コンデンサによって、加速電極の共振周波数を
変調しながら自励振方式によって高周波電力を発生して
いる。
ｃｈａｒｆ著「ＰａｒｔｉｃｌｅＡｃｃｅｌｅｒａｔｏ
ｒｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｕｓｅｒｓ」第３章のＣｙ
ｃｒｏｔｏｒｏｎｓ ａｎｄ Ｓｈｙｎｃｈｒｏｃｙｃ
ｌｏｔｏｒｏｎｓ，ｐ１７９図３．６（Ｈａｒｗｏｏｄ
Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ出版）に示
された従来のシンクロサイクロトロンでの加速電極の励
振回路の等価回路を示す図である。従来のシンクロサイ
クロトロンでは加速電極３の共振回路に４極管のような
発信管９を直接結合し回転コンデンサ１０と呼ばれる高
速の可変コンデンサによって、加速電極の共振周波数を
変調しながら自励振方式によって高周波電力を発生して
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のシンクロサイク
ロトロンは、上記のように構成されているので、回転コ
ンデンサの駆動部分に大電流が流れるために、機構的に
故障の多い箇所となっていた。必要な帯域をカバーでき
る広帯域な加速電極を用いることができれば、この故障
の問題を回避できるが、従来のシンクロサイクロトロン
で必要とされる周波数幅が広いため、このような広帯域
加速電極を適用できないなどの問題点があった。
ロトロンは、上記のように構成されているので、回転コ
ンデンサの駆動部分に大電流が流れるために、機構的に
故障の多い箇所となっていた。必要な帯域をカバーでき
る広帯域な加速電極を用いることができれば、この故障
の問題を回避できるが、従来のシンクロサイクロトロン
で必要とされる周波数幅が広いため、このような広帯域
加速電極を適用できないなどの問題点があった。
【０００６】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたもので、周波数変調幅を狭くとれるシンクロ
サイクロトロンを得ることを目的とする。
になされたもので、周波数変調幅を狭くとれるシンクロ
サイクロトロンを得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成によ
るシンクロサイクロトロンは、サイクロトロン周波数の
変化係数Ｋ（＝１−Ｅ／Ｂ・ΔＢ／ΔＥ）を主加速領域
において小さくし、等時性磁界分布に近づけることによ
り、サイクロトロン周波数の変化巾を小さくしたもので
ある。
るシンクロサイクロトロンは、サイクロトロン周波数の
変化係数Ｋ（＝１−Ｅ／Ｂ・ΔＢ／ΔＥ）を主加速領域
において小さくし、等時性磁界分布に近づけることによ
り、サイクロトロン周波数の変化巾を小さくしたもので
ある。
【０００８】本発明の第２の構成によるシンクロサイク
ロトロンは、粒子の周回方向に沿って磁極間隔を周期的
に変化させ、磁界に強弱を設けたものである。
ロトロンは、粒子の周回方向に沿って磁極間隔を周期的
に変化させ、磁界に強弱を設けたものである。
【０００９】本発明の第３の構成によるシンクロサイク
ロトロンは、上記磁極間隔の広い部分に粒子加速用電極
を設けたものである。
ロトロンは、上記磁極間隔の広い部分に粒子加速用電極
を設けたものである。
【００１０】本発明の第４の構成によるシンクロサイク
ロトロンは、加速空胴の共振のＱ値をサイクロトロン周
波数の相対変化率の逆数の程度の大きさとしたものであ
る。
ロトロンは、加速空胴の共振のＱ値をサイクロトロン周
波数の相対変化率の逆数の程度の大きさとしたものであ
る。
【００１１】本発明の第５の構成によるシンクロサイク
ロトロンは、加速電極の励振回路を周波数変調可能な信
号発生器と電力増巾器により構成したものである。
ロトロンは、加速電極の励振回路を周波数変調可能な信
号発生器と電力増巾器により構成したものである。
【００１２】
本発明の基本原理 加速に必要な周波数変調は以下であたえられる。 Δω／ω＝（１−Ｅ／Ｂ・ΔＢ／ΔＥ）ΔＥ／Ｅ （２） 一般に加速には、入射後の低エネルギー領域、主加速領
域、出射前の領域の角領域から構成されるが、それぞれ
の領域での周波数変化の足しあわせとして必要な全領域
の周波数変化が表現できる。すなわち、 Δω＝Δωcenter＋Δωmain＋Δωext （３） である。但し、添字のｃｅｎｔｅｒ，ｍａｉｎ，ｅｘｔ
はそれぞれ入射後の低エネルギー領域、主加速領域、出
射前の領域を示している。上記のなかで主加速領域での
エネルギー変化がもっとも大きいため、この領域での周
波数変調幅を減らすことがもっとも効果的である。従っ
て次式、 （１−Ｅ／Ｂ・ΔＢ／ΔＥ）＝Ｋ （４） で定義される周波数変化係数Ｋ値をこの領域で小さくす
ればよい。ＫはＥ∝Ｂのとき０となるので、磁束密度Ｂ
をエネルギーＥの増加にほぼ比例的に増大することによ
り、Ｋを小さくすることができる。但し、このような磁
界分布は等磁性磁界と呼ばれている。例えば共鳴出射を
する場合、出射付近ではＫ値を１に近づける必要があ
る。また、入射後の低エネルギー領域では磁界による収
束を強化するためにＫ＞１とする必要がある。これらの
条件からＫ値を任意に選ぶことは困難であるので、主加
速領域のＫ値をこれらより小さくする必要がある。
域、出射前の領域の角領域から構成されるが、それぞれ
の領域での周波数変化の足しあわせとして必要な全領域
の周波数変化が表現できる。すなわち、 Δω＝Δωcenter＋Δωmain＋Δωext （３） である。但し、添字のｃｅｎｔｅｒ，ｍａｉｎ，ｅｘｔ
はそれぞれ入射後の低エネルギー領域、主加速領域、出
射前の領域を示している。上記のなかで主加速領域での
エネルギー変化がもっとも大きいため、この領域での周
波数変調幅を減らすことがもっとも効果的である。従っ
て次式、 （１−Ｅ／Ｂ・ΔＢ／ΔＥ）＝Ｋ （４） で定義される周波数変化係数Ｋ値をこの領域で小さくす
ればよい。ＫはＥ∝Ｂのとき０となるので、磁束密度Ｂ
をエネルギーＥの増加にほぼ比例的に増大することによ
り、Ｋを小さくすることができる。但し、このような磁
界分布は等磁性磁界と呼ばれている。例えば共鳴出射を
する場合、出射付近ではＫ値を１に近づける必要があ
る。また、入射後の低エネルギー領域では磁界による収
束を強化するためにＫ＞１とする必要がある。これらの
条件からＫ値を任意に選ぶことは困難であるので、主加
速領域のＫ値をこれらより小さくする必要がある。
【００１３】一方、シンクロサイクロトロンでは加速の
位相に対して固有の安定性（固有振動）を持つが、この
条件として、 Ｋ＞０ （５） が要求される。
位相に対して固有の安定性（固有振動）を持つが、この
条件として、 Ｋ＞０ （５） が要求される。
【００１４】以上のように、主加速領域のＫmainをＫce
nter＞Ｋmain０およびＫext ＞Ｋmain＞０の範囲で設定
することにより、周波数変調幅の小さいシンクロサイク
ロトロンを得ることができる。また、加速電極の励振回
路として周波数変調機構を持たない広帯域の共振回路を
用いることにより、信頼性の高いシンクロサイクロトロ
ンを実現できる。
nter＞Ｋmain０およびＫext ＞Ｋmain＞０の範囲で設定
することにより、周波数変調幅の小さいシンクロサイク
ロトロンを得ることができる。また、加速電極の励振回
路として周波数変調機構を持たない広帯域の共振回路を
用いることにより、信頼性の高いシンクロサイクロトロ
ンを実現できる。
【００１５】実施の形態１．図１は本発明の実施の形態
１における半径方向（ｒ方向）のＫ値の分布を示す図で
ある。図において、ｃｅｎｔｅｒ，ｍａｉｎ，ｅｘｔは
それぞれ中心領域、主加速領域、出射領域である。図で
は中心領域でＫ≒２、主加速領域でＫ＝０．１、出射領
域でＫ＝１としており、それぞれの領域で滑らかに接続
するようにＫ値を与えている。図２、図３は図１のＫ値
をもつ場合の磁界分布と周回周波数をを示している。図
３に示すように主加速領域のＫ値を小さくとっているの
で全体の周波数変化量が１０％以下に納まっていること
が判る。従って、Ｑ値の低い広帯域で共振周波数が不変
な加速空胴を用いて加速することが可能となり、信頼性
の高いシンクロサイクロトロンが実現できる。
１における半径方向（ｒ方向）のＫ値の分布を示す図で
ある。図において、ｃｅｎｔｅｒ，ｍａｉｎ，ｅｘｔは
それぞれ中心領域、主加速領域、出射領域である。図で
は中心領域でＫ≒２、主加速領域でＫ＝０．１、出射領
域でＫ＝１としており、それぞれの領域で滑らかに接続
するようにＫ値を与えている。図２、図３は図１のＫ値
をもつ場合の磁界分布と周回周波数をを示している。図
３に示すように主加速領域のＫ値を小さくとっているの
で全体の周波数変化量が１０％以下に納まっていること
が判る。従って、Ｑ値の低い広帯域で共振周波数が不変
な加速空胴を用いて加速することが可能となり、信頼性
の高いシンクロサイクロトロンが実現できる。
【００１６】実施の形態２．図４は本発明の実施の形態
２における周方向の磁界分布を示す図である。実施の形
態１のように主加速領域Ｋ＜１とする場合には、この領
域で磁界が半径方向に正の勾配を持つために粒子が軸方
向（ｚ方向）に発散をうける。このため、別途に軸方向
の収束力を与える必要があり、このために周回方向（θ
方向）に沿って軸方向の磁極間隔を周期的に変化させて
磁界の強弱をつける。この磁界の強弱により粒子の軌道
は円軌道から歪んだ円形の軌道となり磁極の端面を斜め
に横切ることにより軸方向（周回面に垂直な方向）収束
力を得ることができる。
２における周方向の磁界分布を示す図である。実施の形
態１のように主加速領域Ｋ＜１とする場合には、この領
域で磁界が半径方向に正の勾配を持つために粒子が軸方
向（ｚ方向）に発散をうける。このため、別途に軸方向
の収束力を与える必要があり、このために周回方向（θ
方向）に沿って軸方向の磁極間隔を周期的に変化させて
磁界の強弱をつける。この磁界の強弱により粒子の軌道
は円軌道から歪んだ円形の軌道となり磁極の端面を斜め
に横切ることにより軸方向（周回面に垂直な方向）収束
力を得ることができる。
【００１７】実施の形態３．図５は本発明の実施の形態
３における加速空胴をしめしており、ａは平面図、ｂは
断面図である。実施の形態２で示したように軸方向の収
束力を得るために磁極の間隔が局所的に狭くなる箇所
（Ｈｉｌｌ部）１が存在し、これらの箇所には粒子の加
速を行う電極を磁極間に挿入することができない。そこ
で、図５ではこの電極を磁極の間隔の広い箇所（Ｖａｌ
ｌｅｙ部）２にのみ挿入している。図５の例では、この
電極の共振回路を形成する高周波空胴（加速空胴）３を
含めてＶａｌｌｅｙ部に挿入し、装置を小型化すること
ができている。
３における加速空胴をしめしており、ａは平面図、ｂは
断面図である。実施の形態２で示したように軸方向の収
束力を得るために磁極の間隔が局所的に狭くなる箇所
（Ｈｉｌｌ部）１が存在し、これらの箇所には粒子の加
速を行う電極を磁極間に挿入することができない。そこ
で、図５ではこの電極を磁極の間隔の広い箇所（Ｖａｌ
ｌｅｙ部）２にのみ挿入している。図５の例では、この
電極の共振回路を形成する高周波空胴（加速空胴）３を
含めてＶａｌｌｅｙ部に挿入し、装置を小型化すること
ができている。
【００１８】実施の形態４．本実施の形態は、共振のＱ
値の低い共振周波数が不変の加速空胴を用いて粒子加速
を行うようにしたものである。図６は本発明の実施の形
態４における加速電極４の共振スペクトルを示す図であ
る。実施の形態１で示したように、本発明によるシンク
ロサイクロトロンは周回周期の変化量が１０％程度と少
ないので、従来用いられていた加速空胴の周波数変調回
路が必要なく、１０％程度の低い共振のＱ値をもつ単一
の共振周波数を持つ加速空胴でも加速することが可能に
なる。最適なＱ値の選択は、必要な入力電力と使用する
帯域内での加速電圧の減少量とから判断されるが、本実
施の形態ではこの加速電圧の減少が１／２で納まるよう
に１０程度の低いＱ値を選択している。これにより、必
要な入力電力が実現可能な値になるとともに電圧の減少
も許容できる値にすることができ、実用性の高いシンク
ロサイクロトロンが実現できる。このような条件は、加
速空胴の共振のＱ値を周回周波数の相対変化率の逆数の
程度の大きさとすれば得られる。
値の低い共振周波数が不変の加速空胴を用いて粒子加速
を行うようにしたものである。図６は本発明の実施の形
態４における加速電極４の共振スペクトルを示す図であ
る。実施の形態１で示したように、本発明によるシンク
ロサイクロトロンは周回周期の変化量が１０％程度と少
ないので、従来用いられていた加速空胴の周波数変調回
路が必要なく、１０％程度の低い共振のＱ値をもつ単一
の共振周波数を持つ加速空胴でも加速することが可能に
なる。最適なＱ値の選択は、必要な入力電力と使用する
帯域内での加速電圧の減少量とから判断されるが、本実
施の形態ではこの加速電圧の減少が１／２で納まるよう
に１０程度の低いＱ値を選択している。これにより、必
要な入力電力が実現可能な値になるとともに電圧の減少
も許容できる値にすることができ、実用性の高いシンク
ロサイクロトロンが実現できる。このような条件は、加
速空胴の共振のＱ値を周回周波数の相対変化率の逆数の
程度の大きさとすれば得られる。
【００１９】実施の形態５．図７は本発明の実施の形態
５における高周波信号器と増幅器、加速空胴の接続を示
す図である。実施の形態４で示したように、加速空胴の
共振周波数を一定にして使用できるので、空胴を他励振
方式で使用することができる。すなわち、高周波電源を
空胴と全く切り放して設置し、周波数変調に必要な帯域
内でほぼ一定の増幅率を持った例えば半導体アンプのよ
うな大電力増幅器５と、周波数変調の可能な例えばシン
セサイザーのような信号発正器６とから構成することが
できる。信号発生器６は、運転周期と同期して図５の周
波数パターンを発生する。このような回路は図９に示さ
れた従来技術における自励振方式の回路と比較して信頼
性が高く、また市販されている製品を組合わせて構成す
ることが可能なため低価格化することができる。図７で
は１台の高周波増幅器５の出力を分岐して導波管７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄを介して４台の加速空胴３ａ，３ｂ，
３ｃ，３ｄに電力を供給し、各空胴毎の位相を位相調整
器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄによって調整しているが、空
胴毎に増幅器を設けて各増幅器の入力前に位相調整器を
挿入しても良い。
５における高周波信号器と増幅器、加速空胴の接続を示
す図である。実施の形態４で示したように、加速空胴の
共振周波数を一定にして使用できるので、空胴を他励振
方式で使用することができる。すなわち、高周波電源を
空胴と全く切り放して設置し、周波数変調に必要な帯域
内でほぼ一定の増幅率を持った例えば半導体アンプのよ
うな大電力増幅器５と、周波数変調の可能な例えばシン
セサイザーのような信号発正器６とから構成することが
できる。信号発生器６は、運転周期と同期して図５の周
波数パターンを発生する。このような回路は図９に示さ
れた従来技術における自励振方式の回路と比較して信頼
性が高く、また市販されている製品を組合わせて構成す
ることが可能なため低価格化することができる。図７で
は１台の高周波増幅器５の出力を分岐して導波管７ａ，
７ｂ，７ｃ，７ｄを介して４台の加速空胴３ａ，３ｂ，
３ｃ，３ｄに電力を供給し、各空胴毎の位相を位相調整
器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄによって調整しているが、空
胴毎に増幅器を設けて各増幅器の入力前に位相調整器を
挿入しても良い。
【００２０】以上のように、本発明ではシンクロサイク
ロトロンの周回周波数の変調幅を押え、一定の共振周波
数をもつ加速空胴と、他励振型の増幅器を用いているの
で、信頼性が高く、また低価格な装置を実現することが
できる。
ロトロンの周回周波数の変調幅を押え、一定の共振周波
数をもつ加速空胴と、他励振型の増幅器を用いているの
で、信頼性が高く、また低価格な装置を実現することが
できる。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。
ているので、以下に示すような効果を奏する。
【００２２】本発明の第１の構成によれば、Ｋ値を極力
小さくする構成としたので、周回周波数の変化が小さ
く、加速周波数の変調幅が小さくてすむ。また、Ｑ値の
低い広帯域で共振周波数が不変の加速空胴を用いて加速
することができ、信頼性の高いシンクロサイクロトロン
が実現できる。
小さくする構成としたので、周回周波数の変化が小さ
く、加速周波数の変調幅が小さくてすむ。また、Ｑ値の
低い広帯域で共振周波数が不変の加速空胴を用いて加速
することができ、信頼性の高いシンクロサイクロトロン
が実現できる。
【００２３】本発明の第２の構成によれば、粒子の周回
方向に周期的に磁極間隔を変化させ、磁界の強弱を設け
たので、Ｋ値を小さくして周回周波数幅を小さくしても
周回面に垂直な方向のビーム収束力の得られるシンクロ
サイクロトロンが実現できる。
方向に周期的に磁極間隔を変化させ、磁界の強弱を設け
たので、Ｋ値を小さくして周回周波数幅を小さくしても
周回面に垂直な方向のビーム収束力の得られるシンクロ
サイクロトロンが実現できる。
【００２４】本発明の第３の構成によれば、第２の構成
における磁極間隔の広い部分に、粒子加速用電極の高周
波共振回路を設けたので、装置を小型化したシンクロサ
イクロトロンが実現できる。
における磁極間隔の広い部分に、粒子加速用電極の高周
波共振回路を設けたので、装置を小型化したシンクロサ
イクロトロンが実現できる。
【００２５】本発明の第４の構成によれば、Ｋ値を小さ
くして周回周波数の変化幅を小さくし、加速空胴の共振
のＱ値を周回周波数の相対変化率の逆数程度の大きさと
したので、加速電極の励振電圧の低下が１／２程度に抑
えられ、実用性の高いシンクロサイクロトロンが実現で
きる。
くして周回周波数の変化幅を小さくし、加速空胴の共振
のＱ値を周回周波数の相対変化率の逆数程度の大きさと
したので、加速電極の励振電圧の低下が１／２程度に抑
えられ、実用性の高いシンクロサイクロトロンが実現で
きる。
【００２６】本発明の第５の構成によれば、共振周波数
不変の加速空胴および周波数変調可能な信号発生器と電
力増幅器を用いて粒子加速するようにしたので、信頼性
の高いシンクロサイクロトロンが実現できる。
不変の加速空胴および周波数変調可能な信号発生器と電
力増幅器を用いて粒子加速するようにしたので、信頼性
の高いシンクロサイクロトロンが実現できる。
【図１】 本発明の実施の形態１における半径方向（ｒ
方向）のＫ値の分布を示す図である。
方向）のＫ値の分布を示す図である。
【図２】 図１のＫ値をもつ場合の半径方向（ｒ方向）
の磁界分布と周回周波数を示す図である。
の磁界分布と周回周波数を示す図である。
【図３】 図１のＫ値をもつ場合の半径方向（ｒ方向）
における周回周波数変化を示す図である。
における周回周波数変化を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態２における周方向の磁界
分布を示す図である。
分布を示す図である。
【図５】 本発明の実施の形態３における加速空胴を示
し、ａは平面図、ｂは断面図である。
し、ａは平面図、ｂは断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態４における加速電極の共
振スペクトルを示す図である。
振スペクトルを示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態５における高周波信号器
と増幅器、加速空胴の接続を示す図である。
と増幅器、加速空胴の接続を示す図である。
【図８】 従来のシンクロサイクロトロンの磁界分布を
示す図である。
示す図である。
【図９】 従来のシンクロサイクロトロンでの加速電極
の励振回路の等価回路を示す図である。
の励振回路の等価回路を示す図である。
１ Ｈｉｌｌ部、２ Ｖａｌｌｅｙ部、３ 加速空胴、
４ 加速電極、５ 高周波増幅器、６ 信号発生器、７
導波管、８ 位相調整器。
４ 加速電極、５ 高周波増幅器、６ 信号発生器、７
導波管、８ 位相調整器。
Claims (5)
- 【請求項１】 サイクロトロン周波数の変化係数Ｋ（＝
１−Ｅ／Ｂ・ΔＢ／ΔＥ）を主加速領域において小さく
し、等時性磁界分布に近づけることにより、サイクロト
ロン周波数の変化巾を小さくしたシンクロサイクロトロ
ン。 - 【請求項２】 粒子の周回方向に沿って磁極間隔を周期
的に変化させ、磁界に強弱を設けた請求項１記載のシン
クロサイクロトロン。 - 【請求項３】 上記磁極間隔の広い部分に粒子加速用電
極を設けた請求項２記載のシンクロサイクロトロン。 - 【請求項４】 加速空胴の共振のＱ値をサイクロトロン
周波数の相対変化率の逆数の程度の大きさとした請求項
１〜請求項３のいずれかに記載のシンクロサイクロトロ
ン。 - 【請求項５】 加速電極の励振回路を周波数変調可能な
信号発生器と電力増巾器により構成した請求項１〜請求
項４のいずれかに記載のシンクロサイクロトロン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7767597A JPH10275699A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | シンクロサイクロトロン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7767597A JPH10275699A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | シンクロサイクロトロン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10275699A true JPH10275699A (ja) | 1998-10-13 |
Family
ID=13640468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7767597A Pending JPH10275699A (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | シンクロサイクロトロン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10275699A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027001A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Natl Inst Of Radiological Sciences | 高周波加速空洞及び装置 |
| JP2012195279A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 円形加速器および円形加速器の運転方法 |
| JP2016213198A (ja) * | 2012-09-28 | 2016-12-15 | メビオン・メディカル・システムズ・インコーポレーテッド | 磁場フラッターを使用する粒子ビームの集束 |
| JP2017204472A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | イオン ビーム アプリケーションズ ソシエテ アノニム （アイビーエイ） | サイクロトロン用の周囲山セクタの設計 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP7767597A patent/JPH10275699A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007027001A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Natl Inst Of Radiological Sciences | 高周波加速空洞及び装置 |
| JP4534005B2 (ja) * | 2005-07-20 | 2010-09-01 | 独立行政法人放射線医学総合研究所 | 高周波加速空洞及び装置 |
| JP2012195279A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-10-11 | Mitsubishi Electric Corp | 円形加速器および円形加速器の運転方法 |
| JP2016213198A (ja) * | 2012-09-28 | 2016-12-15 | メビオン・メディカル・システムズ・インコーポレーテッド | 磁場フラッターを使用する粒子ビームの集束 |
| JP2017204472A (ja) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | イオン ビーム アプリケーションズ ソシエテ アノニム （アイビーエイ） | サイクロトロン用の周囲山セクタの設計 |
| CN107371317A (zh) * | 2016-05-13 | 2017-11-21 | 离子束应用股份有限公司 | 回旋加速器的***丘扇块设计 |
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