JPS6251200A - 等時性磁場分布を有するサイクロトロンの磁極構造 - Google Patents
等時性磁場分布を有するサイクロトロンの磁極構造Info
- Publication number
- JPS6251200A JPS6251200A JP19020685A JP19020685A JPS6251200A JP S6251200 A JPS6251200 A JP S6251200A JP 19020685 A JP19020685 A JP 19020685A JP 19020685 A JP19020685 A JP 19020685A JP S6251200 A JPS6251200 A JP S6251200A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic pole
- field distribution
- magnetic field
- cyclotron
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
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。
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〕
本発明は等時性磁場分布を有するサイクロトロンに係り
、特に所要の等時性磁場分布を容易に得ることができる
磁場構造に関する。
、特に所要の等時性磁場分布を容易に得ることができる
磁場構造に関する。
まず、第２図を参照してこの種のサイクロトロンの概要
を説明すると、ｌａ 、 １ｂはそれぞれ電磁石鉄心を
構成する上部及び下部鉄心、５ａ 、 ５ｂはこれらの
鉄心１ａ 、 １ｂの溝内に収設した電磁石コイルであ
る。
を説明すると、ｌａ 、 １ｂはそれぞれ電磁石鉄心を
構成する上部及び下部鉄心、５ａ 、 ５ｂはこれらの
鉄心１ａ 、 １ｂの溝内に収設した電磁石コイルであ
る。
対向する鉄心１ａ 、 １ｂの磁極面の間にはビーム加
速電極６及びアース電極７が配置されている。
速電極６及びアース電極７が配置されている。
８ａ 、 ８ｂはそれぞれ左右両側に配設された高周波
共振器で、加速電極６を取り付けた内筒９と、これと同
軸に設けられ、アース電極７を取り付けた外筒１０と、
内筒９と外筒１０との間に摺動自在に嵌挿されたリング
状のショート板１１と、その摺動操作軸１２と、その操
作ハンドル１３とよりなる。
共振器で、加速電極６を取り付けた内筒９と、これと同
軸に設けられ、アース電極７を取り付けた外筒１０と、
内筒９と外筒１０との間に摺動自在に嵌挿されたリング
状のショート板１１と、その摺動操作軸１２と、その操
作ハンドル１３とよりなる。
共振周波数はハンドル１３により摺動操作軸１２を介し
てショート板１１を摺動させることにより変更すること
ができる。
てショート板１１を摺動させることにより変更すること
ができる。
このようなサイクロトロンは電磁石コイル５ａ。
５ｂに直流電流を流して磁極１，１間に直流磁場を与え
ると共にビーム加速電極６とアース電極７間に高周波電
圧を加えることにより、鉄心の中心部に挿設されたイオ
ン源（図示せず）より出たイオンビームを螺旋状に加速
し、鉄心１ａ 、 １ｂの外周部より取り出すものであ
る。
ると共にビーム加速電極６とアース電極７間に高周波電
圧を加えることにより、鉄心の中心部に挿設されたイオ
ン源（図示せず）より出たイオンビームを螺旋状に加速
し、鉄心１ａ 、 １ｂの外周部より取り出すものであ
る。
上記サイクロトロンにおける磁場は、イオンを加速する
につれて相対理論的に増加する質量に対処するため、第
３図示のように半径ｒの増大と共に強くし、一方、磁極
面に垂直な方向にイオンを集束させるため、円周方向に
は同一半径で磁場に周期的強弱をつけている。
につれて相対理論的に増加する質量に対処するため、第
３図示のように半径ｒの増大と共に強くし、一方、磁極
面に垂直な方向にイオンを集束させるため、円周方向に
は同一半径で磁場に周期的強弱をつけている。
従来のサイクロトロンにあっては、このような磁場特性
を得るため、対向する鉄心１ａ 、 １ｂの磁極ｌの面
に、第４図（ａｌ、 （ｂ）示のように磁極中心０から
磁極周端ｎに至るスパイラル線Ｅによって円周方向に例
えば８分割して山部２と谷部３を交互に形成し、かつ山
部２の任意の半径ｒにおける円周方向の幅切２が各谷部
３の同じ半径ｒにおける円周方向の幅６よりも大きく、
即ち−２〉６になるような構造になっていた。
を得るため、対向する鉄心１ａ 、 １ｂの磁極ｌの面
に、第４図（ａｌ、 （ｂ）示のように磁極中心０から
磁極周端ｎに至るスパイラル線Ｅによって円周方向に例
えば８分割して山部２と谷部３を交互に形成し、かつ山
部２の任意の半径ｒにおける円周方向の幅切２が各谷部
３の同じ半径ｒにおける円周方向の幅６よりも大きく、
即ち−２〉６になるような構造になっていた。
このような構造にすることにより山部２は外方へ行く程
幅が広くなっているため、１周の平均磁場は半径方向に
徐々に強くなって、第３図示のような等時性磁場分布を
呈することになる。また、磁極中心から螺旋状に加速さ
れて行くイオンは山部２と谷部３の磁束の集中している
境界を斜めに通過することになって強い集束作用を受け
ることになる。
幅が広くなっているため、１周の平均磁場は半径方向に
徐々に強くなって、第３図示のような等時性磁場分布を
呈することになる。また、磁極中心から螺旋状に加速さ
れて行くイオンは山部２と谷部３の磁束の集中している
境界を斜めに通過することになって強い集束作用を受け
ることになる。
なお、高エネルギーのイオンビームを取り出すためには
、山部２と谷部３の形状はその境界がスパイラル状とな
る形状にする必要がある。
、山部２と谷部３の形状はその境界がスパイラル状とな
る形状にする必要がある。
しかしながら上記従来のサイクロトロンの磁極構造にあ
っては、所要の等時性磁場分布を得るための山部２と谷
部３の形状を予め計算により決定し、これに基づいて磁
極の縮尺モデルを作成しそれらの修正と磁場分布の測定
を繰り返してそれらの形状を最終決定していたが、それ
らの形状をモデル作成後に修正するのは容易ではなく、
例えば山部２の全体を張り替える必要が生じたり、縮尺
モデルを基にスケールを拡大して実際の大きさの磁極を
、モデル通りに形成しただけでは、所要の等時性磁場分
布が得られないという問題点があった。
っては、所要の等時性磁場分布を得るための山部２と谷
部３の形状を予め計算により決定し、これに基づいて磁
極の縮尺モデルを作成しそれらの修正と磁場分布の測定
を繰り返してそれらの形状を最終決定していたが、それ
らの形状をモデル作成後に修正するのは容易ではなく、
例えば山部２の全体を張り替える必要が生じたり、縮尺
モデルを基にスケールを拡大して実際の大きさの磁極を
、モデル通りに形成しただけでは、所要の等時性磁場分
布が得られないという問題点があった。
本発明磁極構造は上記の問題点を解決するため、第１図
（ａ）、 （ｂ）及び第２図示のように対向する鉄心Ｉ
ａ 、 １ｂの磁極１面に、磁極中心０から磁極周端ｎ
に至るスパイラル線ｌによって円周方向に多数分割して
山部２と谷部３を交互に形成してなる等時性磁場分布を
有するサイクロトロンの磁極構造において、 上記各山部２と各谷部３の任意の半径ｒにおける円周方
向の幅Ｗ、 、 Ｗ３の比６／６を一定にすると共に、
各谷部３の磁極面３ａには、所要の等時性磁場分布が得
られるよう同じ厚さｔで、谷部３の磁極面形状に相似の
複数種の、鉄心材料と同一材料よりなるシム４をスパイ
ラル線βに沿って所要枚数重ねて取り付けてなる構造と
したものである。
（ａ）、 （ｂ）及び第２図示のように対向する鉄心Ｉ
ａ 、 １ｂの磁極１面に、磁極中心０から磁極周端ｎ
に至るスパイラル線ｌによって円周方向に多数分割して
山部２と谷部３を交互に形成してなる等時性磁場分布を
有するサイクロトロンの磁極構造において、 上記各山部２と各谷部３の任意の半径ｒにおける円周方
向の幅Ｗ、 、 Ｗ３の比６／６を一定にすると共に、
各谷部３の磁極面３ａには、所要の等時性磁場分布が得
られるよう同じ厚さｔで、谷部３の磁極面形状に相似の
複数種の、鉄心材料と同一材料よりなるシム４をスパイ
ラル線βに沿って所要枚数重ねて取り付けてなる構造と
したものである。
本発明磁極構造はこのような構造にしたので、山部２と
谷部３の修正と山部全体の張り替えを行うことなく、シ
ム４の交換と磁場分布の測定を繰り返し行うだけで所要
の等時性磁場分布を得るための磁極形状を容易に決定す
ることができる。
谷部３の修正と山部全体の張り替えを行うことなく、シ
ム４の交換と磁場分布の測定を繰り返し行うだけで所要
の等時性磁場分布を得るための磁極形状を容易に決定す
ることができる。
第１図（ａｌ、 （ｂ）はそれぞれ本発明磁極構造の一
実施例を示す平面図及びそのＩ−Ｉ線切断端面図、第２
図は本発明に係るサイクロトロンの一例を示す簡略断面
図である。
実施例を示す平面図及びそのＩ−Ｉ線切断端面図、第２
図は本発明に係るサイクロトロンの一例を示す簡略断面
図である。
まずその構成を説明する。
本実施例においては、対向する鉄心１ａ 、 １ｂの磁
極１面に、磁極中心０から磁極周端ｎに至るスパイラル
９Ｎによって円周方向に多数分割して山部２と谷部３を
交互に形成してなる等時性磁場分布を有するサイクロト
ロンの磁極構造において、上記各山部２と各谷部３の任
意の半径ｒにおける円周方向の幅Ｗ２ 、 Ｗ３の比Ｗ
ｚ／Ｌを一定に、例えば１、即ち−２”’Ｌにすると共
に、各谷部３の磁極面３ａに、所要の１等特性磁場分布
が得られるよう同じ厚さｔ （数ｍ１）で、谷部３の磁
極面形状に相似の複数種の、カーボン含有量が０．０６
％以下の鉄。
極１面に、磁極中心０から磁極周端ｎに至るスパイラル
９Ｎによって円周方向に多数分割して山部２と谷部３を
交互に形成してなる等時性磁場分布を有するサイクロト
ロンの磁極構造において、上記各山部２と各谷部３の任
意の半径ｒにおける円周方向の幅Ｗ２ 、 Ｗ３の比Ｗ
ｚ／Ｌを一定に、例えば１、即ち−２”’Ｌにすると共
に、各谷部３の磁極面３ａに、所要の１等特性磁場分布
が得られるよう同じ厚さｔ （数ｍ１）で、谷部３の磁
極面形状に相似の複数種の、カーボン含有量が０．０６
％以下の鉄。
鉄・コバルトの合金など鉄心１ａ 、 １ｂの材料と同
一材料よりなるシム４をスパイラル線ｌに沿って階段状
に３枚重ねてボルト・ビス類１４により取り付けてなる
。
一材料よりなるシム４をスパイラル線ｌに沿って階段状
に３枚重ねてボルト・ビス類１４により取り付けてなる
。
次にその作用を説明する。
スパイラル線ｌによって円周方向に８分割された山部２
と谷部３の任意の半径ｒにおける円周方向の幅１１１２
、 Ｗ、＋の比Ｗｚ／Ｗｉを１．即ち一２＝６にしで
あるので、同じ厚さｔ （数ｎ）で、谷部３の磁極面形
状に相似の複数種のシム４を用意しておき、この中から
シム４を選んで谷部３の磁極面３ａに、スパイラル線ｌ
に沿って取り付けて磁場分布の測定を行い、所要の等時
性磁場分布が得られるまで、シム４の交換と磁場分布の
測定を繰り返し行うことにより所要の等時性磁場分布を
得るための磁極形状を決定することができる。
と谷部３の任意の半径ｒにおける円周方向の幅１１１２
、 Ｗ、＋の比Ｗｚ／Ｗｉを１．即ち一２＝６にしで
あるので、同じ厚さｔ （数ｎ）で、谷部３の磁極面形
状に相似の複数種のシム４を用意しておき、この中から
シム４を選んで谷部３の磁極面３ａに、スパイラル線ｌ
に沿って取り付けて磁場分布の測定を行い、所要の等時
性磁場分布が得られるまで、シム４の交換と磁場分布の
測定を繰り返し行うことにより所要の等時性磁場分布を
得るための磁極形状を決定することができる。
実施例では、３種類、３枚のシム４を各階段に取り付け
たとき、所要の等時性磁場分布が得られた場合を示して
いる。
たとき、所要の等時性磁場分布が得られた場合を示して
いる。
なお、山部２の磁極面２ａ側に上記と同様のシムを設け
てもよい。
てもよい。
（発明の効果〕
上述のように本発明によれば、対向する鉄心１ａ、１ｂ
の磁極面に、磁極中心０から磁極周端ｎに至るスパイラ
ル線ｌによって円周方向に多数分割して山部２と谷部３
を交互に形成し、かつ各山部２と各谷部３の任意の半径
ｒにおける円周方向の幅Ｗ２． Ｗ３の比−２７−１を
一定にすると共に、各谷部３の磁極面３ａには、所要の
等時性磁場分布が得られるよう同じ厚さｔで、谷部３の
磁極面形状に相似の複数種のシム４をスパイラル線ｌに
沿って所要枚数重ねて取り付けてなるので、山部２と谷
部３の修正と山部全体の張り替えを行うことなく、シム
４の交換と磁場分布の測定を繰り返し行うだけで所要の
等時性磁場分布を得るための磁極形状を容易に決定する
ことができる。
の磁極面に、磁極中心０から磁極周端ｎに至るスパイラ
ル線ｌによって円周方向に多数分割して山部２と谷部３
を交互に形成し、かつ各山部２と各谷部３の任意の半径
ｒにおける円周方向の幅Ｗ２． Ｗ３の比−２７−１を
一定にすると共に、各谷部３の磁極面３ａには、所要の
等時性磁場分布が得られるよう同じ厚さｔで、谷部３の
磁極面形状に相似の複数種のシム４をスパイラル線ｌに
沿って所要枚数重ねて取り付けてなるので、山部２と谷
部３の修正と山部全体の張り替えを行うことなく、シム
４の交換と磁場分布の測定を繰り返し行うだけで所要の
等時性磁場分布を得るための磁極形状を容易に決定する
ことができる。
第１図（ａ）、 （ｂ）はそれぞれ本発明磁極構造の一
実施例を示す平面図及びそのＩ−１線切断端面図、第２
図は本発明に係るサイクロトロンの一例を示す簡略断面
図、第３図は等特性磁場分布特性図、第４図（ａｌ、
（ｂ）はそれぞれ従来磁極構造の一例を示す平面図及び
そのＩＶ−ｒｌ／線切断端面図である。 ｌａ 、 １ｂ・・・・・・鉄心、１・・・・・・磁極
、２・・・・・・山部、３・・・・・・谷部、３ａ・・
・・・・磁極面、４・・・・・・シム、Ｏ・・・・・・
磁極中心、ｎ・・・・・・磁極周端、β・・・・・・ス
パイラル線、Ｗ、 、 Ｗ、＋・・・・・・周方向の幅
。 喜１目 （Ｒノ シム
実施例を示す平面図及びそのＩ−１線切断端面図、第２
図は本発明に係るサイクロトロンの一例を示す簡略断面
図、第３図は等特性磁場分布特性図、第４図（ａｌ、
（ｂ）はそれぞれ従来磁極構造の一例を示す平面図及び
そのＩＶ−ｒｌ／線切断端面図である。 ｌａ 、 １ｂ・・・・・・鉄心、１・・・・・・磁極
、２・・・・・・山部、３・・・・・・谷部、３ａ・・
・・・・磁極面、４・・・・・・シム、Ｏ・・・・・・
磁極中心、ｎ・・・・・・磁極周端、β・・・・・・ス
パイラル線、Ｗ、 、 Ｗ、＋・・・・・・周方向の幅
。 喜１目 （Ｒノ シム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 対向する鉄心１ａ、１ｂの磁極１面に、磁極中心Ｏから
磁極周端ｎに至るスパイラル線ｌによって円周方向に多
数分割して山部２と谷部３を交互に形成してなる等時性
磁場分布を有するサイクロトロンの磁極構造において、 上記各山部２と各谷部３の任意の半径ｒにおける円周方
向の幅Ｗ＿２、Ｗ＿３の比Ｗ＿２／Ｗ＿３を一定にする
と共に、各谷部３の磁極面３ａには、所要の等時性磁場
分布が得られるよう同じ厚さｔで、谷部３の磁極面形状
に相似の複数種の、鉄心材料と同一材料よりなるシム４
をスパイラル線ｌに沿って所要枚数重ねて取り付けてな
る等時性磁場分布を有するサイクロトロンの磁極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19020685A JPS6251200A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 等時性磁場分布を有するサイクロトロンの磁極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19020685A JPS6251200A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 等時性磁場分布を有するサイクロトロンの磁極構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6251200A true JPS6251200A (ja) | 1987-03-05 |
Family
ID=16254226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19020685A Pending JPS6251200A (ja) | 1985-08-28 | 1985-08-28 | 等時性磁場分布を有するサイクロトロンの磁極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6251200A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4713799B2 (ja) * | 1999-07-13 | 2011-06-29 | イヨン ベアム アプリカスィヨン エッス．アー． | 等時性セクタ集束型サイクロトロンおよびそのサイクロトロンから荷電粒子を抽出する方法 |
| JP2013534700A (ja) * | 2010-07-09 | 2013-09-05 | イオン・ビーム・アプリケーションズ・エス・アー | 磁場プロファイルを変更する手段を含むサイクロトロン及びその方法 |
| JP2017204469A (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） | サイクロトロン用グラディエントコレクタ |
| WO2018193733A1 (ja) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 株式会社日立製作所 | 粒子線加速器および粒子線治療装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5414280A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-02 | Toshiba Corp | Deviation value detecting circuit |
-
1985
- 1985-08-28 JP JP19020685A patent/JPS6251200A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5414280A (en) * | 1977-07-05 | 1979-02-02 | Toshiba Corp | Deviation value detecting circuit |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4713799B2 (ja) * | 1999-07-13 | 2011-06-29 | イヨン ベアム アプリカスィヨン エッス．アー． | 等時性セクタ集束型サイクロトロンおよびそのサイクロトロンから荷電粒子を抽出する方法 |
| JP2013534700A (ja) * | 2010-07-09 | 2013-09-05 | イオン・ビーム・アプリケーションズ・エス・アー | 磁場プロファイルを変更する手段を含むサイクロトロン及びその方法 |
| JP2017204469A (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） | サイクロトロン用グラディエントコレクタ |
| CN107371316A (zh) * | 2016-05-13 | 2017-11-21 | 离子束应用股份有限公司 | 用于回旋加速器的梯度校正器 |
| WO2018193733A1 (ja) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 株式会社日立製作所 | 粒子線加速器および粒子線治療装置 |
| JP2018181687A (ja) * | 2017-04-18 | 2018-11-15 | 株式会社日立製作所 | 粒子線加速器および粒子線治療装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3174183B1 (de) | Elektrische maschine | |
| US5208503A (en) | Energy-efficient ferromagnetic stator and core apparatus | |
| US20060244335A1 (en) | Permanent magnet type motor | |
| KR20190005974A (ko) | 압분 자심, 스테이터 코어 및 스테이터 | |
| DE10255027A1 (de) | Magnetformung und Polkonzentrierung zum Reduzieren einer Drehmomentschwingung bei Permanentmagnetmotoren | |
| US2330824A (en) | Method of making magnetic cores | |
| DE69314178T2 (de) | Zusammengesetzter metall- und ferritwandlerkopf und herstellungsverfahren dafür | |
| DE202015000211U1 (de) | Dynamoelektrische Maschine mit Permanentmagneten | |
| US4812692A (en) | Motor | |
| US2348003A (en) | Magnetic core | |
| US5019863A (en) | Wedged-pole hybrid undulator | |
| DE112011104619T5 (de) | Bogenförmiger Magnet mit polar-anisotroper Ausrichtung und Verfahren und Bildungsform zu seiner Herstellung | |
| US4445102A (en) | Magnet pole tips | |
| DE102010038764A1 (de) | Wicklungszahn und Komponente für eine elektrische Maschine zur Reduzierung von Wirbelströmen | |
| JPS6313306A (ja) | 電磁石鉄心，及びその製作方法 | |
| JPS6251200A (ja) | 等時性磁場分布を有するサイクロトロンの磁極構造 | |
| JP2005044820A (ja) | 極異方性リング磁石及びその製造方法 | |
| US2407626A (en) | Magnetic core | |
| US5099217A (en) | Constant gap cladded twister | |
| WO2020129866A1 (ja) | コア、ステータ、及び回転電機 | |
| CN111293806A (zh) | 转子及转子用圆弧磁铁的制造方法 | |
| JP2649403B2 (ja) | 交流モータ | |
| JP2821480B2 (ja) | ロータコア | |
| DE112021002667T5 (de) | Kernstück, Statorkern, Stator, sich drehende Elektromaschine und Verfahren zur Herstellung eines Kernstücks | |
| JPS6288246A (ja) | 荷電粒子ビ−ム偏向用電磁石 |