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
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- magnetic pole
- field distribution
- magnetic field
- cyclotron
- magnetic
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- Pending
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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 |
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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 |
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