KR101468080B1 - 사이클로트론용 전자석 시스템 - Google Patents

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KR101468080B1
KR101468080B1 KR20130099267A KR20130099267A KR101468080B1 KR 101468080 B1 KR101468080 B1 KR 101468080B1 KR 20130099267 A KR20130099267 A KR 20130099267A KR 20130099267 A KR20130099267 A KR 20130099267A KR 101468080 B1 KR101468080 B1 KR 101468080B1
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KR
South Korea
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chamber
magnetic field
present
cyclotron
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KR20130099267A
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채종서
오세영
연영흠
신승욱
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성균관대학교산학협력단
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H13/00—Magnetic resonance accelerators; Cyclotrons
    • H05H13/005—Cyclotrons
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

본 발명은 사이트클론용 전자석 시스템으로 본 발명의 사이트클론용 전자석 시스템은 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제1섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 자기장을 형성하는 제1코일을 포함하는 상판; 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제2섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 전기장 및 자기장을 형성하는 제2코일을 포함하는 하판; 및 상기 제2섹터와 상기 제2코일 사이에 배치되며, 상기 제2섹터와 소정 거리로 이격되어 탈착가능하도록 설치된 챔버;를 포함한다.

Description

사이클로트론용 전자석 시스템{Electromagnetic system for cyclotron}
본 발명은 사이클로트론에서 이용되는 전자석 시스템에 관한 것이다.
사이클로트론은 입자 가속기 중 하나이며, 고주파 전기장과 고정 자기장을 이용해 원형으로 입자를 가속시키는 원리로 1929 년에 로렌스가 발명하였다.
사이클로트론은 전자석 시스템, RF 시스템, 진공 시스템, 냉각 시스템, 빔 입사-인출 시스템 등 다양한 기술이 복합적으로 구성된 기계이다. 이 중에 전자석 시스템은 빔이 안정하게 가속할 수 있도록 도와주는 역할을 한다.
이 중 전자석 시스템은 사이클로트론의 전체 모양을 결정지을 만큼 가장 큰 부피와 중량을 차지한다. 전자석 시스템은 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 섹터, 외부로부터 전원을 공급받아 자기장을 형성하는 코일, 섹터와 코일 사이에 배치되어, 내부를 진공으로 형성하는 챔버로 구성된다.
종래의 챔버는 섹터의 반경과 거의 동일하게 제작되어 일단 전자석 시스템에 설치된 이후에는 탈착하는 것이 불가능하여, 전자석 시스템 내부의 수리나 관리가 불편한 단점이 있었다.
한국공개공보 10-2011-0098264 (2011년09월01일 공개)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 사이클로트론용 전자석 시스템에 설치된 챔버를 탈착가능하게 형성하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 탈착가능하게 형성된 챔버가 정위치에 제대로 설치될 수 있도록 하는 것이다.
상기한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 사이클로트론용 전자석 시스템은 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제1섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 자기장을 형성하는 제1코일을 포함하는 상판;빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제2섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 전기장 및 자기장을 형성하는 제2코일을 포함하는 하판; 및상기 제2섹터와 상기 제2코일 사이에 배치되며, 상기 제2섹터와 소정 거리로 이격되어 탈착가능하도록 설치된 챔버;를 포함한다.
또한, 상기 상판 또는 상기 하판은 원통형 요크를 더 포함하고, 상기 원통형 요크는 상기 원통형 요크의 원주부에 일정구간이 절결된 적어도 한 개 이상의 절결구간을 포함한다.
또한, 상기 제1섹터와 제2섹터는 상호 이격된 부채꼴 형상의 복수의 힐과 상기 복수의 힐이 부착되지 않는 적어도 한 개 이상의 밸리로 구성되며, 상기 제1섹터와 제2섹터는 상하 대칭이다.
또한, 상기 사이클로트론용 전자석 시스템은상기 챔버 설치시, 상기 챔버와 상기 제2섹터가 상기 소정 거리를 유지하여, 상기 챔버의 쏠림을 방지하도록 하는 간격유지부를 더 포함한다.
또한, 상기 사이클로트론용 전자석 시스템은상기 챔버 설치시 상기 챔버와 상기 제2섹터가 상기 소정 거리를 유지하여, 상기 챔버의 쏠림을 방지하도록 하는 간격유지부를 더 포함하되, 상기 간격유지부는 상기 제2섹터의 복수의 힐 중 적어도 하나의 힐에 설치된다.
또한, 상기 사이클로트론용 전자석 시스템은상기 챔버 설치시, 상기 챔버의 회전을 방지하는 회전방지부를 더 포함한다.
또한, 상기 사이클로트론용 전자석 시스템은상기 복수의 밸리 중 적어도 하나의 밸리에 끼워지는 끼움부재와 적어도 하나의 상기 끼움부재와 결합되고 상기 챔버를 관통하여, 상기 절결구간의 내부 또는 상기 하판 요크 외부까지 연장된 연결대를 포함하여 상기 챔버의 회전을 방지하는 회전방지부를 더 포함한다.
또한, 상기 끼움부재는 서로 마주보는 제1끼움부재 및 제2끼움부재를 포함하고,
상기 연결대는 상기 제1끼움부재와 상기 제2끼움부재에 각각 결합되는 제1연결대와 제2연결대를 포함하여, 상기 챔버의 회전을 방지한다.
또한, 상기 끼움부재는 상기 제1끼움부재와 상기 제2끼움부재 사이에 제3끼움부재를 더 포함하고, 상기 연결대는 상기 제3끼움부재에 결합되는 제3연결대를 더 포함하여, 상기 챔버의 회전을 방지함과 동시에 쏠림을 방지한다.
또한, 상기 챔버와 상기 제2섹터 사이의 거리는 0.5 내지 3mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 챔버는 상면 및 하면에 오링이 설치된다.
또한, 상기 오링의 재질은 바이톤 또는 퍼플러 엘라스토머인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 간격유지부는 상기 챔버가 설치된 이후에 제거된다.
또한, 상기 회전방지부는 상기 챔버가 설치된 이후에 제거된다. .
본 발명의 사이클로트론용 전자석 시스템 제공방법은 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제1섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 자기장을 형성하는 제1코일을 포함하는 상판을 제공하는 단계; 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제2섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 전기장 및 자기장을 형성하는 제2코일을 포함하는 하판을 제공하는 단계; 및상기 제2섹터와 상기 제2코일 사이에 배치되며, 상기 제2섹터와 소정 거리로 이격되어 탈착가능하도록 설치된 챔버를 배치하는 단계를 포함하되,상기 상판 또는 상기 하판은 원통형 요크를 더 포함하고,상기 원통형 요크는 상기 원통형 요크의 원주부에 일정구간이 절결된 적어도 한 개 이상의 절결구간을 포함한다.
또한, 상기 제1섹터와 제2섹터는 상호 이격된 부채꼴 형상의 복수의 힐과 상기 복수의 힐이 부착되지 않는 적어도 한 개이상의 밸리로 구성되며, 상기 제1섹터와 제2섹터는 상하 대칭이다.
또한, 상기 사이클로트론용 전자석 시스템 제공방법은상기 챔버 설치시, 상기 챔버와 상기 제2섹터가 상기 소정거리를 유지하여 상기 챔버의 쏠림을 방지하도록 하는 간격유지부를 설치하는 단계를 더 포함하되,상기 간격유지부는 상기 제2섹터의 복수의 힐 중 적어도 하나의 힐에 설치된다.
상기 사이클로트론 전자석 시스템 제공방법은상기 간격유지부를 배치하는 단계 이후에 상기 챔버의 회전을 방지하는 회전방지부를 배치하는 단계를 더 포함하되,
상기 회전방지부는 상기 복수의 밸리 중 적어도 하나의 밸리에 끼워지는 끼움부재와 적어도 하나의 상기 끼움부재와 결합되고 상기 챔버를 관통하여, 상기 절결구간의 내부 또는 상기 하판 요크 외부까지 연장된 연결대를 포함한다.
또한, 상기 끼움부재는 서로 마주보는 제1끼움부재 및 제2끼움부재를 포함하고, 상기 연결대는 상기 제1끼움부재와 상기 제2끼움부재에 각각 결합되는 제1연결대와 제2연결대를 포함하여, 상기 챔버의 회전을 방지하고, 상기 끼움부재는 상기 제1끼움부재와 상기 제2끼움부재 사이에 제3끼움부재를 더 포함하고, 상기 연결대는 상기 제3끼움부재에 결합되는 제3연결대를 포함하여, 상기 챔버의 쏠림을 방지한다.
또한, 상기 챔버는 상면 및 하면에 오링이 설치된다.
또한, 상기 사이클로트론용 전자석 시스템 제공방법은 회전방지부를 배치하는 단계 이후에 간격유지부가 제거되는 단계 및 회전방지부가 제거되는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하판에 설치된 제2섹터와 챔버를 소정 거리로 이격시켜 챔버를 탈착가능하도록 형성하여, 사이클로트론용 전자석 시스템 내부의 관리 및 수리가 용이하도록 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 간격유지부를 통해 챔버가 특정 방향으로 쏠리는 것을 방지하여 챔버가 정위치에 제대로 설치될 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 회전방지부를 통해 챔버가 회전되는 것을 방지하여 챔버가 정위치에 제대로 설치될 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 챔버의 상면 및/또는 하면에 오링을 부착하여 챔버 내부의 진공형성이 용이하도록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전자석시스템을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하판을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하판에 챔버와 간격유지부가 설치된 것을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전방지부가 설치된 것을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 회전방지부가 설치된 것을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로트론용 전자석 시스템의 제공방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로트론용 전자석 시스템(1000)은 상판(100), 하판(200), 챔버(240)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 상판(100)은 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제1섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 자기장을 형성하는 제1코일을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 하판(200)은 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제2섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 자기장을 형성하는 제2코일(220)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의한 상판(100)과 하판(200)은 동일한 형상으로 제작되어 평행하게 배치될 수 있다.
상판에 형성된 제1섹터와 하판에 형성된 제2섹터는 부채꼴 섹터 또는 나선형 섹터로, 제1섹터와 제2 섹터는 상하 대칭인 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1섹터와 제2섹터는 상호 이격된 부채꼴 형상의 복수의 힐(hill)(211)과 힐(211)이 부착되지 않는 공간인 밸리(212)(valley)로 구성된다. 즉 도 2와 같이 힐(211)-밸리(212) -힐(211)-밸리(212) -힐(211)-밸리(212) -힐(211)- 밸리(212) 구조로 형성될 수 있으며, 밸리(212)에 해당되는 공간만큼 힐(211)과 힐(211)이 이격될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상판(100) 및/또는 하판(200)은 자속을 담고, 자기 차폐 역할을 할 수 있는 요크(230)(yoke)를 더 포함하여, 사이클로트론이 요크(230)에 의해 둘러싸이도록 할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 요크(230)는 원통형으로, 원주부에 일정 구간이 절결된 절결구간(231)이 한 개 이상 형성될 수 있다. 상판(100)과 하판(200)이 결합되면, 상기 절결구간(231)은 절결홈을 형성하게 되며, 이 절결홈은 RF 시스템, 이온 소스, 빔 인출부 및 윈도우 등이 설치될 수 있으며, 기타 사이클로트론용 전자석 시스템(1000)의 유지 관리를 위한 공간으로 이용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 상판(100)은 개폐식으로 형성되어, 사이클로트론용 전자석 시스템(1000) 내부의 문제가 발생되는 경우, 상판(100)을 열고, 전자석 시스템 내부의 문제를 해결할 수 있다. 이때, 상기 상판(100)은 유압 실린더에 의해 상승되어, 전자석 시스템이 개방될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 제1섹터, 제2섹터 및 요크(230)는 자성체로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 철, 코발트, 니켈과 같은 강자성체로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 챔버(240)는 챔버(240) 외부의 펌프(미도시)에 의하여 챔버(240) 내부의 기체를 외부로 배출시켜, 섹터 부분에서 입자 가속화되는 빔이 기체 입자들과 충돌하여 전자의 손실이 발생되지 않도록 진공 상태와 가깝도록 유지시킬 수 있다. 입자 가속된 H- 빔의 두 번째 전자는 원자핵과의 결합력이 매우 약하고 이로 인해 홀더조립체(미도시)의 박막을 통과하기 전에 주변의 기체 입자들과 충돌하여 전자가 손실되는 경우가 발생된다. 따라서, H- 빔의 전자 손실을 방지하기 위하여 챔버(240) 내부는 진공도가 6*10-6 내지 4*10-6 torr 로 유지될 수 있으며, 바람직하게는 5*10-6 torr 이하로 유지될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 챔버(240)는 제2섹터와 제2코일(220) 사이에 배치되될 수 있다. 여기서, 챔버(240)는 제2섹터의 반경보다 큰 반경을 갖도록 제작되어, 제2섹터와 소정거리로 이격되어 탈착가능하도록 설치될 수 있다. 기존의 챔버(240)는 제2섹터의 반경과 거의 동일한 반경을 갖도록 하여 챔버(240)가 전자석 시스템에 설치된 이후에는 챔버(240)의 탈착이 불가능하였다. 따라서, 챔버(240) 내부에 배치된 섹터의 관리가 어려운 단점이 있었다. 그에 반해, 본 발명의 일실시예에 따른 챔버(240)는 제2섹터와 소정거리로 이격되므로, 챔버(240) 내부의 제1 섹터 및/또는 제2섹터의 문제가 발생되는 경우, 챔버(240)를 탈착시키고 챔버(240) 내부에 배치된 섹터의 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다. 바람직하게 챔버(240)와 제2섹터 사이의 거리는 0.5 내지 3mm일 수 있다. 챔버(240)와 제2섹터와의 거리가 0.5mm 보다 작은 경우에는 챔버(240)의 탈착이 어려우며, 챔버(240)와 제2섹터 사이의 거리가 3mm 보다 큰 경우에는 전자석 시스템의 소형화가 어려운 단점이 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로트론용 전자석 시스템(1000)의 하판(200)은 간격유지부(260)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 간격유지부(260)는 챔버(240) 설치시, 챔버(240)와 상기 제2섹터가 소정 거리를 유지하여, 상기 챔버(240)의 쏠림을 방지하고, 챔버(240)의 중앙이 정위치에 배치될 수 있도록 할 수 있다. 본 발명의 간격유지부(260)는 제2섹터의 복수의 힐(211) 중 적어도 하나의 힐(211)에 설치될 수 있다. 여기서, 간격유지부(260)는 'ㄱ'자 형상으로 형성될 수 있으며, 가로 방향은 제2섹터의 힐(211)로부터 챔버(240) 내면으로부터 힐(211)까지 소정 거리를 유지하도록 챔버(240) 내면까지 연장될 수 있다. 세로방향은 챔버(240) 내면의 위로부터 아래로 연장될 수 있다. 바람직하게 상기 간격유지부(260)는 동일한 형상으로 형성되고, 제2섹터의 힐(211)마다 설치되어 챔버(240)가 특정 방향으로 쏠리는 것을 방지할 수 있다.
도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로트론용 전자석 시스템(1000)은 회전방지부를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 회전방지부는 챔버(240) 설치시, 챔버(240)의 회전을 방지하여 챔버(240)가 정위치에 설치될 수 있도록 할 수 있다. 회전방지부는 복수의 밸리(212) 중 적어도 하나의 밸리(212)에 끼워지는 끼움부재(251a, 251b, 251c)와 적어도 하나의 끼움부재(251a, 251b, 251c)와 결합되는 연결대(252a, 252b, 252c)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 밸리(212)는 힐(211)이 부착되지 않는 공간인바, 이 밸리(212)에 끼움부재(251a, 251b, 251c)가 삽입될 수 있다. 여기서 끼움부재(251a, 251b, 251c)는 외면에 연결대(252a, 252b, 252c)가 삽입될 수 있는 삽입돌기(251a)이 형성될 수 있다. 연결대(252a, 252b, 252c)는 상기 삽입돌기(253)에 삽입되어 끼움부재(251a, 251b, 251c)와 결합될 수 있으며, 챔버(240)를 관통하여 하판(200) 요크(230)의 절결구간(231)의 내부로까지 연장되거나, 절결구간(231)을 관통하여 상기 하판(200) 요크(230) 외부까지 연장되어, 챔버(240)의 회전을 방지하는 장점이 있다.
도 5를 참조하면, 끼움부재는 제1끼움부재(251a)와 제2끼움부재(251b) 사이에 제3끼움부재(251c)를 더 포함하고, 연결대는 제3끼움부재(251c)에 결합되는 제3연결대(252c)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제3연결대(252c)에 의하여 챔버(240)의 쏠림이 방지되는 장점이 있다. 즉, 별도의 간격유지부(260)를 설치하지 않더라도, 상기 제3끼움부재(251c)와 상기 제3끼움부재(251c)와 결합되는 제3연결대(252c)에 의해, 챔버(240)가 회전되지 않음과 동시에 특정 방향으로 쏠리지 않게 되는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 챔버(240)는 진공을 형성하고 유지하기 용이하도록 챔버(240)의 상면 및 하면에 오링이 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 오링 의 재질은 바이톤(viton) 또는 퍼플러 엘라스토머(PERFLUORO ELASTOMER RUBBER, FFKM)일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 오링의 재질로 이용되는 바이톤(viton)은 사용가능한 범위가 섭씨 영하 15도 내지 영상 204까지이며, 결합에너지가 큰 불활성결합구조인 C-F 결합 때문에 내열성,내화학성, 내가스 투과성이 우수하다.
본 발명의 일실시예에 따른 오링의 재질로 이용되는 퍼플러 엘라스토머(PERFLUORO ELASTOMER RUBBER, FFKM)는 화학명으로 Perfluoroelstomer, 재질기호로 FFKM 이며, 퍼플러 엘라스토머는 주사슬부 TFE(Tetrafluoroethylen), 줄기부 : PMVE(Perfluoro methylvinylether)와 가교부로 이루어져 있으며 완전 불소화 되어 있는데, 테플론과 극히 유사한 구조를 가지며, 바이톤과 함께 내열성 및 내약품성이 우수하다.
본 발명의 일실시예에 따르면 챔버(240)가 정위치에 설치된 이후에 간격유지부(260)와 회전방지부는 제거된다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로트론용 전자석 시스템 제공방법을 도시한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로트론용 전자석 시스템 제공방법은
빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제1섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 자기장을 형성하는 제1코일을 포함하는 상판(100)을 제공하는 단계(S100); 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제2섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 전기장 및 자기장을 형성하는 제2코일(220)을 포함하는 하판(200)을 제공하는 단계(S100); 및 상기 제2섹터와 상기 제2코일(220) 사이에 배치되며, 상기 제2섹터와 소정 거리로 이격되어 탈착가능하도록 설치된 챔버(240)를 배치하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상판(100) 및/또는 하판(200)은 원통형 요크(230)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 원통형 요크(230)는 상기 원통형 요크(230)의 원주부에 일정구간이 절결된 적어도 한 개 이상의 절결구간(231)을 포함할 수 있다. 또는 상판(100) 및/또는 하판(200) 사이에 원통형 요크(230)가 설치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 제1섹터와 제2섹터는 상하 대칭으로 동일한 형상으로 제작되어 평행하게 배치될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 제1섹터와 제2섹터는 상호 이격된 부채꼴 형상의 복수의 힐(211)과 상기 복수의 힐(211)이 부착되지 않는 적어도 한 개이상의 밸리(212) 로 구성되며, 제1섹터와 제2섹터의 힐(211)과 밸리(212) 는 동일한 형상으로 형성되고, 동일한 위치에 배치될 수 있다.
도 6을 계속 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로트론용 전자석 시스템 제공방법은 상기 챔버(240) 설치시, 상기 챔버(240)와 상기 제2섹터가 상기 소정거리를 유지하여 상기 챔버(240)의 쏠림을 방지하도록 하는 간격유지부(260)를 설치하는 단계(S300)를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 간격유지부(260)는 상기 제2섹터의 복수의 힐(211) 중 적어도 하나의 힐(211)에 설치될 수 있다. 간격유지부(260)에 대한 구체적인 설명은 전술한 것과 동일하므로 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 사이클로트론 전자석 시스템 제공방법은 상기 간격유지부를 설치하는 단계(S300) 이후에 상기 챔버(240)의 회전을 방지하는 회전방지부를 배치하는 단계(S400)를 더 포함할 수 있다. 상기 회전방지부는 상기 복수의 밸리(212) 중 적어도 하나의 밸리(212) 에 끼워지는 끼움부재(251a, 251b, 251c)와 적어도 하나의 상기 끼움부재(251a, 251b, 251c)와 결합되고 상기 챔버(240)를 관통하여, 상기 절결구간(231)의 내부 또는 상기 하판(200) 요크(230) 외부까지 연장된 연결대를 포함할 수 있다. 또는, 상기 끼움부재(251a, 251b, 251c)는 서로 마주보는 제1끼움부재(251a) 및 제2끼움부재(251b)를 포함하고, 상기 연결대는 상기 제1끼움부재(251a)와 상기 제2끼움부재(251b)에 각각 결합되는 제1연결대(252a)와 제2연결대(252b)를 포함하여, 상기 챔버(240)의 회전을 방지하고, 상기 끼움부재(251a, 251b, 251c)는 상기 제1끼움부재(251a)와 상기 제2끼움부재(251b) 사이에 제3끼움부재(251c)를 더 포함하고, 상기 연결대는 상기 제3끼움부재(251c)에 결합되는 제3연결대(252c)를 포함하여, 상기 챔버(240)의 쏠림을 방지할 수 있다. 회전부재에 관한 설명도 전술한 회전부재와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 챔버(240)의 상면 및 하면에 오링이 설치될 수 있으며, 상기 오링의 재질은 바이톤(viton) 또는 퍼플러 엘라스토머(PERFLUORO ELASTOMER RUBBER, FFKM)일 수 있다.
도 6을 계속 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로트론용 전자석 시스템 제공방법은 회전방지부를 배치하는 단계(S400)를 거쳐 챔버(240)가 정위치에 설치된 단계(S500)이후에 간격유지부가 제거되는 단계(S600) 및 회전방지부가 제거되는 단계(S700)를 더 포함할 수 있다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
1000: 사이클로트론용 전자석 시스템
100: 상판
200: 하판
211: 힐
212: 밸리
220: 제2코일
230: 요크
231: 절결구간
240: 챔버
251a, 251b, 251c: 끼움부재 251a: 삽입돌기
252a: 제1연결대
252b: 제2연결대
252c: 제3연결대
253: 삽입돌기
260: 간격유지부

Claims (21)

  1. 빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제1섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 자기장을 형성하는 제1코일을 포함하는 상판;
    빔이 운동하는 전자석 중심 평면 자기장 분포를 형성하는 제2섹터와 외부로부터 전원을 공급받아 전기장 및 자기장을 형성하는 제2코일을 포함하는 하판;
    상기 제2섹터와 상기 제2코일 사이에 배치되며, 상기 제2섹터와 소정 거리로 이격되어 탈착가능하도록 설치된 챔버; 및
    상기 챔버 설치시, 상기 챔버와 상기 제2섹터가 상기 소정 거리를 유지하여, 상기 챔버의 쏠림을 방지하도록 하는 간격유지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론용 전자석 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상판 또는 상기 하판은
    원통형 요크를 더 포함하고,
    상기 원통형 요크는 상기 원통형 요크의 원주부에 일정구간이 절결된 적어도 한 개 이상의 절결구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 사이클로트론용 전자석 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1섹터와 상기 제2섹터는 상호 이격된 부채꼴 형상의 복수의 힐과 상기 복수의 힐이 부착되지 않는 적어도 한 개 이상의 밸리로 구성되며,
    상기 제1섹터와 제2섹터는 상하 대칭인 것을 특징으로 하는 사이클로트론용 전자석 시스템.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 간격유지부는 상기 제2섹터의 복수의 힐 중 적어도 하나의 힐에 설치되는 것을 특징으로 하는 사이클로트론용 전자석 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 사이클로트론용 전자석 시스템은
    상기 챔버 설치시, 상기 챔버의 회전을 방지하는 회전방지부를 더 포함하는 사이클로트론용 전자석 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 챔버와 상기 제2섹터 사이의 거리는 0.5 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 사이클로트론용 전자석 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 챔버는 상면 및 하면에 오링이 설치되는 사이클로트론용 전자석 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 오링의 재질은
    바이톤 또는 퍼플러 엘라스토머인 것을 특징으로 하는 사이클로트론용 전자석 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 간격유지부는
    상기 챔버가 설치된 이후에 제거되는 사이클로트론용 전자석 시스템
  14. 제6항에 있어서,
    상기 회전방지부는 상기 챔버가 설치된 이후에 제거되는 사이클로트론용 전자석 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
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