JPH02265200A - シンクロトロン放射装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シンクロトロン放射装置に関し、詳しくは粒
子ビームを偏向する箇所である偏向部ダクトに使用する
二重構造の真空ダクトを有するシンクロトロン放射装置
に関する。

［従来の技術とその課題］ 直線区間及び偏向区間の組み合わせにて環状を成す超高
真空状態に維持される真空ダクト内にて粒子、例えば電
子を加速し、この加速電子の進行方向を真空ダクトの外
周面に設けた超電導コイルにて形成されるマグネットに
て偏向するときに加速電子が放射するシンクロトロン放
射光を利用するシンクロトロン放射装置が知られている
。

第３図は、シンクロトロン放射装置において、加速電子
の進行方向を偏向する偏向区間を直径方向にて切断した
断面図であり、図示するように偏向区間においては円形
の断面形状である真空ダクトｌの外周面に接触して超電
導コイル２にてなるダイポールマグネットが設置される
。ダイボールマグネットが設けられた真空ダクト１の外
周部を覆い液体ヘリウムが充填される空間３を形成する
様に真空ダクトｌと同心に第１の外壁４が設けられる。

さらに空間３に充填される液体ヘリウムを保温するため
に第１の外壁４の外周面側に液体窒素が充填される空間
５を形成する様に、第１の外壁４と同心に第２の外壁６
が設けられる。一方、真空ダクトｌの内側には、真空ダ
クｌ−１の内側空間７の中心部を通過する電子ビーム８
より放射される放射光が真空ダクトｌの内周面１ａに照
射されることで、真空ダクトｌが発熱したり、真空ダク
ト１よりガスが放出したりすることを防ぐために、偏向
されながら走行する電子ヒーム８の遠心力方向に真空ダ
クトｌの内周面１ａに非接触な状態で、かつ近接して、
真空ダクト１の内周面１ａと曲率がほぼ等しい円弧状の
アブソーバ９が設けられる。尚、アブソーバ９は、前記
放射光の照射される部位を中心にわずかな円弧角にて成
るものである。電子ビーム８より放射される放射光が照
射されるアブソーバ９の側面９ａとは反対側の側が脱離
し電子が走行する真空ダクトｌ内の真空度が劣化する現
象が生じる。このことは、電子ビームの蓄積に障害とな
るという問題点があった。

尚、第４図に示すように、内側を電子が走行するダクト
Ｉ２の内側の左右両端にそれぞれ開口部を有するＮＥＣ
ポンプ１３及び組込みイオンポンプ１４を設けた偏向区
間に使用される真空ダクトが知られている。この真空ダ
クトにおいては、電子ビームより放射される放射光が照
射される装置内壁面には、前述したアブソーバ９と同じ
機能を有するアブソーバ１５が設けられ、さらにこのア
ブソーバ１５はＮＥＧポンプ１３内に設けられる。

尚、この真空ダクトはダクト１２の外面と一体的に電子
の走行方向を偏向するコイルが設けられておらず、図示
するように、電子の走行方向を偏向するコイルであり、
平行に設けられるポールピース１１に挿入することでシ
ンクロトロン放射装置を形成するものである。そして、
電子が走行するとき、ダクト１２内は組込みイオンポン
プ１４にて排気され、放射光にてアブソーバ１５より発
生面９ｂには、アブソーバ９を冷却するための液体窒素
の通過する冷却管ＩＯが設けられている。尚、冷却管１
０は、シンクロトロン放射装置とは別個に設けられる不
図示の液体窒素循環装置に接続され液体窒素を循環する
。

一方、シンクロトロン放射装置における直線区間の真空
ダクトは、この真空ダクトの外周面側に設けられる加速
される電子を集束するための集束用マグネットの経済性
から断面形状が円形ではなくレーストラック形に近い形
状となる。このため、直線区間と偏向区間との接合部で
は両区間における真空ダクトの形状が異なることより、
真空ダクトに段差が生じ、真空ダクト自体が有するイン
ピーダンスに差異が発生ずる。したがって、走行する加
速電子の加速方向、走行方向等に不安定性が発生すると
いう問題点があった。

又、偏向区間において、前述したように、電子ビーム８
より放射される放射光がアブソーバ９の側面９ａに照射
されることにより、アブソーバ９の側面９ａより側面９
ａに吸着する多量の吸着ガスするガスは、ＮＥＣポンプ
１３にて排気することにより、この装置は、前述した問
題を解決しようとするものである。

しかし、前述した超電導コイルにてダイポールマグネッ
トを使用する場合には、前述したような構造を採用する
ことができない。なぜならば、真空ダクトの大きさは磁
場やその他の要因から決定されるが、真空ダクト内に組
込みイオンポンプ１４を格納する程大きくすることは不
可能であるからである。したがって、第４図に示すよう
な構造を成すシンクロトロン装置は、真空ダクトにコイ
ルが設置されるような、第３図に示すシンクロトロン放
射装置を形成することは不可能である。

本発明は、上述したような問題点を解決するためになさ
れたもので、各真空ダクト間でのインピーダンス整合を
図ることで、真空ダクト内を走行する粒子ビームに不安
定性が発生せず、又、真空ダクト内の真空度が劣化せず
電子ビームの蓄積に障害が生じない、シンクロトロン放
射装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、加速粒子が走行する通路を内部に有し、直線
区間に使用されるシンクロトロン放射装置のダクトと同
じ形状を有する第１のダクトと、前記第１のダクトを適
宜な間隔にて包囲する第２のダクトと、第１のダクトと
第２のダクトの間の空間を周方向に、かつ気体密に２分
割する隔壁と、上記隔壁によって２分割された第１と第
２の空間にそれぞれ開口するように第１のダクトに設け
た第１と第２の隙間と、前記第１の空間内にて第１のす
き間に対向して設けられるアブソーバと、前記第２のダ
クトの外周面に備わり加速粒子を偏向するマグネットと
、前記マグネットを冷却する冷却手段とを備えたことを
特徴とする。

［作用］ このように構成することで、隔壁は、放射光がアブソー
バに照射されることにより真空度が劣化する第１の空間
と、超高真空状態にある第２の空間とを気体密に分離す
る。第２の空間は、冷却手段により第２のダクトが冷却
されることでダクトれ、この隔壁２１によって２つの空
間７ａ、７ｂが形成される。又、内部真空ダクト２０は
、第２図に示すように、真空ダクトｌの曲率半径と同じ
曲率半径にて真空ダクトｌに沿って設けられる。

内部真空ダクト２０は、凹部２０ｄを有する台形の槌形
状の側板２０ａ及び２０ｂをそれぞれの凹部２０ｄを対
向させかつ接触しないように適宜な間隔Ａを隔てて形成
したダクトであり、側板２０ａ及び２０ｂのそれぞれの
凹部２０ｄにて形成される空間２０ｃの中央部、即ち真
空ダクトｌの中心部を電子が走行するものである。電子
が偏向される際に電子に作用する求心力方向にある空間
７ａ内においては、上記側板２ａと２ｂとの端部が前記
間隔Ａにて互いに対向してポンプスリット２２が形成さ
れている。一方電子に作用する遠心力方向　゛にある空
間７ｂには側板２０ａと２０ｂの他の端部が互いに所定
間隔を隔てて対向して放射光スリット２３が設けられる
。尚、間隔Ａは、ポンプスリット２２側、放射光スリッ
ト２３側において同一であっても良いし、異なっていて
も良い。又、放射内周面が気体分子を吸着することで超
高真空状態に保たれることより、第２の空間に第２のす
き間が開口する第１のダクト内部は、超高真空状態に保
たれる。

又、第１のダクトの形状は、直線区間におけるダクトの
形状と同形状であるのでダクト自体が有するインピーダ
ンスに変化は無い。

［実施例コ 本発明の一実施例を示す第１図において、第３図と同じ
構成部分については同じ符号を付しその説明を省略する
。

シンクロトロン放射装置の偏向区間において、円形の断
面形状である真空ダクトｌの内側空間７の中央部には、
シンクロトロン放射装置の直線区間に設けられる真空ダ
クトと同じ断面形状及び同じ大きさである内部真空ダク
ト２０が、」二足真空ダクト１と同心状に、かつ該真空
ダクト１に対して所定間隔を隔てて設置される。真空ダ
クトＩと内部真空ダクト２０との間には前記空間７を周
方向に気体密に２分割するように隔壁２Ｉが設けら光ス
リット２３は、前記遠心力方向に適宜な長さにわたり側
板２０ａ及び２０ｂより互いに平行に突出延在する突出
部２３ａ及び２３ｂにて形成される、微少なすき間であ
る。

又、アブソーバ９は、放射光スリット２３と対向するよ
うにして空間７ｂ内において従来例と同様に真空ダクト
１に設けられる。尚、アブソーバ９と放射光スリット２
３との平面的な位置関係は、第２図に示すように、偏向
区間の内、内部真空ダクト２０が真に曲がっている区間
のみに放射光スリット２３が設けられるのに対し、放射
光スリット２３の両端に設けられる直線状態にある区間
にまで適宜な長さにわたり延長されてアブソーバ９が設
けられるように配置される。

上記のように構成されるシンクロトロン放射装置におい
て、偏向区間においては、真空ダクト１の内側に、電子
ビームの存在する内部真空ダクト２０を有する二重のダ
クト構造を成しており、直線区間においては、前記内部
真空ダクト２０と同じ形状及び大きさを有し、ポンプス
リット２２及び放射光スリット２３が設けられずダクト
内部とダクト外部とが気体密となるようにして一体的に
形成される直線区間真空ダクトが設けられ、偏向区間の
内部真空ダクト２０と、直線区間の直線区間真空ダクト
とが接合される。

したがって、超高真空状態に維持される電子が走行する
空間を形成するダクトは、直線区間及び偏向区間におい
て大きさ及び形状が変化しないので、直線区間及び偏向
区間のそれぞれにおけるダクト自体のインピーダンスが
変化することはない。

よって、従来発生したような電子ビームの走行方向、加
速方向等の不安定性は解消される。

又、偏向区間において、電子は内部真空ダクト２０内側
中央部を偏向されながら走行し、従来と同様に、電子に
作用する遠心力方向へ放射光を放射する。放射された放
射光は、内部真空ダクト２０に設けられる放射光スリッ
ト２３を通過しアブソーバ９に照射され、従来と同様に
、アブソーバ９の側面９ａより脱ガスが発生する。した
がって、真空ダクトｌを隔壁２１にて２分割して形成さ
れ［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、直線区間に使用さ
れるダクトと偏向区間イこ使用される第１のダクトとの
インピーダンスに変化は無いことより、直線区間を走行
する粒子ビームと偏向区間を走行する粒子ビームに不安
定性が生じることはない。

又、粒子ビームが存在する第１のダクト内部は、第２の
ダクトが冷却手段にて冷却されることで超高真空状態に
保たれることより、粒子ビームの蓄積に障害が生じるこ
とはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシンクロトロン放射装置における偏向
区間の縦断面図、第２図は第１図内Ｂ部における断面図
、第３図は従来のシンクロトロン放射装置における偏向
区間の縦断面図、第４図は別形態における従来のシンク
ロトロン放射装置の縦断面図である。 １・・真空ダクト、　　　　２・・・超電導コイル、る
、アブソーバ９が存在する側の空間７ｂ内の真空度は、
この脱ガスの影響を受１′Ｊ劣化する。 しかし、電子が走行する内部真空ダクト２０の内部は、
空間７ｂとは隔壁２１にて気体密に形成される空間７ａ
側とポンプスリット２２を介して通じており、空間７ａ
は、超電導コイル２を冷却するための液体ヘリウム３に
て真空ダクトｌが冷却されることにより真空ダクトｌの
内周面１ａが、第４図に示す組込みイオンポンプ１／Ｉ
の数倍基」二の能力を有する、クライオポンプの作用を
奏し、超高真空状態となる。したがって、内部真空ダク
ト２０の内部は、ポンプスリット２２を介して超高真空
状態となる。一方、放射光スリット２３の断面積は微少
であるので、空間７ｂ側の真空度の劣化は内部真空ダク
ト２０内部の真空度に影響を及ぼさない。したがって、
内部真空ダクト２ｏの電子が走行する空間゛２０ｃは、
超高真空状態に維持することができ、シンクロトロン放
射装置にて形成される電子ビームの蓄積が妨げられるこ
とはなくなる。 ９・・・アブソーバ、 ２０・・・内部真空ダクト、 ２２・・ポンプスリット、２３・・放射光スリット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加速粒子が走行する通路を内部に有し、直線区間
   に使用されるシンクロトロン放射装置のダクトと同じ形
   状を有する第１のダクトと、 前記第１のダクトを適宜な間隔にて包囲する第２のダク
   トと、 第１のダクトと第２のダクトの間の空間を周方向に、か
   つ気体密に２分割する隔壁と、 上記隔壁によって２分割された第１と第２の空間にそれ
   ぞれ開口するように第１のダクトに設けた第１と第２の
   隙間と、 前記第１の空間内にて第１のすき間に対向して設けられ
   るアブソーバと、 前記第２のダクトの外周面に備わり加速粒子を偏向する
   マグネットと、 前記マグネットを冷却する冷却手段と、を備えたことを
   特徴とするシンクロトロン放射装置。