JPH03171902A - 多連結高周波加速空胴 - Google Patents
多連結高周波加速空胴Info
- Publication number
- JPH03171902A JPH03171902A JP30933789A JP30933789A JPH03171902A JP H03171902 A JPH03171902 A JP H03171902A JP 30933789 A JP30933789 A JP 30933789A JP 30933789 A JP30933789 A JP 30933789A JP H03171902 A JPH03171902 A JP H03171902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tuner
- electric field
- field distribution
- cell
- disk
- 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)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は例えば放射光を利用する加速器に使用される高
周波加速空胴に関する． （従来の技術） 加速器は電子，陽子，イオンなどのビームを数十億電子
ボルト（数ＧｅＶ）程度の高エネルギ状態に加速するた
めのものであり、この加速器の一例として従来から素粒
子の研究分野で大形のもの、たとえば直径１ｋｍ以上の
ものが建設されている．また，最近はほぼ光速で走る電
子がその軌道を曲げられた時に発生する放射光を利用し
た物性研究や超ＬＳＩ微細加工（リソグラフィ）など新
しい分野への応用として，中規模および小規模の放射光
専用の加速器も建設されるようになってきている。
周波加速空胴に関する． （従来の技術） 加速器は電子，陽子，イオンなどのビームを数十億電子
ボルト（数ＧｅＶ）程度の高エネルギ状態に加速するた
めのものであり、この加速器の一例として従来から素粒
子の研究分野で大形のもの、たとえば直径１ｋｍ以上の
ものが建設されている．また，最近はほぼ光速で走る電
子がその軌道を曲げられた時に発生する放射光を利用し
た物性研究や超ＬＳＩ微細加工（リソグラフィ）など新
しい分野への応用として，中規模および小規模の放射光
専用の加速器も建設されるようになってきている。
加速器には電子の加速や放射光で失われるエネルギの補
給を行うために高周波加速空胴が設けられている。高周
波加速空胴内では電子の周回に同期した数百メガヘルツ
の高周波の高電界が発生し、電子はこの高電界により加
速される。
給を行うために高周波加速空胴が設けられている。高周
波加速空胴内では電子の周回に同期した数百メガヘルツ
の高周波の高電界が発生し、電子はこの高電界により加
速される。
高周波加速空胴には種々の形式のものがあるが，高周波
加速空胴に供給すべき高周波電力は電子のエネルギの８
乗に比例して大きくなるので、電子のエネルギが大きく
なると高周波加速空胴の数は極端に多くなってしまう．
このためできるだけ、高周波加速空胴の設置スペースを
少なくするために複数の空胴をつないだいわゆる多連結
高周波加速空胴が採用される． 第６図は従来の多連結高周波加速空胴の一例で，５個の
空胴（ｌａ）． （ｌｂ） （以下セルとする）、中空
円筒形の外筒（１）、中空円板形の側板■、中空円板形
の隔壁■、アンテナ（４）、円筒形のチューナ■，チュ
ーナ駆動機構０等から成っている。尚，高周波加速空胴
は，ビームダクト０に接続され、真空に保持されている
。
加速空胴に供給すべき高周波電力は電子のエネルギの８
乗に比例して大きくなるので、電子のエネルギが大きく
なると高周波加速空胴の数は極端に多くなってしまう．
このためできるだけ、高周波加速空胴の設置スペースを
少なくするために複数の空胴をつないだいわゆる多連結
高周波加速空胴が採用される． 第６図は従来の多連結高周波加速空胴の一例で，５個の
空胴（ｌａ）． （ｌｂ） （以下セルとする）、中空
円筒形の外筒（１）、中空円板形の側板■、中空円板形
の隔壁■、アンテナ（４）、円筒形のチューナ■，チュ
ーナ駆動機構０等から成っている。尚，高周波加速空胴
は，ビームダクト０に接続され、真空に保持されている
。
この様な高周波加速空胴は電子がリング状の加速器をま
わる周波数の整数倍の規定の共振周波数（数百メガヘル
ツ）となる様に設計されている。
わる周波数の整数倍の規定の共振周波数（数百メガヘル
ツ）となる様に設計されている。
運転時の温度上昇や外圧による変形に基づく共振周波数
の変化を調整するために、各セル毎又は１セルおき程度
にチューナ■を備える． 一般に最も電力効率が高いのは，各セルに発生する電界
が等しい、平坦な電界分布の場合である．しかし両側を
他セルにはさまれている中央部のセル（１ａ）と、片側
は側板■で、ビームダクトωに接続している両端部のセ
ル（ｌｂ）では電磁気的特性が異なるため、全てのセル
を同一構造とすると，第７図に示すごとく、電界強度は
中央セルで高く、端部セルに近付く程低い分布となる． そこで，各セルの内径を変化させ，各セルの電界強度を
一様に近付けることが行なわれる．西独のＤＥＳＹ研究
所では、５セル空胴において，中央セルの内径を４１９
ａｍ、その両隣のセルの内径を４２２ｍ、両端部のセル
の内径を４２４ｍとしたが、十分に一様な電界分布は得
られなかった。
の変化を調整するために、各セル毎又は１セルおき程度
にチューナ■を備える． 一般に最も電力効率が高いのは，各セルに発生する電界
が等しい、平坦な電界分布の場合である．しかし両側を
他セルにはさまれている中央部のセル（１ａ）と、片側
は側板■で、ビームダクトωに接続している両端部のセ
ル（ｌｂ）では電磁気的特性が異なるため、全てのセル
を同一構造とすると，第７図に示すごとく、電界強度は
中央セルで高く、端部セルに近付く程低い分布となる． そこで，各セルの内径を変化させ，各セルの電界強度を
一様に近付けることが行なわれる．西独のＤＥＳＹ研究
所では、５セル空胴において，中央セルの内径を４１９
ａｍ、その両隣のセルの内径を４２２ｍ、両端部のセル
の内径を４２４ｍとしたが、十分に一様な電界分布は得
られなかった。
（発明が解決しようとする課題）
このように，各セルの内径を変えることによっても各セ
ルで発生する電界強度を一様に近いものにすることはで
きるが各セルの内径は，加工，測定の繰り返しで決定し
なければならず、製作に手間がかかる上、結果的に十分
に平坦な電界分布が得られるとは限らない． 本発明は、製作が容易で，確実に電力効率の高い平坦な
電界分布が得られ、優れた高周波特性を持つ多連結高周
波加速空胴を提供することを目的とする。
ルで発生する電界強度を一様に近いものにすることはで
きるが各セルの内径は，加工，測定の繰り返しで決定し
なければならず、製作に手間がかかる上、結果的に十分
に平坦な電界分布が得られるとは限らない． 本発明は、製作が容易で，確実に電力効率の高い平坦な
電界分布が得られ、優れた高周波特性を持つ多連結高周
波加速空胴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）
本発明は上記目的を達成するために、両端部のセルに，
共振周波数を調整するチューナとは別に調整可能な電界
分布チューナを設ける．（作用） 電界分布チューナを両端部セルに設けて、端部セルの静
電容量を調整し、両端部セルと中央部セルの電磁気的特
性の差を打ち消すことにより、各セルに同一強度の電界
が発生し、平坦な電界分布となる。
共振周波数を調整するチューナとは別に調整可能な電界
分布チューナを設ける．（作用） 電界分布チューナを両端部セルに設けて、端部セルの静
電容量を調整し、両端部セルと中央部セルの電磁気的特
性の差を打ち消すことにより、各セルに同一強度の電界
が発生し、平坦な電界分布となる。
（実施例）
以下，本発明の一実旅例について第１図および第２図を
参照して説明する．この実施例においては、５個のセル
（ｌａ）， （ｌｂ）を連結して一つの高周波加速空胴
として構或する。（１）は中空円筒形の外筒、■は外筒
（１）に銀ろう付等で接合された円板形の側板、（３）
は複数のセル（ｌａ）， （ｌｂ）に仕切るための中空
円板形の隔壁である。隔壁（３も外筒（１）に銀ろう付
等で接合されている．側板■、隔壁■とも、中央に円孔
（２ａ）， （３ａ）があり、この円孔（２ａ），（３
ａ）の中心をビームが通過する。円孔（２ａ）， （３
ａ）のまわりがノーズ状（２ｂ）， （３ｂ）に盛り上
がっているのは高周波加速空胴の特性を良くするためで
あって、必ずしも必要ではない。■は高周波加速空胴内
に高周波エネルギを供給するためのアンテナで、外筒（
１）に装着されており、図示しない高周波電源に接続さ
れている．１つのアンテナ■から５個の全セルへエネル
ギを伝えなければならないので、もしエネルギの伝送が
不十分な場合は隔壁（３）にスロットを切ってセル（ｌ
ａ）， （ｌｂ）相互間の結合を増やす場合もある。■
は空胴の共振周波数を調整するための円筒形のチューナ
であり，各セルに１個又は、２セルにｌ個程度づつ取付
けられている。０はチューナ０をセル（１ａ）内へ挿入
したり、逆に引抜いたりするためのチューナ駆動機構で
あり、駆動源はＡＣサーボモータ等である。なお、高周
波加速空胴はビームダクト０に接続され、高真空に保持
されている。ここ迄は第６図に示した従来例と同様であ
るが、本実施例においては、従来の構或要素に電界分布
チューナ（８）が付加されている。電界分布チューナ（
８）の詳細断面図は第２図に示されている。すなわち、
（１０）は銅等の良導電材料の円盤であり、やはり銅等
の良導電材料よりなる駆動捧（１１）の先端に取付けら
れている。駆動捧（１ｌ）は第１図に示す電界分布チュ
ーナ駈動機構（９）に接続しており、円盤（１０）の位
置調整を行なうことができる。円盤（１０）を側板■の
内面より、端部セル（ｌａ）の内部へ突き出すと、端部
セル（ｌａ）の静電容量が大きくなり，逆に円盤（１０
〉を側板■の内面より引っ込めると静電容量が小さくな
る。このように、電界分布チューナにより、端部セルの
電磁気的特性を制御できる。なお、円盤（１０）および
駆動捧（ｌ１）は、高周波電流の侵入する表皮深さの数
倍の銅メッキを施したステンレス等で製作することも可
能である。円！（１０）および駆動棒（１１）には冷媒
路を設け、純水等の冷媒を流し、高周波電流による発熱
を除去する。また、駆動棒（１１）又は円盤（１０）は
第２図（ａ）又は（ｂ）に示すごとく、側板■との電気
的接触を完全にするためにバネ状の導電性コンタクトで
押されている． 次に、この実施例の作用について説明する．上記構成に
よれば、電界分布チューナ■を調整することにより、両
端部セル（ｌａ）と中央部セル（１ｂ）の電磁気的特性
の差を打ち消し第３図に示すように各セルに発生する電
界強度の等しい加速効率の高い平坦な電界分布を得るこ
とができ、多連結高周波加速空胴の高性能化が可能とな
る。
参照して説明する．この実施例においては、５個のセル
（ｌａ）， （ｌｂ）を連結して一つの高周波加速空胴
として構或する。（１）は中空円筒形の外筒、■は外筒
（１）に銀ろう付等で接合された円板形の側板、（３）
は複数のセル（ｌａ）， （ｌｂ）に仕切るための中空
円板形の隔壁である。隔壁（３も外筒（１）に銀ろう付
等で接合されている．側板■、隔壁■とも、中央に円孔
（２ａ）， （３ａ）があり、この円孔（２ａ），（３
ａ）の中心をビームが通過する。円孔（２ａ）， （３
ａ）のまわりがノーズ状（２ｂ）， （３ｂ）に盛り上
がっているのは高周波加速空胴の特性を良くするためで
あって、必ずしも必要ではない。■は高周波加速空胴内
に高周波エネルギを供給するためのアンテナで、外筒（
１）に装着されており、図示しない高周波電源に接続さ
れている．１つのアンテナ■から５個の全セルへエネル
ギを伝えなければならないので、もしエネルギの伝送が
不十分な場合は隔壁（３）にスロットを切ってセル（ｌ
ａ）， （ｌｂ）相互間の結合を増やす場合もある。■
は空胴の共振周波数を調整するための円筒形のチューナ
であり，各セルに１個又は、２セルにｌ個程度づつ取付
けられている。０はチューナ０をセル（１ａ）内へ挿入
したり、逆に引抜いたりするためのチューナ駆動機構で
あり、駆動源はＡＣサーボモータ等である。なお、高周
波加速空胴はビームダクト０に接続され、高真空に保持
されている。ここ迄は第６図に示した従来例と同様であ
るが、本実施例においては、従来の構或要素に電界分布
チューナ（８）が付加されている。電界分布チューナ（
８）の詳細断面図は第２図に示されている。すなわち、
（１０）は銅等の良導電材料の円盤であり、やはり銅等
の良導電材料よりなる駆動捧（１１）の先端に取付けら
れている。駆動捧（１ｌ）は第１図に示す電界分布チュ
ーナ駈動機構（９）に接続しており、円盤（１０）の位
置調整を行なうことができる。円盤（１０）を側板■の
内面より、端部セル（ｌａ）の内部へ突き出すと、端部
セル（ｌａ）の静電容量が大きくなり，逆に円盤（１０
〉を側板■の内面より引っ込めると静電容量が小さくな
る。このように、電界分布チューナにより、端部セルの
電磁気的特性を制御できる。なお、円盤（１０）および
駆動捧（ｌ１）は、高周波電流の侵入する表皮深さの数
倍の銅メッキを施したステンレス等で製作することも可
能である。円！（１０）および駆動棒（１１）には冷媒
路を設け、純水等の冷媒を流し、高周波電流による発熱
を除去する。また、駆動棒（１１）又は円盤（１０）は
第２図（ａ）又は（ｂ）に示すごとく、側板■との電気
的接触を完全にするためにバネ状の導電性コンタクトで
押されている． 次に、この実施例の作用について説明する．上記構成に
よれば、電界分布チューナ■を調整することにより、両
端部セル（ｌａ）と中央部セル（１ｂ）の電磁気的特性
の差を打ち消し第３図に示すように各セルに発生する電
界強度の等しい加速効率の高い平坦な電界分布を得るこ
とができ、多連結高周波加速空胴の高性能化が可能とな
る。
（他の実施例）
上記実施例では５セル空胴の例を説明したが、本発明は
セル数がいくつであっても適用可能である。
セル数がいくつであっても適用可能である。
また、第４図，第５図に示すごとく，円盤型のチューナ
以外の機構によっても同様の効果を得ることができる。
以外の機構によっても同様の効果を得ることができる。
第４図は、空胴径方向に位置調整できる円筒導体（１３
）を外筒（１）より挿入した例である。この構或におい
ては、端部セル（ｌａ）のインダクタンスが調整される
が、結果として円盤型のチューナ（８）と同様な効果が
得られる。
）を外筒（１）より挿入した例である。この構或におい
ては、端部セル（ｌａ）のインダクタンスが調整される
が、結果として円盤型のチューナ（８）と同様な効果が
得られる。
第５図は、側板■に付随するノーズをダイヤフラム（１
４）等を介して側仮に取付けることにより、可動ノーズ
（１５）としたものである。可動ノーズ（ｌ５）は側板
■のフランジに固定され、可動ノーズ（ｌ５）の位置調
整はフランジ間にスペーサをはさむことにより行なう。
４）等を介して側仮に取付けることにより、可動ノーズ
（１５）としたものである。可動ノーズ（ｌ５）は側板
■のフランジに固定され、可動ノーズ（ｌ５）の位置調
整はフランジ間にスペーサをはさむことにより行なう。
本構或においては、両端部セル（１ａ）の静電容量が調
整され、円盤型のチューナ（８）と同様な効果が得られ
る。
整され、円盤型のチューナ（８）と同様な効果が得られ
る。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、電界分布チューナを用い
て多連結高周波加速空欄の電界分布を平坦化することが
できる。製作時に各セルの内径を変化させる等の方法に
よるよりも確実に一様な電界をつくることができる。
て多連結高周波加速空欄の電界分布を平坦化することが
できる。製作時に各セルの内径を変化させる等の方法に
よるよりも確実に一様な電界をつくることができる。
第ｌ図は本発明の多連結高周波加速空胴の一実施例を示
す縦断面図、第２図（ａ）， （ｂ）は第１図の電界分
布チューナ部を示す拡大断面図、第３図は上記実施例の
効果を示す曲線図、第４図と第５図はそれぞれ他の実施
例を示す図，第６図は従来例を示す縦断面図，第７図は
従来例の電界分布を示す図である， １・・・外筒 １ａ・・・端部セル１ｂ・
・・中央部セル ２・・・側板２ａ， ３ａ−円
孔 ２ｂ， ３ｂ−・・ノーズ３・・隔壁
４・・・アンテナ５・・・チューナ
６・・・チューナ駆動機構７・・ビームダクト
８・・・電界分布チューナ９・・・電界分布チューナ駆
動機構 １０・・円盤 １ｌ・・・駆動棒ｌ２・・
・コンタクト Ｉ３・円筒型電界分布チューナ
す縦断面図、第２図（ａ）， （ｂ）は第１図の電界分
布チューナ部を示す拡大断面図、第３図は上記実施例の
効果を示す曲線図、第４図と第５図はそれぞれ他の実施
例を示す図，第６図は従来例を示す縦断面図，第７図は
従来例の電界分布を示す図である， １・・・外筒 １ａ・・・端部セル１ｂ・
・・中央部セル ２・・・側板２ａ， ３ａ−円
孔 ２ｂ， ３ｂ−・・ノーズ３・・隔壁
４・・・アンテナ５・・・チューナ
６・・・チューナ駆動機構７・・ビームダクト
８・・・電界分布チューナ９・・・電界分布チューナ駆
動機構 １０・・円盤 １ｌ・・・駆動棒ｌ２・・
・コンタクト Ｉ３・円筒型電界分布チューナ
Claims (1)
- 複数個のセルを隔壁を介して直列に設けた多連結高周波
加速空胴において、両端部セルに一般的な周波数調整用
チューナとは別に調整可能な電界分布チューナを有する
ことを特徴とする多連結高周波加速空胴。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30933789A JPH03171902A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 多連結高周波加速空胴 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30933789A JPH03171902A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 多連結高周波加速空胴 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03171902A true JPH03171902A (ja) | 1991-07-25 |
Family
ID=17991798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30933789A Pending JPH03171902A (ja) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | 多連結高周波加速空胴 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03171902A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008166093A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Mitsubishi Electric Corp | 線形イオン加速器およびイオン加速システム |
| JP2014017231A (ja) * | 2012-06-12 | 2014-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | ドリフトチューブ線形加速器 |
-
1989
- 1989-11-30 JP JP30933789A patent/JPH03171902A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008166093A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Mitsubishi Electric Corp | 線形イオン加速器およびイオン加速システム |
| JP2014017231A (ja) * | 2012-06-12 | 2014-01-30 | Mitsubishi Electric Corp | ドリフトチューブ線形加速器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2634789B1 (en) | High frequency helical amplifier and oscillator | |
| US5676873A (en) | Microwave oven and magnetron with cold cathode | |
| US4145635A (en) | Electron emitter with focussing arrangement | |
| CN119132910B (zh) | 双注平面磁控注入电子枪 | |
| CN105555009A (zh) | 一种轴上电耦合驻波加速管的能量开关 | |
| JP2007502522A (ja) | 二平面型後進波発振器の方法と装置 | |
| CN206003738U (zh) | 一种可产生三频点的相对论返波振荡器 | |
| US5440203A (en) | Energy-variable RFQ linac | |
| JPH03171902A (ja) | 多連結高周波加速空胴 | |
| JPS63274098A (ja) | 定在波形線形加速器 | |
| JPH01264200A (ja) | 定在波形線形加速器 | |
| JP2835951B2 (ja) | エネルギー可変型ｒｆｑ加速装置およびイオン打込み装置 | |
| JP2610311B2 (ja) | 多連結高周波加速空胴 | |
| Staples et al. | Design of a VHF-band RF photoinjector with megahertz beam repetition rate | |
| CN109192638B (zh) | 一种应用在rbwo中的同轴双环形阴极在线调节装置 | |
| JP2001126900A (ja) | 高周波加速空胴及び高周波加速空胴の制御方法 | |
| JPS6226960Y2 (ja) | ||
| CN114360842A (zh) | 一种应用于高功率微波源的轻型化周期性磁场线圈 | |
| CN118450592A (zh) | 一种高频边耦合质子直线加速装置 | |
| JPH05159899A (ja) | エネルギ可変型４ヴェイン型高周波４極空洞およびエネルギ可変型分割同軸型高周波４極空洞 | |
| JPH0240900A (ja) | 高周波加速空胴用アンテナ | |
| JPS63274100A (ja) | 高周波加速空胴のチュ−ナ制御装置 | |
| JPS63141296A (ja) | 高周波加速空胴 | |
| HK1142991B (en) | High frequency helical amplifier and oscillator | |
| JPH0562797A (ja) | 高周波加速空胴 |