JPH04118897A - マイクロトロン - Google Patents
マイクロトロンInfo
- Publication number
- JPH04118897A JPH04118897A JP23694890A JP23694890A JPH04118897A JP H04118897 A JPH04118897 A JP H04118897A JP 23694890 A JP23694890 A JP 23694890A JP 23694890 A JP23694890 A JP 23694890A JP H04118897 A JPH04118897 A JP H04118897A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- energy
- electron beam
- magnetic field
- microwave
- uniform 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
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 33
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- X-Ray Techniques (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
本発明は、電子線の加速装置に係り、特に小型で低エネ
ルギーから高エネルギーまでの広い範囲のエネルギーを
有する電子線を得るのに好適な加速器の構成に関する。 ■従来の技術】 医療用に持ちいられている電子線加速器では、低エネル
ギーから高エネルギーまで、複数のエネルギーの電子線
が得られることが要求されている。 このような電子線加速器にはマイクロトロンが適してい
る。マイクロトロンは第２図に示すように電子銃、空胴
共振器及びマイクロ波源から構成されており、電子を一
様磁界内で円運動させる加速器である。すなわち、電子
銃から放出された電子線はマイクロ波で励振された空胴
共振器に導かれ、共振器内部の高周波電界によって加速
され、一様磁界中で円運動して再び空胴共振器に入射し
て再加速される。マイクロトロンはこの過程を繰返すこ
とによって必要なエネルギーまで加速する加速器である
。この電子線の取り出しは、磁気を遮蔽する鉄製のデフ
レクションチューブを磁界の適当な位置に挿入すること
によって行われる。したがって、このデフレクションチ
ューブを移動させることによって任意の軌道上から任意
のエネルギーの電子線を取り出すことが可能となる。
ルギーから高エネルギーまでの広い範囲のエネルギーを
有する電子線を得るのに好適な加速器の構成に関する。 ■従来の技術】 医療用に持ちいられている電子線加速器では、低エネル
ギーから高エネルギーまで、複数のエネルギーの電子線
が得られることが要求されている。 このような電子線加速器にはマイクロトロンが適してい
る。マイクロトロンは第２図に示すように電子銃、空胴
共振器及びマイクロ波源から構成されており、電子を一
様磁界内で円運動させる加速器である。すなわち、電子
銃から放出された電子線はマイクロ波で励振された空胴
共振器に導かれ、共振器内部の高周波電界によって加速
され、一様磁界中で円運動して再び空胴共振器に入射し
て再加速される。マイクロトロンはこの過程を繰返すこ
とによって必要なエネルギーまで加速する加速器である
。この電子線の取り出しは、磁気を遮蔽する鉄製のデフ
レクションチューブを磁界の適当な位置に挿入すること
によって行われる。したがって、このデフレクションチ
ューブを移動させることによって任意の軌道上から任意
のエネルギーの電子線を取り出すことが可能となる。
電子線の軌道半径は、一様磁界の強度と電子線のエネル
ギーによって決まる。一方、最小半径である第１軌道は
空胴共振器に衝突しない大きさの軌道半径でなければな
らない、したがって、低エネルギーの電子線と高エネル
ギーの電子線の両方を得ようとすると装置が大型になら
ざるをえないという問題があった。 本発明の目的は、上記問題を解決し、小型でかつ低エネ
ルギーから高エネルギーまで、より広い範囲で複数のエ
ネルギーの電子線が得られる加速器を提供することにあ
る。
ギーによって決まる。一方、最小半径である第１軌道は
空胴共振器に衝突しない大きさの軌道半径でなければな
らない、したがって、低エネルギーの電子線と高エネル
ギーの電子線の両方を得ようとすると装置が大型になら
ざるをえないという問題があった。 本発明の目的は、上記問題を解決し、小型でかつ低エネ
ルギーから高エネルギーまで、より広い範囲で複数のエ
ネルギーの電子線が得られる加速器を提供することにあ
る。
上記問題を解決するためには、高エネルギーの電子線の
軌道半径を小さくすればよい。しかし、この場合［従来
の技術］で述べたように、低エネルギーの軌道半径が小
さくなり、空胴共振器に衝突し、加速することができな
くなる。そこで、高エネルギーの電子線を取り出す時と
、低エネルギーの電子線を取り出す時とで軌道半径を変
化させれば、上記問題を解決することができる。
軌道半径を小さくすればよい。しかし、この場合［従来
の技術］で述べたように、低エネルギーの軌道半径が小
さくなり、空胴共振器に衝突し、加速することができな
くなる。そこで、高エネルギーの電子線を取り出す時と
、低エネルギーの電子線を取り出す時とで軌道半径を変
化させれば、上記問題を解決することができる。
同一軌道半径で複数種のエネルギーの電子線を得るため
には、−回毎の加速エネルギーと一様磁界の強度を連動
して変化させればよい。連続可変は困難だから、マイク
ロ波の発生源を複数個用いて、必要とするエネルギーに
よって使い分ければよい０例えば、マイクロ波の周波数
は３ ［ＧＨｚｌに固定する。この状態で、一様磁界を
０．１０７［Ｔ］にして一回の加速ごとに電子の静止エ
ネルギーに相当するエネルギーを与える場合と、一様磁
界を０．２１４ ［Ｔ］にして一回の加速ごとに静止エ
ネルギーの２倍に相当するエネルギーを与える場合とで
は１例えば同じ第２０軌道の軌道半径は同じであるが、
それぞれの場合に約１０［ＭｅＶ］と約２０［ＭｅＶ］
のエネルギーが得られる。このことは他の任意の軌道に
おいても同様である。なお、これらいずれの場合も最小
半径である第１軌道は同一であるために、共振器に衝突
することはない。
には、−回毎の加速エネルギーと一様磁界の強度を連動
して変化させればよい。連続可変は困難だから、マイク
ロ波の発生源を複数個用いて、必要とするエネルギーに
よって使い分ければよい０例えば、マイクロ波の周波数
は３ ［ＧＨｚｌに固定する。この状態で、一様磁界を
０．１０７［Ｔ］にして一回の加速ごとに電子の静止エ
ネルギーに相当するエネルギーを与える場合と、一様磁
界を０．２１４ ［Ｔ］にして一回の加速ごとに静止エ
ネルギーの２倍に相当するエネルギーを与える場合とで
は１例えば同じ第２０軌道の軌道半径は同じであるが、
それぞれの場合に約１０［ＭｅＶ］と約２０［ＭｅＶ］
のエネルギーが得られる。このことは他の任意の軌道に
おいても同様である。なお、これらいずれの場合も最小
半径である第１軌道は同一であるために、共振器に衝突
することはない。
本発明の一実施例を第１図により説明する。まず、電子
銃１から放出された電子線２は、マイクロ波源５１によ
り励振されている空洞共振器３に入射し加速され、一様
磁界４中で円運動を行って再び空胴共振器３に入射し、
再加速される。この過程を繰り返して必要なエネルギー
まで加速し、デフレクションチューブ６を介して引き出
しパイプ７から電子線は取り出される。一方、マイクロ
波源５２を使用する場合も同様の動作を行う。ただ、マ
イクロ波源５１で動作させる場合には、空胴共振Ｉ３内
に電子を静止エネルギー分加速する電界を発生させ、そ
の周波数を３ ［ＧＨｚｌ 、全体に印加する一様磁界
４は０．１０７ ［Ｔ］に設定した。この時、電子銃１
から放出されて空胴共振器３に入射した電子は、静止エ
ネルギーの２倍のエネルギーをもって出射し、マイクロ
波の周期の２倍の回転周期で円運動を行い、再び空洞共
振器３に入射して再加速される。その後、電子は空胴共
振器３に入射する度に静止エネルギーに等しいエネルギ
ーを受け、その回転周期はマイクロ波の１周期分長くな
っていく、この過程を繰り返した結果、第２０軌道まで
加速した場合１〜１０［ＭｅＶ］までのエネルギーの電
子線２を０．５［Ｍ ｅ Ｖ］刻みで得ることができ、
その最大半径は０．３ ［ｍｌであった。一方、マイク
ロ波源５２を動作させた場合には、空胴共振器３内に電
子を静止エネルギーの２倍分加速する電界を発生させ、
その周波数を３ ［ＧＨｚｌ 、全体に印加する一様磁
界４は０．２１４ ［Ｔ］に設定した。この時、第２０
軌道までの電子軌道の最大半径はマイクロ波源５１を使
用したときと同じ０．３ ［ｍｌであり、そのエネルギ
ーは１．５〜２０．５［ＭｅＶ］まで１［ＭｅＶ］刻み
で得ることができた。したがって、この両者のマイクロ
波源を切りかえることで、従来の装置の半分の大きさで
従来と同じエネルギーの電子線を得ることが可能になっ
た。また、低エネルギーの電子線を得る際にも支障はな
かった。 以上は、本発明のほんの一実施例を示したにすぎない。 たとえば、マイクロ波源５２によって空胴共振器内３に
電子を静止エネルギーの３倍に加速する加速電界を発生
させ、−横磁界４の強度を０．３２１ ［Ｔ］に設定す
れば同じ大きさの装置で従来の３倍のエネルギーを得る
ことができる。 また、マイクロ波源５１と５２の他にさらにもう１個の
マイクロ波源を用意することで、装置の大きさを変えず
により多くのエネルギーを得ることも可能となる。要・
は、加速電圧とマイクロ波の周波数や一様磁界の強度を
各電子軌道の回転周期がマイクロ波の周期の整数倍にな
るように設定し。 所望の電子線エネルギーに連動してこれらの設定条件を
変化させる構成のものであれば、本発明の本質を損うも
のではない。また、１回の加速ごとに静止エネルギーよ
り小さいエネルギーを与えるようなマイクロ波源を使用
し、−横磁界の強度をそれに合わせて弱くすることによ
って、より低いエネルギーの電子線を取り出すことも容
易に可能となる。
銃１から放出された電子線２は、マイクロ波源５１によ
り励振されている空洞共振器３に入射し加速され、一様
磁界４中で円運動を行って再び空胴共振器３に入射し、
再加速される。この過程を繰り返して必要なエネルギー
まで加速し、デフレクションチューブ６を介して引き出
しパイプ７から電子線は取り出される。一方、マイクロ
波源５２を使用する場合も同様の動作を行う。ただ、マ
イクロ波源５１で動作させる場合には、空胴共振Ｉ３内
に電子を静止エネルギー分加速する電界を発生させ、そ
の周波数を３ ［ＧＨｚｌ 、全体に印加する一様磁界
４は０．１０７ ［Ｔ］に設定した。この時、電子銃１
から放出されて空胴共振器３に入射した電子は、静止エ
ネルギーの２倍のエネルギーをもって出射し、マイクロ
波の周期の２倍の回転周期で円運動を行い、再び空洞共
振器３に入射して再加速される。その後、電子は空胴共
振器３に入射する度に静止エネルギーに等しいエネルギ
ーを受け、その回転周期はマイクロ波の１周期分長くな
っていく、この過程を繰り返した結果、第２０軌道まで
加速した場合１〜１０［ＭｅＶ］までのエネルギーの電
子線２を０．５［Ｍ ｅ Ｖ］刻みで得ることができ、
その最大半径は０．３ ［ｍｌであった。一方、マイク
ロ波源５２を動作させた場合には、空胴共振器３内に電
子を静止エネルギーの２倍分加速する電界を発生させ、
その周波数を３ ［ＧＨｚｌ 、全体に印加する一様磁
界４は０．２１４ ［Ｔ］に設定した。この時、第２０
軌道までの電子軌道の最大半径はマイクロ波源５１を使
用したときと同じ０．３ ［ｍｌであり、そのエネルギ
ーは１．５〜２０．５［ＭｅＶ］まで１［ＭｅＶ］刻み
で得ることができた。したがって、この両者のマイクロ
波源を切りかえることで、従来の装置の半分の大きさで
従来と同じエネルギーの電子線を得ることが可能になっ
た。また、低エネルギーの電子線を得る際にも支障はな
かった。 以上は、本発明のほんの一実施例を示したにすぎない。 たとえば、マイクロ波源５２によって空胴共振器内３に
電子を静止エネルギーの３倍に加速する加速電界を発生
させ、−横磁界４の強度を０．３２１ ［Ｔ］に設定す
れば同じ大きさの装置で従来の３倍のエネルギーを得る
ことができる。 また、マイクロ波源５１と５２の他にさらにもう１個の
マイクロ波源を用意することで、装置の大きさを変えず
により多くのエネルギーを得ることも可能となる。要・
は、加速電圧とマイクロ波の周波数や一様磁界の強度を
各電子軌道の回転周期がマイクロ波の周期の整数倍にな
るように設定し。 所望の電子線エネルギーに連動してこれらの設定条件を
変化させる構成のものであれば、本発明の本質を損うも
のではない。また、１回の加速ごとに静止エネルギーよ
り小さいエネルギーを与えるようなマイクロ波源を使用
し、−横磁界の強度をそれに合わせて弱くすることによ
って、より低いエネルギーの電子線を取り出すことも容
易に可能となる。
本発明の構成によれば、複数のマイクロ波源を切り換え
ることによって加速電圧を変化できるので、小型の装置
で低エネルギーから高エネルギーまでの電子線が得られ
る効果がある。
ることによって加速電圧を変化できるので、小型の装置
で低エネルギーから高エネルギーまでの電子線が得られ
る効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すマイクロトロンの基本
構成図、第２図は従来のマイクロトロンの基本構成図で
ある。 符号の説明 １：電子銃、２：電子線、３：空胴共振器、４ニー様磁
界、５：マイクロ波源、５１：マイクロ波源１．５２：
マイクロ波源２，６：デフレクションチューブ、７：引
き出しパイプ
構成図、第２図は従来のマイクロトロンの基本構成図で
ある。 符号の説明 １：電子銃、２：電子線、３：空胴共振器、４ニー様磁
界、５：マイクロ波源、５１：マイクロ波源１．５２：
マイクロ波源２，６：デフレクションチューブ、７：引
き出しパイプ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、マイクロ波によって電子を加速し、一様磁界中で円
運動させて繰返し加速するマイクロトロンにおいて、加
速電圧とマイクロ波の周波数や一様磁界の強度を各電子
軌道の回転周期がマイクロ波の周期の整数倍になるよう
に設定し、これらの設定条件を所望の電子線エネルギー
に連動して変化させたことを特徴とするマイクロトロン
。 ２、第１項記載の各種設定条件の連動変化は、複数個の
マイクロ波源をあらかじめ設け、これらを所望の電子線
エネルギーに連動して切り換えたことを特徴とする第１
項記載のマイクロトロン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23694890A JPH04118897A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | マイクロトロン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23694890A JPH04118897A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | マイクロトロン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04118897A true JPH04118897A (ja) | 1992-04-20 |
Family
ID=17008130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23694890A Pending JPH04118897A (ja) | 1990-09-10 | 1990-09-10 | マイクロトロン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04118897A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008218053A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Accuthera Inc | 加速装置および加速装置を用いたｘ線発生装置 |
-
1990
- 1990-09-10 JP JP23694890A patent/JPH04118897A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008218053A (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-18 | Accuthera Inc | 加速装置および加速装置を用いたｘ線発生装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6060833A (en) | Continuous rotating-wave electron beam accelerator | |
| US5859428A (en) | Beam generator | |
| US5399873A (en) | Microtron electron accelerator | |
| US8084965B2 (en) | All-Ion accelerator and control method of the same | |
| US6327339B1 (en) | Industrial x-ray/electron beam source using an electron accelerator | |
| Floettmann | rf-induced beam dynamics in rf guns and accelerating cavities | |
| US6559610B2 (en) | Continuous wave electron-beam accelerator and continuous wave electron-beam accelerating method thereof | |
| Sortais | Recent progress in making highly charged ion beams | |
| Ginzton et al. | History of microwave electron linear accelerators for radiotherapy | |
| JPS61118938A (ja) | 超高周波イオン源点弧方法および装置 | |
| Caldwell et al. | Plasma wakefield excitation with a 24 GeV proton beam | |
| Friedman et al. | Electron accelerators driven by modulated intense relativistic electron beams | |
| Dougar-Jabon et al. | Three-dimensional simulation of an ECR plasma in a minimum-B trap | |
| US20020149316A1 (en) | Electron gun | |
| JPH05114500A (ja) | マイクロトロン電子加速器 | |
| JP2001052896A (ja) | 粒子加速・蓄積装置 | |
| JPH06338400A (ja) | マイクロトロン電子加速器 | |
| JP2002305100A (ja) | マイクロトロン電子加速器 | |
| JPH06124799A (ja) | マイクロトロン電子加速器 | |
| JP3201585B2 (ja) | 短パルス電子ビームの加速及び圧縮の方法とその装置 | |
| JP3943578B2 (ja) | 円形粒子加速器 | |
| Takeshita et al. | Study of the 100 fs 10 kA X-band linac | |
| Mascali | Investigation of particle dynamics in ECR ion source plasmas | |
| JPH08153600A (ja) | マイクロトロン電子加速器 | |
| JPH06140200A (ja) | マイクロトロン電子加速器 |