JPH04126400A - シンクロトロンのパータベータ運転方法 - Google Patents
シンクロトロンのパータベータ運転方法Info
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- JPH04126400A JPH04126400A JP24656890A JP24656890A JPH04126400A JP H04126400 A JPH04126400 A JP H04126400A JP 24656890 A JP24656890 A JP 24656890A JP 24656890 A JP24656890 A JP 24656890A JP H04126400 A JPH04126400 A JP H04126400A
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- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 35
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 25
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 15
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 3
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Landscapes
- Particle Accelerators (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、シンクロトロンにおいて、粒子ビームをイ
ンフレクタから蓄積リング内に入射する際に、蓄積リン
グ中の粒子ビーム軌道をインフレクタ側にキックするた
めのパータベータの運転方法に関し、インフレクタによ
る蓄積リングへの入射効率を高めるとともに、蓄積リン
グの蓄積電流値の増大を可能にしたものである。
ンフレクタから蓄積リング内に入射する際に、蓄積リン
グ中の粒子ビーム軌道をインフレクタ側にキックするた
めのパータベータの運転方法に関し、インフレクタによ
る蓄積リングへの入射効率を高めるとともに、蓄積リン
グの蓄積電流値の増大を可能にしたものである。
近年、シンクロトロン装置は、ＳＯＲ光（シンクロトロ
ン放射光）装置として、超々ＬＳＩ回路の作成、医療分
野における診断、分子解析、構造解析等様々な分野への
適用が期待されている。
ン放射光）装置として、超々ＬＳＩ回路の作成、医療分
野における診断、分子解析、構造解析等様々な分野への
適用が期待されている。
シンクロトロン装置は、荷電粒子発生装置（電子銃等）
で発生した粒子ビームを直線加速器等で光速近くに加速
してこれをインフレクタを介してシンクロトロンの蓄積
リング内に入射する。蓄積リングに入射された粒子ビー
ムは高周波加速空洞でエネルギを与えられて真空ダクト
内を周回し続ける。
で発生した粒子ビームを直線加速器等で光速近くに加速
してこれをインフレクタを介してシンクロトロンの蓄積
リング内に入射する。蓄積リングに入射された粒子ビー
ムは高周波加速空洞でエネルギを与えられて真空ダクト
内を周回し続ける。
蓄積リング内の粒子ビームは通常はリング内の中心軌道
上を通っているが、粒子ビームの入射時にはパータベー
タによってインフレクタ側にキックされてバンプ軌道を
形成し、入射される粒子ビ−ムが蓄積粒子ビームの軌道
位置の回りに形成されるアクセプタンス（入射可能領域
）に入るようにする。
上を通っているが、粒子ビームの入射時にはパータベー
タによってインフレクタ側にキックされてバンプ軌道を
形成し、入射される粒子ビ−ムが蓄積粒子ビームの軌道
位置の回りに形成されるアクセプタンス（入射可能領域
）に入るようにする。
従来ニおいては、パークベータのキ・ツク量すなわち励
磁量は蓄積リング内の蓄積電流値にかかわらず一定であ
った。
磁量は蓄積リング内の蓄積電流値にかかわらず一定であ
った。
インフレクタの性能としては、出射する粒子ビームの多
くの部分か蓄積リング内に入射されることすなわち入射
効率が高いことが望まれる。特に、小型ＳＯＲ装置の場
合は、線型加速装置等の入射器の入射エネルギが低く、
入射ビームが消滅しやすいため、インフレクタの入射効
率が高いことは重要である。
くの部分か蓄積リング内に入射されることすなわち入射
効率が高いことが望まれる。特に、小型ＳＯＲ装置の場
合は、線型加速装置等の入射器の入射エネルギが低く、
入射ビームが消滅しやすいため、インフレクタの入射効
率が高いことは重要である。
インフレクタの入射効率を高めるには、パークベータの
キック量を大きくすればよい。すなわち、キック量を大
きくすれば、入射ビームの多くの部分が蓄積粒子ビーム
の軌道位置の回りに形成されるアクセプタンスの範囲に
入ることになり、入射効率が高められる。
キック量を大きくすればよい。すなわち、キック量を大
きくすれば、入射ビームの多くの部分が蓄積粒子ビーム
の軌道位置の回りに形成されるアクセプタンスの範囲に
入ることになり、入射効率が高められる。
ところが、蓄積リングに粒子ビームを入射していって、
蓄積電流値か上昇していくと、蓄積リング中のビーム径
が拡がってくるため、キ・ツク量が大きいとリング中の
蓄積粒子ビームがインフレクタの壁に衝突しやすくなり
、これ以上蓄積電流値を上げられなくなっていた。
蓄積電流値か上昇していくと、蓄積リング中のビーム径
が拡がってくるため、キ・ツク量が大きいとリング中の
蓄積粒子ビームがインフレクタの壁に衝突しやすくなり
、これ以上蓄積電流値を上げられなくなっていた。
この発明は、前記従来の技術における問題点を解決して
、インフレクタの入射効率を高めるとともに、蓄積リン
グの蓄積電流値の増大を可能にしたシンクロトロンのパ
ークベータ運転方法を提供しようとするものである。
、インフレクタの入射効率を高めるとともに、蓄積リン
グの蓄積電流値の増大を可能にしたシンクロトロンのパ
ークベータ運転方法を提供しようとするものである。
この発明は、シンクロトロンの蓄積リング内を周回して
いる蓄積粒子ビームをパークベータでインフレクタ側に
キックして、外部から新たな粒子ビームを前記インフレ
クタを介して前記蓄積リング内に入射する際に、前記蓄
積リング中の蓄積電流値が大きくなるに従い、前記パー
クベータのキック量を減少させることを特徴とするもの
である。
いる蓄積粒子ビームをパークベータでインフレクタ側に
キックして、外部から新たな粒子ビームを前記インフレ
クタを介して前記蓄積リング内に入射する際に、前記蓄
積リング中の蓄積電流値が大きくなるに従い、前記パー
クベータのキック量を減少させることを特徴とするもの
である。
この発明によれば、蓄積リング内の蓄積電流値が小さい
時はキック量を大きくしても蓄積リング内の蓄積粒子ビ
ームはインフレクタの壁に衝突しにくいので、入射効率
を高めることができ、蓄積電流が大きい時はキック量を
小さくしたので、蓄積リング内の粒子ビーム径が大きい
にもかかわらずインフレクタの壁に衝突しにくくなり、
蓄積電流値の増大を図ることができる。
時はキック量を大きくしても蓄積リング内の蓄積粒子ビ
ームはインフレクタの壁に衝突しにくいので、入射効率
を高めることができ、蓄積電流が大きい時はキック量を
小さくしたので、蓄積リング内の粒子ビーム径が大きい
にもかかわらずインフレクタの壁に衝突しにくくなり、
蓄積電流値の増大を図ることができる。
したがって、−様に小さいキック量で入射する場合に比
べて平均的な入射効率を高めることができるとともに、
−様に大きなキック量で入射する場合に比べて、蓄積電
流値を高めることができる。
べて平均的な入射効率を高めることができるとともに、
−様に大きなキック量で入射する場合に比べて、蓄積電
流値を高めることができる。
この発明をシンクロトロン放射光装置に適用した一実施
例を第２図に示す。シンクロトロン装置１において、電
子発生装置（電子銃等）１０で発生した電子ビーム３は
線型加速装置（ライナック）１２で光速近くに加速され
、ビーム輸送部１４の偏向電磁石１６て偏向されて、イ
ンフレクタ１８を介してシンクロトロン２０の蓄積リン
グ２２内に入射される。蓄積リング２２に入射された電
子ビーム３は高周波加速空洞２１てエネルギを与えられ
ながら収束電磁石２３で収束され、偏向電磁石２４で偏
向されて真空ダクト２２内を周回し続ける。偏向電磁石
２４で偏向される時に発生するシンクロトロン放射光は
ビームチャンネル２６を通して例えば露光装置２８に送
られて超々ＬＳＩ回路作成用の光源等として利用される
。
例を第２図に示す。シンクロトロン装置１において、電
子発生装置（電子銃等）１０で発生した電子ビーム３は
線型加速装置（ライナック）１２で光速近くに加速され
、ビーム輸送部１４の偏向電磁石１６て偏向されて、イ
ンフレクタ１８を介してシンクロトロン２０の蓄積リン
グ２２内に入射される。蓄積リング２２に入射された電
子ビーム３は高周波加速空洞２１てエネルギを与えられ
ながら収束電磁石２３で収束され、偏向電磁石２４で偏
向されて真空ダクト２２内を周回し続ける。偏向電磁石
２４で偏向される時に発生するシンクロトロン放射光は
ビームチャンネル２６を通して例えば露光装置２８に送
られて超々ＬＳＩ回路作成用の光源等として利用される
。
インフレクタ１８は、第３図のように、蓄積リング２２
内を周回している電子ビーム３′の設計軌道（中心軌道
）２から水平方向外側にやや偏位した位置に新たな電子
ビーム３を入射する。パークベータ２５はこの入射の際
に励磁されて、蓄積リング２２内の蓄積電子ビーム３′
を蓄積リング２２の中心軌道２からインフレクタ１８側
にキックしてバンブ軌道２′を形成し、入射する電子ビ
ーム３がバンブ軌道２′の周りに形成されるアクセプタ
ンス（入射可能領域）に入るようにする。
内を周回している電子ビーム３′の設計軌道（中心軌道
）２から水平方向外側にやや偏位した位置に新たな電子
ビーム３を入射する。パークベータ２５はこの入射の際
に励磁されて、蓄積リング２２内の蓄積電子ビーム３′
を蓄積リング２２の中心軌道２からインフレクタ１８側
にキックしてバンブ軌道２′を形成し、入射する電子ビ
ーム３がバンブ軌道２′の周りに形成されるアクセプタ
ンス（入射可能領域）に入るようにする。
第２図において、蓄積リング２２の一部には、直流変流
器等の電流モニタ３８か配設され、蓄積電子ビーム３′
の電流値が検出される。
器等の電流モニタ３８か配設され、蓄積電子ビーム３′
の電流値が検出される。
制御コンピュータ３２は、インフレクタ１８からの電子
ビーム３の入射に同期して、リモートコントローラ３４
を介してパルス用電源を駆動し、バータベータ２５を励
磁する。その励磁量は、電流モニタ３８で検出される蓄
積電流値に応じて変化させる。すなわち、蓄積電流値が
小さい時は、第３図のＡ−Ａ矢視図である第４図（ａ）
に示すように、キック量を大きくする。この時の蓄積電
子ビーム３′のビーム径は小さいので、キック量が大き
くてもインフレクタ１８の壁面１８ａには衝突しない。
ビーム３の入射に同期して、リモートコントローラ３４
を介してパルス用電源を駆動し、バータベータ２５を励
磁する。その励磁量は、電流モニタ３８で検出される蓄
積電流値に応じて変化させる。すなわち、蓄積電流値が
小さい時は、第３図のＡ−Ａ矢視図である第４図（ａ）
に示すように、キック量を大きくする。この時の蓄積電
子ビーム３′のビーム径は小さいので、キック量が大き
くてもインフレクタ１８の壁面１８ａには衝突しない。
したがって、入射電子ビーム３は大部分がアクセプタン
スに入り、高効率で蓄積リング２２に入射することがで
きる。
スに入り、高効率で蓄積リング２２に入射することがで
きる。
また、蓄積電流値が大きくなってくると、そのビーム径
も大きくなるので、キック量が大きいままであると蓄積
電子ビーム３′はインフレクタ１８の壁面１８ａに衝突
して、それ以上蓄積電流値を増やすことはできなくなる
。そこで、第４図（ｂ）のように、キック量を小さくす
る。これにより、蓄積電子ビーム３′がインフレクタ１
８の壁面１８ａに衝突するのを防止することができる。
も大きくなるので、キック量が大きいままであると蓄積
電子ビーム３′はインフレクタ１８の壁面１８ａに衝突
して、それ以上蓄積電流値を増やすことはできなくなる
。そこで、第４図（ｂ）のように、キック量を小さくす
る。これにより、蓄積電子ビーム３′がインフレクタ１
８の壁面１８ａに衝突するのを防止することができる。
この時入射ビーム３はアクセプタンスに入る部分が、第
４図（ａ）の場合より小さくなるので、入射効率は低下
するが、蓄積電子ビーム３′がインフレクタ１８の壁面
１８ａに衝突しないので、蓄積電流値を増大させること
ができる。
４図（ａ）の場合より小さくなるので、入射効率は低下
するが、蓄積電子ビーム３′がインフレクタ１８の壁面
１８ａに衝突しないので、蓄積電流値を増大させること
ができる。
以上の制御を実行する第２図の制御コンピュータ３２の
制御フローを第１図に示す。ここでは、第５図に示すよ
うに、キック量をはじめに大きな値に設定して入射を行
ない、蓄積電流値の増加量が減少してきたらキック量を
徐々に小さくしていくようにして、蓄積電流値の飽和状
態を電流モニタ３８で検出して、段階的にキック量を変
化させていくことにより、最終的に蓄積電流目標値Ｉ
に到達させるようにしている。
制御フローを第１図に示す。ここでは、第５図に示すよ
うに、キック量をはじめに大きな値に設定して入射を行
ない、蓄積電流値の増加量が減少してきたらキック量を
徐々に小さくしていくようにして、蓄積電流値の飽和状
態を電流モニタ３８で検出して、段階的にキック量を変
化させていくことにより、最終的に蓄積電流目標値Ｉ
に到達させるようにしている。
ｐｅｃ
第１図の制御フローを説明する。なお、第１図において
、 Ｉ ： ｉ回目のパータベータキック量設定時の蓄積電
流値（ｍＡ） の蓄積電流値増加速度（ｍＡ／ｓｅｅ）１ｔｗｉｔ ：
蓄積電流値増加速度の最小限度（マシンスタデイにより
決定） （ｍＡ／５ｅｅ） ｌ ：蓄積電流目標値（ｍＡ） ｐｅＣ Ｋｉ：ｉ回目のパータベータキック量（ｍｒａｄ）であ
る。
、 Ｉ ： ｉ回目のパータベータキック量設定時の蓄積電
流値（ｍＡ） の蓄積電流値増加速度（ｍＡ／ｓｅｅ）１ｔｗｉｔ ：
蓄積電流値増加速度の最小限度（マシンスタデイにより
決定） （ｍＡ／５ｅｅ） ｌ ：蓄積電流目標値（ｍＡ） ｐｅＣ Ｋｉ：ｉ回目のパータベータキック量（ｍｒａｄ）であ
る。
制御を開始すると（ＰＩ）、初期キック量をに１に設定
して（Ｐ２．Ｐ３） 、連続入射する（Ｐ４）。蓄積電
流値増加速度がＩ 、以下にｉｍｔｔ 減少してきたら（Ｐ６）、キック量を小さくする（Ｐ７
．Ｐ８）。これを繰り返して、蓄積電流値が蓄積電流目
標値■ より大きくなったらｐｅｅ （Ｐ５）、入射を終了する（Ｐ９）。
して（Ｐ２．Ｐ３） 、連続入射する（Ｐ４）。蓄積電
流値増加速度がＩ 、以下にｉｍｔｔ 減少してきたら（Ｐ６）、キック量を小さくする（Ｐ７
．Ｐ８）。これを繰り返して、蓄積電流値が蓄積電流目
標値■ より大きくなったらｐｅｅ （Ｐ５）、入射を終了する（Ｐ９）。
なお、上記制御において、パータベータ２５のキック量
の設定と変化のタイミングは、蓄積リング２２等の特性
によるので、立ち上げ時のマシンスタデイで予め決める
ことができる。
の設定と変化のタイミングは、蓄積リング２２等の特性
によるので、立ち上げ時のマシンスタデイで予め決める
ことができる。
前記実施例では、蓄積電流値の増加速度に応じてキック
量を切り換えるようにしたが、蓄積電流値そのものに応
じてキック量を切り換えるようにすることもできる。
量を切り換えるようにしたが、蓄積電流値そのものに応
じてキック量を切り換えるようにすることもできる。
また、キック量を第５図のように段階的に切り換えるの
ではなく、無段階的に変化させることもてきる。
ではなく、無段階的に変化させることもてきる。
また、この発明は電子ビーム以外の各種粒子ビーム用シ
ンクロトロンにも適用することができる。
ンクロトロンにも適用することができる。
以上説明したように、この発明によれば、蓄積リング内
の蓄積電流値が小さい時はキック量を大きくしても蓄積
リング内の蓄積粒子ビームはインフレクタの壁に衝突し
にくいので、入射効率を高めることができ、蓄積電流が
大きい時はキック量を小さくしたので、蓄積リング内の
粒子ビーム径が大きいにもかかわらずインフレクタの壁
に衝突しにくくなり、蓄積電流値の増大を図ることがで
きる。
の蓄積電流値が小さい時はキック量を大きくしても蓄積
リング内の蓄積粒子ビームはインフレクタの壁に衝突し
にくいので、入射効率を高めることができ、蓄積電流が
大きい時はキック量を小さくしたので、蓄積リング内の
粒子ビーム径が大きいにもかかわらずインフレクタの壁
に衝突しにくくなり、蓄積電流値の増大を図ることがで
きる。
したがって、−様に小さいキック量で入射する場合に比
べて平均的な入射効率を高めることができるとともに、
−様に大きなキック量で入射する場合に比べて、蓄積電
流値を高めることができる。
べて平均的な入射効率を高めることができるとともに、
−様に大きなキック量で入射する場合に比べて、蓄積電
流値を高めることができる。
第１図は、この発明の一実施例を示すフローチャートで
ある。 第２図は、この発明が適用されたＳＯＲ光装置の概要を
示す平面図および制御ブロック図である。 第３図は、インフレクタの平面図である。 第４図は、第３図Ａ−Ａ矢視図で、この発明によるキッ
ク量の変化状態を示す図である。 第５図は、第１図の制御フローによるキック量の変化を
示す線図である。 ３・・・入射される電子ビーム、３′・・・蓄積電子ビ
ーム、１８・・・インフレクタ、２０・・・シンクロト
ロン、 ２・・・蓄積リング、 ２５・・・パークベータ。
ある。 第２図は、この発明が適用されたＳＯＲ光装置の概要を
示す平面図および制御ブロック図である。 第３図は、インフレクタの平面図である。 第４図は、第３図Ａ−Ａ矢視図で、この発明によるキッ
ク量の変化状態を示す図である。 第５図は、第１図の制御フローによるキック量の変化を
示す線図である。 ３・・・入射される電子ビーム、３′・・・蓄積電子ビ
ーム、１８・・・インフレクタ、２０・・・シンクロト
ロン、 ２・・・蓄積リング、 ２５・・・パークベータ。
Claims (1)
- シンクロトロンの蓄積リング内を周回している蓄積粒子
ビームをパータベータでインフレクタ側にキックして、
外部から新たな粒子ビームを前記インフレクタを介して
前記蓄積リング内に入射する際に、前記蓄積リング中の
蓄積電流値が大きくなるに従い、前記パータベータのキ
ック量を減少させることを特徴とするシンクロトロンの
パータベータ運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24656890A JPH04126400A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | シンクロトロンのパータベータ運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24656890A JPH04126400A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | シンクロトロンのパータベータ運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04126400A true JPH04126400A (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=17150354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24656890A Pending JPH04126400A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | シンクロトロンのパータベータ運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04126400A (ja) |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP24656890A patent/JPH04126400A/ja active Pending
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