JPH0524159Y2

JPH0524159Y2 -

Info

Publication number: JPH0524159Y2
Application number: JP1983161221U
Authority: JP
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1983-10-17
Publication date: 1993-06-18
Also published as: JPS6067700U

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野この考案は、荷電粒子加速装置に関し、さらに
詳しくは、イオン照射装置や電子線照射装置など
に用いられる加速装置に関する。

(ロ) 従来技術従来の荷電粒子加速装置は、第１図に示すよう
に、荷電粒子を進行させる方向に多数並べ設けら
れた加速電極２ａ，２ｂ…と、それら加速電極２
ａ，２ｂ…間にそれぞれ接続された分圧抵抗器３
ａ，３ｂ…と、それら分圧抵抗器３ａ，３ｂ…の
直列回路にブリーダ電流を供給する加速用電源４
と、荷電粒子出口側に設けられたフオーカス・コ
イル５と、そのフオーカス・コイル５に電流を供
給するフオーカス用電源６とから基本的に構成さ
れている。なお第１図で、７は荷電粒子源、８は
荷電粒子ビームである。

しかし、上記従来装置１の場合、フオーカス・
コイル５の位置が荷電粒子出口側であるために、
すでに加速された荷電粒子を収束させることにな
り、そのためには強い磁場をかける必要がある。
したがつて、フオーカス・コイル５が大型になつ
たり、また大きな電流をフオーカス・コイル５に
供給しなければならない、また場合によつては専
用の電流が必要となる等の問題がある。

(ハ) 考案の目的この考案は、上記問題を解消すべくなされたも
のである。すなわち、小型のフオーカス・コイル
を用い、かつ小電流をそのフオーカス・コイルに
供給すればよいような荷電粒子加速装置を提供す
ることを目的とする。

(ニ) 考案の構成この考案の荷電粒子加速装置は、荷電粒子の進
行方向に多数の加速電極が並べ設けられ、それら
加速電極間にそれぞれ分圧抵抗器が接続され、そ
れら分圧抵抗器の直列回路にブリーダ電流が供給
されることで各加速電極に荷電粒子加速のための
電位が与えられる荷電粒子加速装置において、位
置的には荷電粒子入口側近傍に、かつ電気的には
ブリーダ電流供給路に直列にフオーカス・コイル
を設置したことを特徴とするものである。

上記フオーカス・コイルは、１個に限定され
ず、複数個であつてもよい。

(ホ) 実施例第２図に示す１１は、この考案の荷電粒子加速
装置の一実施例であり、多数の加速電極２ａ，２
ｂ，２ｃ…、それら加速電極２ａ，２ｂ，２ｃ…
間に接続される分圧抵抗器３ａ，３ｂ，３ｃ…、
荷電粒子入口側に配置されかつ分圧抵抗器３ａに
直列に接続されているフオーカス・コイル１５お
よびそのフオーカス・コイル１５と分圧抵抗器３
ａ，３ｂ，３ｃ…の直列回路にブリーダ電流を供
給する直流高電圧電源１４から構成されている。
７は荷電粒子源、８は荷電粒子ビームである。

一般に、フオーカス・コイル１５の集束力Ｆ
は、電子の電荷をｑ、電子の速度をｖ、磁束密度
をＢとすると、Ｆ＝qvB となる。ただし、速度ｖは、となる。ただし、m₀C₀ ²は、0.51［MeV］であり
定数である。またＥは電子に加わる電圧［MeV］
である。

したがつて、引出し電圧が10［kV］、加速電圧
が3000［kV］の場合、荷電粒子入口側および出口
側における電子の速度v₁およびv₂は、となり、入口側における電子の速度v₁は、出口側
における電子の速度v₂に比べ、 0.0039C₀／0.979C₀≒１／250 となる。したがつて、フオーカス・コイル１５の
集束力を従来と同じとすると、磁束密度Ｂは約1/
２５０と小さくできることになる。

ところで、従来のフオーカス・コイル５は、例
えば加速電圧が3000［KV］、電子流が10［mA］の
場合、コイルの巻回数は500〜1000［Ｔ］、励磁電
流が１〜２［Ａ］であり、磁場の強さは500〜2000
［AT］である。

したがつて、本願考案において必要な磁場の強
さは２〜８［AT］となり、このような磁場の強
さを得るためには、フオーカス・コイル１５の巻
回数［Ｔ］は、Ｔ＝２〜８／0.0005〜0.002＝1000〜4000 となる。

この場合、巻回数［Ｔ］が、若干増加（２倍程
度）するがそれに流れる励磁電流は、従来の1/10
００以下であり、その線径が細くでき、全体の構成
も極めて小型なものとなる。

このような理由によつて、フオーカス・コイル
の集束を調整する励磁電流を、ブリーダ電流と兼
用させることができる。

また、フオーカス・コイル１５の集束力Ｆを調
整するには、ブリーダ電流を変え、励磁電流を調
整することによつて可能である。この調整範囲は
微調整に止どまるため、微調整を超えるような調
整については、例えばフオーカス・コイル１５に
中間タツプを設け、これを切り換えることによ
り、磁場の強さ［AT］を変更すればよい。さら
にこの調整は、通常、この種装置を製作した段階
で一度調整すればよく、調整後にたびたび変更す
る必要はない。したがつて、上記理由により、フ
オーカス・コイル専用の電源を省略した構成でフ
オーカス・コイルの励磁電流を適切な値に設定す
ることができることは明らかである。

両者を比較すれば、この考案の実施例装置１１
の方は磁場の強さが極端に小さい。これは、荷電
粒子入口側では荷電粒子が未だ加速されていない
から、磁場の強さが小さくても充分に荷電粒子ビ
ームを収束できるからである。

(ヘ) 考案の効果この考案の荷電粒子加速装置では、フオーカ
ス・コイルを荷電粒子入口側に設置しているか
ら、磁場の強さが小さくても充分に荷電粒子ビー
ムを収束できる。そこでフオーカス・コイルを小
型化することが可能であり、またフオーカス・コ
イルに供給する電流も小さくてよい。

さらにフオーカス・コイルに供給する電流とし
て、分圧抵抗器に供給するブリーダ電流を利用し
ているから、フオーカス・コイル用に特別の電源
を設ける必要がない利点がある。また、フオーカ
ス・コイル用の電源が不要である外に、この電源
は高電位部に絶縁して設けなければならないが、
この考案によれば、ブリーダ電流を励磁電流に兼
用しているため、高電位部の構成が簡略化でき
る。

さらに、加速電極を並べ設けることで形成され
る加速空間が長い場合、従来装置では荷電粒子ビ
ームが荷電粒子出口側のフオーカス・コイルに到
達するまでにかなり広がつていて収束させるのに
困難があつたが、この考案の装置では荷電粒子入
口側で収束されるから、加速空間が長くても収束
させるのが容易であるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の荷電粒子加速装置の一例の構成
説明図、第２図はこの考案の荷電粒子加速装置の
一実施例の構成説明図である。１１……荷電粒子加速装置、２ａ，２ｂ，２ｃ
……加速電極、３ａ，３ｂ，３ｃ……分圧抵抗
器、１４……電源、１５……フオーカス・コイ
ル。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】荷電粒子の進行方向に多数の加速電極が並べ設
けられ、それら加速電極間にそれぞれ分圧抵抗器
が接続され、それら分圧抵抗器の直列回路にブリ
ーダ電流が供給されることで各加速電極に荷電粒
子加速のための電位が与えられる荷電粒子加速装
置において、位置的には荷電粒子入口側近傍に設けられ、か
つ電気的にはブリーダ電流供給路に直列にフオー
カス・コイルを接続したことを特徴とする荷電粒
子加速装置。