JPH0617200U - 粒子加速器における真空チェンバー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 加速粒子が通過する真空ダクト状の本体部１
１ａと、その本体部を冷却するべく冷却水が通される冷
却水路部１１ｂとが一体に成形されている構造の粒子加
速器における真空チェンバー１１において、冷却水路部
の断面形状を、本体部側が底辺となる略二等辺三角形状
とする。 【効果】 冷却水路部の外表面と収束電磁石の鉄芯との
間に略均等な間隙を確保することができるから、粒子加
速器の大出力化、大型化に伴う収束電磁石の大型化に対
応できる。勿論、冷却能力が低下してしまったり、製作
が繁雑になったりすることもない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、シンクロトロン等の粒子加速器における真空チェンバーに関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、シンクロトロン等の粒子加速器は、超高真空に維持したリング 内において電子等の荷電粒子を加速して光速に近い速度で周回させることにより 、粒子の衝突実験等の各種物理実験を行ったり、荷電粒子が偏向される際に発す るシンクロトロン放射光（ＳＯＲ光）を取り出して各種分野で利用するためのも のである。

【０００３】 粒子加速器におけるリングは、たとえば図２に示すような断面形状の真空チェ ンバー１により構成される。図２に示す真空チェンバー１は、横長のレーストラ ック状の断面形状とされてその内部を荷電粒子が周回する本体部１ａと、その一 側部に本端部１ａと一体に形成されて内部に冷却水が通される円形断面の冷却水 路部１ｂとを有するものとなっている。冷却水路部１ｂは、本体部１ａの内壁面 にＳＯＲ光の一部が照射されることに伴うその温度上昇を防止するべく、この冷 却水路部１ｂに冷却水を通すことで本体部１ａを強制水冷するために設けられる ものである。このような真空チェンバー１は、その素材としてアルミ合金が用い られて押出し成形法により一体に製作されることが一般的である。

【０００４】 そして、上記のような真空チェンバー１の外側に、荷電粒子を収束させるため の収束電磁石や、荷電粒子を偏向させるための偏向電磁石等が設置されてリング の全体が構成される。図３は、真空チェンバー１の外側に設置される収束電磁石 ２を示すもので、この収束電磁石（図示例のものは４極電磁石とされている）２ は４分割構造の鉄芯２ａと、各鉄芯２ａにそれぞれ装着されるコイル２ｂから構 成され、この収束電磁石２の中心位置つまり各鉄芯２ａの先端部に確保される空 隙に、上記の真空チェンバー１が挿通する状態で設置されるようになっている。 この場合、図２に示しているように、荷電粒子の軌道となる真空チェンバー１の 本体部１ａの中心と収束電磁石２の中心とが高精度で合致させられるようになっ ている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、近年、粒子加速器の大出力化、大型化に伴い収束電磁石２も大型化 し、真空チェンバー１を設置するべき収束電磁石２の中心部の空間が狭小となる 傾向にある。その場合、真空チェンバー１の本体部１ａと収束電磁石２との中心 とを合致させる関係上、図２に示しているように、本体部１ａの側部に形成され ている冷却水路部１ｂと収束電磁石１の鉄芯２ａとの間に殆ど間隙が確保できな くなる場合が生じる懸念がある。そのような場合、真空チェンバー１の本体部１ ａや却水路部１ｂの断面寸法を縮小できれば問題ないが、種々の制約から本体部 １ａの寸法を単に小さくするようなことはできるものではないし、冷却水路部１ ｂの断面寸法を単に小さくしたのでは冷却能力が低下してしまうのでそのような ことは現実的でなく、有効な改善策が要望されていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、荷電粒子が内部を通過する真空ダ クト状の本体部と、その本体部を冷却するべく本体部の少なくとも一側部に添っ て一体に設けられて内部に冷却水が通される冷却水路部とを有し、前記荷電粒子 を収束させるための収束電磁石の中心部を挿通する状態で設置される粒子加速器 における真空チェンバーにおいて、前記冷却水路部の断面形状を本体部側を底辺 とする略二等辺三角形としたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

冷却水路部の断面形状を略二等辺三角形としたことにより、底辺以外の他の二 辺に対応する冷却水路部の外表面は収束電磁石の鉄芯の外表面にほぼ添うものと なり、したがって、それらの間には略均等な間隙が確保される。また、冷却水路 部の本体部からの突出寸法（二等辺三角形の高さ寸法）を適宜設定することによ り、冷却水路部の断面積や内表面積を従来と同等程度に確保でき、冷却性能が低 下することもない。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案の一実施例を示すものである。本実施例の真空チェンバー１１は 、上述した従来のものと同様に、加速された粒子が通過するレーストラック状の 断面形状とされた本体部１１ａと、その本体部１１ａの一側部に添って設けられ て内部に冷却水が通される冷却水路部１１ｂとを、たとえばアルミ合金を押出し 成形することによって一体に成形することによって製作されるものであるが、本 実施例の真空チェンバー１１においては、冷却水路部１１ｂの断面形状が、本体 部１１ａ側を底辺とする略二等辺三角形をなすものとされている。

【０００９】 このように、冷却水路部１１ｂを二等辺三角形の断面形状としたことにより、 底辺以外の他の二辺に対応する冷却水路部１１ｂの外表面は収束電磁石２の鉄芯 ２ａの外表面にほぼ添う形状となり、それらの間にはほぼ均等な間隙が自ずと確 保され、したがって、粒子加速器の大型化、大出力化に伴う収束電磁石の大型化 に対応できるものである。そして、この場合には、冷却水路部１１ｂの側方への 突出寸法、つまり二等辺三角形の高さ寸法を従来より若干大きくすることで、冷 却水路部１１ｂの断面積や内表面積は従来の円形断面の冷却水路部１ｂの場合と 同等程度に維持することができるので、冷却能力が低下してしまうようなことも 防止できる。さらに、本実施例の真空チェンバー１１では、本体部１１ａの形状 や寸法は従来のままで良いことは勿論であるし、従来と全く同様の押し出し成形 法により製作することができるから製造工程が繁雑になったり製作コストが増大 してしまうようなこともない。

【００１０】 なお、上記実施例では、本体部１１ａの一側部にのみ冷却水路部１１ｂを設け たが、本体部１１ａの両側に同一断面形状の冷却水路部１１ｂ，１１ｂをそれぞ れ対称的に設けても良い。また、冷却水路部１１ｂの断面形状や寸法は、本考案 の主旨を逸脱しない限りにおいて適宜の変更が可能であるが、少なくとも本体部 １１ａと一体に押出し成形が可能な形状に設定することが良い。

【００１１】

【考案の効果】

以上で説明したように、本考案の真空チェンバーは、本体部の少なくとも一側 部に添って一体に設けられる冷却水路部の断面形状を、本体部側を底辺とする略 二等辺三角形としたことにより、冷却性能を低下させることなく、また、製作が 繁雑になったりすることなく、冷却水路部の外表面と収束電磁石の鉄芯との間に 略均等な間隙を確保することができ、したがって、粒子加速器の大出力化、大型 化に伴う収束電磁石の大型化に対応できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である真空チェンバーの横断
面図である。

【図２】シンクロトロンにおける真空チェンバーの従来
例を示す横断面図である。

【図３】同シンクロトロンにおける収束電磁石の一例を
示す正面図である。

【符号の説明】

２ 収束電磁石 ２ａ 鉄芯 １１ 真空チェンバー １１ａ 本体部 １１ｂ 冷却水路部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子が内部を通過する真空ダクト状
   の本体部と、その本体部を冷却するべく本体部の少なく
   とも一側部に添って一体に設けられて内部に冷却水が通
   される冷却水路部とを有し、前記荷電粒子を収束させる
   ための収束電磁石の中心部を挿通する状態で設置される
   粒子加速器における真空チェンバーにおいて、前記冷却
   水路部の断面形状を本体部側を底辺とする略二等辺三角
   形としたことを特徴とする粒子加速器における真空チェ
   ンバー。