JPH0689800A - 粒子加速器 - Google Patents

粒子加速器

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JPH0689800A
JPH0689800A JP23746792A JP23746792A JPH0689800A JP H0689800 A JPH0689800 A JP H0689800A JP 23746792 A JP23746792 A JP 23746792A JP 23746792 A JP23746792 A JP 23746792A JP H0689800 A JPH0689800 A JP H0689800A
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JP
Japan
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charged particles
orbit
particle accelerator
vacuum chamber
magnetic poles
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP23746792A
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English (en)
Inventor
Mitsuru Ogose
満 生越
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IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明の粒子加速器は、荷電粒子が周回する
真空チェンバー22と、真空チェンバー22の外部に設
けられ、互いに極性の異なる磁極41,42が荷電粒子
の周回する軌道面を挟んで対向配置される偏向電磁石2
3(24)とを備え、軌道面と対向する磁極面に、荷電
粒子の周回方向と直交する方向に沿って段差が形成さ
れ、この段差により磁極41,42間に複数の荷電粒子
の周回軌道25,26が形成されてなることを特徴とす
る。 【効果】 1つの粒子加速器に複数の荷電粒子の周回軌
道を形成することができ、異なるエネルギーの荷電粒子
を同時に周回させることができる。したがって、複数の
波長を有するSOR光や波長幅の広いSOR光を同一の
装置を用いて同時に発生させることができ、1つの粒子
加速器を用いてエネルギーの大きさの異なる荷電粒子同
士の衝突実験が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シンクロトロン等の粒
子加速器に係り、1つの偏向電磁石を用いて複数の荷電
粒子の周回軌道を形成することにより、異なるエネルギ
ーの荷電粒子の周回が可能となる粒子加速器に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】近年、超LSIの製造、医療分野におけ
る診断、分子解析、構造解析等様々な分野において、シ
ンクロトロン放射(Synchrotron Orbital Radiatio
n)光(略してSOR光)を用いたSORリソグラフィ
ー技術が有望視されている。このSOR光は、光速に近
い電子ビームがシンクロトロン等の粒子加速器内を進行
する間にその進行方向を磁場により曲げられる際に発生
するもので、遠赤外からエックス線までの波長の光を含
む連続光で、高いビーム出力を有ししかも指向性が強く
高輝度である等の優れた特徴を有する。このSOR光
は、例えば、超LSI等の半導体工業においては、この
発生したSOR光をビームチャンネルを通して露光装置
等の半導体微細加工装置に送り、超LSIの微細加工用
光源として用いる。
【0003】図3はSOR光を発生するシンクロトロン
(粒子加速器)Sの概要を示すものであって、電子銃等
の電子発生装置1により発生させた電子ビームを線型加
速器(ライナック)2で光速近くまで加速し、該電子ビ
ームを偏向電磁石3により偏向させた後にインフレクタ
4を介して蓄積リングである真空ダクト5内に入射させ
る。該真空ダクト5内に入射された電子ビームは、高周
波加速空洞6によりエネルギーが与えられながら収束電
磁石7により所定の径に収束され、偏向電磁石8で偏向
されて該真空ダクト5内を周回し続ける。そして、偏向
電磁石8により偏向される際にSOR光が発生し、この
SOR光が光取り出しライン9を経由して、例えば、露
光装置10に出射されて所定の用途に用いられる。
【0004】一方、高エネルギー物理学の領域において
は、電子−陽電子衝突等のように、衝突リング内におい
て電荷の異なる同じ粒子をそれぞれ相反する方向に周回
させて高エネルギー粒子とし、これらの高エネルギー粒
子同士を該リング内の相互作用領域において正面衝突さ
せることにより、素粒子の内部構造の探索、新素粒子の
探索等、様々な物理的現象を解明する研究が進められて
いる。上記の衝突リングでは、互いに符号の異なる荷電
粒子は反対方向の力を受けるので、例えば電子と陽電子
を1つの共通な磁場で閉じ込めることができ、これら電
子及び陽電子が得るエネルギーの大きさは磁場の強さに
より一義的に決定される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、上
述したSOR光は、光速に近い電子ビームがその進行方
向を磁場により曲げられる際に発生するものであるか
ら、その波長領域は加わる磁場の大きさにより一義的に
決定されてしまい、複数の波長を有するSOR光や波長
幅の広いSOR光を同一の装置を用いて同時に発生させ
ることは極めて困難である。
【0006】また、電子−陽電子衝突等のように、様々
な物理現象を研究する場合には、これらの粒子のエネル
ギーの大きさを様々に変化させて衝突させ、これらの相
互作用を調べることは極めて重要である。しかしなが
ら、上述した衝突リングにおいては、1つの共通な磁場
内で電荷の異なる同じ粒子をそれぞれ相反する方向に周
回させるものであるから、これらの粒子が得るエネルギ
ーの大きさは磁場の強さで決ってしまい、これらの粒子
のエネルギーを別々に変化させることは不可能である。
そこで、エネルギーの大きさの異なる粒子同士を衝突さ
せる場合、これらの粒子をそれぞれ別の衝突リング内で
周回させて高エネルギー粒子としなければならず、複数
の粒子加速器が必要になる。また、これらの粒子加速器
は当然広いスペースが必要となり、設置場所が限られて
しまうという問題もある。
【0007】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、1つの粒子加速器に複数の荷電粒子の周回
軌道を形成することにより、異なるエネルギーの荷電粒
子を同時に周回させることが可能な粒子加速器を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な粒子加速器を採用した。すなわ
ち、荷電粒子が周回する真空チェンバーと、該真空チェ
ンバーの外部に設けられ、互いに極性の異なる磁極が前
記荷電粒子の周回する軌道面を挟んで対向配置される偏
向電磁石とを備え、前記磁極が発生する磁場により前記
荷電粒子を偏向させる粒子加速器において、前記軌道面
と対向する磁極面に、荷電粒子の周回方向と直交する方
向に沿って段差が形成され、この段差により前記磁極間
に複数の荷電粒子の周回軌道が形成されてなることを特
徴としている。
【0009】
【作用】本発明の粒子加速器では、前記軌道面と対向す
る磁極面に、荷電粒子の周回方向と直交する方向に沿っ
て段差が形成される。この段差により前記磁極間の磁極
間隔が荷電粒子の周回方向と直交する方向に沿って段階
的に変化することとなり、これらの磁極間隔に対応して
複数の磁場領域が形成され、これらの領域がそれぞれ荷
電粒子の周回軌道を規制することとなる。これより、1
つの粒子加速器に複数の荷電粒子の周回軌道を形成する
ことが可能となり、したがって、異なるエネルギーの荷
電粒子を同時に周回させることが可能となる。
【0010】
【実施例】図1は本発明の一実施例のシンクロトロン
(粒子加速器)の蓄積リング21を示す全体構成図であ
り、図2はその偏向電磁石部分の部分断面図である。こ
の蓄積リング21は、電子(荷電粒子)が周回する真空
チェンバー22と、該真空チェンバー22の両端部の外
側にそれぞれ設けられた偏向電磁石23,24とから概
略構成されている。
【0011】真空チェンバー22内には、電子が周回す
る2つの軌道である内側軌道25及び外側軌道26が設
けられ、内側軌道25には電子の軌道を変えるキッカー
(軌道変更装置)27が配置されている。また、外側軌
道26には電子の軌道を変える軌道変更磁石28,2
9、入射ビームライン31からの電子を外側軌道26に
入射する入射装置32、出射ビームライン33に電子を
出射する出射装置34がそれぞれ設けられている。
【0012】偏向電磁石23(24)は、図2に示す様
に、互いに極性の異なる磁極41,42が真空チェンバ
ー22内の内側軌道25及び外側軌道26を挟んで対向
配置され、これら磁極41,42には、前記内側軌道2
5及び外側軌道26と直交する方向(図2中、左右方
向)に、内側軌道25を挟む方の面間隔が外側軌道26
を挟む方の面間隔より狭いように段差が形成され、この
段差により磁極41,42の間隔が狭い領域R1と広い
領域R2に区分され、これらの領域R1,R2がそれぞれ
強い磁場領域H1と弱い磁場領域H2に対応している。こ
こでは、内側軌道25及び外側軌道26のそれぞれの電
子が得るべきエネルギーの大きさ、すなわち内側軌道2
5及び外側軌道26それぞれが必要とする磁場の強さに
基づいて、磁極41,42間の面間隔がそれぞれ決定さ
れ、適宜変更可能である。
【0013】次に、蓄積リング21の作用について説明
する。磁極41,42には、前記内側軌道25及び外側
軌道26と直交する方向(図2中、左右方向)に、内側
軌道25を挟む方の面間隔が外側軌道26を挟む方の面
間隔より狭いように段差が形成されていることにより、
磁極41,42の間隔が狭い領域R1と広い領域R2に段
階的に変化することとなる。したがって、間隔が狭い領
域R1(広い領域R2)に対応して強い磁場領域H1(弱
い磁場領域H2)が形成され、この強い磁場領域H1(弱
い磁場領域H2)が電子の周回軌道である内側軌道25
(外側軌道26)を規制することとなる。
【0014】これより、1つのシンクロトロンに複数の
電子の周回軌道(内側軌道25及び外側軌道26)を形
成することが可能となり、内側軌道25及び外側軌道2
6のそれぞれの電子が得るべきエネルギーの大きさを適
宜変更することが可能になり、したがって、異なるエネ
ルギーの電子を同時に周回させることが可能となる。
【0015】以上説明した様に、本実施例のシンクロト
ロンによれば、偏向電磁石23(24)は、互いに極性
の異なる磁極41,42が真空チェンバー22内の内側
軌道25及び外側軌道26を挟んで対向配置され、これ
ら磁極41,42には、内側軌道25を挟む方の面間隔
が外側軌道26を挟む方の面間隔より狭いように段差が
形成されているので、1つのシンクロトロンに2つの電
子の周回軌道(内側軌道25及び外側軌道26)を形成
することができ、したがって、異なるエネルギーの電子
を同時に周回させることができる。
【0016】以上により、複数の波長を有するSOR光
や波長幅の広いSOR光を同一の装置を用いて同時に発
生させることができ、また、エネルギーの大きさの異な
る電子を同一の真空チェンバー22内で同時に周回させ
ることができ、1つのシンクロトロンを用いてエネルギ
ーの大きさの異なる電子同士の衝突実験が可能になる等
の優れた効果を奏することができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の粒子加速器
によれば、荷電粒子が周回する真空チェンバーと、該真
空チェンバーの外部に設けられ、互いに極性の異なる磁
極が前記荷電粒子の周回する軌道面を挟んで対向配置さ
れる偏向電磁石とを備え、前記磁極が発生する磁場によ
り前記荷電粒子を偏向させる粒子加速器において、前記
軌道面と対向する磁極面に、荷電粒子の周回方向と直交
する方向に沿って段差が形成され、この段差により前記
磁極間に複数の荷電粒子の周回軌道が形成されてなるこ
ととしたので、1つの粒子加速器に複数の荷電粒子の周
回軌道を形成することができ、したがって、異なるエネ
ルギーの荷電粒子を同時に周回させることができる。
【0018】以上により、複数の波長を有するSOR光
や波長幅の広いSOR光を同一の装置を用いて同時に発
生させることができ、また、エネルギーの大きさの異な
る荷電粒子を同一の真空チェンバー内で同時に周回させ
ることができ、1つの粒子加速器を用いてエネルギーの
大きさの異なる荷電粒子同士の衝突実験が可能になる等
の優れた効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のシンクロトロン(粒子加速
器)の蓄積リングを示す全体構成図である。
【図2】本発明の一実施例のシンクロトロン(粒子加速
器)の偏向電磁石部分を示す部分断面図である。
【図3】従来のシンクロトロン(粒子加速器)を示す全
体構成図である。
【符号の説明】
21 蓄積リング 22 真空チェンバー 23,24 偏向電磁石 25 内側軌道(荷電粒子の周回軌道) 26 外側軌道(荷電粒子の周回軌道) 27 キッカー(軌道変更装置) 28,29 軌道変更磁石 31 入射ビームライン 32 入射装置 33 出射ビームライン 34 出射装置 41,42 磁極 R1 磁極間隔が狭い領域 R2 磁極間隔が広い領域 H1 強い磁場領域 H2 弱い磁場領域

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 荷電粒子が周回する真空チェンバーと、
    該真空チェンバーの外部に設けられ、互いに極性の異な
    る磁極が前記荷電粒子の周回する軌道面を挟んで対向配
    置される偏向電磁石とを備え、前記磁極が発生する磁場
    により前記荷電粒子を偏向させる粒子加速器において、 前記軌道面と対向する磁極面に、荷電粒子の周回方向と
    直交する方向に沿って段差が形成され、この段差により
    前記磁極間に複数の荷電粒子の周回軌道が形成されてな
    ることを特徴とする粒子加速器。
JP23746792A 1992-09-04 1992-09-04 粒子加速器 Withdrawn JPH0689800A (ja)

Priority Applications (1)

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JP23746792A JPH0689800A (ja) 1992-09-04 1992-09-04 粒子加速器

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JP23746792A JPH0689800A (ja) 1992-09-04 1992-09-04 粒子加速器

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JPH0689800A true JPH0689800A (ja) 1994-03-29

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ID=17015769

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23746792A Withdrawn JPH0689800A (ja) 1992-09-04 1992-09-04 粒子加速器

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JP (1) JPH0689800A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103323627A (zh) * 2013-06-20 2013-09-25 中国空间技术研究院 一种单粒子试验样品开帽保护装置
JP5854518B2 (ja) * 2010-12-20 2016-02-09 国立大学法人広島大学 荷電粒子軌道制御装置、荷電粒子加速器、荷電粒子蓄積リング及び偏向電磁石

Cited By (2)

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JP5854518B2 (ja) * 2010-12-20 2016-02-09 国立大学法人広島大学 荷電粒子軌道制御装置、荷電粒子加速器、荷電粒子蓄積リング及び偏向電磁石
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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19991130