JPH07107880B2 - 加速器用超電導マグネツト - Google Patents
加速器用超電導マグネツトInfo
- Publication number
- JPH07107880B2 JPH07107880B2 JP61034405A JP3440586A JPH07107880B2 JP H07107880 B2 JPH07107880 B2 JP H07107880B2 JP 61034405 A JP61034405 A JP 61034405A JP 3440586 A JP3440586 A JP 3440586A JP H07107880 B2 JPH07107880 B2 JP H07107880B2
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- Japan
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- vacuum chamber
- vacuum
- charged beam
- superconducting magnet
- synchrotron radiation
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、加速器用超電導マグネットに関し、特に、
電子ビームのような荷電ビームを加速後蓄積し、荷電ビ
ームの偏向部から発生するシンクロトロン放射光を利用
するシンクロトロンやストレージリングにおいて、荷電
ビームを曲げる偏向超電導マグネットの低温容器（以下
クライオスタットとも言う）を改良したものに関するも
のである。
電子ビームのような荷電ビームを加速後蓄積し、荷電ビ
ームの偏向部から発生するシンクロトロン放射光を利用
するシンクロトロンやストレージリングにおいて、荷電
ビームを曲げる偏向超電導マグネットの低温容器（以下
クライオスタットとも言う）を改良したものに関するも
のである。
第３図はストレージリング100の原理図である。図にお
いて、１は荷電ビーム真空チェンバ、２はシンクロトロ
ン放射光真空チェンバ、３は荷電ビームを偏向する偏向
マグネット、４はシンクロトロン放射光、５は荷電ビー
ムをストレージリングに入射するビーム入射用真空チェ
ンバ、６は荷電ビームである。ここで、本発明に直接関
係しない装置要素は図示を省略している。
いて、１は荷電ビーム真空チェンバ、２はシンクロトロ
ン放射光真空チェンバ、３は荷電ビームを偏向する偏向
マグネット、４はシンクロトロン放射光、５は荷電ビー
ムをストレージリングに入射するビーム入射用真空チェ
ンバ、６は荷電ビームである。ここで、本発明に直接関
係しない装置要素は図示を省略している。
なお、通常は偏向マグネット３の荷電ビーム用真空チェ
ンバ１から数本のシンクロトトン放射光用真空チェンバ
２が少しずつ位置をずらせて出ているが、ここでは代表
例として１本のシンクロトロン放射光用真空チェンバ２
を示した。
ンバ１から数本のシンクロトトン放射光用真空チェンバ
２が少しずつ位置をずらせて出ているが、ここでは代表
例として１本のシンクロトロン放射光用真空チェンバ２
を示した。
次に動作について説明する。ストレージリング100中に
入射された光速に近い荷電ビーム（一般に電子ビーム）
６は偏向マグネット３で曲げられ、ストレージリング10
0の荷電ビーム用真空チェンバ１中を回転する。偏向マ
グネット３によって荷電ビーム６が曲げられた時、その
接線方向にシンクロトロン放射光４が発生する。この光
は軟Ｘ線から可視光までのスペクトルを持っており、す
ぐれた光源になる。
入射された光速に近い荷電ビーム（一般に電子ビーム）
６は偏向マグネット３で曲げられ、ストレージリング10
0の荷電ビーム用真空チェンバ１中を回転する。偏向マ
グネット３によって荷電ビーム６が曲げられた時、その
接線方向にシンクロトロン放射光４が発生する。この光
は軟Ｘ線から可視光までのスペクトルを持っており、す
ぐれた光源になる。
ところで、シンクロトロン放射光４の強度は荷電ビーム
電流（ストレージリング中の荷電ビームの量に対応す
る）に比例する。荷電ビーム電流を大にするためには、
荷電ビーム用真空チェンバの真空度（シンクロトロン放
射光用真空チェンバの真空とつながっている）を極めて
高くする必要がある。代表的な真空度は10-9〜10-10Tor
rである。また、荷電ビームの存在時間を長くするため
にも同様な超高真空が必要である。真空度が低いと真空
チェンバ内のガス分子やイオンに荷電ビームが衝突し、
荷電ビーム電流が減衰する。この結果、荷電ビーム電流
を大にできず、存在時間も長くできない。即ち、高強度
のシンクロトロン放射光を長時間発生させることはでき
ない。
電流（ストレージリング中の荷電ビームの量に対応す
る）に比例する。荷電ビーム電流を大にするためには、
荷電ビーム用真空チェンバの真空度（シンクロトロン放
射光用真空チェンバの真空とつながっている）を極めて
高くする必要がある。代表的な真空度は10-9〜10-10Tor
rである。また、荷電ビームの存在時間を長くするため
にも同様な超高真空が必要である。真空度が低いと真空
チェンバ内のガス分子やイオンに荷電ビームが衝突し、
荷電ビーム電流が減衰する。この結果、荷電ビーム電流
を大にできず、存在時間も長くできない。即ち、高強度
のシンクロトロン放射光を長時間発生させることはでき
ない。
第４図は偏向マグネットとして超電導マグネットを用い
た場合の、偏向超電導マグネットのコイルの一般的な形
状を示したものである。図中の矢印は電流の方向を示
す。このコイルがクライオスタット中に収納されたもの
が偏向超電導マグネットである。第５図は例えば「IEEE
トランザクション オン マグネティクス」MAG−15巻,
No.1,1979年１月131〜133頁（「IEEE TRANSACTION ON M
AGNETICS」VOL.MAG−15,No1,JAN.1979,pp131〜133）に
掲載された従来の偏向超電導マグネットの構造を示す断
面図である。
た場合の、偏向超電導マグネットのコイルの一般的な形
状を示したものである。図中の矢印は電流の方向を示
す。このコイルがクライオスタット中に収納されたもの
が偏向超電導マグネットである。第５図は例えば「IEEE
トランザクション オン マグネティクス」MAG−15巻,
No.1,1979年１月131〜133頁（「IEEE TRANSACTION ON M
AGNETICS」VOL.MAG−15,No1,JAN.1979,pp131〜133）に
掲載された従来の偏向超電導マグネットの構造を示す断
面図である。
図において、31は超電導コイル、32はコイル支持構造
材、33は超電導コイル31を冷却する液体ヘリウム、34は
ヘリウム槽（耐真空）、35は断熱用真空空間（この真空
度は一般に〜10-6Torrである）、36は熱シールド用液体
窒素、37は窒素槽（耐真空）、38は真空槽である。
材、33は超電導コイル31を冷却する液体ヘリウム、34は
ヘリウム槽（耐真空）、35は断熱用真空空間（この真空
度は一般に〜10-6Torrである）、36は熱シールド用液体
窒素、37は窒素槽（耐真空）、38は真空槽である。
荷電ビーム真空チェンバ１はマグネットの内側真空槽を
兼用するものとなっている。荷電ビームを曲げる偏向磁
界の向きの例を図中に矢印で示した。なお、各構造物間
にはすき間を保つスペーサが配置されるが、ここでは図
示していない。
兼用するものとなっている。荷電ビームを曲げる偏向磁
界の向きの例を図中に矢印で示した。なお、各構造物間
にはすき間を保つスペーサが配置されるが、ここでは図
示していない。
従来の偏向超電導マグネットをストレージリングに適用
した場合の例を第６図に示す。シンクロトロン放射光を
取り出すため真空槽38の側面からシンクロトロン放射光
用真空チェンバ２が出ている。シンクロトロン放射光用
真空チェンバ２はマグネットの内側真空槽を兼用してい
るため、真空槽38と耐真空接合されている。なお、この
場合、超電導コイルは上下のコイル間に、シンクロトロ
ン放射光用真空チェンバ２を通すだけのすき間を設けて
巻回されている。
した場合の例を第６図に示す。シンクロトロン放射光を
取り出すため真空槽38の側面からシンクロトロン放射光
用真空チェンバ２が出ている。シンクロトロン放射光用
真空チェンバ２はマグネットの内側真空槽を兼用してい
るため、真空槽38と耐真空接合されている。なお、この
場合、超電導コイルは上下のコイル間に、シンクロトロ
ン放射光用真空チェンバ２を通すだけのすき間を設けて
巻回されている。
従来の偏向超電導マグネットは以上のように構成されて
おり、荷電ビーム真空チェンバ内やシンクロトロン放射
光用真空チェンバ内の超高真空（10-9〜10-10Torr）と
クライオスタットの断熱用真空（〜10-6Torr）は同じ真
空壁（第５図，第６図の荷電ビーム真空チェンバ１、シ
ンクロトロン放射光用真空チェンバ２のこと）を有して
いるので、超高真空に劣化が生じ、荷電ビーム真空チェ
ンバ、シンクロトロン放射光用真空チェンバを修理また
は取り換えるとき、クライオスタットも解体しなければ
ならないという問題点があった。なお、10-9〜10-10Tor
rの超高真空の実現には高度の技術を要する。そのた
め、ストレージリングを運転中に超高真空に劣化が生じ
る確率はクライオスタットの断熱用真空に劣化が生じる
確率より相当高いと考えられる。
おり、荷電ビーム真空チェンバ内やシンクロトロン放射
光用真空チェンバ内の超高真空（10-9〜10-10Torr）と
クライオスタットの断熱用真空（〜10-6Torr）は同じ真
空壁（第５図，第６図の荷電ビーム真空チェンバ１、シ
ンクロトロン放射光用真空チェンバ２のこと）を有して
いるので、超高真空に劣化が生じ、荷電ビーム真空チェ
ンバ、シンクロトロン放射光用真空チェンバを修理また
は取り換えるとき、クライオスタットも解体しなければ
ならないという問題点があった。なお、10-9〜10-10Tor
rの超高真空の実現には高度の技術を要する。そのた
め、ストレージリングを運転中に超高真空に劣化が生じ
る確率はクライオスタットの断熱用真空に劣化が生じる
確率より相当高いと考えられる。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、クライオスタットの解体なしに上記真空チェ
ンバの修理，取り換えを行なうことのできる加速器用超
電導マグネットを得ることを目的とする。
たもので、クライオスタットの解体なしに上記真空チェ
ンバの修理，取り換えを行なうことのできる加速器用超
電導マグネットを得ることを目的とする。
この発明に係る加速器用超電導マグネットは、その真空
槽と、荷電ビーム真空チェンバ，または荷電ビーム真空
チェンバおよびシンクロトロン放射光用真空チェンバと
が相互に分離されるように構成したもので、その分離す
るための構造としては、上下２個のコイルを別々のヘリ
ウム容器に入れて分離し、上記両コイル間を低温支持材
で結合し、真空槽も上下別々の構成にし、低温支持材の
部分のみに貫通穴を設けてその部分に伸縮自在の継手を
用いて上下の真空槽を結合する構造にしたものである。
槽と、荷電ビーム真空チェンバ，または荷電ビーム真空
チェンバおよびシンクロトロン放射光用真空チェンバと
が相互に分離されるように構成したもので、その分離す
るための構造としては、上下２個のコイルを別々のヘリ
ウム容器に入れて分離し、上記両コイル間を低温支持材
で結合し、真空槽も上下別々の構成にし、低温支持材の
部分のみに貫通穴を設けてその部分に伸縮自在の継手を
用いて上下の真空槽を結合する構造にしたものである。
この発明にかかる偏向超電導マグネットでは、低温支持
材により上下のコイルがヘリウム槽の外で結合され、上
下の真空槽の低温支持材が貫通する部分は伸縮自在真空
継手によって結合される。従って荷電ビーム真空チェン
バやシンクロトロン放射光用真空チェンバの超高真空に
劣化が生じた場合にも、マグネットを容易に分解（上下
分離）でき、上記真空チェンバの修理，取り換えを容易
に行なうことができる。
材により上下のコイルがヘリウム槽の外で結合され、上
下の真空槽の低温支持材が貫通する部分は伸縮自在真空
継手によって結合される。従って荷電ビーム真空チェン
バやシンクロトロン放射光用真空チェンバの超高真空に
劣化が生じた場合にも、マグネットを容易に分解（上下
分離）でき、上記真空チェンバの修理，取り換えを容易
に行なうことができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例による加速器用超電導マグネット
を示し、図において、381はベローズなどの伸縮自在真
空継手、382はそのフランジである。40は偏向超電導マ
グネット３の運転のための液体ヘリウム注入口、液体窒
素注入口、蒸発ガス排気口、および電流端子、各種計測
端子などのポート部41を設置したタワーである。
図は本発明の一実施例による加速器用超電導マグネット
を示し、図において、381はベローズなどの伸縮自在真
空継手、382はそのフランジである。40は偏向超電導マ
グネット３の運転のための液体ヘリウム注入口、液体窒
素注入口、蒸発ガス排気口、および電流端子、各種計測
端子などのポート部41を設置したタワーである。
本マグネットの伸縮自在真空継手部分を含む断面図を第
２図に示す。図中、39は低温支持材、370は液体窒素温
度熱シールド、371はベローズ，金型などの伸縮自在液
体窒素温度熱シールド継手である。その他従来と同一符
号は同一のものを示す。
２図に示す。図中、39は低温支持材、370は液体窒素温
度熱シールド、371はベローズ，金型などの伸縮自在液
体窒素温度熱シールド継手である。その他従来と同一符
号は同一のものを示す。
超電導コイル31は上下別々のヘリウム槽34に収納されて
いる。なお、電流リード、液体ヘリウム配管などは極低
温継手（図示せず）を通して上下コイル間につながって
いる。上下の超電導コイルはヘリウム槽34を介して低温
支持材39で結合される。低温支持材39とヘリウム槽34は
ネジなどで結合されているので、容易にとりはずすこと
ができる。上下の超電導コイル間には大きな吸引電磁力
（第４図の電流方向参照）が働くが、この力は低温支持
材39で支持される。両超電導コイル間に働く電磁力は吸
引力であるから、低温支持材39とヘリウム槽34の間の結
合部には圧縮力が印加されるので、結合部は簡単なネジ
止め程度でもよい。低温支持材の外周には、上下の液体
窒素槽37、液体窒素温度熱シールド370を熱的に結合す
る、伸縮自在液体窒素温度熱シールド継手371が設置さ
れる。なお、ここでは図示していないが、液体ヘリウム
温度の部分34,39と液体窒素温度の部分37,370,371との
間に蒸発ヘリウムガスで冷却したガス冷却熱シールドが
入る場合も多い。更にその外に伸縮自在真空継手381が
設置され、そのフランジ382で上下の真空槽38をつない
でいる。
いる。なお、電流リード、液体ヘリウム配管などは極低
温継手（図示せず）を通して上下コイル間につながって
いる。上下の超電導コイルはヘリウム槽34を介して低温
支持材39で結合される。低温支持材39とヘリウム槽34は
ネジなどで結合されているので、容易にとりはずすこと
ができる。上下の超電導コイル間には大きな吸引電磁力
（第４図の電流方向参照）が働くが、この力は低温支持
材39で支持される。両超電導コイル間に働く電磁力は吸
引力であるから、低温支持材39とヘリウム槽34の間の結
合部には圧縮力が印加されるので、結合部は簡単なネジ
止め程度でもよい。低温支持材の外周には、上下の液体
窒素槽37、液体窒素温度熱シールド370を熱的に結合す
る、伸縮自在液体窒素温度熱シールド継手371が設置さ
れる。なお、ここでは図示していないが、液体ヘリウム
温度の部分34,39と液体窒素温度の部分37,370,371との
間に蒸発ヘリウムガスで冷却したガス冷却熱シールドが
入る場合も多い。更にその外に伸縮自在真空継手381が
設置され、そのフランジ382で上下の真空槽38をつない
でいる。
このように、本実施例では、偏向超電導マグネットを上
下２個に分割し、低温支持材，伸縮自在継手を用いてこ
れらを１台に結合しているので、分解が容易である。す
なわち、伸縮自在真空継手フランジ382と真空槽38との
結合を外し、伸縮自在真空継手381を縮め、継に伸縮自
在液体窒素温度熱シールド継手371を外して縮め、次に
低温支持材39を取り外すとマグネットは上下に分割され
る。このようにして、荷電ビーム真空チェンバやシンク
ロトロン放射光用真空チェンバを容易に修理したり、取
り換えたりできる。
下２個に分割し、低温支持材，伸縮自在継手を用いてこ
れらを１台に結合しているので、分解が容易である。す
なわち、伸縮自在真空継手フランジ382と真空槽38との
結合を外し、伸縮自在真空継手381を縮め、継に伸縮自
在液体窒素温度熱シールド継手371を外して縮め、次に
低温支持材39を取り外すとマグネットは上下に分割され
る。このようにして、荷電ビーム真空チェンバやシンク
ロトロン放射光用真空チェンバを容易に修理したり、取
り換えたりできる。
なお、上記実施例では、ストレージリングを例にとって
説明したが、本発明はシンクロトロン放射光用真空チェ
ンバを設置しないシンクロトロンや他の加速器にも適用
でき、同様の効果を奏する。
説明したが、本発明はシンクロトロン放射光用真空チェ
ンバを設置しないシンクロトロンや他の加速器にも適用
でき、同様の効果を奏する。
以上のように、この発明に係る加速器用超電導マグネッ
トによれば、その真空槽と、荷電ビーム真空チェンバ，
または荷電ビーム真空チェンバおよびシンクロトロン放
射光用真空チェンバとが相互に分離されるように構成し
たので、偏向超電導マグネットを容易に分解でき、荷電
ビーム真空チェンバ、シンクロトロン放射光用真空チェ
ンバを容易に取り出し、修理や取り換えを行なうことが
できるという効果がある。
トによれば、その真空槽と、荷電ビーム真空チェンバ，
または荷電ビーム真空チェンバおよびシンクロトロン放
射光用真空チェンバとが相互に分離されるように構成し
たので、偏向超電導マグネットを容易に分解でき、荷電
ビーム真空チェンバ、シンクロトロン放射光用真空チェ
ンバを容易に取り出し、修理や取り換えを行なうことが
できるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による偏向超電導マグネッ
トを示す斜視図、第２図はその断面図、第３図はストレ
ージリングを上から見た原理図、第４図は一般的な偏向
超電導マグネットの超電導コイルの形状を示す原理図、
第５図は従来の偏向超電導マグネットの断面図、第６図
はその斜視図である。 １は荷電ビーム真空チェンバ、２はシンクロトロン放射
光用真空チェンバ、３は偏向超電導マグネット、31は超
電導コイル、34はヘリウム槽、39は低温支持材、371は
伸縮自在液体窒素温度熱シールド継手、381は伸縮自在
真空継手、38は真空槽。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
トを示す斜視図、第２図はその断面図、第３図はストレ
ージリングを上から見た原理図、第４図は一般的な偏向
超電導マグネットの超電導コイルの形状を示す原理図、
第５図は従来の偏向超電導マグネットの断面図、第６図
はその斜視図である。 １は荷電ビーム真空チェンバ、２はシンクロトロン放射
光用真空チェンバ、３は偏向超電導マグネット、31は超
電導コイル、34はヘリウム槽、39は低温支持材、371は
伸縮自在液体窒素温度熱シールド継手、381は伸縮自在
真空継手、38は真空槽。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】その真空槽と、荷電ビーム真空チェンバ，
または荷電ビーム真空チェンバおよびシンクロトロン放
射光用真空チェンバとが相互に分離されていることを特
徴とする加速器用超電導マグネット。 - 【請求項２】上下の超電導コイルがヘリウム槽を介して
低温支持材により結合され、 その周りに上下の熱シールドを互いに結合する伸縮自在
熱シールドが配置され、 その外周に上下の真空槽を結合する伸縮自在真空継手が
配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の加速器用超電導マグネット。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034405A JPH07107880B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 加速器用超電導マグネツト |
| US07/013,816 US4737727A (en) | 1986-02-12 | 1987-02-12 | Charged beam apparatus |
| DE19873704442 DE3704442A1 (de) | 1986-02-12 | 1987-02-12 | Ladungstraegerstrahlvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61034405A JPH07107880B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-02-19 | 加速器用超電導マグネツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62193100A JPS62193100A (ja) | 1987-08-24 |
| JPH07107880B2 true JPH07107880B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=12413275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61034405A Expired - Fee Related JPH07107880B2 (ja) | 1986-02-12 | 1986-02-19 | 加速器用超電導マグネツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107880B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0785439B2 (ja) * | 1987-03-16 | 1995-09-13 | 日本電信電話株式会社 | 偏向電磁石 |
-
1986
- 1986-02-19 JP JP61034405A patent/JPH07107880B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| TECHNICAL REPORT OF ISSP=1984 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62193100A (ja) | 1987-08-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |