JPH0736399U - 永久磁石付き加速管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速管内における磁場の有無状態を圧力タン
クの外から変更できるようにすること。 【構成】 加速管の複数箇所の周囲に、第１及び第２の
半円環状磁石２１，２１’を対向して設ける。各磁石に
第１及び第２のラック軸２２，２２’が結合し、同軸に
噛合するピニオン３０，３０’は第１及び第２の絶縁軸
３１，３１’に取り付けられている。イオンを加速する
とき、半円環状磁石は（ａ）で示す位置にあり、電子ロ
ーディングを抑制する磁場が加速管に生じる。加速管で
電子を加速するとき、接地部に設けた操作モ−タによっ
て絶縁軸を駆動し、複数箇所にある半円環状磁石を連動
操作し、（ｂ）で示すように加速管から引き離す。加速
管の電子ビーム通過路に磁場は作用しない。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、イオン及び電子の加速を行う加速管に係り、イオン加速時における 加速管の電子ローディングを抑制するために作用させる磁場が、電子加速を行う ときに、加速管に作用しないようにすることができる永久磁石付き加速管に関す る。

【０００２】

【従来の技術】

メガボルト（ＭＶ）級の高電圧加速管では電子ローディングを防止するために 、加速管の要所要所に磁場によるイオンビ−ム偏向箇所を設けている。例えば、 加速段が８０ないし９０段の加速管では、およそ２０段毎に磁場付与箇所を設け ており、加速段数が７０段程度の３ＭＶ級加速管１の場合、図４に示すように、 接地側から数えて、およそ、５０段目、３０数段目、２０数段目、そして１０段 目位の所に磁場源としての磁石装置２、３、４、５を取り付けている。

【０００３】 図５は加速管１において、最もイオンビ−ム導入側に位置する磁石装置２が取 り付けられている加速管部の断面図であり、中央部にビーム通過開口が形成され ている加速電極６を絶縁支持する絶縁環７の周囲に、例えば６個の円弧状永久磁 石８〜１３が絶縁体製の結束バンド１４を用いて取り付けられており、各永久磁 石の各端部は図示極性に着磁されている。永久磁石８と９，９と１０，１１と１ ２，１２と１３の間にはヨーク鉄片を入れて、磁気回路の磁気抵抗を少なくして いると共に、永久磁石８と１１及び同１０と１３の間には磁極としても機能する 鉄片１６が設けられており、永久磁石１０と１３の対向するＮ極部分から、磁石 ８と１１の対向するＳ極部分の方向に磁力線が生じ、加速管内のビーム路の下か ら上に向かう磁場Ｈが形成される。したがって、正イオンビ−ムが図面の表から 裏の方向に進む場合、ビームは右方向に偏向される。

【０００４】 磁石装置３，４，５は、磁石装置２をちょうど１８０°回転させた状態に構成 されており、正イオンビ−ムを磁石装置２とは逆の左方向に偏向する。加速管１ に導入された正イオンビ−ムは、充分に加速されていない状態で磁石装置２の磁 場によって大きく偏向され、そして、磁石装置３ないし５の磁場で徐々に正規の 軌道に修正している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

イオン加速器の加速管を電子ビームの加速手段として用いる場合があり、これ は、電子加速の頻度が少ない場合に、各別のイオン加速装置と電子加速装置を設 けずに済むことから利用されている。イオン加速器としてはシングルステージ加 速器、タンデム加速器の何れでもよいが、例えばタンデム加速器の場合には、正 イオンビームを加速する高エネルギー側加速管の入口部に電子発生源を配置する と共に、加速電圧の極性を切り換えて、電子ビームの加速を行わせる。

【０００６】 しかし、この場合、図４，図５に示すように、加速管１に電子ローディングを 抑制する磁石装置２〜５が取り付けられていると、同加速管を電子ビームの加速 管としてそのまま使用することはできない。磁石装置２ないし５により加速管に 作用する磁束密度は２０〜１００ガウス程度であるが、イオンと電子の質量の格 段の違いにより、電子ビームは数ガウス程度の磁場が存在しても極めて大きく偏 向されてしまい、加速管は電子加速の用をなさない。

【０００７】 そこで、正イオンビ−ムの加速管を電子の加速管として用いる場合には、加速 管が収容されている圧力タンクを開け、加速管の周りに設けられている部材、例 えば図６に示す、放電防止用のフープ１７、絶縁コラム１８、絶縁コラムの結合 桟１９等を一時解体して、加速管の周りで作業が行える状態にし、磁石装置２な いし５を取り外さなければならないし、再びイオンの加速が行えるようにするに は、再び磁石装置を装着しなおさねばならない。通常、かかる磁石装置の取外し 、装着には、通常、３人がかりで１日を要していた。

【０００８】 本考案は、加速管に作用する永久磁石による磁場の有無状態を極めて短時間に 変更できる永久磁石付き加速管の提供を目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案の永久磁石付き加速管は、加速管の複数箇所の周囲に、それぞれ対向し て設けられる第１半円環状磁石及び第２半円環状磁石と、これら各第１及び第２ の半円環状磁石にそれぞれ結合された第１ラック軸及び第２ラック軸と、これら 第１ラック軸及び第２ラック軸にそれぞれ噛合するピニオンが取り付けられた第 １絶縁軸及び第２絶縁軸とを備えてなることを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

イオンを加速するときには、第１及び第２の絶縁軸を回転操作し、これら軸に 取り付けられたピニオンによって第１及び第２のラック軸を移動させ、絶縁環の 周囲に対向して第１及び第２の半円環状磁石を配置することにより、加速管内に 磁場を生じさせる。また、電子を加速するときには、第１及び第２の絶縁軸を逆 回転操作することにより、第１及び第２の半円環状磁石を絶縁環から引き離し、 磁場が加速管内に作用しないようにする。

【００１１】

【実施例】

本考案の実施例について図面を参照して説明する。図１は磁石装置が設けられ た加速管部の構成図であり、同図（ａ）は加速管に磁場を作用させている状態時 、同図（ｂ）は加速管に磁場を作用させない状態時の図である。以下、図４ない し図６と同一符号は同等部分を示す。加速管１の複数箇所の周囲に、第１の半円 環状磁石２１及び第２の半円環状磁石２１’が対向して設けられ、これら磁石に はそれぞれ第１及び第２のラック軸２２，２２’が結合している。これらラック 軸は、溝２２₁，２２₁’に嵌合するスライド軸受２３，２３’で軸支されており 、これら軸受は、例えば図６に示した加速管の両側方部に配設される絶縁コラム １８、あるいは結合桟１９に取付け、ラック軸が絶縁コラム方向に移動する場合 には、コラムを貫通してラック軸が直線移動できるようにする。

【００１２】 第１の半円環状磁石２１側について図３の一部断面図に示すように、各第１の 半円環状磁石の中央部に軸部材２４が取り付けられており、この軸部材はラック 軸２２の端部に形成された孔２５に摺動可能に嵌合する。そして、ラック軸２２ の端部に形成された長孔２６を通して軸部材の孔２７に止めピン２８を貫通させ 、軸部材２４にスプリング２９を嵌めて、各半円環状磁石を各ラック軸に緩衝部 を設けて結合し、加速管にラック軸駆動力が直接加わらないようにする。

【００１３】 各ラック軸２２，２２’にピニオン３０，３０’が噛合し、これらピニオンは 第１及び第２の絶縁軸３１，３１’に取り付けられており、図３のラック軸駆動 操作機構部の構成図に示すように、両絶縁軸は、圧力タンク壁３２等の接地部に 設けられた操作モ−タ３３，３３’に連結し、加速管１の複数箇所に設けられた 第１及び第２の半円環状磁石２１，２１’は両モ−タを駆動することにより、連 動操作される。

【００１４】 加速管１でイオンを加速する場合には、操作モ−タ３３，３３’を圧力タンク の外部から駆動操作し、２本の第１及び第２の絶縁軸３１，３１’を廻し、ピニ オン３０，３０’を介して各第１及び第２のラック軸２２，２２’を直線駆動し 、図１（ａ）に示すように、加速管１の周囲に第１及び第２の半円環状磁石２１ ，２１’を対向して配置し、加速管内に磁場を生じさせる。

【００１５】 加速管１で電子を加速する場合には、操作モ−タ３３，３３’を上述の場合と は逆方向に回転駆動し、図１（ｂ）に示すように、加速管１から第１及び第２の 半円環状磁石２１，２１’を引き離し、加速管の電子ビーム通過路に磁場が作用 しないようにする。

【００１６】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成したので、加速管を収容している圧力タン クの外から、２本の第１及び第２絶縁軸を回転操作することにより、第１及び第 ２の半円環状磁石を加速管の周囲に対向して配置すること、及び加速管から引き 離すことができ、圧力タンクを開けずに、イオン加速の場合には加速管に電子ロ ーディングを抑制する磁場を生じさせ、また電子を加速する場合には、加速管内 に磁場が作用しないように、簡単に磁場の有無状態を変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例における磁石装置が設けられて
いる加速管部の構成図である。

【図２】半円環状磁石とラック軸の結合部の一部断面図
である。

【図３】ラック軸駆動操作機構部の構成図である。

【図４】加速管における磁石装置の配置説明図である。

【図５】従来の磁石装置部の構成図である。

【図６】加速管周辺部の構成図である。

【符号の説明】

１ 加速管 ６ 加速電極 ７ 絶縁環 ２１，２１’ 第１及び第２の半円環状磁石 ２２，２２’ 第１及び第２のラック軸 ３０，３０’ ピニオン ３１，３１’ 第１及び第２の絶縁軸 ３３，３３’ 操作モ−タ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 加速管の複数箇所の周囲に、それぞれ対
   向して設けられる第１の半円環状磁石及び第２の半円環
   状磁石と、これら各第１及び第２の半円環状磁石にそれ
   ぞれ結合された第１ラック軸及び第２ラック軸と、これ
   ら第１ラック軸及び第２ラック軸にそれぞれ噛合するピ
   ニオンが取り付けられた第１絶縁軸及び第２絶縁軸とを
   備えてなることを特徴とする永久磁石付き加速管。