JPH0755512Y2 - ファラデ―カップモニタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、例えば電子ビームやイオンビームなどの荷
電粒子ビームの強度を測定する場合などに用いられるフ
ァラデーカップモニタに関するものである。

［従来の技術］ 第３図は例えば「プロシーディングス・オブ・ザ・セブ
ンス・ミーティング・オン・リニア・アクセラレイター
ズ，筑波,KEK,1982年８月24日〜26日」第216頁（Procee
dings of the 7th meeting on linear accelerators）
に示された従来のファラデーカップモニタの要部を示す
断面図であり、図において（１）はエレクトロンコレク
タ（1a）とストッピングプレート（1b）とからなる金属
カップであり、この金属カップ（１）には図の矢印方向
から荷電粒子ビームが入射される。（２）は金属カップ
（１）の開口部前方に設けられた円環状のシールド板で
ある。また、これらの金属カップ（１）及びシールド板
（２）などは、荷電粒子ビームの通るチェンバー（図示
せず）内に収容されている。

次に、動作について説明する。荷電粒子ビームが金属カ
ップ（１）に当たると、金属カップ（１）には電荷が蓄
積される。従って、電流計を介して金属カップ（１）を
アースに落とすことによって、金属カップ（１）内に入
射される荷電粒子ビームのビーム強度（電流値）を測定
することができる。

ところで、荷電粒子ビームが金属カップ（１）に当たる
と、金属カップ（１）内には二次電子が放出される。こ
の二次電子が金属カップ（１）の外へ飛び出すと、正確
なビーム電流値を測定できなくなってしまう。即ち、金
属カップ（１）外へ二次電子が放出されると、プラスの
電荷を持つ荷電粒子ビーム（例えばポジトロン）のビー
ム強度を測定する場合、実際の電流値より大きな値が測
定されてしまい、また逆にマイナスの電荷を持つ荷電粒
子ビームのビーム強度を測定する場合には、実際より小
さな電流値が測定されてしまう。

そこで、金属カップ（１）では、エレクトロンコレクタ
（1a）にアースに対して正電圧を印加することにより、
金属カップ（１）内で放出された二次電子を、エレクト
ロンコレクタ（1a）で捕捉するようにしている。また、
バイアスリング（図示せず）を金属カップ（１）の前方
に設け、このバイアスリングにマイナス電圧を印加する
ことにより、二次電子が金属カップ（１）外へ放出され
るのを防止するものもある。

一方、金属カップ（１）の開口部の周縁部などに荷電粒
子ビームが当たることによっても、正確な荷電粒子ビー
ムの強度が測定できなくなるので、シールド（２）を金
属カップ（１）の前方に設けることにより、金属カップ
（１）の開口部より外側の荷電粒子ビームをノイズとし
てカットしている。

［考案が解決しようとする課題］ 上記のように構成された従来のファラデーカップモニタ
においては、ノイズとなる荷電粒子ビームをカットする
ために、シールド（２）を金属カップ（１）の開口部前
方に設けたものの、荷電粒子ビームのエネルギが高い場
合などには、荷電粒子ビームがチェンバーに当たって発
生した二次電子や、直接チェンバー外から入って来た荷
電粒子ビームなど、ノイズとなる荷電粒子が、金属カッ
プ（１）の外周部に当たって検出されてしまい、正確な
荷電粒子ビームの強度が測定できなくなることがあると
いう問題点があった。

この考案は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、カップ外周部に当たる荷電粒子をカットで
き、これにより荷電粒子ビームの強度をより正確に測定
することができるファラデーカップモニタを得ることを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ この考案に係るファラデーカップモニタは、導体からな
るシールド体を、カップの外周部のうち側面部及び底部
の少なくとも一部を覆うように、かつカップに対して電
気的に絶縁して設けたものである。

［作用］ この考案のシールド体は、荷電粒子がカップの外周部に
当たるのを防止する。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を図について説明する。第１図
はこの考案の一実施例によるファラデーカップモニタの
要部を示す一部切欠断面図、第２図は第１図の正面図で
あり、図において（３）は荷電粒子ビームが図の左方か
ら入射される有底円筒状の金属カップ、（４）は第１絶
縁ワッシャ（５）を介して金属カップ（３）の外周部を
覆うように設けられたステンレスからなるシールド体で
あり、このシールド体（４）は金属カップ（３）の側面
及び底面外周部を覆う遮蔽カップ部（4a）と金属カップ
（３）の開口部の周縁部を覆う円環状の蓋部（4b）とか
らなっている。

（６）は蓋部（4b）に第２絶縁ワッシャ（７）を介して
取り付けられた円環状のバイアス電極板であり、このバ
イアス電極板（６）に電圧を印加することにより金属カ
ップ（３）からの二次電子の放出が防止される。（８）
は継手（９）及びシールド体（４）を介して金属カップ
（４）を支持する可動腕であり、この可動腕（８）によ
って金属カップ（４）は荷電粒子ビームの通路であるチ
ェンバー（図示せず）内に支持されている。また、この
可動腕（８）は基端部がカップ移動装置（図示せず）に
設けられており、カップ移動装置の駆動によって、その
軸線方向へ往復動するようになっている。

上記のように構成されたファラデーカップモニタにおい
ては、カップ移動装置の駆動により、チェンバー内で金
属カップ（３）が荷電粒子ビームの進路上に移動され、
従来例と同様に荷電粒子ビームのビーム強度が測定され
る。

このとき、チェンバーから放出された二次電子やチェン
バー外からの荷電粒子ビームなどのノイズとなる荷電粒
子は、シールド体（４）の特に遮蔽カップ部（4a）に当
たり、金属カップ（３）の外周部に当たることはない。
従って、より正確に荷電粒子ビームの強度が測定でき
る。

なお、上記実施例ではカップとして有底円筒状の金属カ
ップ（３）を示したが、カップの形状は例えば円筒以外
の筒状のものや、箱状のものなどであってもよく、また
材質も導体であればよく、特に限定されない。

また、上記実施例ではシールド体（４）としてステンレ
スからなるものを示したが、導体であれば他の材料から
なるものであってもよい。しかし、荷電粒子を遮蔽する
必要があるため、電子番号の高いものが好ましい。

さらに、シールド体の形状も上記実施例に限定されず、
カップ形状などに合わせて決めればよい。

さらにまた、上記実施例では遮蔽カップ部（4a）と蓋部
（4b）とからなるシールド体（４）を示したが、３個以
上の部材に分割されるものや、一部材からなるものなど
であってもよい。

また、上記実施例ではシールド体（４）が金属カップ
（３）の外周部の全体を覆うものを示したが、側面部及
び底部の少なくとも一部を部分的に覆うものであっても
よい。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案のファラデーカップモニ
タは、導体からなるシールド体を、カップの外周部のう
ち側面部及び底部の少なくとも一部を覆うように、かつ
カップに対して電気的に絶縁して設けたので、測定対象
である荷電粒子ビーム以外のノイズとなる荷電粒子がカ
ップの外周部の側面部や底部に当たるのを防止すること
ができ、これにより荷電粒子ビームの強度の測定精度を
向上させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例によるファラデーカップモ
ニタの要部を示す一部切欠断面図、第２図は第１図の正
面図、第３図は従来のファラデーカップモニタの一例を
示す要部断面図である。 図において、（３）は金属カップ、（４）はシールド体
である。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】荷電粒子ビームが入射される導体からなる
   カップと、このカップの外周部のうち側面部及び底部の
   少なくとも一部を覆うように設けられ、かつ前記カップ
   に対して電気的に絶縁され、前記カップの外周部に荷電
   粒子が当たるのを防止する導体からなるシールド体とを
   備えたことを特徴とするファラデーカップモニタ。