JPH0869900A - 高周波加速空胴用チューナ装置 - Google Patents

高周波加速空胴用チューナ装置

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JPH0869900A
JPH0869900A JP20473294A JP20473294A JPH0869900A JP H0869900 A JPH0869900 A JP H0869900A JP 20473294 A JP20473294 A JP 20473294A JP 20473294 A JP20473294 A JP 20473294A JP H0869900 A JPH0869900 A JP H0869900A
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JP
Japan
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tuner
frequency
drive device
port
cavity body
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JP20473294A
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Yoshio Tanabe
義雄 田邊
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 空胴本体からチューナポート内面とチューナ
外筒面とで形成される環状の空隙を通って漏洩してくる
高周波電力を吸収して、大きな定在波が立つのを抑止
し、異常発熱によるガス放出や損傷を回避して真空劣化
や真空破壊が起きないようにする。 【構成】 漏洩してくる高周波電力を吸収する高周波吸
収体30をチューナポート9aに臨む駆動装置支持台17、
または駆動装置支持台17に臨むチューナ11の背面あるい
は外筒面のいずれか少なくとも1個所以上に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば超LSI微細加
工等に用いられる加速器に使用される高周波加速空胴に
係り、とりわけ空胴本体の共振周波数を調整するために
用いるチューナ装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】加速器は、電子、陽子、イオンなどの荷
電粒子ビームを電磁力で数十億電子ボルト(数Gev)程
度の高エネルギー状態に加速する装置であって、もとも
と原子核や素粒子の研究のために開発されてきた。しか
し、近年では、ほぼ光速で走る電子が軌道を曲げられた
時に発生する放射光(SOR)と呼ばれるX線を利用し
て、超LSI微細加工(リソグラフィ)や物質材料科
学、生命科学等などの広範な科学技術分野までの適用進
展を見ている。
【0003】この電子ビーム加速器は図4に示されてい
るように、電子を生成して数千万ボルト(数十Mev)ま
で電子を加速する線型加速器1を有し、ここで加速され
た電子は輸送管2を経て、入射器3によりビームダクト
4内に入射される。ビームダクト4に入射された電子
は、偏向電磁石5により所定方向磁場(図では紙面の表
から裏に向かう方向の磁場)をかけられて所定方向(図
では時計方向)に偏向される一方、四極電磁石6により
電子27に収束が行われ、さらに高周波加速空胴7により
高エネルギー(数Gev)に加速される。加速された電子
27はビームダクト4内を周回し続け、偏向電磁石5で偏
向される時に放射光を発生する。この放射光を利用系8
に導き、リソグラフィや物質材料科学・生命科学などの
研究に利用する。この際、放射光の発生で失われた電子
27のエネルギーは、高周波加速空胴7によって補給され
る。
【0004】なお、ビームダクトや高周波加速空胴7
は、電子27が残留気体と衝突してエネルギーを損失する
のを防止するため、例えば10-7Pa台の超高真空状態
に維持されている。図5は本発明のチューナ装置を適用
する高周波加速空胴の一例で、9は略円筒体の空胴本体
で、両側はビームダクト4に接続されている。空胴本体
9には空胴本体内に高周波電力を供給するためのアンテ
ナ10と、空胴本体9の共振周波数を調整するチューナ11
と、このチューナ11を空胴本体9内に進退させるチュー
ナ駆動装置12を備えている。
【0005】上記構成の高周波加速空胴7において、ア
ンテナ10から空胴本体9の共振周波数の高周波電力を空
胴本体9に供給すると共振により加速電界26が発生し、
この加速電界26により電子27が加速される。
【0006】なお、高周波加速空胴7は電子がリング状
の加速器を周回する周波数の整数倍の規定の共振周波数
(数百MHz)となる様に設計されている。しかし、共
振周波数を設計値通りになるように製作することは難し
い。さらに運転時の温度上昇や外圧による変形に基づく
周波数のずれも無視できない。これらの周波数変化を調
整するためチューナ装置が用いられる。
【0007】共振周波数は、空胴本体9の静電容量を
C、インダクタンスをLとすると、1/(2π√LC)
であらわされる。Lはチューナ11を空胴本体9内に挿入
することにより小さくできるので、チューナ11を挿入す
れば共振周波数を上げることができる。逆にチューナ11
を引抜くと共振周波数を下げることができる。チューナ
11の駆動は、前述のようにチューナ駆動装置12で行う。
【0008】従来のチューナ11およびチューナ駆動装置
12からなる高周波加速空胴用チューナ装置を図6に示
す。空胴本体9に取付けられたチューナポート9aのフ
ランジに駆動装置支持台17がボルト24で締結される。両
者の間にはガスケット18を挟んで真空シールを行う。
【0009】チューナ11は外筒15と、らせん状の冷却溝
13aを有し、外筒15の内側にはめ込まれている冷却筒13
とから成り、冷却筒13に固着されている内管14aと外筒
15に固着されている外管14bとで2重管を構成する駆動
管14で、チューナ駆動装置12に連結された冷却水ヘッダ
ー16に支持されている。
【0010】また、冷却水ヘッダー16にはベローズ28の
一端が固着され、ベローズ28の他端は駆動装置支持台17
に固着されている。この様な構成のチューナ装置におい
て、チューナ11の外筒15の表面には大きな高周波電流が
流れて、ジュール発熱が生ずる。このため冷却水(他の
流体でもよい)を流して冷却する必要がある。その場合
の冷却水は、図示しない外部の冷却系から冷却水ヘッダ
ー16の冷却水供給孔16aに供給され、内管14a、チュー
ナ11部の冷却溝13a、外管14bを通って冷却水排出孔16
bから外部の冷却系に戻る。またガスケット18およびベ
ローズ28で真空シールされているので、空胴本体9内は
超高真空に保持される。
【0011】一方、チューナ駆動装置12は駆動装置支持
台17に固定された支持枠19と、支持枠19に取付けられた
レール20と、レール20上を上下運動する可動台21と、回
転運動を可動台21の上下運動に変換するボールネジ22
と、回転運動を伝達するためのベルト車23a,23b、ベ
ルト24とサーボモータ25とで構成されている。
【0012】この様な構成のチューナ装置では、サーボ
モータ25が回転するとボルト24を介してボールネジ22に
その回転が伝達され、ボールネジ22と噛み合っている可
動台21が上下動する。可動台21には駆動管14が固着され
た冷却水ヘッダー16が固定されているので、駆動管14に
固着されたチューナ11が空胴本体9内に進退する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】この様な構成の高周波
加速空胴用チューナ装置において、外筒15とチューナポ
ート9aの内面、駆動管14とチューナポート9aの内
面、駆動管14とベローズ28とで同軸構造を形成し、この
同軸構造の環状の空隙29を通して空胴本体9内の高周波
電力が漏洩してくる。漏洩してきた漏洩高周波電力によ
って環状の空隙29には大きな定在波が立つため、定在波
電力による大きな電流が流れ、チューナポート9aや外
筒15、駆動管14およびベローズ28に異常発熱を生ずる。
その結果、各部からガスが放出され真空度を劣化させた
り、部分放電を誘発してチューナポート9aや外筒15が
焼損や融着等を起す恐れがある。さらに板厚の薄いベロ
ーズ28が焼損して真空破壊に進展する等の不具合があ
る。
【0014】本発明は以上の様な事情に基づいてなされ
たもので、漏洩してくる漏洩高周波電力を吸収して、大
きな定在波が立つのを抑止し、真空破壊や損傷のない高
性能、高信頼性の高周波加速空胴用チューナ装置を提供
する事を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】大きな電流が流れる原因
は、漏洩高周波電力が反射を繰返して共振し大きな定在
波電力になるためである。上記目的を達成するために、
請求項1に対応する発明はチューナの外筒面とチューナ
ポートの内面とで形成される環状の空隙を通って漏洩し
てくる漏洩高周波電力を吸収する高周波吸収体を設けた
ものである。
【0016】請求項2に対応する発明は、請求項1記載
の高周波吸収体をチューナポートに臨む駆動装置支持
台、または駆動装置支持台に臨むチューナの背面あるい
は外筒面のいずれか少なくとも1個所に被着したもので
ある。
【0017】請求項3に対応する発明は、高周波吸収体
をチューナポートに臨む駆動装置支持台に被着するとと
もに、この高周波吸収体で吸収された漏洩高周波電力の
ジュール発熱を取り除く冷却流路を前記駆動支持台に設
けたものである。
【0018】
【作用】請求項1から請求項3に対応する発明によれ
ば、漏洩してくる高周波電力のほとんどは高周波吸収体
に吸収されるので、大きな定在波が立たない。したがっ
て、各部の異常発熱やガス放出がなく、さらに焼損や真
空破壊を防止できる。また高周波吸収体の発熱は、外筒
や駆動装置支持台へ伝導し、冷却水で系外に取出され
る。
【0019】
【実施例】以下本発明による高周波加速空胴チューナ装
置の一実施例について、図1を参照して説明する。な
お、従来例と同一のものは同符号を付してその説明を省
略する。
【0020】30は漏洩高周波電力を吸収する高周波吸収
体で、駆動装置支持台17に被着されている。駆動装置支
持台17には冷却水の流路31と、駆動装置支持台17の外周
から流路31に貫通する冷却水供給孔17aおよび冷却水排
出孔17bが設けられている。なお高周波吸収体30の形状
はドーナツ状のリングであるが、扇形の複数のセクター
で構成してもよい。またその材質はフェライト、炭化け
い素(SiC)等が一般に用いられる。
【0021】次に、以上のように構成された実施例の作
用効果について説明する。チューナポート9aの内面と
チューナ11の外筒15とで形成される環状の空隙29を通っ
て空胴本体9から漏洩してきた漏洩高周波電力は高周波
吸収体30に吸収され、ジュール損失による熱に変換され
る。この発熱は駆動装置支持台17に伝導し、流路31を流
れる冷却水で系外へ取り出される。
【0022】このように、漏洩高周波電力のほとんどは
高周波吸収体30に吸収されるので、反射波と漏洩高周波
電力とによる定在波が立たず、大きな定在波電力による
チューナポート9a、外筒15およびベローズ28の異常発
熱がなくなり、各部からのガス放出や、焼損に起因する
真空劣化や真空破壊を起す事がない。さらにガス放出に
よる真空劣化に伴う耐電圧低下や定在波電力による異常
電圧で、チューナポート9a内面と外筒15との間に誘発
される部分放電による焼損や融着等も回避する事ができ
る。
【0023】次に本発明の他の実施例について図2、図
3を参照して説明する。図2は第2の実施例で、高周波
吸収体30を駆動装置支持台17に臨むチューナの背面に被
着したもので、漏洩高周波電力の吸収に関しては第1の
実施例と同等の機能を有する。一方高周波吸収体30の発
熱は、外筒15に伝導し、冷却溝13aを流れる冷却水で系
外に取り出される。
【0024】図3は第3の実施例で外筒15の駆動装置支
持台17に臨む外周側に高周波吸収体30を被着したもの
で、漏洩高周波電力の吸収、除熱に関しては第2の実施
例と同等の機能を有する。また、第1の実施例、第2の
実施例および第3の実施例を適宜組合せて使用してもよ
い。
【0025】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、チュ
ーナ外筒面とチューナポート内面とで形成された環状の
空隙を通って空胴本体から漏洩してくる漏洩高周波電力
を、高周波吸収体で吸収し、熱として系外に取り出すた
め、各部の異常発熱によるガス放出やベローズの焼損に
よる真空破壊を回避できる。さらに異常電圧で誘発され
る部分放電による焼損や融着等も回避できる高性能で高
信頼の加速空胴用チューナ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による加速空胴用チューナ装置の第1の
実施例の縦断面図。
【図2】本発明による加速空胴用チューナ装置の第2の
実施例の縦断面図。
【図3】本発明による加速空胴用チューナ装置の第3の
実施例の縦断面図。
【図4】電子加速器の概略全体を示す構成図。
【図5】従来の高周波加速空胴の一例を示す概略縦断面
図。
【図6】従来の高周波加速空胴用チューナ装置の一例を
示す縦断面図。
【符号の説明】 …高周波加速空胴 9…空胴本体 9a…チューナポート 11…チューナ12 …チューナ駆動装置 13…冷却筒 13a…冷却溝 14…駆動管 14a…内管 14b…外管 15…外筒 16…冷却水ヘッダー 17…駆動装置支持台 17a…冷却水供給孔 17b…冷却水排出孔 26…加速電界 27…電子 28…ベローズ 29…環状の空隙 30…高周波吸収体 31…流路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空胴本体のチューナポート上に駆動装置
    支持台を介装して設けられているチューナ駆動装置と、
    このチューナ駆動装置の動力でチューナポートから前記
    空胴本体に進退するチューナとを有し、チューナの進退
    により前記空胴本体の共振周波数を調整する高周波加速
    空胴用チューナ装置において、前記空胴本体から、前記
    チューナの外筒面とチューナポート内面とで形成される
    環状の空隙を通って漏洩してくる漏洩高周波電力を吸収
    する高周波吸収体を設けた事を特徴とする高周波加速空
    胴用チューナ装置。
  2. 【請求項2】 高周波吸収体をチューナポートに臨む駆
    動装置支持台、または駆動装置支持台に臨むチューナの
    背面あるいは外筒面のいずれか少なくとも1個所に被着
    した事を特徴とする請求項1記載の高周波加速空胴用チ
    ューナ装置。
  3. 【請求項3】 空胴本体のチューナポート上に駆動装置
    支持台を介装して設けられているチューナ駆動装置と、
    このチューナ駆動装置の動力でチューナポートから前記
    空胴本体に進退するチューナとを有し、チューナの進退
    により前記空胴本体の共振周波数を調整する高周波加速
    空胴用チューナ装置において、前記空胴本体から、前記
    チューナの外筒面とチューナポート内面とで形成される
    環状の空隙を通って漏洩してくる漏洩高周波電力を吸収
    する高周波吸収体を、前記チューナポートに臨む駆動装
    置支持台に被着するとともに、この高周波吸収体で吸収
    された漏洩高周波電力のジュール発熱を取り除く冷却流
    路を前記駆動装置支持台に設けた事を特徴とする高周波
    加速空胴用チューナ装置。
JP20473294A 1994-08-30 1994-08-30 高周波加速空胴用チューナ装置 Pending JPH0869900A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102468525A (zh) * 2011-08-25 2012-05-23 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种微波多路旋转铰链通道高隔离度设计实现方法
CN107896416A (zh) * 2017-12-13 2018-04-10 合肥中科离子医学技术装备有限公司 一种超导回旋加速器谐振腔微扰棒驱动机构及其工作方式
CN109362171A (zh) * 2018-11-14 2019-02-19 中国原子能科学研究院 一种谐振腔频率自动调谐装置

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