JPH0963799A - 加速器用高周波加速装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数台の高周波加速装置の一部が故障により停
止した場合でも、加速器荷電粒子のビーム電流値を一定
に保持することにある。 【解決手段】入射器１と、この入射器１から入射される
荷電粒子ビームの通路を形成する真空ダクト２と、この
真空ダクト２にそれぞれ設けられ前記荷電粒子ビームに
高周波電力を供給する複数の高周波加速装置４とを備え
た加速器において、一部の高周波加速装置４の異常停止
を検知すると、残りの正常な高周波加速装置４の出力を
前記停止した高周波加速装置４の供給電力分を補うべく
配分された高周波電力値に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビームを
加速する加速器に備えられた高周波加速装置の制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の加速器並びに加速器用高周波加速
装置の制御方法の一例を図３及び図４により説明する。
図３は加速器の一例を示すものである。図３において、
入射器１より入射した電子やイオン等の荷電粒子ビーム
Ｓは、超高真空に保たれた真空ダクト２の中を走行し、
偏向電磁石３によって偏向された円周軌道上に保たれ
る。荷電粒子ビームＳは、偏向電磁石３により軌道が曲
げられると、その接線方向に放射光を発生すると共に、
エネルギを損失する。

【０００３】従って、この荷電粒子ビームＳは、高周波
加速装置４より高周波電力を受けて失ったエネルギが補
給されて再加速される。ここで、加速器に備えられた高
周波加速装置４の一例を図４に示す。高周波加速装置４
は、高周波空胴５、高周波電源６及び立体回路７より構
成される。

【０００４】上記高周波電源６は、クライストロン等の
大電力電子管８、直流高圧電源９及び励振入力系１０よ
り構成されている。また、大型加速器では、上記高周波
加速装置４が複数台備えられている。

【０００５】かかる加速器において、高周波加速装置４
の運転制御方法は次のようになる。即ち、加速器の加速
エネルギより決まる高周波空胴５への高調波電力の要求
入力に基づき、大電力電子管８への励振入力系１０から
のパワー及び直流高圧電源９の電圧・電流が決定される
ので、通常運転時はこの要求に基づく一定の励振入力パ
ワー及び直流高圧電源出力にて大電力電子管８が駆動さ
れる。

【０００６】また、高周波加速装置４では、大電力電子
管８の故障又は高周波空胴５からの高周波電力の反射を
立体回路７に設置される方向性結合器１１からの反射検
出信号により、直ちに直流電圧電源９を停止し、大電力
電子管８を保護していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
加速器では、大電力電子管の故障又は高周波電力の反射
時に直流高圧電源を停止し、高周波空胴への高周波電力
の供給を停止、つまり高周波加速装置を停止していたた
め、加速器の荷電粒子エネルギの低下、即ち放射光の電
流値の低下を招いていた。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、一部の高周波加速装置が停止した場合に残りの正常
な高周波加速装置の高周波出力を停止した高周波加速装
置の供給電力分だけ増加することにより、荷電粒子ビー
ムの電流値を一定に保つことができる加速器用高周波加
速装置の制御方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような方法により加速器用高周波加速
装置を制御するものである。請求項１に対応する発明
は、入射器と、この入射器から入射される荷電粒子ビー
ムの通路を形成する真空ダクトと、この真空ダクトにそ
れぞれ設けられ前記荷電粒子ビームに高周波電力を供給
する複数の高周波加速装置とを備えた加速器において、
一部の高周波加速装置の異常停止を検知すると、残りの
正常な高周波加速装置の出力を前記停止した高周波加速
装置の供給電力分を補うべく配分された高周波電力値に
制御する。

【００１０】請求項２に対応する発明は、入射器と、こ
の入射器から入射される荷電粒子ビームの通路を形成す
る真空ダクトと、この真空ダクトにそれぞれ設けられ前
記荷電粒子ビームに高周波電力を供給する複数の高周波
加速装置とを備えた加速器において、一部の高周波加速
装置の異常停止を検知すると、残りの正常な高周波加速
装置の出力を前記真空ダクト上に設けられたビーム電流
モニタにより検出された荷電粒子ビーム電流値と前記加
速器の荷電粒子ビームエネルギの基準値との差分を補う
べく配分された高周波電力値に制御する。

【００１１】請求項３に対応する発明は、入射器と、こ
の入射器から入射される荷電粒子ビームの通路を形成す
る真空ダクトと、この真空ダクトにそれぞれ設けられ前
記荷電粒子ビームに高周波電力を供給する複数の高周波
加速装置を備えた加速器において、一部の高周波加速装
置の異常停止を検知すると、残りの正常な高周波加速装
置の出力を前記停止した高周波加速装置の供給電力分を
補うべく配分された高周波電力値に制御し、且つ異常停
止した高周波加速装置を一定遅延時間後自動再起動する
と同時に、その他の高周波加速装置の出力を定常時出力
に戻す。

【００１２】従って、上記請求項１乃至３に対応する発
明の加速器用高周波加速装置の制御方法にあっては、停
止した高周波加速装置の高周波出力電力分を残りの正常
な高周波加速装置の出力により補うべく供給電力値を上
昇させることにより、一部の高周波加速装置が異常停止
しても加速器の荷電粒子の電流値を一定に保持すること
が可能となり、加速器を安定に、しかもその運転稼働率
を高めることができるできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を
説明するための加速器の構成を示すもので、図３と同一
部分については同一符号を付してその詳細な説明は省略
する。

【００１４】本実施の形態を示す加速器は、図１に示す
ように荷電粒子ビームを入射する入射器１と、この入射
器１により入射された荷電粒子ビームの通路を形成する
真空ダクト２と、この真空ダクト２に設けられた複数の
高周波加速装置４と、これら高周波加速装置４を統括制
御する制御装置１２により構成されている。

【００１５】上記制御装置１２は高周波加速装置４の故
障時に故障信号が入力されると、この故障した高周波加
速装置４以外の正常な高周波加速装置４に対して高周波
出力を上昇させる指令を与える機能を有している。

【００１６】このような構成の加速器において、入射器
１より入射された荷電粒子ビームは、超高真空に保たれ
た真空ダクト２の中を走行し、偏向電磁石３により偏向
されて円周軌道上に保たれる。更に、複数の高周波加速
装置４により高周波電力が荷電粒子ビームに与えられ、
加速ビーム電流値を一定に保っている。

【００１７】いま、複数の高周波加速装置４のうち、１
つの高周波加速装置４が図４に示す大電力電子管８の故
障、高周波空胴５からの電力反射等による異常により停
止すると、高周波加速装置を統括する制御装置１２に当
該高周波加速装置の異常停止信号が入力される。

【００１８】この制御装置１２は、異常停止信号を受け
ると停止した高周波加速装置以外の正常な高周波加速装
置４に与える高周波電力指令を上昇させる。この高周波
電力指令は、大電力電子管８への励振入力の上昇、直流
高圧電源の電圧上昇により実現し、仮にＮ台の高周波加
速装置が設置され、全体の高周波電力がＰ［Ｗ］で表さ
れる場合、Ｘ台の高周波加速装置が停止した場合、各々
の高周波加速装置の出力は、 Ｘ・Ｐ／Ｎ（Ｎ−Ｘ）［Ｗ］ 上昇させればよい。

【００１９】従って、何ずれかの高周波加速装置が異常
停止しても、残りの正常な高周波加速装置の出力が停止
した高周波加速装置の供給電力分を補うべく等配分され
た高周波電力値に制御されるので、加速器がシステムダ
ウンすることなく、安定な荷電粒子ビーム直流値を保持
することができる。

【００２０】次に本発明の第２の実施の形態について図
２により説明する。なお、図１と共通の構成要素につい
ては同じ符号を付して示し、ここではその説明を省略す
る。

【００２１】本実施の形態を示す高周波加速装置は、図
２に示すように真空ダクト２にビーム電流モニタ１３を
設け、高周波加速装置の異常停止が検知されたことを条
件にビーム電流モニタ１３により検出された荷電粒子ビ
ーム電流値と電力基準値とを比較して高周波出力のフィ
ードバック制御を行うフィードバック制御装置１４を備
えている。

【００２２】このような構成の加速器において、高周波
加速装置４の異常停止に基づき、制御装置１２に異常停
止信号が入力されるまでは図１と同じ動作となる。本実
施の形態においては、一部の高周波加速装置の停止によ
り低下した荷電粒子ビーム電流値をビーム電流モニタ１
３によりモニタし、そのモニタ信号とトータル電力の基
準値とを比較して高周波加速装置４の出力を上昇させる
フィードバック制御を行うことにより、荷電粒子の電流
値を一定に保持する。

【００２３】このような制御としても一部の高周波加速
装置の異常停止を検知すると、残りの正常な高周波加速
装置の出力を真空ダクト上に設けられたビーム電流モニ
タにより検出された荷電粒子ビーム電流値と加速器の荷
電粒子ビームエネルギの基準値との差分を補うべく配分
された高周波電力値に制御されるので、上記第１の実施
の形態と同様の効果を得ることができる。

【００２４】次に本発明の第３の実施の形態を図１によ
り説明する。本実施の形態において、高周波加速装置４
の異常停止に基づき、制御装置１２に異常停止信号が入
力されるまでは第１の実施の形態と同じ動作となる。高
周波加速装置４の異常停止は、立体回路、高周波空胴の
部分放電等数秒〜数分の停止期間をおけば、正常状態に
復旧可能な異常による停止が多い。

【００２５】従って、この種の異常による停止に限って
異常停止した高周波加速装置を一定時間後に自動再起動
し、その他の高周波加速装置４も定常出力に戻してやる
ことにより、高周波加速装置自体の安定運転と信頼性に
寄与することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、複数
台の高周波加速装置の一部が故障により停止した場合で
も、加速器荷電粒子のビーム電流値を一定に保持できる
ので、加速器を安定に、しかもその運転稼働率を高める
ことができる高周波加速装置の制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による高周波加速装置の制御方法を説明
するための第１の実施の形態を示す構成図。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す構成図。

【図３】従来の加速器を示す構成図。

【図４】従来の高周波加速装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１……入射器、２……真空ダクト、３……偏向電磁石、
４……高周波加速装置、５……高周波空胴、６……高周
波電源、７……立体回路、８……大電力電子管、９……
直流高圧電源、１０……励振入力系、１１……方向性結
合器、１２……制御装置、１３……ビーム電流モニタ、
１４……フィードバック制御装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射器と、この入射器から入射される荷
   電粒子ビームの通路を形成する真空ダクトと、この真空
   ダクトにそれぞれ設けられ前記荷電粒子ビームに高周波
   電力を供給する複数の高周波加速装置とを備えた加速器
   において、一部の高周波加速装置の異常停止を検知する
   と、残りの正常な高周波加速装置の出力を前記停止した
   高周波加速装置の供給電力分を補うべく配分された高周
   波電力値に制御することを特徴とする加速器用高周波加
   速装置の制御方法。
2. 【請求項２】 入射器と、この入射器から入射される荷
   電粒子ビームの通路を形成する真空ダクトと、この真空
   ダクトにそれぞれ設けられ前記荷電粒子ビームに高周波
   電力を供給する複数の高周波加速装置とを備えた加速器
   において、一部の高周波加速装置の異常停止を検知する
   と、残りの正常な高周波加速装置の出力を前記真空ダク
   ト上に設けられたビーム電流モニタにより検出された荷
   電粒子ビーム電流値と前記加速器の荷電粒子ビームエネ
   ルギの基準値との差分を補うべく配分された高周波電力
   値に制御することを特徴とする加速器用高周波加速装置
   の制御方法。
3. 【請求項３】 入射器と、この入射器から入射される荷
   電粒子ビームの通路を形成する真空ダクトと、この真空
   ダクトにそれぞれ設けられ前記荷電粒子ビームに高周波
   電力を供給する複数の高周波加速装置を備えた加速器に
   おいて、一部の高周波加速装置の異常停止を検知する
   と、残りの正常な高周波加速装置の出力を前記停止した
   高周波加速装置の供給電力分を補うべく配分された高周
   波電力値に制御し、且つ異常停止した高周波加速装置を
   一定遅延時間後自動再起動すると同時に、その他の高周
   波加速装置の出力を定常時出力に戻すことを特徴とする
   加速器用高周波加速装置の制御方法。