JPH0992499A - 粒子加速器 - Google Patents
粒子加速器Info
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- JPH0992499A JPH0992499A JP24431895A JP24431895A JPH0992499A JP H0992499 A JPH0992499 A JP H0992499A JP 24431895 A JP24431895 A JP 24431895A JP 24431895 A JP24431895 A JP 24431895A JP H0992499 A JPH0992499 A JP H0992499A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ユーザの要求するタイミングでビームを供給
することのできる粒子加速器を提供する。 【解決手段】 本発明は、タイミング制御器(41)か
ら出力されるタイミング信号により、シンクロトロンの
入射用電磁石等の各々の電源の出力を制御して、シンク
ロトロンA内のビームを加速し、この加速されたビーム
をユーザシステム(21)に供給する粒子加速器におい
て、ユーザシステムは、タイミング制御器にビームの出
射を要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出力
手段を具備し、タイミング制御器は、出射要求信号出力
手段から出射要求信号が入力されると、シンクロトロン
からユーザシステムにビームが出射されるようタイミン
グ信号を各電源に対して出力するタイミング信号出力手
段を具備したことを特徴とする。
することのできる粒子加速器を提供する。 【解決手段】 本発明は、タイミング制御器(41)か
ら出力されるタイミング信号により、シンクロトロンの
入射用電磁石等の各々の電源の出力を制御して、シンク
ロトロンA内のビームを加速し、この加速されたビーム
をユーザシステム(21)に供給する粒子加速器におい
て、ユーザシステムは、タイミング制御器にビームの出
射を要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出力
手段を具備し、タイミング制御器は、出射要求信号出力
手段から出射要求信号が入力されると、シンクロトロン
からユーザシステムにビームが出射されるようタイミン
グ信号を各電源に対して出力するタイミング信号出力手
段を具備したことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、陽子、炭素、シリ
コン等の粒子を加速して出射する粒子加速器に関する。
コン等の粒子を加速して出射する粒子加速器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の粒子加速器の運転は、以下に説明
する「入射処理」、「加速処理」、「出射処理」、「減
速処理」の繰り返しにより行なわれている。以下、各手
順について説明する。
する「入射処理」、「加速処理」、「出射処理」、「減
速処理」の繰り返しにより行なわれている。以下、各手
順について説明する。
【0003】(1) 入射処理 この処理は、図8に示す前段加速器1からシンクロトロ
ンAへのビームを入射する処理である。この入射処理に
おいては、シンクロトロンAの偏向電磁石2、四極電磁
石3、六極電磁石4等の加速用電磁石は、シンクトロン
Aの入射エネルギーに合わせた一定値で運転される。ま
た、インフレクタ5、入射セプタム電磁石6等の入射用
電磁石が駆動される。
ンAへのビームを入射する処理である。この入射処理に
おいては、シンクロトロンAの偏向電磁石2、四極電磁
石3、六極電磁石4等の加速用電磁石は、シンクトロン
Aの入射エネルギーに合わせた一定値で運転される。ま
た、インフレクタ5、入射セプタム電磁石6等の入射用
電磁石が駆動される。
【0004】(2) 加速処理 この加速処理は、シンクロトロンAによりビームの加速
を行なうものである。加速処理においては、加速用電磁
石の磁場をタイミング制御器22により、予め定められ
たパターンに従って高めて、図9に示すように、粒子ビ
ームのエネルギーを高くする。また、高周波加速空洞9
においてもパターン運転が行なわれている。
を行なうものである。加速処理においては、加速用電磁
石の磁場をタイミング制御器22により、予め定められ
たパターンに従って高めて、図9に示すように、粒子ビ
ームのエネルギーを高くする。また、高周波加速空洞9
においてもパターン運転が行なわれている。
【0005】(3) 出射処理 この出射処理は、ビームをシンクロトロンAの出射セプ
タム7、デフレクタ8を介してユーザシステム21に出
射するものである。
タム7、デフレクタ8を介してユーザシステム21に出
射するものである。
【0006】出射処理においては、加速用電磁石は出射
エネルギーに対応した一定値で運転し、取出用四極電磁
石10、デフレクタ8、出射セプタム電磁石7等の出射
用電磁石を駆動する。また高周波加速空洞9の電圧を低
くし、コースティングビームの状態にしておく。
エネルギーに対応した一定値で運転し、取出用四極電磁
石10、デフレクタ8、出射セプタム電磁石7等の出射
用電磁石を駆動する。また高周波加速空洞9の電圧を低
くし、コースティングビームの状態にしておく。
【0007】(4) 減速処理 この減速処理は、シンクロトロンAの次のサイクルへの
準備をするための処理である。
準備をするための処理である。
【0008】減速処理においては、加速用電磁石の磁場
を入射エネルギーに対応した状態にまで戻す処理であ
る。また、シンクロトロンAのタイミング制御器22を
リセットして、次のサイクルに備える。
を入射エネルギーに対応した状態にまで戻す処理であ
る。また、シンクロトロンAのタイミング制御器22を
リセットして、次のサイクルに備える。
【0009】上述の入射処理、加速処理、出射処理、減
速処理の一連の運転は、図8に示すタイミング制御器2
2から予め定められたタイミング信号を、シンクロトロ
ンAの各機器の電源にタイミング信号を出力することに
より行なわれる。
速処理の一連の運転は、図8に示すタイミング制御器2
2から予め定められたタイミング信号を、シンクロトロ
ンAの各機器の電源にタイミング信号を出力することに
より行なわれる。
【0010】すなわち、シンクロトロンAは、タイミン
グ制御器22に予め設定されたパターンに従って、運転
を繰り返している。図10は、シンクロトロンAのデフ
レクタ8から出射したビームを複数のユーザシステムに
輸送する粒子加速器の輸送系の構成を示す図である。
グ制御器22に予め設定されたパターンに従って、運転
を繰り返している。図10は、シンクロトロンAのデフ
レクタ8から出射したビームを複数のユーザシステムに
輸送する粒子加速器の輸送系の構成を示す図である。
【0011】同図に示すように、複数のユーザシステム
31a,31bにシンクロトロンAのデフレクタ8から
出射したビームを供給する粒子加速器においては、ビー
ム光路上に振分電磁石32a、32bが設けられる。
31a,31bにシンクロトロンAのデフレクタ8から
出射したビームを供給する粒子加速器においては、ビー
ム光路上に振分電磁石32a、32bが設けられる。
【0012】そして、ビーム輸送系制御システム33か
ら振分電磁石電源34a,34bに制御信号を出力する
ことにより、各振分電磁石34a,34bに電流を供給
して磁場を変化させることにより、各ユーザシステム3
1a,31b及びビームダンパ35にビームを輸送す
る。
ら振分電磁石電源34a,34bに制御信号を出力する
ことにより、各振分電磁石34a,34bに電流を供給
して磁場を変化させることにより、各ユーザシステム3
1a,31b及びビームダンパ35にビームを輸送す
る。
【0013】この振分電磁石32a,32bの運転は、
ビーム輸送系制御システム33によって予め定められた
運転計画またはユーザからの要請によるオペレータの操
作によって行なわれている。
ビーム輸送系制御システム33によって予め定められた
運転計画またはユーザからの要請によるオペレータの操
作によって行なわれている。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
粒子加速器においては、ビームを出射するタイミング
は、ユーザの管理下にはなく、粒子加速器側のタイミン
グ制御器22に設定されたタイミングに依存していた。
このことは、特に、ビームの照射対象が、生物などの動
きのあるものである場合、粒子加速器を使用するユーザ
にとって使用上の不都合を生じていた。
粒子加速器においては、ビームを出射するタイミング
は、ユーザの管理下にはなく、粒子加速器側のタイミン
グ制御器22に設定されたタイミングに依存していた。
このことは、特に、ビームの照射対象が、生物などの動
きのあるものである場合、粒子加速器を使用するユーザ
にとって使用上の不都合を生じていた。
【0015】また、1つのシンクロトロンAを複数のユ
ーザが使用する場合に、ユーザ間のビーム切り換えに粒
子加速器のオペレータを必要とし、ユーザの間にビーム
を振り分け操作が煩わしいという問題があった。
ーザが使用する場合に、ユーザ間のビーム切り換えに粒
子加速器のオペレータを必要とし、ユーザの間にビーム
を振り分け操作が煩わしいという問題があった。
【0016】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、第1の目的は、ビームの出射タイミングを粒子
加速器のタイミング制御器のみに依らずに、ユーザから
の出射要求信号に基づいて出射時間を制御することによ
り、ユーザの要求するタイミングでビームを供給するこ
とのできる粒子加速器を提供することにある。
であり、第1の目的は、ビームの出射タイミングを粒子
加速器のタイミング制御器のみに依らずに、ユーザから
の出射要求信号に基づいて出射時間を制御することによ
り、ユーザの要求するタイミングでビームを供給するこ
とのできる粒子加速器を提供することにある。
【0017】また、本発明の第2の目的は、ユーザから
の出射要求信号に基づいて、出射ビーム輸送系のビーム
軌道を制御することにより、ビームを供給することので
きる粒子加速器を提供することにある。
の出射要求信号に基づいて、出射ビーム輸送系のビーム
軌道を制御することにより、ビームを供給することので
きる粒子加速器を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】従って、まず、上記目的
を達成するために請求項1に係る発明は、タイミング制
御器から出力されるタイミング信号により、シンクロト
ロンの入射用電磁石、加速用電磁石、出射用電磁石、高
周波加速空胴の各々の電源の出力を制御して、シンクロ
トロン内のビームを加速し、この加速されたビームをユ
ーザシステムに供給する粒子加速器において、前記ユー
ザシステムは、前記タイミング制御器にビームの出射を
要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出力手段
を具備し、前記タイミング制御器は、前記出射要求信号
出力手段から出射要求信号が入力されると、前記シンク
ロトロンから前記ユーザシステムにビームが出射される
ようタイミング信号を前記各電源に対して出力するタイ
ミング信号出力手段を具備したことを特徴とする。
を達成するために請求項1に係る発明は、タイミング制
御器から出力されるタイミング信号により、シンクロト
ロンの入射用電磁石、加速用電磁石、出射用電磁石、高
周波加速空胴の各々の電源の出力を制御して、シンクロ
トロン内のビームを加速し、この加速されたビームをユ
ーザシステムに供給する粒子加速器において、前記ユー
ザシステムは、前記タイミング制御器にビームの出射を
要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出力手段
を具備し、前記タイミング制御器は、前記出射要求信号
出力手段から出射要求信号が入力されると、前記シンク
ロトロンから前記ユーザシステムにビームが出射される
ようタイミング信号を前記各電源に対して出力するタイ
ミング信号出力手段を具備したことを特徴とする。
【0019】また、請求項2に係る発明は、タイミング
制御器から出力されるタイミング信号により、シンクロ
トロンの入射用電磁石、加速用電磁石、出射用電磁石、
高周波加速空胴の各々の電源の出力を制御して、シンク
ロトロン内のビームを加速し、この加速されたビームを
ユーザシステムに供給する粒子加速器において、前記ユ
ーザシステムは、前記タイミング制御器にビームの出射
を要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出力手
段を具備し、前記タイミング制御器は、前記シンクロト
ロンからビームを出射することが可能か否かを示す出射
可能フラグと、前記出射可能フラグにより出射可能と判
定され、且つ前記出射要求信号出力手段から出射要求信
号が入力されると、前記シンクロトロンから前記ユーザ
システムにビームが出射されるようタイミング信号を前
記各電源に対して出力するタイミング信号出力手段を具
備したことを特徴とする。
制御器から出力されるタイミング信号により、シンクロ
トロンの入射用電磁石、加速用電磁石、出射用電磁石、
高周波加速空胴の各々の電源の出力を制御して、シンク
ロトロン内のビームを加速し、この加速されたビームを
ユーザシステムに供給する粒子加速器において、前記ユ
ーザシステムは、前記タイミング制御器にビームの出射
を要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出力手
段を具備し、前記タイミング制御器は、前記シンクロト
ロンからビームを出射することが可能か否かを示す出射
可能フラグと、前記出射可能フラグにより出射可能と判
定され、且つ前記出射要求信号出力手段から出射要求信
号が入力されると、前記シンクロトロンから前記ユーザ
システムにビームが出射されるようタイミング信号を前
記各電源に対して出力するタイミング信号出力手段を具
備したことを特徴とする。
【0020】さらに、請求項3に係る発明は、タイミン
グ制御器から出力されるタイミング信号により、シンク
ロトロンの入射用電磁石、加速用電磁石、出射用電磁
石、高周波加速空胴の各々の電源の出力を制御して、シ
ンクロトロン内のビームを加速し、この加速されたビー
ムをユーザシステムに供給する粒子加速器において、前
記ユーザシステムは、前記タイミング制御器にビームの
出射を要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出
力手段を具備し、前記タイミング制御器は、ユーザの要
求する時間長のビームを出力することができるか否かを
示す出射要求受付可能フラグと、前記出射要求受付可能
フラグにより出射可能と判定され、且つ前記出射要求信
号出力手段から出射要求信号が入力されると、前記シン
クロトロンから前記ユーザシステムにビームが出射され
るようタイミング信号を前記各電源に対して出力するタ
イミング信号出力手段を具備したことを特徴とする。
グ制御器から出力されるタイミング信号により、シンク
ロトロンの入射用電磁石、加速用電磁石、出射用電磁
石、高周波加速空胴の各々の電源の出力を制御して、シ
ンクロトロン内のビームを加速し、この加速されたビー
ムをユーザシステムに供給する粒子加速器において、前
記ユーザシステムは、前記タイミング制御器にビームの
出射を要求する出射要求信号を出力する出射要求信号出
力手段を具備し、前記タイミング制御器は、ユーザの要
求する時間長のビームを出力することができるか否かを
示す出射要求受付可能フラグと、前記出射要求受付可能
フラグにより出射可能と判定され、且つ前記出射要求信
号出力手段から出射要求信号が入力されると、前記シン
クロトロンから前記ユーザシステムにビームが出射され
るようタイミング信号を前記各電源に対して出力するタ
イミング信号出力手段を具備したことを特徴とする。
【0021】さらに、請求項4に係る発明は、請求項1
乃至請求項3いずれか1項に記載の粒子加速器におい
て、前記出射要求信号を出力したユーザシステムに前記
シンクロトロンから出射されるビームを振り分けるビー
ム振分手段を付加したことを特徴とする。
乃至請求項3いずれか1項に記載の粒子加速器におい
て、前記出射要求信号を出力したユーザシステムに前記
シンクロトロンから出射されるビームを振り分けるビー
ム振分手段を付加したことを特徴とする。
【0022】請求項1に係る発明は、タイミング信号出
力手段により、出射要求信号出力手段から出射要求信号
が入力されると、前記シンクロトロンからユーザシステ
ムにビームが出射されるようタイミング信号を各電源に
対して出力するので、ユーザの要求タイミングに応じて
ビームを提供することができる。
力手段により、出射要求信号出力手段から出射要求信号
が入力されると、前記シンクロトロンからユーザシステ
ムにビームが出射されるようタイミング信号を各電源に
対して出力するので、ユーザの要求タイミングに応じて
ビームを提供することができる。
【0023】請求項2に係る発明は、タイミング信号出
力手段により、出射可能フラグにより出射可能と判定さ
れ、且つ出射要求信号出力手段から出射要求信号が入力
されると、シンクロトロンからユーザシステムにビーム
が出射されるようタイミング信号を各電源に対して出力
するので、十分に加速されたビームをユーザに供給する
ことができる。
力手段により、出射可能フラグにより出射可能と判定さ
れ、且つ出射要求信号出力手段から出射要求信号が入力
されると、シンクロトロンからユーザシステムにビーム
が出射されるようタイミング信号を各電源に対して出力
するので、十分に加速されたビームをユーザに供給する
ことができる。
【0024】請求項3に係る発明は、タイミング信号出
力手段により、出射要求受付可能フラグにより出射可能
と判定され、且つ出射要求信号出力手段から出射要求信
号が入力されると、シンクロトロンからユーザシステム
にビームが出射されるようタイミング信号を各電源に対
して出力するので、ユーザの要求する時間長のビームを
確実に供給することができる。
力手段により、出射要求受付可能フラグにより出射可能
と判定され、且つ出射要求信号出力手段から出射要求信
号が入力されると、シンクロトロンからユーザシステム
にビームが出射されるようタイミング信号を各電源に対
して出力するので、ユーザの要求する時間長のビームを
確実に供給することができる。
【0025】請求項4に係る発明は、ビーム振分手段に
より、出射要求信号を出力したユーザシステムにシンク
ロトロンから出射されるビームを振り分けるので、オペ
レータを介在させずにビームを各ユーザに振り分けるこ
とができる。
より、出射要求信号を出力したユーザシステムにシンク
ロトロンから出射されるビームを振り分けるので、オペ
レータを介在させずにビームを各ユーザに振り分けるこ
とができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 <第1の実施の形態>図1は、本発明の第1の実施の形
態に係る粒子加速器の構成を示す図であり、図2は、本
実施の形態に係る粒子加速器の運転パターンを示す図で
ある。なお、図1において、図8と同一部分には、同一
符号を付し、その説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
施の形態について説明する。 <第1の実施の形態>図1は、本発明の第1の実施の形
態に係る粒子加速器の構成を示す図であり、図2は、本
実施の形態に係る粒子加速器の運転パターンを示す図で
ある。なお、図1において、図8と同一部分には、同一
符号を付し、その説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
【0027】本実施の形態に係る粒子加速器の運転は、
以下に説明する「入射処理」、「加速処理」、「蓄積処
理」、「出射処理」、「減速処理」の繰り返しにより行
なわれている。以下、各手順について説明する。
以下に説明する「入射処理」、「加速処理」、「蓄積処
理」、「出射処理」、「減速処理」の繰り返しにより行
なわれている。以下、各手順について説明する。
【0028】(1) 入射処理 この処理は、図1に示す前段加速器1からシンクロトロ
ンAへのビームを入射する処理である。この入射処理に
おいては、シンクロトロンAの偏向電磁石2、四極電磁
石3、六極電磁石4等の加速用電磁石は、シンクトロン
Aの入射エネルギーに合わせた一定値で運転される。ま
た、インフレクタ5、入射セプタム電磁石6等の入射用
電磁石が駆動される。
ンAへのビームを入射する処理である。この入射処理に
おいては、シンクロトロンAの偏向電磁石2、四極電磁
石3、六極電磁石4等の加速用電磁石は、シンクトロン
Aの入射エネルギーに合わせた一定値で運転される。ま
た、インフレクタ5、入射セプタム電磁石6等の入射用
電磁石が駆動される。
【0029】(2) 加速処理 この加速処理は、シンクロトロンAによりビームの加速
を行なうものである。加速処理においては、加速用電磁
石の磁場をタイミング制御器22により、予め定められ
たパターンに従って高めて、図2に示すように、粒子ビ
ームのエネルギーを高くする。また、高周波加速空洞9
においてもパターン運転が行なわれている。
を行なうものである。加速処理においては、加速用電磁
石の磁場をタイミング制御器22により、予め定められ
たパターンに従って高めて、図2に示すように、粒子ビ
ームのエネルギーを高くする。また、高周波加速空洞9
においてもパターン運転が行なわれている。
【0030】(3) 蓄積処理 この蓄積処理は、加速処理終了時点での状態を保持し、
シンクロトロンA内においてビームを蓄積する処理であ
る。
シンクロトロンA内においてビームを蓄積する処理であ
る。
【0031】蓄積処理においては、シンクロトロンAの
偏向電磁石2、四極電磁石3、六極電磁石4等の加速用
電磁石は、シンクトロンAの入射エネルギーに合わせた
一定値で運転され、ビームの状態を一定状態に保つ。
偏向電磁石2、四極電磁石3、六極電磁石4等の加速用
電磁石は、シンクトロンAの入射エネルギーに合わせた
一定値で運転され、ビームの状態を一定状態に保つ。
【0032】(4) 出射処理 この出射処理は、シンクロトロンAの出射セプタム7、
デフレクタ8を介して、ビームをユーザシステム21に
出射するものである。
デフレクタ8を介して、ビームをユーザシステム21に
出射するものである。
【0033】出射処理においては、加速用電極は出射エ
ネルギーに対応した一定値で運転し、取出用四極電磁石
10、デフレクタ8、出射セプタム電磁石7等の出射用
電磁石を駆動する。また高周波加速空洞9の電圧を低く
し、コースティングビームの状態にしておく。
ネルギーに対応した一定値で運転し、取出用四極電磁石
10、デフレクタ8、出射セプタム電磁石7等の出射用
電磁石を駆動する。また高周波加速空洞9の電圧を低く
し、コースティングビームの状態にしておく。
【0034】(5) 減速処理 この減速処理は、シンクロトロンAの次のサイクルへの
準備をするための処理である。
準備をするための処理である。
【0035】減速処理においては、加速用電磁石の磁場
を入射エネルギーに対応した状態にまで戻す処理であ
る。また、シンクロトロンAのタイミング制御器41を
リセットして、次のサイクルに備える。
を入射エネルギーに対応した状態にまで戻す処理であ
る。また、シンクロトロンAのタイミング制御器41を
リセットして、次のサイクルに備える。
【0036】上述の入射処理、加速処理、蓄積処理、出
射処理、減速処理の一連の運転は、図1に示すタイミン
グ制御器41からシンクロトロンAの各機器の電源にタ
イミング信号を出力することにより行なわれる。
射処理、減速処理の一連の運転は、図1に示すタイミン
グ制御器41からシンクロトロンAの各機器の電源にタ
イミング信号を出力することにより行なわれる。
【0037】図3に示すように、シンクロトロンAの偏
向電磁石2、四極電磁石3、六極電磁石4等の加速用電
磁石の電源出力はパターンに基づいた運転が行なわれ
る。また、このパターンを更新するクロック信号は、加
速処理時及び減速運転時に出力される。
向電磁石2、四極電磁石3、六極電磁石4等の加速用電
磁石の電源出力はパターンに基づいた運転が行なわれ
る。また、このパターンを更新するクロック信号は、加
速処理時及び減速運転時に出力される。
【0038】このようにクロック信号を出力することに
より、蓄積時間を長くとった場合にも、パターンを記憶
させておくメモリ容量が大きくなるのを防止することが
できる。
より、蓄積時間を長くとった場合にも、パターンを記憶
させておくメモリ容量が大きくなるのを防止することが
できる。
【0039】ビームの入射処理と加速処理を終えると蓄
積処理の状態になる。この蓄積処理の状態において、タ
イミング制御器41は、「出射可能」のフラグを立て
る。この出射可能フラグは、加速用電磁石の磁場が出射
エネルギーに対応した状態である期間「ON」となる。
積処理の状態になる。この蓄積処理の状態において、タ
イミング制御器41は、「出射可能」のフラグを立て
る。この出射可能フラグは、加速用電磁石の磁場が出射
エネルギーに対応した状態である期間「ON」となる。
【0040】ユーザシステム21から出射要求信号がタ
イミング制御器41に入力されると、この出射要求信号
の入力をトリガとして、取出用四極電磁石10、デフレ
クタ8、出射セプタム電磁石7の各電源に対して、タイ
ミング制御器41からタイミング信号を出力しビームの
出射を開始する。
イミング制御器41に入力されると、この出射要求信号
の入力をトリガとして、取出用四極電磁石10、デフレ
クタ8、出射セプタム電磁石7の各電源に対して、タイ
ミング制御器41からタイミング信号を出力しビームの
出射を開始する。
【0041】このビームの出射は、ユーザシステム21
から入力される出射要求信号の「OFF]或いはシンク
ロトロンAの出射可能フラグの「OFF」により終了す
る(ケース1)。
から入力される出射要求信号の「OFF]或いはシンク
ロトロンAの出射可能フラグの「OFF」により終了す
る(ケース1)。
【0042】次に、図3に示すケース2の場合における
粒子加速器の動作について説明する。ケース2は、ユー
ザシステム21からの「出射要求」信号がシンクロトロ
ンAがビームの加速を終了する以前に「ON」となった
場合である。この場合には、ビームの加速完了後、ただ
ちにビーム出射の状態にする。
粒子加速器の動作について説明する。ケース2は、ユー
ザシステム21からの「出射要求」信号がシンクロトロ
ンAがビームの加速を終了する以前に「ON」となった
場合である。この場合には、ビームの加速完了後、ただ
ちにビーム出射の状態にする。
【0043】ビームの出射は、ケース1の場合と同様
に、ユーザシステム21から入力される出射要求信号の
「OFF]或いはシンクロトロンAの出射可能フラグの
「OFF」により終了する。
に、ユーザシステム21から入力される出射要求信号の
「OFF]或いはシンクロトロンAの出射可能フラグの
「OFF」により終了する。
【0044】次に、図3に示すケース3の場合の粒子加
速器の動作について説明する。ケース3は、1回のサイ
クル内にユーザシステム21からの「出射要求」信号が
タイミング制御器41に入力されない場合を示してい
る。
速器の動作について説明する。ケース3は、1回のサイ
クル内にユーザシステム21からの「出射要求」信号が
タイミング制御器41に入力されない場合を示してい
る。
【0045】この場合、ある一定の予め設定された最長
蓄積時間を満了したときに、減速状態に移行し、次の運
転への準備を始める。シンクロトロンの最長蓄積時間を
設けたのは、蓄積状態にあってもシンクロトロンA内の
ビームは減少してゆくため、ビームの出射開始の時点
で、ある程度以上のビームの蓄積値を保つ必要があるか
らである。
蓄積時間を満了したときに、減速状態に移行し、次の運
転への準備を始める。シンクロトロンの最長蓄積時間を
設けたのは、蓄積状態にあってもシンクロトロンA内の
ビームは減少してゆくため、ビームの出射開始の時点
で、ある程度以上のビームの蓄積値を保つ必要があるか
らである。
【0046】蓄積状態におけるビームの減少の比率は、
シンクロトロンの運転パターンや、シンクロトロンの真
空ダクトの真空度等に関連するものであるため、オペレ
ータが計算機システムなどを介して最長蓄積時間を変更
できるようにしておく。
シンクロトロンの運転パターンや、シンクロトロンの真
空ダクトの真空度等に関連するものであるため、オペレ
ータが計算機システムなどを介して最長蓄積時間を変更
できるようにしておく。
【0047】上述のケース1〜ケース3のいずれの場合
にも、減速処理の完了後、ただちに次のサイクルの運転
を開始する。すなわち、本実施の形態の粒子加速器にお
いては、1サイクルの運転時間は、固定長ではなく、可
変となる。つまり、ユーザシステム21からタイミング
制御器41に入力される出射要求信号が「OFF」とさ
れると、ただちに次サイクルの準備に入り、すみやかに
ユーザシステム21からの次の「出射要求信号」待ちの
状態を作る。
にも、減速処理の完了後、ただちに次のサイクルの運転
を開始する。すなわち、本実施の形態の粒子加速器にお
いては、1サイクルの運転時間は、固定長ではなく、可
変となる。つまり、ユーザシステム21からタイミング
制御器41に入力される出射要求信号が「OFF」とさ
れると、ただちに次サイクルの準備に入り、すみやかに
ユーザシステム21からの次の「出射要求信号」待ちの
状態を作る。
【0048】従って、本実施の形態に係る中性粒子加速
器においては、ビームの出射を予め設定されたタイミン
グで繰り返すのではなく、ユーザの要求タイミングでビ
ームをユーザに提供することができる。 <第2の実施の形態>次に、本発明の第2の実施の形態
に係る粒子加速器について説明する。
器においては、ビームの出射を予め設定されたタイミン
グで繰り返すのではなく、ユーザの要求タイミングでビ
ームをユーザに提供することができる。 <第2の実施の形態>次に、本発明の第2の実施の形態
に係る粒子加速器について説明する。
【0049】上述の第1の実施の形態において説明した
粒子加速器のタイミング制御器41においては、最長蓄
積時間の満了直前でユーザシステム21から「出射要
求」信号が出力された場合に、ユーザの希望する時間長
のビームを出射させることができない。
粒子加速器のタイミング制御器41においては、最長蓄
積時間の満了直前でユーザシステム21から「出射要
求」信号が出力された場合に、ユーザの希望する時間長
のビームを出射させることができない。
【0050】しかしながら、ある種の実験等において
は、ビームの照射時間も重要な要素になると考えられ
る。すなわち、本実施の形態に係る粒子加速器の特徴
は、ユーザの希望する時間長のビーム出射をすることが
できない場合には、ビーム出射をせずに、ユーザからの
次の出射要求を待って、ユーザの希望する時間長のビー
ムを出射することのできる粒子加速器を提供する。
は、ビームの照射時間も重要な要素になると考えられ
る。すなわち、本実施の形態に係る粒子加速器の特徴
は、ユーザの希望する時間長のビーム出射をすることが
できない場合には、ビーム出射をせずに、ユーザからの
次の出射要求を待って、ユーザの希望する時間長のビー
ムを出射することのできる粒子加速器を提供する。
【0051】図4は、本発明の第2の実施の形態に係る
粒子加速器のビーム出射のタイミングチャートを示す図
である。同図に示すように、本実施の形態に係る粒子加
速器は、タイミング制御器22において、ユーザからの
出射要求を受け付けることができるか否かを判断するた
めの「出射要求受付可」フラグを用いる。
粒子加速器のビーム出射のタイミングチャートを示す図
である。同図に示すように、本実施の形態に係る粒子加
速器は、タイミング制御器22において、ユーザからの
出射要求を受け付けることができるか否かを判断するた
めの「出射要求受付可」フラグを用いる。
【0052】この「出射要求受付可」フラグは、加速処
理完了とともに「ON」となり、最長蓄積時間T[s]
前に「OFF」となるようにする。この最長蓄積時間T
[s}は、ユーザの要求する出射ビームの時間長とし、
あらかじめタイミング制御器41に設定しておくものと
する。
理完了とともに「ON」となり、最長蓄積時間T[s]
前に「OFF」となるようにする。この最長蓄積時間T
[s}は、ユーザの要求する出射ビームの時間長とし、
あらかじめタイミング制御器41に設定しておくものと
する。
【0053】そして、図4に示すように、「出射要求受
付可」フラグが「ON」の場合にのみ、ユーザシステム
21からの「出射要求」信号を受け付けて、ビームを出
射するものとする。
付可」フラグが「ON」の場合にのみ、ユーザシステム
21からの「出射要求」信号を受け付けて、ビームを出
射するものとする。
【0054】従って、本実施の形態に係る粒子加速器に
よれば、ユーザの要求する時間長のビームを出射するこ
とが可能な場合にのみビームを出射することができる。 <第3の実施の形態>図5は、本発明の第3の実施の形
態に係る粒子加速器の出射ビーム輸送系の構成を示す図
であり、図6は、粒子加速器における各ユーザシステム
からの出射要求信号とビームの行き先との関係を説明す
るための図である。なお、図10と同一部分には、同一
符号を付し、その説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
よれば、ユーザの要求する時間長のビームを出射するこ
とが可能な場合にのみビームを出射することができる。 <第3の実施の形態>図5は、本発明の第3の実施の形
態に係る粒子加速器の出射ビーム輸送系の構成を示す図
であり、図6は、粒子加速器における各ユーザシステム
からの出射要求信号とビームの行き先との関係を説明す
るための図である。なお、図10と同一部分には、同一
符号を付し、その説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
【0055】すなわち、本実施の形態に係る粒子加速器
の特徴は、オペレータを介在させずに、各ユーザシステ
ムに自動的にビームを振り分けることにある。シンクロ
トロンAのデフレクタ8から出射したビームは、各ユー
ザシステム51a,51bに振り分けられる。これら各
ユーザシステム51a,51bへのビームの振り分け
は、各振分電磁石32a、32bの磁場を制御すること
により、以下のように行なわれる。
の特徴は、オペレータを介在させずに、各ユーザシステ
ムに自動的にビームを振り分けることにある。シンクロ
トロンAのデフレクタ8から出射したビームは、各ユー
ザシステム51a,51bに振り分けられる。これら各
ユーザシステム51a,51bへのビームの振り分け
は、各振分電磁石32a、32bの磁場を制御すること
により、以下のように行なわれる。
【0056】 1. 振分電磁石32aを励磁 :ユーザシステム51aへビームを供給 2. 振分電磁石32aを非励磁 振分電磁石32bを励磁 :ユーザシステム51bへビームを供給 3. 振分電磁石32aを非励磁 振分電磁石32bを非励磁 :ビームダンパ35にビームを破棄 上記3パターンの運転は、以下のように行なわれる。
【0057】まず、ユーザシステム51aのユーザがビ
ーム使用の条件が整った状態で、「出射要求」信号をビ
ーム輸送系制御システム52に出力する。ビーム輸送系
制御システム52は、「出射要求」信号を受信すると振
分電磁石電源34aに励磁指令信号を出力する。振分電
磁石34aは、励磁指令信号に基づいて、ビームがユー
ザシステム51aに導かれるような磁場を発生させる。
ーム使用の条件が整った状態で、「出射要求」信号をビ
ーム輸送系制御システム52に出力する。ビーム輸送系
制御システム52は、「出射要求」信号を受信すると振
分電磁石電源34aに励磁指令信号を出力する。振分電
磁石34aは、励磁指令信号に基づいて、ビームがユー
ザシステム51aに導かれるような磁場を発生させる。
【0058】同様に、ユーザシステム51bのユーザが
ビーム使用の条件が整った状態で、「出射要求」信号を
ビーム輸送系制御システム52に出力する。ビーム輸送
系制御システム52は、「出射要求」信号を受信すると
振分電磁石電源34bに励磁指令信号を出力する。振分
電磁石34bは、励磁指令信号に基づいて、ビームがユ
ーザシステム51bに導かれるような磁場を発生させ
る。また、このとき、ビーム輸送系制御システム52
は、振分電磁石32aが非励磁となるように振分電磁石
電源34aの制御を行なう。
ビーム使用の条件が整った状態で、「出射要求」信号を
ビーム輸送系制御システム52に出力する。ビーム輸送
系制御システム52は、「出射要求」信号を受信すると
振分電磁石電源34bに励磁指令信号を出力する。振分
電磁石34bは、励磁指令信号に基づいて、ビームがユ
ーザシステム51bに導かれるような磁場を発生させ
る。また、このとき、ビーム輸送系制御システム52
は、振分電磁石32aが非励磁となるように振分電磁石
電源34aの制御を行なう。
【0059】さらに、ユーザシステム51aのユーザ及
びユーザシステム51bのユーザの双方から同時に「出
射要求」信号が出力された場合には、ビーム輸送系制御
システム52に予め設定されたユーザの優先度に基づい
て、ビームの供給先を決定する。
びユーザシステム51bのユーザの双方から同時に「出
射要求」信号が出力された場合には、ビーム輸送系制御
システム52に予め設定されたユーザの優先度に基づい
て、ビームの供給先を決定する。
【0060】さらに、ユーザシステム51aのユーザ及
びユーザシステム51bのユーザの双方から「出射要
求」信号を受信していない場合には、ビーム輸送系制御
システム52は、振分電磁石32a及び振分電磁石32
bがともに非励磁となるように、振分電磁石電源34
a,34b各々の制御を行なう。この結果、シンクロト
ロンAから出射したビームは、ビームダンパ35に廃棄
されることになる。
びユーザシステム51bのユーザの双方から「出射要
求」信号を受信していない場合には、ビーム輸送系制御
システム52は、振分電磁石32a及び振分電磁石32
bがともに非励磁となるように、振分電磁石電源34
a,34b各々の制御を行なう。この結果、シンクロト
ロンAから出射したビームは、ビームダンパ35に廃棄
されることになる。
【0061】図7は、1つの振分電磁石32の磁場を制
御することにより、ビームをユーザシステム51a、5
1b、ビームダンパ35の3方向に振り分ける粒子加速
器の出射ビーム輸送系の構成を示す図である。
御することにより、ビームをユーザシステム51a、5
1b、ビームダンパ35の3方向に振り分ける粒子加速
器の出射ビーム輸送系の構成を示す図である。
【0062】この場合も、上述のように、ユーザシステ
ム51aのユーザ及びユーザシステム51bのユーザか
らの「出射要求」信号を受信したビーム輸送系制御シス
テム52が振分電磁石電源34の出力電流を制御しビー
ム軌道を切り換える。
ム51aのユーザ及びユーザシステム51bのユーザか
らの「出射要求」信号を受信したビーム輸送系制御シス
テム52が振分電磁石電源34の出力電流を制御しビー
ム軌道を切り換える。
【0063】従って、本実施の形態に係る粒子加速器に
よれば、ユーザシステム51a、51bへのビーム供給
の切り換えをオペレータを介在させずに行なうことがで
き、その結果、ビームをユーザシステム51a,51b
に効率的に振り分けることができる。
よれば、ユーザシステム51a、51bへのビーム供給
の切り換えをオペレータを介在させずに行なうことがで
き、その結果、ビームをユーザシステム51a,51b
に効率的に振り分けることができる。
【0064】
【発明の効果】以上詳記したように、本発明によれば、
ビームの出射タイミングを粒子加速器のタイミング制御
器のみに依らずに、ユーザからの出射要求信号に基づい
て出射時間を制御することにより、ユーザの要求するタ
イミングでビームを供給することのできる粒子加速器を
提供することができる。
ビームの出射タイミングを粒子加速器のタイミング制御
器のみに依らずに、ユーザからの出射要求信号に基づい
て出射時間を制御することにより、ユーザの要求するタ
イミングでビームを供給することのできる粒子加速器を
提供することができる。
【0065】また、ユーザからの出射要求信号に基づい
て、出射ビーム輸送系のビーム軌道を制御することによ
り、ビームを供給することのできる粒子加速器を提供す
ることができる。
て、出射ビーム輸送系のビーム軌道を制御することによ
り、ビームを供給することのできる粒子加速器を提供す
ることができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る粒子加速器の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図2】同実施の形態における粒子加速器の運転パター
ンを示す図である。
ンを示す図である。
【図3】同実施の形態における粒子加速器のビーム出射
のタイミングチャートを示す図である。
のタイミングチャートを示す図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る粒子加速器の
ビーム出射のタイミングチャートを示す図である。
ビーム出射のタイミングチャートを示す図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る粒子加速器の
出射ビーム輸送系の構成を示す図である。
出射ビーム輸送系の構成を示す図である。
【図6】同実施の形態における粒子加速器における各ユ
ーザシステムからの出射要求信号とビームの行き先との
関係を説明するための図である。
ーザシステムからの出射要求信号とビームの行き先との
関係を説明するための図である。
【図7】同実施の形態における粒子加速器の変形例を示
す図である。
す図である。
【図8】従来の粒子加速器の構成を示す図である。
【図9】従来の粒子加速器の運転パターンを示す図であ
る。
る。
【図10】従来の粒子加速器の出射ビーム輸送系の構成
を示す図である。
を示す図である。
1…前段加速器、2…偏向電磁石、3…四極電磁石、4
…六極電磁石、5…インフレクタ、6…入射セプタム電
磁石、7…出射セプタム、8…デフレクタ、9…高周波
加速空洞、10…取出用四極電磁石、21…ユーザシス
テム、22…タイミング制御器、31a,31b…ユー
ザシステム、32,32a,32b…振分電磁石、33
…ビーム制御系制御システム、34a,34b…振分電
磁石電源、35…ビームダンパ、41…タイミング制御
器、51a,51b…ユーザシステム、52…ビーム輸
送系制御システム。
…六極電磁石、5…インフレクタ、6…入射セプタム電
磁石、7…出射セプタム、8…デフレクタ、9…高周波
加速空洞、10…取出用四極電磁石、21…ユーザシス
テム、22…タイミング制御器、31a,31b…ユー
ザシステム、32,32a,32b…振分電磁石、33
…ビーム制御系制御システム、34a,34b…振分電
磁石電源、35…ビームダンパ、41…タイミング制御
器、51a,51b…ユーザシステム、52…ビーム輸
送系制御システム。
Claims (4)
- 【請求項1】 タイミング制御器から出力されるタイミ
ング信号により、シンクロトロンの入射用電磁石、加速
用電磁石、出射用電磁石、高周波加速空胴の各々の電源
の出力を制御して、シンクロトロン内のビームを加速
し、この加速されたビームをユーザシステムに供給する
粒子加速器において、 前記ユーザシステムは、 前記タイミング制御器にビームの出射を要求する出射要
求信号を出力する出射要求信号出力手段を具備し、 前記タイミング制御器は、 前記出射要求信号出力手段から出射要求信号が入力され
ると、前記シンクロトロンから前記ユーザシステムにビ
ームが出射されるようタイミング信号を前記各電源に対
して出力するタイミング信号出力手段を具備したことを
特徴とする粒子加速器。 - 【請求項2】 タイミング制御器から出力されるタイミ
ング信号により、シンクロトロンの入射用電磁石、加速
用電磁石、出射用電磁石、高周波加速空胴の各々の電源
の出力を制御して、シンクロトロン内のビームを加速
し、この加速されたビームをユーザシステムに供給する
粒子加速器において、 前記ユーザシステムは、 前記タイミング制御器にビームの出射を要求する出射要
求信号を出力する出射要求信号出力手段を具備し、 前記タイミング制御器は、 前記シンクロトロンからビームを出射することが可能か
否かを示す出射可能フラグと、 前記出射可能フラグにより出射可能と判定され、且つ前
記出射要求信号出力手段から出射要求信号が入力される
と、前記シンクロトロンから前記ユーザシステムにビー
ムが出射されるようタイミング信号を前記各電源に対し
て出力するタイミング信号出力手段を具備したことを特
徴とする粒子加速器。 - 【請求項3】 タイミング制御器から出力されるタイミ
ング信号により、シンクロトロンの入射用電磁石、加速
用電磁石、出射用電磁石、高周波加速空胴の各々の電源
の出力を制御して、シンクロトロン内のビームを加速
し、この加速されたビームをユーザシステムに供給する
粒子加速器において、 前記ユーザシステムは、 前記タイミング制御器にビームの出射を要求する出射要
求信号を出力する出射要求信号出力手段を具備し、 前記タイミング制御器は、 ユーザの要求する時間長のビームを出力することができ
るか否かを示す出射要求受付可能フラグと、 前記出射要求受付可能フラグにより出射可能と判定さ
れ、且つ前記出射要求信号出力手段から出射要求信号が
入力されると、前記シンクロトロンから前記ユーザシス
テムにビームが出射されるようタイミング信号を前記各
電源に対して出力するタイミング信号出力手段を具備し
たことを特徴とする粒子加速器。 - 【請求項4】 前記出射要求信号を出力したユーザシス
テムに前記シンクロトロンから出射されるビームを振り
分けるビーム振分手段を付加したことを特徴とする請求
項1乃至請求項3いずれか1項に記載の粒子加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24431895A JPH0992499A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 粒子加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24431895A JPH0992499A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 粒子加速器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0992499A true JPH0992499A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17116945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24431895A Pending JPH0992499A (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 粒子加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0992499A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200396824A1 (en) * | 2018-04-09 | 2020-12-17 | Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation | Control method for accelerator, control device for accelerator, and particle-beam radiation treatment system |
-
1995
- 1995-09-22 JP JP24431895A patent/JPH0992499A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200396824A1 (en) * | 2018-04-09 | 2020-12-17 | Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation | Control method for accelerator, control device for accelerator, and particle-beam radiation treatment system |
| US12402238B2 (en) * | 2018-04-09 | 2025-08-26 | Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation | Control method for accelerator, control device for accelerator, and particle-beam radiation treatment system |
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