JPH11214199A - サイクロトロン装置の真空排気装置、真空排気方法および真空ポンプの再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価な真空ポンプを用いることができコスト
ダウンをすることができるサイクロトロン装置の真空排
気装置、真空排気方法および真空ポンプの再生方法を得
る。 【解決手段】 荷電粒子を発生させるイオン源１２、イ
オン源１２の周囲に配設され荷電粒子を加速空間中で略
円形に周回させる電磁石装置３６、イオン源１２の周囲
に配設され荷電粒子を周回させながら加速する高周波加
速空洞８および加速空間を真空に保持する真空容器１０
とを有するサイクロトロン装置の真空容器１０に接続さ
れる真空排気装置であって、電磁石装置３６の発生する
磁場の及ぶ範囲内に設置され、サイクロトロン装置の運
転中に作動される主真空ポンプ１８と、電磁石装置３６
の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され、サイクロトロ
ン装置の運転停止中に作動される副真空ポンプ２０とを
備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、荷電粒子を加速
して被照射体に照射するサイクロトロン装置に関し、特
に荷電粒子ビームを利用した癌治療装置に用いられるサ
イクロトロン装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、サイクロトロン装置は、荷電粒
子の加速空間となる真空空間を形成する真空容器と、荷
電粒子をこの真空容器の中で略円形に周回させる強力な
磁場を発生する電磁石装置とを備えている。そして、こ
の電磁石装置の磁場は、サイクロトロン装置の周辺部に
まで及んでいる。通常、リターン・ヨークを持たないア
クティブ・シールド型の電磁石装置を有するサイクロト
ロン装置や、リターン・ヨークを小さく設計したサイク
ロトロン装置では、サイクロトロン装置の真空容器の外
周部付近には、１０００ガウスを越える大きな磁場が存
在する。

【０００３】ターボ分子ポンプおよび油回転ポンプ等の
回転機構を持つ真空ポンプは、500ガウスを超える強磁
場中での運転は困難である。したがって、サイクロトロ
ン装置にこのようなタイプの真空ポンプが設置される場
合は、磁場が十分に小さくなるような遠く離れた位置に
設置されるか、または真空ポンプ内に磁場が侵入しない
ように鉄等の磁性体を用いた磁気シールドで覆われる必
要がある。

【０００４】一方、吸着型の真空ポンプであるクライオ
ポンプは、ターボ分子ポンプ等の回転型のものに比較し
て強い磁場中でも運転が可能である。そして、１０００
ガウスを越える大きな磁場中においても運転が可能であ
る。しかしながら、吸着型の真空ポンプは、極低温にし
た容器の作用面にガスを吸着さることにより真空をつく
り出すので、この作用面にガスが所定量付着するとそれ
以上機能することができない。そのため、定期的に吸着
したガスを放出する再生運転を行う必要がある。

【０００５】この再生運転中においては、クライオポン
プに吸着されたガスが放出されるが、この放出ガスを真
空容器の外に排気するためには、その他に例えば回転型
の真空ポンプが設けられる必要がある。そして特に、陽
子ビームを加速するサイクロトロン装置においては、真
空容器の内部にイオン源を用いる場合、イオン源から大
量の水素ガスが真空容器中に流れ込むために、クライオ
ポンプの水素ガスに対する負荷が大きく、再生運転を高
い頻度で行う必要がある。

【０００６】図２０は例えば、「TWELFTH INTERNATIONA
L CONFERENCE ON CYCLOTRONS AND THEIR APPLICATION
S」(1989)の230ページに示された従来のサイクロトロン
装置の機器配置図である。図２０において、荷電粒子ビ
ームの加速空間を真空に保持する真空容器１０は模式的
に示されている。真空容器１０内においては、図示しな
い電磁石装置や高周波加速空洞が交互に配設されて、広
い領域と狭い領域が交互に形成されている。真空容器１
０は、実際には図２０の右端が左端に接続され環状に形
成されている。

【０００７】真空容器１０には、複数のクライオポンプ
１８と拡散ポンプ３５が接続されている。そしてまた、
ターボ分子ポンプ２０が接続されている。図２０には、
明確に表されていないが、ターボ分子ポンプ２０は図示
しない電磁石装置の磁場に影響されないように、真空容
器１０から遠く離れた位置に配設されている。

【０００８】また、通常のサイクロトロン装置では、真
空容器１０を含む加速装置全体は床面に固定されてい
る。そして真空容器１０は回転することがない。そのた
め、取り付け方向が例えば鉛直方向に限定される拡散ポ
ンプ３５や安価な回転型の真空ポンプは任意の場所に固
定して設置され、またそれらの真空ポンプと真空容器１
０とを接続する接続ダクトも通常の接続ダクトが、装置
あるいは床面から支持されて設置されれば良いので容易
であった。

【０００９】このように構成された従来のサイクロトロ
ン装置の真空排気装置においては、荷電粒子ビームの加
速空間を真空に保持する真空容器１０には、クライオポ
ンプ１８、ターボ分子ポンプ２０および拡散ポンプ３５
等が接続されて、これらが相互に動作して、真空容器１
０内を真空にする。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ターボ
分子ポンプ２０等の真空ポンプを真空容器１０から十分
に離した場合、高真空が必要となる真空容器１０からの
距離が長くなるために、排気能力が低下してしまい、そ
のため、より大規模な真空ポンプを設置しなくてはなら
ない問題があった。

【００１１】また、強磁場中での運転は困難な真空ポン
プの周囲に、真空ポンプを覆う鉄等の磁性体を設置した
磁気シールドを設置する場合、この磁気シールドが加速
ビームが通過する加速空間の磁場に影響を及ぼし、磁場
分布に誤差を生じさせるため設置が困難であった。

【００１２】さらに、真空容器が中心軸を中心として回
転する回転型のサイクロトロン装置においては、真空容
器に固定される真空ポンプは、どの方向に向いても動作
可能なポジション・フリーなポンプを用いる事が必要と
なり、排気装置が高価になるといった問題があった。

【００１３】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、安価な真空ポンプを用いること
ができコストダウンをすることができるサイクロトロン
装置の真空排気装置、真空排気方法および真空ポンプの
再生方法を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１のサイクロトロ
ン装置の真空排気装置においては、荷電粒子を発生させ
るイオン源、イオン源の周囲に配設され荷電粒子を加速
空間中で略円形に周回させる電磁石装置、イオン源の周
囲に配設され荷電粒子を周回させながら加速する高周波
加速空洞および加速空間を真空に保持する真空容器とを
有するサイクロトロン装置の真空容器に接続される真空
排気装置であって、電磁石装置の発生する磁場の及ぶ範
囲内に設置され、サイクロトロン装置の運転中に作動さ
れる主真空ポンプと、電磁石装置の発生する磁場の及ぶ
範囲内に設置され、サイクロトロン装置の運転停止中に
作動される副真空ポンプとを備えている。

【００１５】請求項２のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、主真空ポンプは吸着型の真空ポンプで
あり、電磁石装置、主真空ポンプおよび副真空ポンプと
電気的に接続された制御装置を有し、制御装置は、サイ
クロトロン装置の運転停止後、まず電磁石装置のコイル
電流値を所定の値まで低下させ、次いで副真空ポンプを
始動し、副真空ポンプが定常状態になると主真空ポンプ
の再生運転をし、主真空ポンプを停止した後、副真空ポ
ンプを停止させ、さらに電磁石装置のコイル電流値を所
定の値まで増大させる一連の運転をする。

【００１６】請求項３のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、主真空ポンプは吸着型の真空ポンプで
あり、副真空ポンプを囲繞する局所磁気シールドコイル
と、電磁石装置、主真空ポンプおよび副真空ポンプと電
気的に接続された制御装置を有し、制御装置は、サイク
ロトロン装置の運転停止後、まず局所磁気シールドコイ
ルに電流を通電させ、次いで副真空ポンプを始動し、副
真空ポンプが定常状態になると主真空ポンプの再生運転
をし、主真空ポンプを停止した後、副真空ポンプを停止
させ、さらに局所磁気シールドコイルの電流を遮断させ
る一連の運転をする。

【００１７】請求項４のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、主真空ポンプは吸着型の真空ポンプで
あり、副真空ポンプを囲繞するシールド位置および電磁
石装置の発生させる磁場に影響を与えない待避位置との
間を移動可能に配設された局所磁気シールドと、主真空
ポンプおよび副真空ポンプと電気的に接続された制御装
置を有し、制御装置は、サイクロトロン装置の運転停止
後、まず局所磁気シールドをシールド位置に移動させ、
次いで副真空ポンプを始動し、副真空ポンプが定常状態
になると主真空ポンプの再生運転をし、主真空ポンプを
停止した後、副真空ポンプを停止させ、さらに局所磁気
シールドを待避位置に移動させる一連の運転をする。

【００１８】請求項５のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、イオン源に供給されるガス量を計測す
るガス流量計を有し、制御装置は、イオン源に供給され
るガス量が所定量に達している場合に一連の運転をす
る。

【００１９】請求項６のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、副真空ポンプは、電磁石装置の発生す
る磁場からの影響が最小となる方向に配設されている。

【００２０】請求項７のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、真空容器を回転させる回転機構を有
し、副真空ポンプの少なくとも１基は、外部の固定台に
固定され、軸周りに回転可能な接続部を有する接続ダク
トによって真空容器に接続されている。

【００２１】請求項８のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、真空容器を回転させる回転機構を有
し、副真空ポンプの少なくとも１基は、外部の固定台に
固定され、可撓性を有する接続ダクトによって真空容器
に接続されている。

【００２２】請求項９のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、真空容器を概略水平に回転させる回転
機構を有し、副真空ポンプの少なくとも１基は、真空容
器から常に水平を保つように支持され、軸周りに回転可
能な接続部を有する接続ダクトによって真空容器に接続
されている。

【００２３】請求項１０のサイクロトロン装置の真空排
気方法においては、荷電粒子を発生させるイオン源と、
イオン源の周囲に配設され荷電粒子を加速空間中で略円
形に周回させる電磁石装置と、イオン源の周囲に配設さ
れ荷電粒子を周回させながら加速する高周波加速空洞
と、加速空間を真空に保持する真空容器と、電磁石装置
の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され電磁石装置の磁
場中での運転が可能な主真空ポンプおよび電磁石装置の
発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され電磁石装置の磁場
中での運転が不可能な副真空ポンプを有するサイクロト
ロン装置の真空容器の真空排気方法であって、サイクロ
トロン装置の運転中は、主真空ポンプを使用して真空容
器を真空とし、サイクロトロン装置の運転停止中は、副
真空ポンプを使用して真空容器を真空とする。

【００２４】請求項１１のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、荷電粒子を発生させるイオ
ン源と、イオン源の周囲に配設され荷電粒子を加速空間
中で略円形に周回させる電磁石装置と、イオン源の周囲
に配設され荷電粒子を周回させながら加速する高周波加
速空洞と、加速空間を真空に保持する真空容器と、電磁
石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され電磁石装
置の磁場中での運転が可能な吸着型の主真空ポンプおよ
び電磁石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され電
磁石装置の磁場中での運転が不可能な副真空ポンプを有
するサイクロトロン装置の主真空ポンプの再生方法であ
って、サイクロトロン装置の運転中は、主真空ポンプを
使用して真空容器を真空とし、サイクロトロン装置の運
転停止中は、副真空ポンプを使用して主真空ポンプの再
生運転をする。

【００２５】請求項１２のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、サイクロトロン装置の運転
停止後、まず電磁石装置のコイル電流値を所定の値まで
低下させ、次いで副真空ポンプを始動し、副真空ポンプ
が定常状態になると主真空ポンプの再生運転をし、主真
空ポンプを停止した後、副真空ポンプを停止させ、さら
に電磁石装置のコイル電流値を所定の値まで増大させる
一連の運転をする。

【００２６】請求項１３のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、副真空ポンプを囲繞する局
所磁気シールドコイルを有し、サイクロトロン装置の運
転停止後、まず局所磁気シールドコイルに電流を通電さ
せ、次いで副真空ポンプを始動し、副真空ポンプが定常
状態になると主真空ポンプを始動し、主真空ポンプを停
止した後、副真空ポンプを停止させ、さらに局所磁気シ
ールドコイルの電流を遮断させる一連の運転をする。

【００２７】請求項１４のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、副真空ポンプを囲繞するシ
ールド位置および電磁石装置の発生させる磁場に影響を
与えない待避位置との間を移動可能に配設された局所磁
気シールドを有し、サイクロトロン装置の運転停止後、
まず局所磁気シールドをシールド位置に移動させ、次い
で副真空ポンプを始動し、副真空ポンプが定常状態にな
ると主真空ポンプを始動し、主真空ポンプを停止した
後、副真空ポンプを停止させ、さらに局所磁気シールド
を待避位置に移動させる一連の運転をする。

【００２８】請求項１５のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、イオン源に供給されるガス
量を計測するガス流量計を有し、イオン源に供給される
ガス量が所定量に達している場合に一連の運転をする。

【００２９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明に係
るサイクロトロン装置の要部断面図である。図１におい
て、６は円筒状をなす非永久電流モードの超電磁石コイ
ルである。超電磁石コイル６は、円筒の両端部に配置さ
れた真空天板１６と共働して有底円筒状の真空容器１０
を構成している。真空容器１０の中心部には、荷電粒子
を生み出すイオン源１２が配設されている。イオン源１
２は真空容器１０の中心軸に沿って配設され、先端から
荷電粒子を発生させる。

【００３０】真空容器１０の内部には、イオン源１２の
先端を中心として、ポールチップ４と加速空洞８が、周
方向に所定の間隔を有しながら交互に配設されている。
詳細には、イオン源１２を中心として、ポールチップ４
と加速空洞８が、周方向に６０度毎に配設されている。
結果、ポールチップ４と加速空洞８は、イオン源１２を
中心として対向している。ポールチップ４は、真空容器
１０内に掛け渡された支持部材１４によって支持されて
いる。ポールチップ４は、超電磁石コイル６の生み出す
磁界を強めてかつ整形する磁極であり、荷電粒子の軌道
を曲げて粒子運動の範囲を限定し荷電粒子を略円形に周
回させる。超電磁石コイル６とポールチップ４は、荷電
粒子を略円形に周回させる非永久電流モードの電磁石装
置３６を構成している。高周波加速空洞８は、荷電粒子
の軌道を挟むようにして配設された２個の箱体から構成
され、各々の箱体の間には電圧がかけられ荷電粒子を加
速させる電場を作り出している。

【００３１】ポールチップ４および高周波加速空洞８
は、真空容器１０の円筒を軸線に垂直に横切る面を中心
にして、軸線方向に（図１の上下方向に）対称にかつ所
定の隙間離して配置されている。そしてこの隙間が荷電
粒子の加速空間となる。荷電粒子は、中心のイオン源１
２から発せられた後、この加速空間内をイオン源１２を
中心にして概略円軌道を描いて移動し、電磁石装置３６
および高周波加速空洞８によって周期的に加速されなが
ら、しだいに軌道を大きくながら螺旋状に回転して行
く。

【００３２】図１の下側の真空天板１６には、主真空ポ
ンプであるクライオポンプ１８と、副真空ポンプである
ターボ分子ポンプ２０が固定されている。ターボ分子ポ
ンプ２０には、さらに副真空ポンプである補助真空ポン
プ２２が接続されている。クライオポンプ１８、ターボ
分子ポンプ２０および補助真空ポンプ２２は、いずれ
も、電磁石装置３６の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置
されている。クライオポンプ１８には、電力を供給して
作動させるクライオポンプ制御電源２４が電気的に接続
されている。ターボ分子ポンプ２０には、同じくターボ
分子ポンプ制御電源２６が接続されている。補助真空ポ
ンプ２２には、同じく補助真空ポンプ制御電源２８が接
続されている。また、超電磁石コイル６には、電磁石コ
イル電源３０が接続されている。そして、それぞれの電
源２４、２６、２８および３０は、制御装置であるクラ
イオポンプ再生手順制御装置３２に接続されている。ク
ライオポンプ再生手順制御装置３２は、さらにサイクロ
トロン装置全体の運転を制御する主制御装置３４に接続
されている。

【００３３】図３はクライオポンプ再生手順を時系列的
に示したものである。サイクロトロン装置の運転時間帯
は、通常朝から夜までの時間帯であり、深夜は運転が停
止される。本実施の形態のサイクロトロン装置において
は、サイクロトロン装置の運転者が一日の運転を終え、
主制御装置３４を操作して運転を終了すると、主制御装
置３４は、クライオポンプ再生手順制御装置３２にクラ
イオポンプ再生手順を実行するように運転信号を出す。
クライオポンプ再生手順制御装置３２は、この運転信号
を受け取ると、まず予め設定されている翌日の運転開始
予定時刻までの時間を算出する。そして、その時間が予
め求められているクライオポンプ１８の再生運転に必要
な時間よりも長い場合には、クライオポンプ再生手順を
所定の手順にそって自動的に開始する。

【００３４】クライオポンプ再生手順が開始されると、
クライオポンプ再生手順制御装置３２は、まず電磁石コ
イル電源３０を制御して超電磁石コイル６に流れるコイ
ル電流を低下させる。このコイル電流は、超電磁石コイ
ル６の磁界がターボ分子ポンプ２０および補助真空ポン
プ２２が運転可能な値になるまで下げられる。ターボ分
子ポンプ２０および補助真空ポンプ２２が運転可能とな
る電流値については、予め測定によって求められてい
る。そして、コイル電流は、ポールチップ４に渦電流が
発生して温度上昇が起こらないように徐々に低下され
る。本実施の形態の電流の変化率は、ポールチップ４の
温度上昇が０．１度以上にならないような変化率とされ
ている。

【００３５】コイル電流が上述した所定の値になると、
ターボ分子ポンプ２０および補助真空ポンプ２２が始動
される。そしてさらに、ターボ分子ポンプ２０および補
助真空ポンプ２２が定常運転になった時点で、クライオ
ポンプ１８の再生運転が開始される。クライオポンプ１
８の再生運転中においては、クライオポンプ１８は、吸
着していたガスを放出する。ターボ分子ポンプ２０およ
び補助真空ポンプ２２は、クライオポンプ１８の放出し
たガスを吸収して外部に排気する。クライオポンプ１８
の再生運転が終了すると、ターボ分子ポンプ２０および
補助真空ポンプ２２が停止され、今度は超電磁石コイル
６の電流値がサイクロトロン装置の運転のできる値まで
徐々に上昇される。

【００３６】このような構成のサイクロトロン装置にお
いては、電磁石装置３６の超電磁石コイル６に流れる電
流を低下することで、ターボ分子ポンプ２０および補助
真空ポンプ２２が配設されている位置での磁場強度を下
げる事ができる。ただし、磁場強度を変化させる事によ
って、ポールチップ４には渦電流が生じ、ポールチップ
４の温度が上昇し、この温度上昇は、磁場の誤差となっ
て現われるため、その変動は極力少なくされる必要があ
る。このために、超電磁石コイル６に流れる電流は、ポ
ールチップ４の温度上昇が０．１度以上とならない小さ
な変化率で低下される。一方、ターボ分子ポンプ２０お
よび補助真空ポンプ２２が運転可能な上限値の磁場強度
が予め測定によって求められ、この値まで電流値が低下
される。

【００３７】このようにして、サイクロトロン装置の運
転を行わない例えば夜間等を利用して、超電磁石コイル
６に流れる電流が低下され、安価なターボ分子ポンプ２
０等の運転が可能になり、クライオポンプ１８の再生運
転を行うことができる。

【００３８】尚、本実施の形態においては、ターボ分子
ポンプ２０および補助真空ポンプ２２は、クライオポン
プ１８の再生運転に伴う真空容器１０内の真空排気に用
いられているが、クライオポンプ１８の再生運転に限ら
ず、例えば真空容器１０内の予備的な真空排気処理に用
いられても良い。また、主真空ポンプについては電磁石
装置３６の発生する磁場中において運転可能な真空ポン
プであれば良く、クライオポンプ１８に限らず、例えば
ディフュージョンポンプ等でも良い。また、本実施の形
態においては、非永久電流モードの電磁石装置３６が用
いられているが、常電導電磁石が用いられても良い。ま
た、本実施の形態においては、リターン・ヨークを持た
ない電磁石が用いられているが、リターン・ヨークを備
えた電磁石が用いられても良い。図２は、リターン・ヨ
ーク２０１を備えた電磁石を用いたサイクロトロン装置
の要部断面図である。

【００３９】実施の形態２．図４は本発明に係るサイク
ロトロン装置の真空排気装置の他の例を示す要部断面図
である。図４において、イオン源１２は、ガス供給ライ
ン１００によってガスを供給されている。ガス供給ライ
ン１００には、供給されたガス量を計測するガス流量計
１０２が配設されている。ガス流量計１０２は、供給さ
れたガス量を計測し、所定の流量を越えるとクライオポ
ンプ再生手順制御装置３２に、再生要求の信号を出力す
る。クライオポンプ再生手順制御装置３２は、主制御装
置３４から運転信号が来た際、この再生要求の信号の信
号がオンであれば、以後実施の形態１と同様な手順によ
りクライオポンプ再生手順を開始する。その他の構成は
実施の形態１と同様である。

【００４０】内部にイオン源１２が設けられたサイクロ
トロン装置の場合、真空容器１０内で発生するガスの大
部分を占めるのは、イオン源１２から発生するガスであ
る。したがって、イオン源１２に流すガス流量から、ク
ライオポンプ１８に吸着しているガスの吸着量を概略求
めることができる。本実施の形態は、この吸着量を計測
し、所定の値を超えた場合にのみ再生運転を行うもので
ある。

【００４１】このような構成のサイクロトロン装置にお
いては、クライオポンプ１８の再生運転が必要になった
時にのみ再生運転がされるので、再生運転が不要の場合
に再生運転がされることがなく効率が良い。

【００４２】実施の形態３．図５は本発明に係るサイク
ロトロン装置の真空排気装置の他の例を示す要部断面図
である。図５において、本実施の形態のターボ分子ポン
プ２０には、局所磁気シールドコイル１１０が周囲を囲
むように設けられている。尚、図５においては、補助真
空ポンプが省略されているが、補助真空ポンプにも、同
様な局所磁気シールドコイルが設けられている。局所磁
気シールドコイル１１０には、電流を供給する局所磁気
シールドコイル電源１１２が電気的に接続されている。
局所磁気シールドコイル電源１１２は、クライオポンプ
再生手順制御装置３２および主制御装置３４と電気的に
接続されている。

【００４３】局所磁気シールドコイル１１０は、電流が
通電されると、電磁石装置３６の磁界を打ち消すような
磁界を発生し、ターボ分子ポンプ２０の運転を可能とす
る。また、電流が通電されていないときには、電磁石装
置３６の作り出す磁界に影響を及ぼさず、鉄等の磁性体
を用いた磁気シールドのように加速空間の磁場分布に誤
差を生じさせることがない。その他の構成は実施の形態
１と同様である。

【００４４】図６は本実施の形態のクライオポンプ再生
手順の流れを示したものである。サイクロトロン装置の
運転者が一日の運転を終え、主制御装置３４を操作して
運転を終了すると、主制御装置３４は、クライオポンプ
再生手順制御装置３２にクライオポンプ再生手順を実行
するように運転信号を出す。クライオポンプ再生手順制
御装置３２は、この運転信号を受け取ると、まず予め設
定されている翌日の運転開始予定時刻までの時間を算出
する。そして、その時間が予め求められているクライオ
ポンプ１８の再生運転に必要な時間よりも長い場合に
は、クライオポンプ再生手順を自動的に開始する（ステ
ップＳ１）。

【００４５】クライオポンプ再生手順が開始されると、
クライオポンプ再生手順制御装置３２は、まず局所磁気
シールドコイル１１０をオンする（ステップＳ２）。局
所磁気シールドコイル１１０の電流値は、予め測定によ
って求められているターボ分子ポンプ２０および補助真
空ポンプが運転可能となる電流値に設定されている。次
に、ターボ分子ポンプ２０および補助真空ポンプを起動
する（ステップＳ３）。ターボ分子ポンプ２０が正常運
転となったことを確認して（ステップＳ４）、クライオ
ポンプ１８の再生運転が開始される（ステップＳ５）。
クライオポンプ再生運転が終了後、ターボ分子ポンプ２
０および補助真空ポンプを停止し（ステップＳ６）、局
所磁気シールドコイル１１０をオフする（Ｓ７）。

【００４６】このような構成のサイクロトロン装置にお
いては、超電磁石コイル６の電流値をターボ分子ポンプ
２０および補助真空ポンプが運転可能となる値まで下げ
る必要がないので、クライオポンプ再生作業の時間を短
縮することができる。

【００４７】実施の形態４．図７は本発明に係るサイク
ロトロン装置の真空排気装置の他の例を示す要部断面図
である。図７において、本実施の形態のターボ分子ポン
プ２０には、移動可能に設けられた局所磁気シールド１
２０が配設されている。局所磁気シールド１２０は、磁
性体で作製された磁気シールド体１２０ａと、磁気シー
ルド体１２０ａを移動可能に案内するガイド１２０ｂ
と、磁気シールド体１２０ａを移動させる駆動装置１２
０ｃからなる。磁気シールド体１２０ａは、ガイド１２
０ｂに案内されて、ターボ分子ポンプ２０を囲繞するシ
ールド位置と真空容器１０から離れ電磁石装置３６の発
生させる磁場に影響を与えない待避位置との間を移動す
る。局所磁気シールド１２０には、局所磁気シールド制
御装置１２６が電気的に接続されている。局所磁気シー
ルド制御装置１２６は、さらにクライオポンプ再生手順
制御装置３２に電気的に接続されている。尚、図７にお
いては、補助真空ポンプが省略されているが、補助真空
ポンプにも、同様な局所磁気シールドが設けられてい
る。その他の構成は、実施の形態３と同様である。

【００４８】本実施の形態のクライオポンプ再生手順
は、概略実施の形態３と同じ手順によって行われる。ク
ライオポンプ再生手順が開始されると、クライオポンプ
再生手順制御装置３２は、まず磁気シールド体１２０ａ
をシールド位置に移動させる。次に、ターボ分子ポンプ
２０および補助真空ポンプを起動する。ターボ分子ポン
プ２０が正常運転となったことを確認して、クライオポ
ンプ１８の再生運転が開始される。クライオポンプ再生
運転が終了後、ターボ分子ポンプ２０および補助真空ポ
ンプを停止し、磁気シールド体１２０ａは待避位置に移
動させる。その他の手順は実施の形態３と同様である。

【００４９】サイクロトロン装置の運転を行わない時間
帯においては、ターボ分子ポンプ２０を磁気シールド体
１２０ａで覆うことによって、中心領域に誤差磁場が発
生しても、問題とならない。したがって、シールドを行
う磁性体をサイクロトロン装置の運転停止時間帯にのみ
設置すれば、強磁場中での運転が困難なターボ分子ポン
プ２０の使用が可能となる。

【００５０】このような構成のサイクロトロン装置にお
いても実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
すなわち、超電磁石コイル６の電流値をターボ分子ポン
プ２０および補助真空ポンプが運転可能となる値まで下
げる必要がないので、クライオポンプ再生作業の時間を
短縮することができる。

【００５１】実施の形態５．図８は本発明に係るサイク
ロトロン装置の真空排気装置の他の例を示す要部断面図
である。図８において、ターボ分子ポンプ２０は、真空
ダクト１３２を介して真空容器１０に対して所定の角度
に取り付けられている。一般に真空ポンプはその種類に
よって、磁場から受ける影響が比較的小さくなる方向が
存在する。本実施の形態のターボ分子ポンプ２０は、予
め磁場分布を測定した結果に基づいて、磁場から受ける
影響が最も小さくなる方向に設置されている。尚、図示
されていないが補助真空ポンプの同様に磁場から受ける
影響が最も小さくなる方向に設置されている。その他の
構成は実施の形態１と同様である。

【００５２】ターボ分子ポンプ２０等の強磁場中で運転
が困難なポンプでは、ポンプと磁場の相対的な向きによ
って、その許容値が違っている。例えば、通常のターボ
分子ポンプ２０では、ポンプ内部で回転するローターの
軸に対して、垂直な向きの磁場に対しては、平行な向き
の磁場よりも許容値が大きい。これを利用して、磁場に
対して、真空ポンプが最も影響を受けにくい向きにポン
プを取り付けることで、上記のコイル電流値の下限を大
きくすることが出来る。

【００５３】このような構成のサイクロトロン装置にお
いては、ターボ分子ポンプ２０の磁場から受ける影響を
小さくすることができるので、ターボ分子ポンプ２０が
運転可能な超電磁石コイル６の電流値を大きくすること
ができ、クライオポンプ再生作業の時間を短縮すること
ができる。

【００５４】尚、本実施の形態の真空ポンプが磁場から
受ける影響が最も小さくなる方向に設置される構成は、
実施の形態２乃至４の構成において適用されても良い。
そして、例えば、実施の形態３の構成に適用されれば、
局所磁気シールドコイル１１０の大きさを小さくするこ
とができる効果を得ることができる。

【００５５】実施の形態６．図９は本発明に係るサイク
ロトロン装置の真空排気装置の他の例を示す要部断面図
である。図９において、ターボ分子ポンプ２０は、フレ
キシブルな構造の真空ダクト１３２を介して真空容器１
０に対して所定の角度に取り付けられている。その他の
構成は、実施の形態５と同様である。

【００５６】このような構成のサイクロトロン装置にお
いては、ターボ分子ポンプ２０の設置後、位置の微調整
を可能としたので、磁場に対する影響が最も小さくなる
方向に確実に配設することができる。

【００５７】実施の形態７．図１０は本発明に係るサイ
クロトロン装置の真空排気装置の他の例を示す正面図で
ある。また図１１は図１０に示されたサイクロトロン装
置の側面図である。図１０および図１１において、円筒
形の真空容器１０は、中心軸を概略水平にして回転支持
台１４２上に中心軸周りに回転可能に支持されている。
１基のターボ分子ポンプ２０が、真空容器１０を構成す
る真空天板１６に固定されている。一方、ターボ分子ポ
ンプ２０に接続される補助真空ポンプ２２は、固定台１
４０上に固定されている。ターボ分子ポンプ２０と補助
真空ポンプ２２は、真空ダクト１４４で接続されてい
る。真空ダクト１４４は、回転接続部１４６で回転可能
に連結されている。回転接続部１４６は、Ｏリングまた
は磁性流体を用いたシール構造を有し、真空容器１０の
回転軸上に配置されている。その他の構成は実施の形態
１と同様である。

【００５８】このような構成のサイクロトロン装置にお
いては、補助真空ポンプ２２は、固定台１４０に固定さ
れており、真空容器１０が回転しても、常に一定の方向
を向いてターボ分子ポンプ２０の補助排気を行う事が可
能である。そのため、補助真空ポンプ２２を高価なポジ
ション・フリーなポンプとする必要がなく、通常の安価
なポンプとすることができ、真空排気装置のコストダウ
ンをすることができる。

【００５９】尚、本実施の形態においては、補助真空ポ
ンプ２２のみが外部の固定台１４０に固定されている
が、例えばターボ分子ポンプ２０が回転接続部を有する
真空ダクトによって真空容器１０に接続されても同様の
効果を得ることができる。

【００６０】実施の形態８．図１２は本発明に係るサイ
クロトロン装置の真空排気装置の他の例を示す側面図で
ある。また図１３は図１２に示されたサイクロトロン装
置の正面図である。そして、図１４は図１３に示された
位置から３６０度回転させた状態を示す図である。本実
施の形態においては、４基のターボ分子ポンプ２０が、
真空容器１０を構成する真空天板１６に同一円周上で周
方向に９０度ずつ離れて等間隔に配設されている。各々
のターボ分子ポンプ２０から延びる延長ダクト１５２
は、中央部に集められて１本に接続され、さらにフレキ
シブルダクト１５４で、共通の補助真空ポンプ２２と接
続されている。補助真空ポンプ２２は、固定台１４０上
に固定されている。このような構成のサイクロトロン装
置においても実施の形態７と同様の効果を得ることがで
きる。

【００６１】実施の形態９．図１５は本発明に係るサイ
クロトロン装置の真空排気装置の他の例を示す正面図で
ある。また図１６は図１５に示されたサイクロトロン装
置の側面図である。また、図１７はリング型接続チェン
バーの構造を示す一部を破断した斜視図である。本実施
の形態においては、４基のターボ分子ポンプ２０が、真
空容器１０を構成する真空天板１６に同一円周上で周方
向に９０度ずつ離れて等間隔に配設されている。また、
真空天板１６の中央部には、内部が中空でリング状の回
転ダクト１６０が配設されている。各々のターボ分子ポ
ンプ２０は、第１の接続ダクト１６２によって回転ダク
ト１６０に接続されている。回転ダクト１６０は、第２
の接続ダクト１６４によって補助真空ポンプ２２と接続
されている。補助真空ポンプ２２は、固定台１４０上に
配設されている。

【００６２】回転ダクト１６０は、図１７に示されるよ
うに、断面コ字型リング状の本体１７０と、断面コ字型
の開口部を塞ぐ円盤状の蓋体１７２とからなり、本体１
７０と蓋体１７２との間には、真空シール１７４が配設
されている。真空シール１７４は、具体的にはＯリング
または磁性流体であり、本体１７０と蓋体１７２は内部
を真空に保ったまま相対的に回転可能に密閉されてい
る。本体１７０の外周部には、周方向に９０度ずつ離れ
て接続ポート１７６が設けられている。接続ポート１７
６は、第１の接続ダクト１６２に連結される。一方、蓋
体１７２の主面には、接続ポート１７８が設けられてい
る。接続ポート１７８は、第２の接続ダクト１６４に接
続される。このような構成のサイクロトロン装置におい
ても実施の形態７と同様の効果を得ることができる。

【００６３】実施の形態１０．図１８は本発明に係るサ
イクロトロン装置の真空排気装置の他の例を示すターボ
分子ポンプ付近の断面図である。また図１９は図１８に
示されたサイクロトロン装置の正面図である。本実施の
形態の真空容器１０は、概略水平の中心軸１８８を中心
に回転する。真空容器１０の側板を構成している真空天
板１６は、概略垂直に配設されている。真空天板１６の
中央部には貫通穴が穿孔され、この貫通穴を密閉して塞
ぐようにターボ分子ポンプ２０が固定されている。ター
ボ分子ポンプ２０の周囲には、円筒形の外周円筒１８０
が配設されている。外周円筒１８０は、ターボ分子ポン
プ２０を囲み、真空容器１０の中心軸１８８に同軸とな
るように一端が真空天板１６固定されている。

【００６４】外周円筒１８０とターボ分子ポンプ２０と
の間には、外周円筒１８０より直径の小さい円筒形の内
周円筒１８２が配置されている。外周円筒１８０と内周
円筒１８２との間には、ベアリング１８４が挟まれ、内
周円筒１８２は外周円筒１８０に対して軸を同一にして
回転可能に支持されている。内周円筒１８２の内側に
は、固定テーブル１８６が固定されている。固定テーブ
ル１８６上には、補助真空ポンプ２２が固定されてい
る。ターボ分子ポンプ２０と補助真空ポンプ２２は、回
転接続部１４６を挟んで２本の真空ダクト１４４で接続
されている。回転接続部１４６は、２本の真空ダクト１
４４を回転可能に連結している。回転接続部１４６は、
Ｏリングまたは磁性流体を用いたシール構造を有し、中
心軸１８８上に配置されている。

【００６５】このような構成のサイクロトロン装置にお
いては、内周円筒１８２は、補助真空ポンプ２２と固定
テーブル１８６の重量によって、常に固定テーブル１８
６が略下方に位置するように回転する。そして、固定テ
ーブル１８６は常に概略水平を保つ。そのため、補助真
空ポンプ２２は、常に概略水平となる。そのため、補助
真空ポンプ２２を高価なポジション・フリーなポンプと
する必要がなく、通常の安価なポンプとすることがで
き、真空排気装置のコストダウンをすることができる。

【００６６】実施の形態１１．実施の形態１０におい
て、外周円筒１８０、または、内周円筒１８２の一方を
磁性体で構成することにより、円筒内部を円筒外部の磁
気からシールドさる効果を持たせることで、ターボ分子
ポンプ２０、補助真空ポンプ２２への局所磁気シールド
を行う構成である。

【００６７】尚、外周円筒１８０および内周円筒１８２
のいずれか一方は、磁性体で構成されても良い。このよ
うな構成とすることで、補助真空ポンプ２２を円筒外部
の磁気からシールドする局所磁気シールドを構成するこ
とができる。さらに、外周円筒１８０および内周円筒１
８２の両方を磁性体とすることで、２つの磁性体の間に
空隙を持つ２重磁気シールド構造とすることができ、磁
気シールド効果をさらに高めることができる。

【００６８】

【発明の効果】請求項１のサイクロトロン装置の真空排
気装置においては、荷電粒子を発生させるイオン源、イ
オン源の周囲に配設され荷電粒子を加速空間中で略円形
に周回させる電磁石装置、イオン源の周囲に配設され荷
電粒子を周回させながら加速する高周波加速空洞および
加速空間を真空に保持する真空容器とを有するサイクロ
トロン装置の真空容器に接続される真空排気装置であっ
て、電磁石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置さ
れ、サイクロトロン装置の運転中に作動される主真空ポ
ンプと、電磁石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置
され、サイクロトロン装置の運転停止中に作動される副
真空ポンプとを備えている。そして、安価な副真空ポン
プを用いて真空容器の真空排気を行えるので、真空排気
装置を安価にすることができる。

【００６９】請求項２のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、主真空ポンプは吸着型の真空ポンプで
あり、電磁石装置、主真空ポンプおよび副真空ポンプと
電気的に接続された制御装置を有し、制御装置は、サイ
クロトロン装置の運転停止後、まず電磁石装置のコイル
電流値を所定の値まで低下させ、次いで副真空ポンプを
始動し、副真空ポンプが定常状態になると主真空ポンプ
の再生運転をし、主真空ポンプを停止した後、副真空ポ
ンプを停止させ、さらに電磁石装置のコイル電流値を所
定の値まで増大させる一連の運転をする。そのため、安
価な副真空ポンプを用いて主真空ポンプの再生運転を行
うことができる。また、サイクロトロン装置の運転を行
わない例えば夜間等を利用して、自動的に主真空ポンプ
の再生運転を行うことができる。

【００７０】請求項３のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、主真空ポンプは吸着型の真空ポンプで
あり、副真空ポンプを囲繞する局所磁気シールドコイル
と、電磁石装置、主真空ポンプおよび副真空ポンプと電
気的に接続された制御装置を有し、制御装置は、サイク
ロトロン装置の運転停止後、まず局所磁気シールドコイ
ルに電流を通電させ、次いで副真空ポンプを始動し、副
真空ポンプが定常状態になると主真空ポンプの再生運転
をし、主真空ポンプを停止した後、副真空ポンプを停止
させ、さらに局所磁気シールドコイルの電流を遮断させ
る一連の運転をする。そのため、安価な副真空ポンプを
用いて主真空ポンプの再生運転を行うことができる。ま
た、サイクロトロン装置の運転を行わない例えば夜間等
を利用して、自動的に主真空ポンプの再生運転を行うこ
とができる。

【００７１】請求項４のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、主真空ポンプは吸着型の真空ポンプで
あり、副真空ポンプを囲繞するシールド位置および電磁
石装置の発生させる磁場に影響を与えない待避位置との
間を移動可能に配設された局所磁気シールドと、主真空
ポンプおよび副真空ポンプと電気的に接続された制御装
置を有し、制御装置は、サイクロトロン装置の運転停止
後、まず局所磁気シールドをシールド位置に移動させ、
次いで副真空ポンプを始動し、副真空ポンプが定常状態
になると主真空ポンプの再生運転をし、主真空ポンプを
停止した後、副真空ポンプを停止させ、さらに局所磁気
シールドを待避位置に移動させる一連の運転をする。そ
のため、安価な副真空ポンプを用いて主真空ポンプの再
生運転を行うことができる。また、サイクロトロン装置
の運転を行わない例えば夜間等を利用して、自動的に主
真空ポンプの再生運転を行うことができる。

【００７２】請求項５のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、イオン源に供給されるガス量を計測す
るガス流量計を有し、制御装置は、イオン源に供給され
るガス量が所定量に達している場合に一連の運転をす
る。そのため、主真空ポンプの再生運転が必要になった
時にのみ再生運転がされるので効率が良い。

【００７３】請求項６のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、副真空ポンプは、電磁石装置の発生す
る磁場からの影響が最小となる方向に配設されている。
そのため、副真空ポンプの運転が可能な許容値を大きく
することができる。

【００７４】請求項７のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、真空容器を回転させる回転機構を有
し、副真空ポンプの少なくとも１基は、外部の固定台に
固定され、軸周りに回転可能な接続部を有する接続ダク
トによって真空容器に接続されている。そのため、副真
空ポンプを高価なポジション・フリーなポンプとする必
要がなく、通常の安価なポンプとすることができる。

【００７５】請求項８のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、真空容器を回転させる回転機構を有
し、副真空ポンプの少なくとも１基は、外部の固定台に
固定され、可撓性を有する接続ダクトによって真空容器
に接続されている。そのため、副真空ポンプを高価なポ
ジション・フリーなポンプとする必要がなく、通常の安
価なポンプとすることができる。

【００７６】請求項９のサイクロトロン装置の真空排気
装置においては、真空容器を概略水平に回転させる回転
機構を有し、副真空ポンプの少なくとも１基は、真空容
器から常に水平を保つように支持され、軸周りに回転可
能な接続部を有する接続ダクトによって真空容器に接続
されている。そのため、副真空ポンプを高価なポジショ
ン・フリーなポンプとする必要がなく、通常の安価なポ
ンプとすることができる。

【００７７】請求項１０のサイクロトロン装置の真空排
気方法においては、荷電粒子を発生させるイオン源と、
イオン源の周囲に配設され荷電粒子を加速空間中で略円
形に周回させる電磁石装置と、イオン源の周囲に配設さ
れ荷電粒子を周回させながら加速する高周波加速空洞
と、加速空間を真空に保持する真空容器と、電磁石装置
の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され電磁石装置の磁
場中での運転が可能な主真空ポンプおよび電磁石装置の
発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され電磁石装置の磁場
中での運転が不可能な副真空ポンプを有するサイクロト
ロン装置の真空容器の真空排気方法であって、サイクロ
トロン装置の運転中は、主真空ポンプを使用して真空容
器を真空とし、サイクロトロン装置の運転停止中は、副
真空ポンプを使用して真空容器を真空とする。そして、
サイクロトロン装置の運転停止中は、安価な副真空ポン
プを用いて真空容器の真空排気を行うので、コストダウ
ンをすることができる。

【００７８】請求項１１のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、荷電粒子を発生させるイオ
ン源と、イオン源の周囲に配設され荷電粒子を加速空間
中で略円形に周回させる電磁石装置と、イオン源の周囲
に配設され荷電粒子を周回させながら加速する高周波加
速空洞と、加速空間を真空に保持する真空容器と、電磁
石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され電磁石装
置の磁場中での運転が可能な吸着型の主真空ポンプおよ
び電磁石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され電
磁石装置の磁場中での運転が不可能な副真空ポンプを有
するサイクロトロン装置の主真空ポンプの再生方法であ
って、サイクロトロン装置の運転中は、主真空ポンプを
使用して真空容器を真空とし、サイクロトロン装置の運
転停止中は、副真空ポンプを使用して主真空ポンプの再
生運転をする。そのため、安価な副真空ポンプを用いて
主真空ポンプの再生運転を行うのでコストダウンをする
ことができる。

【００７９】請求項１２のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、サイクロトロン装置の運転
停止後、まず電磁石装置のコイル電流値を所定の値まで
低下させ、次いで副真空ポンプを始動し、副真空ポンプ
が定常状態になると主真空ポンプの再生運転をし、主真
空ポンプを停止した後、副真空ポンプを停止させ、さら
に電磁石装置のコイル電流値を所定の値まで増大させる
一連の運転をする。そのため、安価な副真空ポンプを用
いて主真空ポンプの再生運転を行うのでコストダウンを
することができる。

【００８０】請求項１３のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、副真空ポンプを囲繞する局
所磁気シールドコイルを有し、サイクロトロン装置の運
転停止後、まず局所磁気シールドコイルに電流を通電さ
せ、次いで副真空ポンプを始動し、副真空ポンプが定常
状態になると主真空ポンプを始動し、主真空ポンプを停
止した後、副真空ポンプを停止させ、さらに局所磁気シ
ールドコイルの電流を遮断させる一連の運転をする。そ
のため、安価な副真空ポンプを用いて主真空ポンプの再
生運転を行うのでコストダウンをすることができる。

【００８１】請求項１４のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、副真空ポンプを囲繞するシ
ールド位置および電磁石装置の発生させる磁場に影響を
与えない待避位置との間を移動可能に配設された局所磁
気シールドを有し、サイクロトロン装置の運転停止後、
まず局所磁気シールドをシールド位置に移動させ、次い
で副真空ポンプを始動し、副真空ポンプが定常状態にな
ると主真空ポンプを始動し、主真空ポンプを停止した
後、副真空ポンプを停止させ、さらに局所磁気シールド
を待避位置に移動させる一連の運転をする。そのため、
安価な副真空ポンプを用いて主真空ポンプの再生運転を
行うのでコストダウンをすることができる。

【００８２】請求項１５のサイクロトロン装置の真空ポ
ンプの再生方法においては、イオン源に供給されるガス
量を計測するガス流量計を有し、イオン源に供給される
ガス量が所定量に達している場合に一連の運転をする。
そのため、主真空ポンプの再生運転が必要になった時に
のみ再生運転を行うので効率が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るサイクロトロン装置の要部断面
図である。

【図２】 本発明に係るサイクロトロン装置の他の例を
示す要部断面図である。

【図３】 クライオポンプ再生手順を時系列的に示した
ものである。

【図４】 本発明に係るサイクロトロン装置の真空排気
装置の他の例を示す要部断面図である。

【図５】 本発明に係るサイクロトロン装置の真空排気
装置の他の例を示す要部断面図である。

【図６】 クライオポンプ再生手順の流れを示したもの
である。

【図７】 本発明に係るサイクロトロン装置の真空排気
装置の他の例を示す要部断面図である。

【図８】 本発明に係るサイクロトロン装置の真空排気
装置の他の例を示す要部断面図である。

【図９】 本発明に係るサイクロトロン装置の真空排気
装置の他の例を示す要部断面図である。

【図１０】 本発明に係るサイクロトロン装置の真空排
気装置の他の例を示す正面図である。

【図１１】 図１０に示されたサイクロトロン装置の側
面図である。

【図１２】 本発明に係るサイクロトロン装置の真空排
気装置の他の例を示す側面図である。

【図１３】 図１２に示されたサイクロトロン装置の正
面図である。

【図１４】 図１３に示された位置から３６０度回転さ
せた状態を示す図である。

【図１５】 本発明に係るサイクロトロン装置の真空排
気装置の他の例を示す正面図である。

【図１６】 図１５に示されたサイクロトロン装置の側
面図である。

【図１７】 リング型接続チェンバーの構造を示す一部
を破断した斜視図である。

【図１８】 本発明に係るサイクロトロン装置の真空排
気装置の他の例を示すターボ分子ポンプ付近の断面図で
ある。

【図１９】 図１８に示されたサイクロトロン装置の正
面図である。

【図２０】 従来のサイクロトロン装置の機器配置図で
ある。

【符号の説明】

８ 高周波加速空洞、１２ イオン源、１０ 真空容
器、１８ クライオポンプ（主真空ポンプ）、２０ タ
ーボ分子ポンプ（副真空ポンプ）、２２ 補助真空ポン
プ（副真空ポンプ）、３２ クライオポンプ再生手順制
御装置（制御装置）、３６ 電磁石装置、１０２ ガス
流量計、１１０ 局所磁気シールドコイル、１２０ 局
所磁気シールド、１４０ 固定台、１４４ 真空ダクト
（接続ダクト）、１５２ 延長ダクト（接続ダクト）、
１５４ フレキシブルダクト（接続ダクト）、２０１
リターン・ヨーク。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子を発生させるイオン源、該イオ
   ン源の周囲に配設され荷電粒子を加速空間中で略円形に
   周回させる電磁石装置、該イオン源の周囲に配設され荷
   電粒子を周回させながら加速する高周波加速空洞および
   該加速空間を真空に保持する真空容器とを有するサイク
   ロトロン装置の該真空容器に接続される真空排気装置で
   あって、 上記電磁石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置さ
   れ、上記サイクロトロン装置の運転中に作動される主真
   空ポンプと、 上記電磁石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置さ
   れ、上記サイクロトロン装置の運転停止中に作動される
   副真空ポンプとを備えたことを特徴とするサイクロトロ
   ン装置の真空排気装置。
2. 【請求項２】 上記主真空ポンプは吸着型の真空ポンプ
   であり、上記電磁石装置、上記主真空ポンプおよび上記
   副真空ポンプと電気的に接続された制御装置を有し、該
   制御装置は、上記サイクロトロン装置の運転停止後、ま
   ず上記電磁石装置のコイル電流値を所定の値まで低下さ
   せ、次いで上記副真空ポンプを始動し、上記副真空ポン
   プが定常状態になると上記主真空ポンプの再生運転を
   し、上記主真空ポンプを停止した後、上記副真空ポンプ
   を停止させ、さらに上記電磁石装置のコイル電流値を所
   定の値まで増大させる一連の運転をすることを特徴とす
   る請求項１記載のサイクロトロン装置の真空排気装置。
3. 【請求項３】 上記主真空ポンプは吸着型の真空ポンプ
   であり、上記副真空ポンプを囲繞する局所磁気シールド
   コイルと、上記電磁石装置、上記主真空ポンプおよび上
   記副真空ポンプと電気的に接続された制御装置を有し、
   該制御装置は、上記サイクロトロン装置の運転停止後、
   まず上記局所磁気シールドコイルに電流を通電させ、次
   いで上記副真空ポンプを始動し、上記副真空ポンプが定
   常状態になると上記主真空ポンプの再生運転をし、上記
   主真空ポンプを停止した後、上記副真空ポンプを停止さ
   せ、さらに上記局所磁気シールドコイルの電流を遮断さ
   せる一連の運転をすることを特徴とする請求項１記載の
   サイクロトロン装置の真空排気装置。
4. 【請求項４】 上記主真空ポンプは吸着型の真空ポンプ
   であり、上記副真空ポンプを囲繞するシールド位置およ
   び上記電磁石装置の発生させる磁場に影響を与えない待
   避位置との間を移動可能に配設された局所磁気シールド
   と、上記主真空ポンプおよび上記副真空ポンプと電気的
   に接続された制御装置を有し、該制御装置は、上記サイ
   クロトロン装置の運転停止後、まず上記局所磁気シール
   ドを上記シールド位置に移動させ、次いで上記副真空ポ
   ンプを始動し、上記副真空ポンプが定常状態になると上
   記主真空ポンプの再生運転をし、上記主真空ポンプを停
   止した後、上記副真空ポンプを停止させ、さらに上記局
   所磁気シールドを待避位置に移動させる一連の運転をす
   ることを特徴とする請求項１記載のサイクロトロン装置
   の真空排気装置。
5. 【請求項５】 上記イオン源に供給されるガス量を計測
   するガス流量計を有し、上記制御装置は、上記イオン源
   に供給されるガス量が所定量に達している場合に上記一
   連の運転をすることを特徴とする請求項２乃至４のいず
   れか記載のサイクロトロン装置の真空排気装置。
6. 【請求項６】 上記副真空ポンプは、上記電磁石装置の
   発生する磁場からの影響が最小となる方向に配設されて
   いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の
   サイクロトロン装置の真空排気装置。
7. 【請求項７】 上記真空容器を回転させる回転機構を有
   し、上記副真空ポンプの少なくとも１基は、外部の固定
   台に固定され、軸周りに回転可能な接続部を有する接続
   ダクトによって該真空容器に接続されていることを特徴
   とする請求項１乃至６のいずれか記載のサイクロトロン
   装置の真空排気装置。
8. 【請求項８】 上記真空容器を回転させる回転機構を有
   し、上記副真空ポンプの少なくとも１基は、外部の固定
   台に固定され、可撓性を有する接続ダクトによって該真
   空容器に接続されていることを特徴とする請求項１乃至
   ６のいずれか記載のサイクロトロン装置の真空排気装
   置。
9. 【請求項９】 上記真空容器を概略水平に回転させる回
   転機構を有し、上記副真空ポンプの少なくとも１基は、
   該真空容器から常に水平を保つように支持され、軸周り
   に回転可能な接続部を有する接続ダクトによって該真空
   容器に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６
   のいずれか記載のサイクロトロン装置の真空排気装置。
10. 【請求項１０】 荷電粒子を発生させるイオン源と、該
    イオン源の周囲に配設され荷電粒子を加速空間中で略円
    形に周回させる電磁石装置と、該イオン源の周囲に配設
    され荷電粒子を周回させながら加速する高周波加速空洞
    と、該加速空間を真空に保持する真空容器と、該電磁石
    装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され該電磁石装
    置の磁場中での運転が可能な主真空ポンプおよび該電磁
    石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され該電磁石
    装置の磁場中での運転が不可能な副真空ポンプを有する
    サイクロトロン装置の該真空容器の真空排気方法であっ
    て、 上記サイクロトロン装置の運転中は、上記主真空ポンプ
    を使用して上記真空容器を真空とし、 上記サイクロトロン装置の運転停止中は、上記副真空ポ
    ンプを使用して上記真空容器を真空とすることを特徴と
    するサイクロトロン装置の真空排気方法。
11. 【請求項１１】 荷電粒子を発生させるイオン源と、該
    イオン源の周囲に配設され荷電粒子を加速空間中で略円
    形に周回させる電磁石装置と、該イオン源の周囲に配設
    され荷電粒子を周回させながら加速する高周波加速空洞
    と、該加速空間を真空に保持する真空容器と、該電磁石
    装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され該電磁石装
    置の磁場中での運転が可能な吸着型の主真空ポンプおよ
    び該電磁石装置の発生する磁場の及ぶ範囲内に設置され
    該電磁石装置の磁場中での運転が不可能な副真空ポンプ
    を有するサイクロトロン装置の上記主真空ポンプの再生
    方法であって、 上記サイクロトロン装置の運転中は、上記主真空ポンプ
    を使用して上記真空容器を真空とし、 上記サイクロトロン装置の運転停止中は、上記副真空ポ
    ンプを使用して上記主真空ポンプの再生運転をすること
    を特徴とするサイクロトロン装置の真空ポンプの再生方
    法。
12. 【請求項１２】 上記サイクロトロン装置の運転停止
    後、まず上記電磁石装置のコイル電流値を所定の値まで
    低下させ、次いで上記副真空ポンプを始動し、上記副真
    空ポンプが定常状態になると上記主真空ポンプの再生運
    転をし、上記主真空ポンプを停止した後、上記副真空ポ
    ンプを停止させ、さらに上記電磁石装置のコイル電流値
    を所定の値まで増大させる一連の運転をすることを特徴
    とする請求項１１記載のサイクロトロン装置の真空ポン
    プの再生方法。
13. 【請求項１３】 上記副真空ポンプを囲繞する局所磁気
    シールドコイルを有し、上記サイクロトロン装置の運転
    停止後、まず上記局所磁気シールドコイルに電流を通電
    させ、次いで上記副真空ポンプを始動し、上記副真空ポ
    ンプが定常状態になると上記主真空ポンプを始動し、上
    記主真空ポンプを停止した後、上記副真空ポンプを停止
    させ、さらに上記局所磁気シールドコイルの電流を遮断
    させる一連の運転をすることを特徴とする請求項１１記
    載のサイクロトロン装置の真空ポンプの再生方法。
14. 【請求項１４】 上記副真空ポンプを囲繞するシールド
    位置および上記電磁石装置の発生させる磁場に影響を与
    えない待避位置との間を移動可能に配設された局所磁気
    シールドを有し、上記サイクロトロン装置の運転停止
    後、まず上記局所磁気シールドを上記シールド位置に移
    動させ、次いで上記副真空ポンプを始動し、上記副真空
    ポンプが定常状態になると上記主真空ポンプを始動し、
    上記主真空ポンプを停止した後、上記副真空ポンプを停
    止させ、さらに上記局所磁気シールドを待避位置に移動
    させる一連の運転をすることを特徴とする請求項１１記
    載のサイクロトロン装置の真空ポンプの再生方法。
15. 【請求項１５】 上記イオン源に供給されるガス量を計
    測するガス流量計を有し、上記イオン源に供給されるガ
    ス量が所定量に達している場合に上記一連の運転をする
    ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか記載の
    サイクロトロン装置の真空ポンプの再生方法。