JPH11283794A - 曲線状電磁石 - Google Patents
曲線状電磁石Info
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- JPH11283794A JPH11283794A JP8594798A JP8594798A JPH11283794A JP H11283794 A JPH11283794 A JP H11283794A JP 8594798 A JP8594798 A JP 8594798A JP 8594798 A JP8594798 A JP 8594798A JP H11283794 A JPH11283794 A JP H11283794A
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- Pending
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 abstract description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 5
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 abstract description 5
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- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 abstract description 2
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Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁石をコンパクト化し、且つ、改造や仕様
変更に柔軟に対応できるようにする。 【解決手段】 インフレクタ４８を、いくつかの直方体
のコアブロック５０に分割した構造にし、ビーム８の軌
道に沿って並べると共に、全コアブロック５０を、共通
化されたコイル５２で連通する。
変更に柔軟に対応できるようにする。 【解決手段】 インフレクタ４８を、いくつかの直方体
のコアブロック５０に分割した構造にし、ビーム８の軌
道に沿って並べると共に、全コアブロック５０を、共通
化されたコイル５２で連通する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】例えば本発明は、電子や陽電
子等の長円形の荷電粒子ビームを曲線状に導くための曲
線状電磁石に係り、特に、将来改造が予想される小型リ
ングのシンクロトロン用インフレクタ（セプタム電磁石
とも称する）に用いるのに好適な、コンパクトで、且
つ、改造や仕様変更に柔軟に対応可能な曲線状電磁石に
関する。
子等の長円形の荷電粒子ビームを曲線状に導くための曲
線状電磁石に係り、特に、将来改造が予想される小型リ
ングのシンクロトロン用インフレクタ（セプタム電磁石
とも称する）に用いるのに好適な、コンパクトで、且
つ、改造や仕様変更に柔軟に対応可能な曲線状電磁石に
関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばレーストラック型と呼ばれる長円
形の電子蓄積リングを用いたシンクロトロンが知られて
いる。このシンクロトロンにおいては、図４に示す如
く、２つの偏向電磁石２０Ａ、２０Ｂで曲率半径の円弧
状軌道１２Ａ、１２Ｂが形成され、該２つの円弧状軌道
１２Ａ、１２Ｂの間を２本の直線軌道１４Ａ、１４Ｂで
連絡して、真空容器内にレーストラック型の周回軌道１
０が形成される。
形の電子蓄積リングを用いたシンクロトロンが知られて
いる。このシンクロトロンにおいては、図４に示す如
く、２つの偏向電磁石２０Ａ、２０Ｂで曲率半径の円弧
状軌道１２Ａ、１２Ｂが形成され、該２つの円弧状軌道
１２Ａ、１２Ｂの間を２本の直線軌道１４Ａ、１４Ｂで
連絡して、真空容器内にレーストラック型の周回軌道１
０が形成される。
【０００３】前記直線軌道１４Ａ、１４Ｂには、例えば
４つの第１の４極電磁石２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２
Ｄと、４つの第２の４極電磁石２４Ａ、２４Ｂ、２４
Ｃ、２４Ｄと、高周波（ＲＦ）加速空洞２６が配置され
ている。その他に、電子や陽電子等の荷電粒子ビーム
（ここでは、電子ビームと総称する）の入射部に、入射
電子ビーム８の進行方向を変えて、前記周回軌道１０に
乗せるためのインフレクタ３０が配置されている。
４つの第１の４極電磁石２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２
Ｄと、４つの第２の４極電磁石２４Ａ、２４Ｂ、２４
Ｃ、２４Ｄと、高周波（ＲＦ）加速空洞２６が配置され
ている。その他に、電子や陽電子等の荷電粒子ビーム
（ここでは、電子ビームと総称する）の入射部に、入射
電子ビーム８の進行方向を変えて、前記周回軌道１０に
乗せるためのインフレクタ３０が配置されている。
【０００４】入射加速器（図示省略）で作られた電子ビ
ーム８が、インフレクタ３０に導入され、磁界によりそ
の進行方向が曲げられる。進行方向が曲げられて周回軌
道１０に乗せられた電子ビームは、ＲＦ加速空洞２６及
び偏向電磁石２０Ａ、２０Ｂで加速あるいは所望の曲率
で偏向されて、周回軌道１０を光速に近い速度で周回す
る。
ーム８が、インフレクタ３０に導入され、磁界によりそ
の進行方向が曲げられる。進行方向が曲げられて周回軌
道１０に乗せられた電子ビームは、ＲＦ加速空洞２６及
び偏向電磁石２０Ａ、２０Ｂで加速あるいは所望の曲率
で偏向されて、周回軌道１０を光速に近い速度で周回す
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インフレクタ３０は、与えられた設置スペースに適合す
るように製作されるのは当然としても、製作後にリング
改造や仕様変更等により設置スペースが狭くなることま
では考慮していない。従って、このような事態が生じた
ときは、再設計、再製作を余儀無くされていた。
インフレクタ３０は、与えられた設置スペースに適合す
るように製作されるのは当然としても、製作後にリング
改造や仕様変更等により設置スペースが狭くなることま
では考慮していない。従って、このような事態が生じた
ときは、再設計、再製作を余儀無くされていた。
【０００６】例えば、図５に示すように、インフレクタ
３０を単体磁石３２で作った場合、実線で示す如く直方
体にすると、次式で定義されるサジッタＳが大きくなり
過ぎてしまうので、普通は、破線で示す如く、ビーム軌
道に沿った曲率をもった形状とする。
３０を単体磁石３２で作った場合、実線で示す如く直方
体にすると、次式で定義されるサジッタＳが大きくなり
過ぎてしまうので、普通は、破線で示す如く、ビーム軌
道に沿った曲率をもった形状とする。
【０００７】 Ｓ＝ρ｛１−ｃｏｓ（θ／２）｝ …（１）
【０００８】ここで、ρは曲率半径、θは偏向角であ
る。
る。
【０００９】しかしながら、インフレクタ３０の設置ス
ペースが狭くなるということは、この曲率が大きくなっ
てカーブがきつくなるということであり、固定した曲率
をもった磁石では対応がつかない。
ペースが狭くなるということは、この曲率が大きくなっ
てカーブがきつくなるということであり、固定した曲率
をもった磁石では対応がつかない。
【００１０】又、分割構造であっても、従来のものは、
コイルが各ブロックに個別に取り付けられているため、
その端部処理のスペースを確保する必要があり、ブロッ
ク同士をあまり近付けることができず、コンパクト化に
制限があった。
コイルが各ブロックに個別に取り付けられているため、
その端部処理のスペースを確保する必要があり、ブロッ
ク同士をあまり近付けることができず、コンパクト化に
制限があった。
【００１１】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、コンパクトで、且つ、改造や仕様変
更に柔軟に対応可能な曲線状電磁石を提供することを課
題とする。
くなされたもので、コンパクトで、且つ、改造や仕様変
更に柔軟に対応可能な曲線状電磁石を提供することを課
題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、荷電粒子ビー
ムを曲線状に導くための曲線状電磁石において、ビーム
の軌道に沿って分割された、略直方体状の複数のコアブ
ロックと、該複数のコアブロックを連通する、共通化さ
れたコイルとを備えることにより、前記課題を解決した
ものである。
ムを曲線状に導くための曲線状電磁石において、ビーム
の軌道に沿って分割された、略直方体状の複数のコアブ
ロックと、該複数のコアブロックを連通する、共通化さ
れたコイルとを備えることにより、前記課題を解決した
ものである。
【００１３】又、前記複数のコアブロックを、同一形状
として、設計や製作を容易としたものである。
として、設計や製作を容易としたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【００１５】本実施形態のインフレクタ４８は、図１
（平面図）及び図２（図１のII−II線に沿う横断面図）
に示す如く、入射電子ビーム８の軌道に沿って、例えば
３分割された、外形が略直方体状の、コの字形の３つの
コアブロック５０と、該３つのコアブロック５０を全て
連通する、共通化されたコイル５２とを備えている。
（平面図）及び図２（図１のII−II線に沿う横断面図）
に示す如く、入射電子ビーム８の軌道に沿って、例えば
３分割された、外形が略直方体状の、コの字形の３つの
コアブロック５０と、該３つのコアブロック５０を全て
連通する、共通化されたコイル５２とを備えている。
【００１６】前記コアブロック５０は、全て同一形状と
され、設計や製作が容易とされている。該コアブロック
５０間の隙間は、与えられたスペースに合うように適当
に決められる。
され、設計や製作が容易とされている。該コアブロック
５０間の隙間は、与えられたスペースに合うように適当
に決められる。
【００１７】前記コアブロック５０の磁極５０Ａ、５０
Ｂの間には、例えば市販のステンレス製の角ダクトを入
射電子ビーム８の軌道に沿って曲げたものが、真空ダク
ト４６として配置されている。該真空ダクト４６の厚さ
は、例えば１ｍｍとされ、材質は、例えばＳＵＳ３０４
とされている。
Ｂの間には、例えば市販のステンレス製の角ダクトを入
射電子ビーム８の軌道に沿って曲げたものが、真空ダク
ト４６として配置されている。該真空ダクト４６の厚さ
は、例えば１ｍｍとされ、材質は、例えばＳＵＳ３０４
とされている。
【００１８】２本の平行な導体からなるコイル５２は、
図３に詳細に示す如く、それぞれ個別に、カプトンマイ
ラ（デュポン社製）等の絶縁材５４で絶縁された上、全
てのコアブロック５０を貫通するよう、真空ダクト４６
の外側側面に沿って平行に配置され、更に上から、カプ
トンマイラ等の固定用帯状材５６を巻いて縛り付けられ
ている。該コイル５２の導体は、例えば中空とされ、そ
の中に冷却水を流すようにされている。
図３に詳細に示す如く、それぞれ個別に、カプトンマイ
ラ（デュポン社製）等の絶縁材５４で絶縁された上、全
てのコアブロック５０を貫通するよう、真空ダクト４６
の外側側面に沿って平行に配置され、更に上から、カプ
トンマイラ等の固定用帯状材５６を巻いて縛り付けられ
ている。該コイル５２の導体は、例えば中空とされ、そ
の中に冷却水を流すようにされている。
【００１９】図において、５８は、前記コイル５２を電
源に接続するための電流導入部であり、コイル５２の他
端は、図示しない導体によって接続され、矢印Ａに示す
如く、電流が流れるようにされている。
源に接続するための電流導入部であり、コイル５２の他
端は、図示しない導体によって接続され、矢印Ａに示す
如く、電流が流れるようにされている。
【００２０】本実施形態においては、コイル５２が共通
化してあるため、端部処理のスペースが不要であり、各
コアブロック５０を、これまでよりも数ｃｍ以上近付け
ることが可能になる。又、リング改造に伴い、インフレ
クタ設置スペースが狭くなった場合は、コアブロック５
０の間隔を詰めることにより、対応することができる。
又、コアブロック５０の間隔を詰めただけでは足りない
場合には、コアブロック５０を１つ減らし、ブロック１
個当りの曲げ角を増やすことにより対応することができ
る。
化してあるため、端部処理のスペースが不要であり、各
コアブロック５０を、これまでよりも数ｃｍ以上近付け
ることが可能になる。又、リング改造に伴い、インフレ
クタ設置スペースが狭くなった場合は、コアブロック５
０の間隔を詰めることにより、対応することができる。
又、コアブロック５０の間隔を詰めただけでは足りない
場合には、コアブロック５０を１つ減らし、ブロック１
個当りの曲げ角を増やすことにより対応することができ
る。
【００２１】本実施形態では、断面が長方形の角ダクト
を用いているので、水平方向に偏平に広がった形状をし
ている入射電子ビーム８の形状に合わせて配置すること
で、デッドスペースを少なくすることができ、装置を上
下方向にもコンパクト化することができる。更に、イン
フレクタ４８の磁極５０Ａ、５０Ｂを入射電子ビーム８
に近付けることで、電力を節約することも可能になる。
又、角ダクトの両側に平らな導体からなるコイル５２を
配置しているので、コイル５２を真空ダクト４６の側面
に縛り付けて固定することができ、別体のサポートが不
要で、支持も容易である。
を用いているので、水平方向に偏平に広がった形状をし
ている入射電子ビーム８の形状に合わせて配置すること
で、デッドスペースを少なくすることができ、装置を上
下方向にもコンパクト化することができる。更に、イン
フレクタ４８の磁極５０Ａ、５０Ｂを入射電子ビーム８
に近付けることで、電力を節約することも可能になる。
又、角ダクトの両側に平らな導体からなるコイル５２を
配置しているので、コイル５２を真空ダクト４６の側面
に縛り付けて固定することができ、別体のサポートが不
要で、支持も容易である。
【００２２】なお、真空ダクトの断面形状は長方形に限
定されず、正方形としたり、あるいは、円形又は楕円形
の丸ダクトを用いることも可能である。又、コイル５２
を固定する方法も、固定用帯状材５６を用いる方法に限
定されない。
定されず、正方形としたり、あるいは、円形又は楕円形
の丸ダクトを用いることも可能である。又、コイル５２
を固定する方法も、固定用帯状材５６を用いる方法に限
定されない。
【００２３】又、本実施形態においては、市販の角ダク
トを真空ダクトとして用いているので、インフレクタの
製作が容易である。更に、真空ダクト４６の内部のみを
真空とし、インフレクタ４８は真空外に配設しているの
で、高真空を比較的容易に実現することができ、保守性
にも優れている。なお、インフレクタ４８の全体を真空
槽内に配置することも可能である。
トを真空ダクトとして用いているので、インフレクタの
製作が容易である。更に、真空ダクト４６の内部のみを
真空とし、インフレクタ４８は真空外に配設しているの
で、高真空を比較的容易に実現することができ、保守性
にも優れている。なお、インフレクタ４８の全体を真空
槽内に配置することも可能である。
【００２４】前記実施形態においては、本発明が、長円
形の電子蓄積リングを用いたシンクロトロン用のインフ
レクタに適用されていたが、本発明の適用対象はこれに
限定されず、略長方形等、他の形状の電子蓄積リングを
用いたシンクロトロン用インフレクタや、電子や陽電子
以外の荷電粒子ビームを曲線状に導くための、インフレ
クタ以外の電磁石一般にも適用できることは明らかであ
る。
形の電子蓄積リングを用いたシンクロトロン用のインフ
レクタに適用されていたが、本発明の適用対象はこれに
限定されず、略長方形等、他の形状の電子蓄積リングを
用いたシンクロトロン用インフレクタや、電子や陽電子
以外の荷電粒子ビームを曲線状に導くための、インフレ
クタ以外の電磁石一般にも適用できることは明らかであ
る。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、コアブロックを近付け
ることができ、コンパクトな電磁石を構成できる。又、
改造や仕様変更に際し、コアブロックを並べ替えたり、
個数を減らすことにより、簡便に対応でき、コアブロッ
クを再設計したり、再製作する必要がない。
ることができ、コンパクトな電磁石を構成できる。又、
改造や仕様変更に際し、コアブロックを並べ替えたり、
個数を減らすことにより、簡便に対応でき、コアブロッ
クを再設計したり、再製作する必要がない。
【図１】本発明の実施形態の概略構成を示す平面図
【図２】図１のII−II線に沿う横断面図
【図３】前記実施形態の真空ダクト周辺を拡大して示す
横断面図
横断面図
【図４】本発明の適用対象の１つであるレーストラック
型シンクロトロンの概略構成を示す平面図
型シンクロトロンの概略構成を示す平面図
【図５】前記シンクロトロンで用いられている従来のイ
ンフレクタの概略構成を示す平面図
ンフレクタの概略構成を示す平面図
８…入射電子ビーム １０…周回軌道 ４６…真空ダクト ４８…インフレクタ ５０…コアブロック ５０Ａ、５０Ｂ…磁極 ５２…コイル
Claims (2)
- 【請求項１】荷電粒子ビームを曲線状に導くための曲線
状電磁石において、 ビームの軌道に沿って分割された、略直方体状の複数の
コアブロックと、 該複数のコアブロックを連通する、共通化されたコイル
と、 を備えたことを特徴とする曲線状電磁石。 - 【請求項２】請求項１に記載の曲線状電磁石において、
前記複数のコアブロックが、同一形状とされていること
を特徴とする曲線状電磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8594798A JPH11283794A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 曲線状電磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8594798A JPH11283794A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 曲線状電磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11283794A true JPH11283794A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13872967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8594798A Pending JPH11283794A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | 曲線状電磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11283794A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017003546A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-05 | 株式会社日立製作所 | ビーム用超電導偏向電磁石およびそれを用いたビーム偏向装置 |
-
1998
- 1998-03-31 JP JP8594798A patent/JPH11283794A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017003546A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-05 | 株式会社日立製作所 | ビーム用超電導偏向電磁石およびそれを用いたビーム偏向装置 |
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