JPS63224197A - 四重極粒子加速器 - Google Patents
四重極粒子加速器Info
- Publication number
- JPS63224197A JPS63224197A JP5401687A JP5401687A JPS63224197A JP S63224197 A JPS63224197 A JP S63224197A JP 5401687 A JP5401687 A JP 5401687A JP 5401687 A JP5401687 A JP 5401687A JP S63224197 A JPS63224197 A JP S63224197A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- quadrupole
- magnetic field
- particle accelerator
- ferrite
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は粒子加速器に係り、特にイオン打込みなど１種
々の重イオンを種々のエネルギーに加速できる四重極粒
子加速器に関する。
々の重イオンを種々のエネルギーに加速できる四重極粒
子加速器に関する。
従来の装置は特開昭６０−１１５１９９号公報に記載の
ように、２種類ある、その一つは第３図に示すように空
胴共振器型のもので、励振周波数が１００ＭＨｚ程度と
高く、水素イオン等の軽い元素イオンの加速に使われて
いるが１周波数固定であるため加速エネルギーが変えら
れない。またもう一つのタイプは第４図に示すように、
高周波の高電圧を発生するための共振回路を加速管の外
部に設け、主としてコンデンサ容量を変えることによシ
、共振周波数を変えるようになっていた。
ように、２種類ある、その一つは第３図に示すように空
胴共振器型のもので、励振周波数が１００ＭＨｚ程度と
高く、水素イオン等の軽い元素イオンの加速に使われて
いるが１周波数固定であるため加速エネルギーが変えら
れない。またもう一つのタイプは第４図に示すように、
高周波の高電圧を発生するための共振回路を加速管の外
部に設け、主としてコンデンサ容量を変えることによシ
、共振周波数を変えるようになっていた。
上記従来技術の後者は外部共振回路で発生した高周波高
電圧を加速管の中に配置された加速電極に伝達する方法
について配慮されていなかった。
電圧を加速管の中に配置された加速電極に伝達する方法
について配慮されていなかった。
また一方、前者の空胴共振器型で重イオンを任意のエネ
ルギに加速するには周波数を１０数Ｍ Ｈｚ程度の比較
的低い高周波にまで下げてやる必要があったため、空胴
共振器の直径が数ｍと大きくなり、且つまた１周波数を
変えることができなかった。
ルギに加速するには周波数を１０数Ｍ Ｈｚ程度の比較
的低い高周波にまで下げてやる必要があったため、空胴
共振器の直径が数ｍと大きくなり、且つまた１周波数を
変えることができなかった。
本発明の目的は上記従来技術での問題点を避けるため、
空胴共振器型で、大きさを大きくすることなく、１０数
ＭＨｚまで対応でき、且つ周波数可変とする技術を提供
することにある。
空胴共振器型で、大きさを大きくすることなく、１０数
ＭＨｚまで対応でき、且つ周波数可変とする技術を提供
することにある。
上記目的は、空胴共振器内にフェライトのような高透磁
率物体を入れることによって達成される。
率物体を入れることによって達成される。
この場合、高周波高電圧を発生するために、空胴共振器
のＱ値を高く保つ必要がある。しかし、一般に、フェラ
イトをそのま＼挿入したのでは高周波損失が太きく、１
ｏｏｏ以上のＱ値を得ることは難しい。そこで、文献（
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、Ｎｕｃｌ。
のＱ値を高く保つ必要がある。しかし、一般に、フェラ
イトをそのま＼挿入したのでは高周波損失が太きく、１
ｏｏｏ以上のＱ値を得ることは難しい。そこで、文献（
ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ、Ｎｕｃｌ。
ｓｃｉ、Ｎ５−３０ ｐ、３５１１．（１９８３））に
示されているように高周波磁界と直角方向に直流磁界を
重畳することにより、フェライトの高周波損失を著しく
低減させることが可能である。これにより周波数を１０
ＭＨｚ程度に下げても共振器の大きさは余９大きくなら
ない。また、このフェライトを空胴共振器側壁より出し
入れすることにより共振周波数を可変にできる。またフ
ェライトの起磁力に対する磁束密度の飽和特性を利用し
て、高周波磁界と並行な直流磁界の大きさを変えてやる
ことによっても共振周波数を変えることができる。
示されているように高周波磁界と直角方向に直流磁界を
重畳することにより、フェライトの高周波損失を著しく
低減させることが可能である。これにより周波数を１０
ＭＨｚ程度に下げても共振器の大きさは余９大きくなら
ない。また、このフェライトを空胴共振器側壁より出し
入れすることにより共振周波数を可変にできる。またフ
ェライトの起磁力に対する磁束密度の飽和特性を利用し
て、高周波磁界と並行な直流磁界の大きさを変えてやる
ことによっても共振周波数を変えることができる。
このように１本発明は従来から使われている空胴共振器
型の四重極粒子加速器であるため、高周波電力の導入に
問題はなく、フェライトを入れているため小さな空胴で
も比較的低い高周波に共振させることが可能である。ま
たフェライトに直流磁界バイアスをかけることにょシ高
周波損失を低減できるので高いＱ値が得られ、且つ共振
周波数を変えることが出来る。
型の四重極粒子加速器であるため、高周波電力の導入に
問題はなく、フェライトを入れているため小さな空胴で
も比較的低い高周波に共振させることが可能である。ま
たフェライトに直流磁界バイアスをかけることにょシ高
周波損失を低減できるので高いＱ値が得られ、且つ共振
周波数を変えることが出来る。
以下１本発明の一実施例を第１図及び第２図により説明
する。第１図は本発明による加速器の断面を示す図であ
る。四重極電極１，２，３．４の隣合う空隙が空胴共振
器となっており、各空胴の中で高周波磁界はこの紙面に
垂直になっている。６はフェライトなどの高透磁率物体
であり、これを図のように空胴内に挿入することにより
、共振周波数を下げることが可能である。このま＼では
フェライトによる高周波損失が大きい。その対策として
四重極電極１，２，３．４内にコイル７を入れ、これに
電流を流すことにより、波線矢印８で示したような方向
に直流磁界を発生できる。この直流磁界は上記高周波磁
界に直交するため、上記高周波損失を著しく低減させる
ことができる。第２図は本発明実施例の外観図である。
する。第１図は本発明による加速器の断面を示す図であ
る。四重極電極１，２，３．４の隣合う空隙が空胴共振
器となっており、各空胴の中で高周波磁界はこの紙面に
垂直になっている。６はフェライトなどの高透磁率物体
であり、これを図のように空胴内に挿入することにより
、共振周波数を下げることが可能である。このま＼では
フェライトによる高周波損失が大きい。その対策として
四重極電極１，２，３．４内にコイル７を入れ、これに
電流を流すことにより、波線矢印８で示したような方向
に直流磁界を発生できる。この直流磁界は上記高周波磁
界に直交するため、上記高周波損失を著しく低減させる
ことができる。第２図は本発明実施例の外観図である。
上記フェライトは図のように加速管の端面から外に引き
出され、可動になっている。このようにして空胴内に入
っているフェライトの体積を変えられるので共振周波数
を可変できる。
出され、可動になっている。このようにして空胴内に入
っているフェライトの体積を変えられるので共振周波数
を可変できる。
第５図は本発明の別の実施例を示すもので、第１図のコ
イル７のかわりに永久磁石１７を使ったもので６））、
同様の効果が得られる。
イル７のかわりに永久磁石１７を使ったもので６））、
同様の効果が得られる。
第６図は本発明による別の周波数可変の方式を説明する
図であり、フェライト６は空胴内におさめられている。
図であり、フェライト６は空胴内におさめられている。
外部コイル１８に電流を流すことにより高周波磁界と同
じ方向（平行）に直流磁界を印加できる。第７図はフェ
ライトの起磁力に対する磁束密度の関係を示したもので
ある。直流バイアスがＡ点のときとＢ点のときを比較し
てみると、交流磁界はこの曲線の傾斜で決まるから、Ｂ
点の方が磁束密度が小さくなる。つまり、外部コイル１
８に流す電流を増やしてやると、空胴共振器のインダク
タンスが小さくなるため共振周波数が高くなる。このよ
うにして周波数を可変にできる。
じ方向（平行）に直流磁界を印加できる。第７図はフェ
ライトの起磁力に対する磁束密度の関係を示したもので
ある。直流バイアスがＡ点のときとＢ点のときを比較し
てみると、交流磁界はこの曲線の傾斜で決まるから、Ｂ
点の方が磁束密度が小さくなる。つまり、外部コイル１
８に流す電流を増やしてやると、空胴共振器のインダク
タンスが小さくなるため共振周波数が高くなる。このよ
うにして周波数を可変にできる。
本発明によれば、四重極加速器の高効率を維持したま＼
で、イオン種、エネルギーを任意に設定できるため、高
エネルギー大電流イオン打込み機としての応用が可能と
なる。
で、イオン種、エネルギーを任意に設定できるため、高
エネルギー大電流イオン打込み機としての応用が可能と
なる。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示す断面図及び
斜視図、第３図は従来の周波数固定四重極粒子加速器を
示す一部を断面して示す斜視図。 第４図は従来の外部共振回路方式による周波数可変四重
砥粒子加速器を示す構成図、第５図及び第６図はそれぞ
れ本発明の別の実施例を示す図であり、第７図は第６図
の実施例の原理を説明するためのものでフェライトの起
磁力と磁束密度の関係を示す特性図である。 １．２，３，４．１’、２’、３’、４’・・・四重極
電極、５・・・加速管、６・・・高透磁率物体、７・・
・コイル、８・・・磁力線の方向を示す破線・矢印、９
・・・同軸線路、１０・・・ループアンテナ、１１・・
・絶縁物。 １２・・・インダクタンス、１３・・・可変コンデンサ
。 第 １ 口 ￥Ｊ ２ 図 第４ 目 閉 ５ 図 １り １７永久顧１ １２コ４ノシ′ ｙ］６ 図
斜視図、第３図は従来の周波数固定四重極粒子加速器を
示す一部を断面して示す斜視図。 第４図は従来の外部共振回路方式による周波数可変四重
砥粒子加速器を示す構成図、第５図及び第６図はそれぞ
れ本発明の別の実施例を示す図であり、第７図は第６図
の実施例の原理を説明するためのものでフェライトの起
磁力と磁束密度の関係を示す特性図である。 １．２，３，４．１’、２’、３’、４’・・・四重極
電極、５・・・加速管、６・・・高透磁率物体、７・・
・コイル、８・・・磁力線の方向を示す破線・矢印、９
・・・同軸線路、１０・・・ループアンテナ、１１・・
・絶縁物。 １２・・・インダクタンス、１３・・・可変コンデンサ
。 第 １ 口 ￥Ｊ ２ 図 第４ 目 閉 ５ 図 １り １７永久顧１ １２コ４ノシ′ ｙ］６ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高周波用空胴共振器内に、四重極電極を設けこの電
極の向き合つた面を凸凹に波打たせた構造の粒子加速器
において、空胴内に高透磁率の物体を挿入し、この物体
に高周波磁界と直角方向に成分を持つ直流磁界を重畳し
たことを特徴とする四重極粒子加速器。 ２、特許請求の範囲第１項記載のものに於いて、四重極
電極の内部に永久磁石又はコイルを入れることにより該
直流磁界を重畳したことを特徴とする四重極粒子加速器
。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項記載のものに於い
て、該高透磁率物体を空胴共振器側壁より出し入れする
ことにより共振周波数を可変としたことを特徴とする四
重極粒子加速器。 ４、特許請求の範囲第１項又は第２項記載のものに於い
て、高周波磁界と平行な成分をもつ直流磁界を重畳する
ことにより共振周波数を可変としたことを特徴とする四
重極粒子加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5401687A JPS63224197A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 四重極粒子加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5401687A JPS63224197A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 四重極粒子加速器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63224197A true JPS63224197A (ja) | 1988-09-19 |
Family
ID=12958786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5401687A Pending JPS63224197A (ja) | 1987-03-11 | 1987-03-11 | 四重極粒子加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63224197A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05290998A (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 荷電粒子加速装置 |
-
1987
- 1987-03-11 JP JP5401687A patent/JPS63224197A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05290998A (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | Mitsubishi Electric Corp | 荷電粒子加速装置 |
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