JPS63272010A - 小型電子蓄積リングの偏向磁石 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シンクロトロンまたは蓄積リングの超電導偏
向マグネットに係り、特に、磁場を均一ならしめ得るよ
うに改良した偏向マグネット（偏向磁石）に関するもの
である。

〔従来技術〕

（第７図参照）磁極付き鉄心と超電導コイルを組み合せ
た方式の超電導偏向マグネットとしては、直線状に長く
のびた磁極３ａ、３ｂ付きの中空部を有する鉄°心１と
、上記中空部に沿って配設された縦長の一対の超電導コ
イル２ａ、２ｂとによって構成されたものが公知である
。この種の技術に関しては、マルチＴＥＶストレージリ
ングに関するスーパーフェリツクマグネットの設計（Ｄ
ＥＳＩＧＮＯＦ　５ＵＰＥＲＦＨＲＲＩＣＭＡＧＮＩＩ
！ＴＳ　ＦＯＲＡＭＵＬＴＩ−ＴＨＶ　ＳＴＯＲＡＧＥ
ＲＩＮＧ　　Ｆｅｒｍｉ　　Ｎａｔｉｏｎａｌ　　Ａｃ
ｃｅｌｅｒａｔｏｒ　　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｌｌａｔ
ａｖｉａ、ｌ１ｌｉｎｏｉｓ　）が公知である。

・〔発明が解決しようとする問題点〕 上記公知の鉄磁極付き超電導偏向マグネットは。

陽子エネルギーが約２０Ｔθ■、半径が約５０ｋｍの陽
子反陽衝突型加速器を対象とした直線状の巨大設備用の
ものである。

こうした巨大加速器用に構成された偏向マグネットを、
数台の偏向マグネットを備えたシンクロトロン、又は蓄
積リングに適用しようとすると、偏向マグネットの磁極
形状、鉄心形状を扇形状に構成せざるを得ないので、第
７図に示した公知の構成をその侭適用したのでは均一な
偏向磁場が得られない。

本発明の目的は、均一な偏向磁場を発生できる扇型の鉄
磁極付き超電導偏向マグネットを提供することにある。

ただし扇型とは半円形を含む意である。

〔問題点を解決するための手段〕

電子軌道よりも外周側のコイル間距離をａ、内周側のコ
イル間距離をｂとするとき、偏向磁石の真中のところか
ら電子の出入口方向へ測った角度の大きさの単調増加関
数あるいは単調減少関係となるように大きくあるいは小
さくシ、偏向角で真中のところが対称面となるように対
称にコイルを構成することにより、前記の目的が達成さ
れる。

〔作用〕

以上のような構成にすると、電子軌道付近で軌道外周側
へ増大あるいは減少する磁場分布を平坦にすることがで
き、偏向磁石全体として磁場の均一度が上がる。

〔実施例〕

第２図は本発明を適用して構成した１８０°偏向を促す
偏向磁石の一例を示す平面図である。

第１図は第２図をＡ−Ａ矢視方向に見た展開側面図であ
って、コイル４の軸線１を示している。

この実施例の偏向磁石は磁性体磁極３を設けてあり、磁
性体の飽和領域磁場で用いるように構成したものである
。

第２図のＢ−Ｂ断面を第３図に示す。

第１図乃至第３図においてコイル４は磁極方向に２分割
され、１！子軌道５の外周側のコイル間距ｊｆｌａと内
周側のコイル間距離すはａ　＞　ｂとなっている。ｆｌ
！子軌道５の矢印は電子の運動方向を示している。

第４図は電子軌道面上の軌道半径方向をＸ軸とし、Ｘ軸
方向における電子軌道付近の磁場均一度を示す図表であ
る０本第４図ではａ　／　ｂを偏向角０°〜１８０′に
わたって一定とした従来例の場合を示している。第４図
かられかるように、従来例においては偏向角θ＝９０°
のところの均一度がよくても７０°、５０”　、３０”
　、１０”　と小さくなるにつれて均一度が悪くなって
いる。

第５図は第２図においてコイル４およびヨーク２および
磁極３が３６０°にわたって存在するとした場合、すな
わち軸対称として２次元的に解析したときにａ　／　ｂ
を種々変えて磁場均一度分布の変化をみたものである。

第５図からはａ　／　ｂが大となるにつれて右上がり（
外周側の磁場が大）の磁場均一度分布が次第に平坦とな
り、ついには右下がりの分布となることがわかる。

従って第１図に示すように偏向角で９０°のところが磁
場均一度に関して最良となるようにａ／ｂを選び１次に
偏向角で９０６のところでａ　／　ｂが最小となり、偏
向角で９０”のところが対称面となるように対称にコイ
ル４の端部に向って次第にａ　／　ｂを大きくしていく
構成とする。もちろんａ　／　ｂの大きさは任意の偏向
角のところで磁場均一度が最良となるように選ぶことも
できるし、巻線の作業性を考慮してなるべく磁場均一度
が良くなるように、ある偏向角の区間を偏向角の方向に
一定の傾きとなるように折れ線状にすることもできる。

また設計条件の如何によっては第４図に示す分布とは逆
に偏向角が小さくなるに従って右下がりの分布となるも
のも考えられる。このような場合は以上の説明（第４図
）とは全く逆に、第６図に示すように偏向角で９０°の
ところでａ　／　ｂが最大となり、偏向角で９０’のと
ころが対称面となるように対称にコイル４の内部に向っ
て次第にａ／ｂを小さくして行く構成とする。

以上の説明は偏向磁石の全偏向角が１８０°の場合につ
いて行なったが、小型電子蓄積リングを構成可能な大き
な全偏向角（例えば４５″以上）を持つ偏向磁石につい
ても同様のことが言える。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、均一な偏向磁場
を発生する扇形の鉄磁極付き超伝導マグネットを構成す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第２図は
１８０°偏向を促すように構成した偏向磁石の平面図で
ある。 第１図は第２図の実施例におけるコイルの軸線をＡ−Ａ
矢視方向に見た展開側面図であり、第３図は第２図のＢ
−Ｂ断面図である。 第４図及び第５図は磁場の均一性を説明するための図表
、第６図は前記と異なる実施例におけるコイルの軸線の
展開側面図、第７図は公知例の断面図である。 １・・・偏向磁石コイルの軸線、２・・・磁性体ヨーク
、３・・・磁性体磁極、４・・・コイル、５・・・電子
軌道。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁性体ヨークの中に形成された円弧状の中空部の中
   に、少なくとも一対の磁性体磁極と、少なくとも一対の
   コイルとを設けるとともに、前記円弧状の中空部内に電
   子軌道を設けた、磁性体の飽和領域磁場で使用される偏
   向磁石において、前記一対のコイルの電子軌道よりも外
   周側の相互間距離をａとし、電子軌道よりも内周側の相
   互間距離をｂとし、当該偏向磁石の偏向角に関して中央
   の位置でａ／ｂの値を最大あるいは最小とし、上記ａ／
   ｂの最大、最小の個所から電子出、入口へ近づくにつれ
   て前記ａ／ｂの値を偏向角の大きさの単調減少小関数あ
   るいは単調増加関数となるように変化させ、前記偏向角
   に関して中央の位置が対称面となるように対称コイルを
   構成したことを特徴とする小型電子蓄積リングの偏向磁
   石。 ２、前記偏向磁石は、その１個の全偏向角が約１８０度
   であることを特徴とする、特請求の範囲第１項に記載の
   小型電子蓄積リングの偏向磁石。