JPS63307700A - ビ−ム閉軌道補正装置 - 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、加速器のビーム閉軌道補正装置に係り、特に
工業用の、シンクロトロン放射光発生等に用いる加速器
の電子ビーム位置高精度自動補正に好適なビーム閉軌道
補正装置に関する。

〔従来の技術〕

シンクロトロン放射光発生等に用いる小型の加速（至）
では、高周波によって電子ビームを加速し。

電磁石の磁界によってそのビームの閉軌道を形成する。

このために、閉軌道の周辺に配置された各電磁石の励磁
電流制御は精度よく行われるが、高周波加速周波数（加
速のための高周波の周波数）も閉軌道の精度に影響する
。従来は、この高周波加速周波数を常時一定値となるよ
う制御するか。

あるいはビームモニタ設置点で検出した半径方向のずれ
とビームの回転数を基に周波数制御を行うものがあった
。

〔発明がＭ決しようとする問題点〕

加速器を構成する電磁石に対しては、磁場の高い均一性
はもとより、外部へのもれ磁場を最小とすることが要求
され、電磁石系の最適設計がなされているが、もれ磁場
を零とすることは不可能であり、このち九磁場はビーム
閉軌道にずれが生じる原因の一つとなっている。

しかし従来の加速器では上記もれ磁場の影響への対策は
独自に行われておらず、その他の要因による影響も含め
て、ステアリング電磁石の励磁を手動で調整することで
対処されていた。このために調整が複雑となり、非常に
多大の調整期間を必要とするという問題があった。

本発明の目的は、もれ磁場による閉軌道のずれを補正し
て、上記従来技術のもつ問題点を解消するビーム閉軌道
補正装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、電磁石の励磁電流の大きさに対応して、
もれ磁場によるビーム閉軌道のずれが最小となるような
加速周波数の値を最適周波数と呼ぶとき、電磁石の励磁
電流値毎の最適周波数の値を格納するためのデータテー
ブルと、運転状況に応じて定められた励磁電流のパター
ンに対し、そのパターンの各制御時点の最適周波数を上
記データテーブルから読みだして、上記パターンに対応
する最適周波数パターンを生成しこれを記憶するメモリ
手段とを設けることによって達成される。

〔作用〕

電磁石の励磁電流の値を固定しておいて加速周波数を変
えると、ビーム閉軌道のずれが変化する。

そしてこのずれが、最小となる加速周波数、つまり最適
周波数が存在するので、これを予め各励磁電流値に対し
て計算モデルを用いて算出し、データテーブルに格納し
ておく、このテーブルを参照すれば、その時の加速器の
運転状態に対して与えられた励磁電流のパターン（励磁
電流の時間変化のカーブ）に対した最適周波数の時系列
が求められるから、これをメモリに記憶しておき、励磁
電流の変化に同期して読み出し周波数制御目標値とした
制御を行えば、もれ磁場による閉軌道のずれを最適化す
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。同図
に於て、加速器は、偏向電磁石６，４極電磁石９．高周
波加速空胴４などから構成されており、偏向電磁石６は
電磁石電源制御装置７により制御される電磁石電源８で
励磁され、高周波加速空胴４へは高周波加速制御装置５
により制御される高周波加速電源１０から高周波電力が
供給されて、ビームが加速されるようになっている。

高周波加速制御装置５では、高周波加速周波数設定回路
１から指令される設定値ｆｏと、高周波加速周波数測定
値ｆ、とを減算＠１２でつき合わせて１周波数制御を行
う。

高周波加速周波数設定回路１には、データテーブル２が
設けられている。後述のように、もれ磁場によるビーム
閉軌道の加速器全周にわたって最適化する高周波加速周
波数（最適周波数）が、基準となる偏向電磁石励磁電流
毎にあらかじめ計算によって求められ、テーブル２に最
適周波数として格納されている。また、同じく、後述の
ように、実際に偏向電磁石６に流れる励磁電流信号Ｊを
取り込み、データテーブル２を参照することにより、高
周波加速周波数の制御周期毎の最適周波数を自動的に生
成し、それが高周波加速最適周波数パターンデータとし
てメモリ３に格納されている。このメモリ３の内容は、
タイミングシステム１１により、制御周期に同期して順
次、高周波加速制御装置１！５へ高周波加速周波数設定
値ｆｏとして出力され１周波数制御が行われる。

次に、最適周波数基準データテーブル２の作成方法につ
いて説明する。ビームの周回軌道を決めるのは磁場であ
り、このため、所定の磁場を発生させるのに必要な電磁
石の励磁電流は、高精度。

高安定性が要求される。第２図は、偏向電磁石６の励磁
電流パターンの例を示す、この様なパターンでくり返し
運転される。電源制御時刻ｔ１では基準励磁電流ＪはＪ
ｚであり、同様にｔｚ　−ｔｎが対応する。加速中は、
励磁電流Ｊの変化に伴い、もれ磁場の大きさも変化し、
従ってビーム閉軌道のずれも変化する。

第３ａ図は、偏向電磁石励磁電流が１１の時のビーム閉
軌道のずれを、高周波加速周波数をパラメータとして加
速器全周にわたって計算した結果の一例である。この図
のように、偏向電磁石励磁電流が工１の時のビーム閉軌
道のずれを最適化する高周波加速周波数ｆ１が存在する
。同様に第３ｂ図は、偏向電磁石励磁電流がＩｓのとき
のビーム閉軌道のずれを計算した結果の一例であり、最
適周波数はｆａとなる。このような最適周波数ｆ１〜ｆ
ｌｌを求め、これを基準データとして第１図のデータテ
ーブル２へ格納しておく。

次に、高周波加速最適周波数パターンの作成方向につい
て説明する。加速器の運転ケースは一通りに固定される
のではなく、従って偏向電磁石励磁電流パターンも運転
ケースに対応して変化するのが一般的であり、これにと
もなって高周波加速最適周波数パターンも異ってくる。

これに対処するために、第１図において、実際に電磁石
に流れる励磁電流値Ｊから、このデータに対応する最適
周波数をデータテーブル２を参照して求める。すなわち
、電源制御時刻ｔ１における励磁電流測定値がＪｘであ
った場合、データテーブル２を参照してＪｌに最も近い
励磁電流値に対する最適周波数をこの時の最適周波数Ｆ
Ａとする。もしＪｌがエエに最も近ければ最適周波数Ｆ
ｚ＝ｆｘ　とする、同様にして、制御時刻ｔ２〜ｔｎに
おける励磁電流測定側Ｊｚ””Ｊｎに対応した最適周波
数Ｆ２〜Ｆｒｌが求められ、これを高周波加速最適周波
数パターンとしてメモリ３へ格納する。第４図はこのパ
ターンの一例を示す。

以上により、偏向電磁石６の励磁パターンが変化した場
合でも、高周波加速最適周波数パターンを自動的に生成
することができる。そして前述のように、高周波加速最
適周波数パターンメモリ３の内容を、タイミングシステ
ム１１からの指令により制御周期に同期して、高周波加
速制御装置５へ周波数制御設定値ｆｏとして与えること
により。

もれ磁場による閉軌道のずれを補正する最適周波数制御
を行うことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、加速時の磁場によるビーム閉軌道のず
れを自動的にかつ最適に補正することができるので、調
整を効率良く行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は偏向
電磁石の励磁電流パターンの例を示す図、第３ａ図及び
第３ｂ図はもれ磁場による閉軌道ずれの高周波加速周波
数依存性をシミュレートした結果を例示した図、第４図
は高周波加速最適周波数パターンの例を示す図である。 １・・・高周波加速周波数設定回路、２・・・データテ
ーブル、３・・・最適周波数パターンメモリ、４・・・
高周波加速空胴、５・・・高周波加速制御装置、６・・
・偏向電磁石。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、高周波により加速されたビームの経路を電磁石の発
   生する磁界により制御して形成したビーム閉軌道の、も
   れ磁場によるずれを補正するためのビーム閉軌道補正装
   置において、計算モデルを用いて算出した上記ビーム閉
   軌道のずれが最小となる上記高周波の最適周波数を上記
   電磁石の各励磁電流値毎に求めてその結果を予め格納し
   ておくためのデータテーブルと、各制御時点毎の上記電
   磁石の励磁電流検出値に対する上記最適周波数を上記デ
   ータテーブルから求めて最適周波数パターンとして格納
   しておくためのパターンメモリと、各制御時点毎に対応
   する最適周波数を上記パターンメモリから読み出してこ
   れを設定目標値として上記高周波の周波数を制御する高
   周波制御手段とを設けたことを特徴とするビーム閉軌道
   補正装置。