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JP3592910B2 - Accelerator tube - Google Patents

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JP3592910B2
JP3592910B2 JP29869597A JP29869597A JP3592910B2 JP 3592910 B2 JP3592910 B2 JP 3592910B2 JP 29869597 A JP29869597 A JP 29869597A JP 29869597 A JP29869597 A JP 29869597A JP 3592910 B2 JP3592910 B2 JP 3592910B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波粒子加速器に適用される加速管に係わり、特にチョークモードキャビティを用いた加速管に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、線形加速器を用いて電子を加速する場合、図19に示すようなディスクローデッド形進行波加速管が用いられている。
【0003】
このディスクローデッド形進行波加速管51は、加速される電子の集団52を通すとともに高周波電力を伝播させるため、円筒導波管内部に、中心部にビームボア53を開けたディスク54が所定間隔をもって配置されている。このディスク54により区切られた一つ一つの区間をセルと呼ぶ。この加速管51の両端には外部の導波管55に結合するためのカプラーセル56が取り付けられている。このカプラーセル56以外のセルをレギュラーセル57と呼ぶ。58はカプラーセル56から出射する電子の集団52を吸収するためのダミーロードである。
【0004】
通常,電子を加速するには、中心軸上に軸に平行な電場成分をもつ円筒導波管の基本モードTM01モードが使用される。円筒導波管ではTM01モードの電磁界分布が中心軸に沿って進む速度,すなわち位相速度は光速度よりも速い。相対論によれば、物質の速度は光速度以下であるので、TM01モードの電磁界分布は電子の集団52を追い越してしまい、電子は加速力と減速力とを交互に繰り返すだけとなって加速されない。電子を効率良く加速させるためには、加速管51の内部を伝播する電磁波の位相速度と電子の速度とを一致させ、進行する電磁界分布のうち最も強い加速力を受ける位置(位相)に電子を集める,いわゆる集群状態を作り出すことが重要である。この集群状態となった電子の集団52をバンチと呼ぶ。
【0005】
そこで、円筒導波管内にディスク54を挿入し電磁波の位相速度を小さくするとともに、また加速管51の内径、ビームボア53の径、ディスク54の間隔などを調整することにより、電磁波の位相速度を電子の速度に精度良く合わせるようにしている。電磁界分布は、空間的には電磁波の管内波長を1周期とする周期分布となっているので、普通バンチ52も管内波長と等しい間隔で次々と加速管51に入射する。
【0006】
通常,高周波電源(図示せず)から外部の導波管55を介して伝送される高周波電力は、電子入射側(図示左側)のカップラーセル56から加速管51内部に入力され、バンチ52と同方向に伝播しながら電子を加速させ、バンチ52の出射側カップラーセル56を通り、加速管51の外部に出力される。このとき、電子出射側カップラーセル56から出力される高周波電力は、反射によって再度加速管51側に戻らないようにダミーロード58により吸収される。
【0007】
加速管51内部においては、伝播する高周波電磁界によって管内表面に電流が誘起され、管内表面の電気抵抗に応じた電力損失が生じるので、この損失を低減する意味から、加速管51には電気伝導度の大きな金属,一般的には電子管級の無酸素銅のディスク54が用いられる。また、加速管51内部の気体分子の散乱により、電子が中心軸から外れてビームボア53外側のディスク54に衝突し消失する恐れがあるので、真空ポンプ(図示せず)を接続し加速管51内部を排気することにより、高真空状態を保っている。
【0008】
バンチ52は、加速管51内を伝播する高周波電磁界と相互作用して加速力を受ける他、加速管51の構造自体と相互作用して航跡場(ウェークフィールド)と呼ばれる加速に使われる高周波と異なる周波数の電磁界を誘起する。前述したように、加速管51は、電気伝導度の大きな金属のディスク54で製作されているので、航跡場の電力損失も小さく、航跡場が減衰するのに時間がかかる。あるセルにおいて、先行するバンチ52に誘起され航跡場が十分に減衰する前に後続のバンチ52が通過すると、セル内に残っている航跡場から受けるローレンツ力により電子が偏向されたり、余分な加減速を受け、いわゆるビームの不安定性が起こる。この航跡場によって偏向や加減速を受けた電子は、中心軸から外れ、そのバンチ52のサイズが大きくなっていく。やがて外側の電子がビームボア53から外れてディスク54に衝突するなどして、それ以上の加速が不可能になる。
【0009】
そこで、ディスクローデッド形進行波加速管51に代わるものとして、航跡場が原因となる電子の不安定性を抑制可能なチョークモードキャビティ加速管が用いられている。
【0010】
図20はチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部分の概念断面図である。チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル60は、加速キャビティ61、結合スロット62、ラディアルライン導波管63およびチョーク64からなる。この加速キャビティ61は、ディスクローデッド型進行波加速管のレギュラーセル57と基本的に同じ構造となっている。結合スロット62は、加速キャビティ61の周上に一周にわたって開口されている。この加速キャビティ61は結合スロット62を介してラディアルライン導波管63と電磁気的に結合されている。
【0011】
そして、バンチ52と加速管キャビティ61との相互作用により発生した航跡場は、ラディアルライン導波管63によって加速キャビティ61から外に引き出され、加速キャビティ61内部で減衰する。この減衰に要する時間が十分に速ければ、航跡場はそれを引き起こしたバンチ52に続いて入射されるバンチ52に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【0012】
しかし、ラディアルライン導波管63が加速キャビティ61に単に結合されているだけでは、電子を加速させるために加速管に入力した電磁界(以下、加速モードと称する)も外に引き出してしまう。そのため、加速キャビティ61とラディアルライン導波管63との結合部分にチョーク64を設け、ここで加速モードだけを反射させる。このチョーク64は、結合スロット62からみて加速モードの管内波長(以下、λと称する)の1/4だけ離れた位置にラディアルライン導波管63に直角に長さλ/4の円筒状の溝65を設けたものである。この円筒状の溝65は、終端短絡のλ/4長の同軸線を形成する。従って、ラディアルライン導波管63とこの円筒状の溝65との接続点は電圧最大点となり、ここに流れる電流は零となる。すなわち、この溝65から外側のラディアルライン導波管63による開口を横切る電流66が零ということであり、加速モードは円筒状の溝65の外側,つまりチョーク64の外側のラディアルライン導波管63とは電磁的に結合しないので、チョーク64から外側へは加速モードの高周波電力は漏洩しない。一方、結合スロット62は短絡端からλ/2の位置にあるので、電圧の零点となり、間隙を存在するにも拘らず加速モードに対しては導体壁があるのと同様に動作する。
【0013】
図21は高エネルギー物理学研究所で製作されたチョークモードキャビティを用いた加速管70(以下、チョークモードキャビティ加速管と称する)の中心軸にそって断面した概念図である。図22は図21のG−G矢視断面図である。
【0014】
このチョークモードキャビティ加速管70は、加速キャビティ61とチョーク64とを切削した無酸素銅製円板71がスペーサー72を介して互いに接合され、その両端にカップラーセル56が接合されている。そして、隣り合う無酸素銅製円板71,71でスペーサー72を挟むことにより形成される間隙部分がラディアルライン導波管63となる。スペーサー72は、中空になっており、冷却水路を兼ねている。ラディアルライン導波管63により引き出された航跡場は、ラディアルライン導波管63の端部の開口部73から加速管70の外部へ放射される。このようにチョークモードキャビティ加速管70は、ディスクローデッド形加速管51と異なり気密構造ではないので、内部を高真空状態とすることができない。そこで、全体を真空チェンバー74に入れて高真空に保った状態で使用されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図21に示すチョークモードキャビティ加速管70は、ラディアルライン導波管63の端部が直接真空チャンバー74内に開口しているので、インピーダンスの不整合となり、ここで反射が起こる。ラディアルライン導波管63によって加速キャビティ61から引き出された航跡場の一部は、ラディアルライン導波管63の端部で反射され、当該導波管63に逆に伝播して加速キャビティ61に再入射する。これにより加速キャビティ61内部の航跡場の減衰量が実効的に小さくなってしまい、ビームの不安定性が十分に抑制できないという問題が生じる。特に、加速電流が大きい場合、すなわち1バンチあたりの電荷量が多い場合、誘起される航跡場の強度も大きくなり、この問題は深刻となる。
【0016】
また、真空チェンバー74があまりラディアルライン導波管63の端部に近いと、ラディアルライン導波管63端部の開口から放射された航跡場が真空チェンバー74で反射されて再入射するまでに十分に広がらず、比較的大きな反射波が真空チェンバー74からラディアルライン導波管63へ返り、前記と同様な問題を引き起こす。このため、真空チェンバー74が小形化できないという問題がある。
【0017】
さらに、ビームの不安定性を抑制するためには、航跡場の発生も抑制しなければならない。このためには、加速ビームを加速キャビティ61の中心を正確に通過させる必要があり、従来のチョークモードキャビティ加速管では、加速管を精度良く加工・組立てたうえ、据え付けの際に精度良く位置調整を行なうことにより実現している。
【0018】
また、従来のチョークモードキャビティ加速管70は、加速キャビティ61とチョーク64とを切削してなる無酸素銅製円板71でスペーサー72を挟むようにして接合しているので、基本的には円筒導波管であるディスクローデッド形加速管51に比べ剛性が小さい。その結果、加速管が長くなった場合に必要な設置精度が得られなくなり、たわみを修正し加速管の位置を微調整するための機構を加速管の途中に入れる必要があるが、加速管70が真空チェンバー74の中なので、構造が複雑になり、十分に精度が得られない問題がある。
【0019】
同様に、加速管全体を真空チェンバー74の中に入れて使用するために、加速に利用するための高周波を、加速管70に導入するための導波管55や冷却水路を真空を破らずに真空チェンバー74内に導入しなければならず、構造が複雑になり、信頼性が低下する問題がある。
【0020】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、大電流加速時にも航跡場が原因となるビーム不安定性を十分に抑制可能な加速管を提供することにある。
【0021】
また、本発明の他の目的は、構造簡単にして信頼性の高い加速管を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、隣り合う金属板の間にチョークよりも外側に位置するように設けることによりすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属板に対してチョークよりも外側に位置するように貫通して接合された冷却配管と、一体化されたすべての金属板を囲むように設けた真空封止のための真空ジャケットと、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設けるとともに前記真空ジャケットの両端部に接合され、外部の高周波伝送系に結合させるためのカップラーセルとを設けた加速管である。
【0023】
このような手段を講じた発明によれば、電磁波吸収体が加速キャビティおよびチョークよりも外側に配置したことにより、電磁波吸収体は高周波電力に影響を与えず、外に引き出される航跡場を吸収し真空ジャケットに至る前に十分に減衰できる。さらに、ラディアルライン導波管の端部で反射して加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくすことができ、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。
【0024】
また、真空ジャケットの両外側にカプラーセルを設けることにより、このカプラーセルを介して加速器の位置調整が容易となり、調整精度を向上できる。
【0025】
また、別の発明においては、加速キャビティおよびチョークを内含するように、隣り合う金属板の間にリング電磁波吸収体を接続することにより、真空ジャケットを不要にでき、しかもリング電磁波吸収体の外側に金属板に貫通するごとく冷却配管を設置すれば、この冷却配管は大気中設置となり、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層の信頼性を確保できる。また、冷却配管が大気中の設置であるので、加速管の中間支持および位置調整等に便利であり、調整精度の向上に役立つ。また、電磁波吸収体が加速キャビティおよびチョークよりも外側に配置すれば、電磁波吸収体は高周波電力に影響を与えず、外に引き出される航跡場を吸収し真空ジャケットに至る前に十分に減衰できる。さらに、ラディアルライン導波管の端部で反射して加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくすことができ、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。
【0026】
また、別の発明においては、加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように、1つおきに金属板の両面に電磁波吸収体を設け、加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収すれば、前述したように航跡場の吸収により減衰でき、ラディアルライン導波管の端部で反射して加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくし大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、加速キャビティ、チョークおよび電磁波吸収体を内含するように、隣り合う金属板間に金属製円筒を介挿してすべての金属板を一体化することにより、真空ジャケットを不要にでき、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層の信頼性を確保できる。また、金属板の両側に電磁波吸収体を設ければ、応力の緩和、ひいては加速キャビティ、チョークの変形を抑制でき、位置精度,所要とする機能を確実に果たすことができる。
【0027】
また、別の発明においては、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、両面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した第1の金属板と、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、加速キャビティおよび前記チョークを切削しない第2の金属板とを交互に所定の間隔で配列した金属板配列手段をとっている。そして、チョークなどを切削しない第2の金属板の両側に、加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体を設ければ、前述するように航跡場の吸収減衰を効果的に行なうことができ、またラディアルライン導波管の端部で反射して加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくし大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、電磁波吸収体は切削しない第2の金属板に設置しているので、第1の金属板の加速キャビティおよびチョークの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【0028】
さらに、別の発明においては、加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に金属製円筒を介挿してすべての金属板を一体化するとともに、前記金属製円筒の内面に電磁波吸収体を設けることにより、電磁波吸収体の配置構成から前述した種々の作用を有する他、金属板の面に電磁波吸収体を設置しないので、加速キャビティおよびチョークの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上を図ることができる。
【0029】
さらに、別の発明においては、加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有するとともに内面につばを有し、かつ、隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、この金属製円筒のつばの両面に設けられ前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを設けた構成である。
【0030】
このような手段を講じた発明によれば、金属板に電磁波吸収体を設置しないので、加速キャビティなどの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【0031】
さらに、別の発明においては、両面に電磁波吸収体を配置する金属体としては、チョークの部分で分割した2つの部材とし、金属体に電磁波吸収体を取り付けた後に2つの部材を接合するようにすれば、例えば金属体と電磁波吸収体とが物性値が異なる場合でも、接合時の温度上昇により変形しやすい加速キャビティをもつ部材を電磁波吸収体の接合後にもう1つの部材と接合するので、加速キャビティの変形をなくし、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【0032】
さらに、別の発明は、金属板の加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に接合してすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収するリング状電磁波吸収体と、前記金属板を内側に所定の深さに切削し、その開口部分にふたを接合し形成する冷却水路とを設けたことにより、リング状電磁波吸収体の配置に伴う効果の他、冷却水路の接合の必要性がなく、接合による加速キャビティの変形も小さく、加速管の組立て精度が向上する。
【0033】
さらに、別の発明は、加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し、前記隣り合う金属板の間に接合してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、この金属製円筒の内側の面、当該金属製円筒の内側の面に突出するつばの両面および1つおきの前記金属板両側の何れかに前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するような配置され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属板と前記金属製円筒とを貫通し形成される冷却水路とを設けたことにより、電磁波吸収体の配置からくる前述した効果の他、冷却配管7や冷却水ジャケット23が不要になり、コストの低減化および組立て作業の簡素化を実現できる。
【0034】
さらに、別の発明は、各金属板の何れか一方の面の加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置して電磁波吸収体を設ければ、電磁波吸収体の配置からくる前述した効果の他、単純な構成となり、さらに加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒と前記金属板とを貫通するように冷却水路を形成すれば、冷却配管7や冷却水ジャケット23が不要になり、コストの低減化および組立て作業の簡素化を実現できる。
【0035】
さらに、別の発明は、加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように前記各金属板の何れかの面に電磁波吸収体を設け、加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒を設け、さらに金属板および金属製円筒の外側に冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを設けることにより、前述と同様に電磁波吸収体の配置からくる前述した効果の他、構成の簡素化、冷却水の真空中への漏洩事故の問題を解決でき、一層の信頼性を向上できる。
【0036】
さらに、別の発明は、加速キャビティおよび前記チョークを内含するような径を有するような金属製リングを介挿してすべての金属板を一体化する構成とすれば、前述する金属製円筒を削減でき、加工および工数の削減を図ることができ、さらに金属板とは別の金属製リングに電磁波吸収体を設けることにより、加速キャビティの変形が小さくなり、加速管の組立て精度の向上、航跡場の誘起を抑制できる。
【0037】
さらに、別の発明は、加速キャビティおよびチョークを内含するような径を有するような金属製リングを介挿してすべての金属板を一体化する構成とすれば、前述する金属製円筒を削減でき、加工および工数の削減を図ることができ、さらに金属板とは別の金属製リングに電磁波吸収体を設けることにより、加速キャビティの変形が小さくなり、加速管の組立て精度の向上、航跡場の誘起を抑制できる。さらに、金属製リングの電磁波吸収体の外側円周方向に複数のスロットを設ければ、航跡場が一方の電磁波吸収体からスロットを介して他方の電磁波吸収体に伝播するので、伝播の距離が長くなり、航跡場の一層の減衰が期待できる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる加速管の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0039】
(第1の実施の形態)
図1ないし図3は本発明に係わる加速管の一実施の形態を示す構成図である。図1はチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそって断面した図、図2は中心軸に垂直な断面図である。図1は図2に示すB−B矢視断面図、図2は図1に示すA−A矢視断面図である。図3はチョークモードキャビティ加速管のカップラーセル部の中心軸にそって断面した図である。なお、図1および図3は理解を容易にする観点からカップラーセル部の断面部分のみ図示し、非断面部分は省略してある。以下、各図についても同様である。
【0040】
この実施の形態は、被加速粒子を通過させるビームボアを有し、かつ、加速キャビティおよびチョークを片面に切削した無酸素銅製円板を所定間隔をもって配列するとともに、隣り合う無酸素銅製円板で挟ん込んで接合し一体化する電磁波吸収体を前記チョークの外側に配置して外部に引き出される航跡場を吸収し真空ジャケットに至る前で十分に減衰させること、および真空ジャケットの外部にカップラーセルを設け、構造の簡素化を実現することにある。
【0041】
先ず、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部は、図1および図2に示すように、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア1を有し、かつ、このビームボア1より外側周方向に加速キャビティ2とチョーク3とを切削してなる無酸素銅製円板4を、ビームボア1の中心が一直線上に並ぶように所定間隔をもって配列され、これら無酸素銅製円板4,4間にはチョーク3より外側の位置で挟み込み、両面をロー付けなどで接合するように電磁波吸収体であるコイン状SiC(炭化珪素:半導電性のセラミック)5が介挿されている。
【0042】
このコイン状SiC5の厚さは、隣り合う無酸素銅製円板4間の間隔を決定するスペーサーとしての機能をもっており、高精度に精密加工されている。隣り合う無酸素銅製円板4間にコイン状SiC5を介挿することによって得られる間隙は、加速キャビティ2から航跡場を引き出すためのラディアルライン導波管6となっている。また、前記チョーク3よりも外側を通るように無酸素銅製円板4を貫通し接合するように冷却配管7,…が設けられている。そして、コイン状SiC5を挟み込んで一体化された無酸素銅製円板4,…は真空ジャッケット8内に収納され、高真空状態に保たれている。9は開口部である。
【0043】
一方、図3に示すカップラーセル部は、真空ジャケット8端部に段差部10を形成してほぼ無酸素銅製円板4と同径のカップラーセル11が設けられている。このカップラーセル11は、中心に被加速粒子を通過させるための貫通孔が形成され、内部には加速キャビティ2に相当する機能をもつ空間部を有し、この空間部の一側部から外側方向に貫通し、外部の高周波伝送となる導波管12に接続されている。13は冷却配管口出し部である。
【0044】
従って、以上のような実施の形態の構成によれば、電磁波吸収体であるコイン状SiC5が加速キャビティ2およびチョーク3の外側に位置し、かつ、真空ジャケット8内側の開口部9よりも内側に設けているので、コイン状SiC5はチョーク3で反射する加速に利用する高周波には影響を及ぼさないが、外に引き出される航跡場を吸収し、真空ジャケット8への開口部9に至る前で十分に減衰させることができる。従って、ラディアルライン導波管6の端部での航跡場の反射はごく僅かである。さらに、ラディアルライン導波管6の端部で反射されて加速キャビティ2に向かって戻る航跡場は、再びコイン状SiC5のある領域を通過するので、更に減衰することになる。
【0045】
また、前述したように、航跡場は、ラディアルライン導波管6を通って真空ジャケット8への開口部9へ至るまでに十分に減衰しており、この開口部9から真空ジャケット8の内部に放射される航跡場の強度は非常に弱い。
【0046】
以上のようなチョークモードキャビティ加速管においては、航跡場のラディアルライン導波管6端部からの反射波の加速キャビティ2への再入射による、加速キャビティ2内部の航跡場の減衰量は実効的に小さくなるという問題を防止でき、大電流加速時にもビーム安定性を十分に確保できる。
【0047】
また、この実施の形態によれば、開口部9から真空ジャケット8内部に放射される航跡場の強度は非常に弱いので、真空ジャケット8からの反射によるラディアルライン導波管6への再入射の影響を考える必要がなくなる。このため、真空ジャケット8をラディアルライン導波管6の開口部9に近づけることてができる。これにより、例えばカップラーセル11を真空ジャケット8の外部とすることができ、さらにカップラーセル11に結合される導波管12と冷却配管口出し部13とを直接真空ジャケット8の外に設けることができ、構造簡単で信頼性を向上できる。
【0048】
さらに、カップラーセル11は真空ジャケット8の外側に設けているので、両側のカップラーセル11で加速管を支持し位置調整するための機構を大気中に置くことができ、よって位置調整機構の構造を簡単化でき、調整精度が向上する。そのうえ、剛性の大きなコイン状SiC5を介して無酸素銅製円板4を結合し一体化するので、加速管全体の剛性を大きくできる。
【0049】
なお、SiC5の形状はコイン形状に限るものではなく、直方体、扇形などさまざまな形状でよく、また冷却配管7の位置はSiC5よりも外周側あってもよい。
【0050】
(第2の実施の形態)
図4および図5は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図である。
【0051】
図4はチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図、図5は中心軸に垂直な断面図である。図4は図5に示すD−D矢視断面図、図5は図4に示すC−C矢視断面図である。なお、これら図4,図5において図1ないし図3と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【0052】
この実施の形態は、無酸素銅製円板間に配置する電磁波吸収体としてリング状のSiCを接合配置し、真空ジャケットのない構成とすることにある。
【0053】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、無酸素銅製円板4間に電磁波吸収体を介挿するが、この電磁波吸収体としては無酸素銅製円板4の片面に切削した加速キャビティ2およびチョーク3を内部に含めるために十分な内径をもったリング状のSiC21が用いられている。前記各無酸素銅製円板4,…は、ビームボア1の中心が一直線上に並ぶように所定間隔をもって配列されている。前記リング状SiC21は、無酸素銅製円板4の加速キャビティ2およびチョーク3を内含するように、隣り合う無酸素銅製円板4間に接合することにより、これら無酸素銅製円板4とリング状SiC21との一体化構成とする。
【0054】
さらに、リング状SiC21の外側に位置するように、各無酸素銅製円板4を貫通し接合するように冷却配管7が設けられている。
【0055】
このような実施の形態の構成によれば、リング状SiC21を真空境界とすることができ、ひいては真空ジャケットを不要にすることができる。また、冷却配管7自体は大気中に配置可能となり、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層信頼性を向上できる。
【0056】
また、加速管を支持し位置を調整する機構においても、加速管の両端だけではなく途中で調整が必要な場合においても、大気中に設置可能であるので、調整精度の一層の向上を期待できる。
【0057】
さらに、大電流加速時のビームの安定性を確保できる効果と剛性との向上については、リング状SiC21の機能および配置から、第1の実施の形態と同等以上の効果をもつことが期待できる。
【0058】
(第3の実施の形態)
図6は、本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示すものであって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【0059】
この実施の形態は、例えばリング状SiC21の他、このリング状SiC21の外側に無酸素銅製円板4で挟み込んで接合するように金属製円筒22を配置したものである。
【0060】
具体的には、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア1を有し、かつ、このビームボア1より外側方向に加速キャビティ2およびチョーク3を切削した無酸素銅製円板4を、前記ビームボア1の中心が一直線上に所定の間隔で並ぶように配置され、さらに例えば1つおきの無酸素銅製円板4の両面側に加速キャビティ2およびチョーク3を内部に含めるように例えばリング状SiC21が接合されている。
【0061】
さらに、加速キャビティ2、チョーク3および電磁波吸収体であるリング状SiC21を内側に含めるように金属製円筒22が配置されている。これら金属製円筒22は無酸素銅製円板4の間に挟み込んで接合することにより一体化している。
【0062】
さらに、金属製円筒22の外側に冷却水を流すための冷却水ジャケット23が設けられている。
【0063】
このような実施の形態の構成によれば、電磁波吸収体であるリング状SiC21が加速キャビティ2から見て外側に設けられているので、チョーク3で反射する加速に利用する高周波には影響を及ぼさないが、外に引き出される航跡場を吸収し、金属製円筒22に至る前に十分に減衰させる。従って、ラディアルライン導波管6の端部、すなわち金属製円筒22の内壁での航跡場の反射はごく僅かである。さらに、ラディアルライン導波管6の端部で反射して加速キャビティ2に向かって戻る航跡場は、再びSiC21のある領域を通過するので、更に減衰することになる。
【0064】
このようにラディアルライン導波管6端部からの反射波である航跡場の加速キャビティ2への再入射による、加速キャビティ2内部の航跡場の減衰量が実効的に小さくなるという問題を防止でき、大電流加速時でもビーム安定性を十分に確保できる。
【0065】
また、この構成によれば、金属製円筒22を真空境界とすることにより、真空ジャケットを不要にできるだけでなく、大気中に冷却水ジャケット23を設定するので、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層信頼性を向上できる。
【0066】
また、無酸素銅製円板4と金属性円筒22とを接合して一体化しているので、剛性を大きくすることができ、さらに加速管を支持し位置を調整する機構についても加速管の両端だけでなく、その途中の調整を必要とする場合であっても大気中に設置可能となり、調整精度の一層の向上を期待できる。
【0067】
さらに、無酸素銅製円板4にリング状SiC21をロー付け等で接合する際に両材質の線膨張率の差により無酸素銅製円板4に変形が生じる。本実施の形態では、無酸素銅製円板4の両側にリング状SiC21を接合しているので、応力が緩和され、加速キャビティ2とチョーク3の変形を抑制でき、接合の信頼性も向上する。
【0068】
なお、SiC21はリング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものであってもよい。
【0069】
(第4の実施の形態)
図7は本発明に係わる加速管の他の実施の形態であって、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図6と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【0070】
この実施の形態は、2つの異なる形状の無酸素銅製円板を交互に配置し、リング状SiC21の組立精度の向上および加速キャビティ2などの変形抑制、航跡場の誘起の抑制を図ることにある。
【0071】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア1を有し、かつ、両側に加速キャビティ2およびチョーク3を切削した無酸素銅製円板24と、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア1を有し、かつ、加速キャビティ2およびチョーク3を切削していない無酸素銅製円板25とを、ビームボア1の中心が一直線上に所定の間隔をもって交互に並ぶように配置する。そして、無酸素銅製円板25の両面に加速キャビティ2とチョーク3とを内部に含めるに十分な内径をもつ例えばリング状SiC21が接合され、さらに加速キャビティ2,チョーク3および電磁波吸収体であるリング状SiC21を内部に含めるように金属製円筒22が配置されている。この金属製円筒22は、隣り合う無酸素銅製円板24,25で挟み込むように接合することにより一体化構成としている。
【0072】
そして、これら金属製円筒22の外側に冷却水を流すための冷却配管または冷却水ジャケット23が設けられている。
【0073】
このような実施の形態の構成によれば、第3の実施の形態と同様の機能および効果を奏する。さらに、リング状SiC21を単純な無酸素銅製円板25に接合することにより、接合後の変形が小さくなって加速管の組み立て精度が上がり、航跡場の誘起を抑制することが期待できる。
【0074】
なお、SiCの形状はリング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状とすることができる。
【0075】
(第5の実施の形態)
図8は本発明に係わる加速管の他の実施の形態であって、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図6、図7と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【0076】
この実施の形態は、無酸素銅製円板ではなく、金属製円筒22にリング状SiCを接合し、リング状SiC21の組立精度の向上および加速キャビティ2などの変形を小さくし、航跡場の誘起の抑制を図ることにある。
【0077】
すなわち、加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア1を有し、かつ、このビームボア1の外側方向に加速キャビティ2およびチョーク3とを切削した無酸素銅製円板4を、各ビームボア1の中心が一直線上に並ぶように所定の間隔をもって配列されている。そして、隣り合う無酸素銅製円板4の周縁部近傍で挟み込み、かつ、加速キャビティ2およびチョーク3を内側に含ませるように金属製円筒22の両面が接合されている。これら金属製円筒22の内面には加速キャビティ2およびチョーク3の外側に位置するようにリング状SiC21が接合されている。
【0078】
従って、隣り合う無酸素銅製円板4,4でリング状SiC21を備えた金属製円板22を挟み込んで接合することにより一体化する構成であり、さらに金属製円板22の外側に冷却水を流すための冷却配管または冷却水ジャケット23が設けられている。
【0079】
よって、以上のような実施の形態の構成によれば、第3の実施の形態と同様の機能および効果を奏する他、金属製円筒22にリング状SiC21を接合することにより、加速キャビティ2を切削した無酸素銅製円板4に電磁波吸収体であるリング状SiC21を接合することがなく、加速キャビティ2の変形が小さくなって加速管の組立て精度が向上し、航跡場の誘起を抑制できる。
【0080】
なお、上記実施の形態は金属製円筒22の内面にリング状SiC21を接合したが、例えば焼きばめとして接続してもよい。
【0081】
また、SiC21の形状はリング状に限るものではなく、扇形形状のものでもよい。
【0082】
また、図9は本実施の形態の他の例で示すもので、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図8と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【0083】
この実施の形態では、金属製円筒22とリング状SiC21とを接合或いは焼きばめにより接続する構成としたが、他の接続例であってもよい。例えば焼嵌するリング状SiC21と金属製円筒22との接触面にMo−Mn によるメタライズやメタライズした上での銀鍍金などにより金属層26を形成し接続してもよい。
【0084】
これにより、リング状SiC21と金属製円筒22との境界の熱的接触がSiCと無酸素銅とが直接接触する場合に比べて向上し、航跡場37の吸収により、リング状SiC21内部で発生する熱の除去が容易となり、リング状SiC21の温度上昇を抑制できる。その他の作用および効果は第5の実施の形態と同様であることは言うまでもない。
【0085】
(第6の実施の形態)
図10は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸に沿った断面図ある。なお、同図において図6ないし図9と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【0086】
この実施の形態は、金属製円筒22の内面にリング状SiC21を接合するためのつばを設けたことにある。
【0087】
以下、具体的に述べると、加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア1を有し、かつ、このビームボア1の外側方向に加速キャビティ2およびチョーク3を切削した無酸素銅製円板4を、各ビームボア1の中心が一直線上に並ぶように所定の間隔をもって配列されている。そして、隣り合う無酸素銅製円板4の周縁部近傍で挟み込むように金属製円筒22の両面が接合されている。これら金属製円筒22の内面にはつば27が突設され、このつば27の両面にリング状SiC21が接合されている。
【0088】
さらに、前記金属製円筒22の外側に冷却水を流すための冷却配管または冷却水ジャケット23が設けられている。
【0089】
この実施の形態の構成によれば、第3の実施の形態と同様の機能および効果を奏する他、金属製円筒22の内面に突出されるつば27にリング状SiC21を接合することにより、加速キャビティ2を切削した無酸素銅製円板4に電磁波吸収体であるSiCを接合する必要がなく、よって加速キャビティ2などの変形を小さくでき、加速管の組立て精度を向上でき、航跡場の誘起を抑制することができる。
【0090】
なお、SiCの形状は、リング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【0091】
(第7の実施の形態)
図11は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくは加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図6と同一または類似する部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【0092】
この実施の形態は、1つおきの無酸素銅製円板4をチョーク3の部分で分割して2つの部材とし、リング状SiCを接合後に2つの部材を一体化するものである。
【0093】
具体的には、加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア1を有し、かつ、このビームボア1の外側方向に加速キャビティ2およびチョーク3を切削した無酸素銅製円板4を、各ビームボア1の中心が一直線上に並ぶように所定の間隔をもって配列されている。
【0094】
このような無酸素銅製円板4のうち、第3の実施の形態では、1つおきに配置される無酸素銅製円板4の両側にリング状SiC21を接合したが、本実施の形態では、かかるリング状SiC21が接合される側の無酸素銅製円板4を、チョーク3部分で分割して2つの部材4aと4bとする。
【0095】
この2つの部材4a、4bは、電磁波吸収体であるリング状SiC21の接合後、隣り合う無酸素銅製円板4で金属製円筒22を挟み込んで接合し一体化する際に接合する。
【0096】
このような実施の形態の構成によれば、前記第3の実施の形態と同様の機能および効果を奏する他、次のような作用および効果を奏する。
【0097】
つまり、SiCと無酸素銅とは物性値が異なり、接合による温度上昇により変形しやすい。
【0098】
そこで、本実施の形態では、部材4aとリング状SiC21とを接合後、焼鈍してから仕上げ加工を行なうことにより、加速キャビティ2の接合後の変形を小さくできる。これにより、加速管の組立て精度が向上し、航跡場の誘起を抑制することができる。
【0099】
なお、SiCの形状はリング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【0100】
(第8の実施の形態)
図12は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一または類似の部材については、同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【0101】
この実施の形態は、第2の実施の形態その他の実施の形態で説明した冷却配管または冷却水ジャケットを削除し、無酸素銅製円板の内部周方向に冷却水路を設けるものである。
【0102】
具体的には、加速管のレギュラーセル部は、粗加工時に加速キャビティ2およびチョーク3を切削した無酸素銅製円板4の外側周方向に冷却用水路を切削した後、外側から冷却用水路ふた31を被せて接合し仕上げ加工を行なうことにより、この無酸素銅製円板4の内部周方向に冷却水路32を形成する。
【0103】
なお、この冷却水路32は、無酸素銅製円板4aの平面,例えばSiCの接合面から切削し形成してもよい。このとき、リング状SiC21はふたの役割を果たす。
【0104】
従って、以上のような実施の形態の構成によれば、第2の実施の形態と同様の作用および効果を奏する他、第2の実施の形態などで使用されている専用の冷却水路7または冷却水ジャケット23を削除することができ、ひいては冷却水路7とSiCとの同時接合或いはSiC接合後の冷却水路などの接合といった煩雑の作業が不要になる。また、SiCと無酸素銅との物性値が異なり、接合時に温度上昇により加速キャビティ2などの変形が生じやすいが、以上のように専用冷却水路7または冷却水ジャケット23の接合の必要性がなくなれば、加速キャビティ2の接合後の変形が小さくなって加速管の組立て精度が向上し、航跡場の誘起を抑制することができる。
【0105】
(第9の実施の形態)
図13は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一または類似する部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【0106】
この実施の形態は、第3の実施の形態では無酸素銅製円板4と金属製円筒22の外側に冷却水ジャケット23を設けたが、無酸素銅製円板4と金属製円筒22との内部を貫通して冷却水路を形成するものである。
【0107】
具体的には、加速管のレギュラーセル部は、無酸素銅製円板4と金属製円筒22とを一体化した後、これら無酸素銅製円板4と金属製円筒22とを加速管の長手方向に貫通し冷却水路33を形成することにより、冷却配管7または冷却水を流すための冷却水ジャケット23を不要とする。なお、冷却水路33は、無酸素銅製円板4と金属製円筒22との両方に、予め接合したときに水路が形成するように所定位置に水路用孔部を切削し、接合によって冷却水路33を形成してもよい。
【0108】
従って、このような実施の形態の構成によれば、第2および第3の実施の形態と同様な作用および効果の他、前述するように冷却配管7または冷却水ジャケット23が不要になり、コストの低減化および組立て作業を簡単化できる。
【0109】
(第10の実施の形態)
図14は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一間他は類似する部材には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0110】
この実施の形態は、第9の実施の形態では1つおきの無酸素銅製円板4の両面にリング状SiC21を接合したが、各無酸素銅製円板4の一方の面にリング状SiC21を接合したものである。
【0111】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、図14に示すように全ての無酸素銅製円板4の何れか一方の面にリング状SiC21を接合することにより、単純な構成としたものであり、第9の実施の形態と同様の効果を奏する。
【0112】
なお、SiCの形状は、リング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【0113】
(第11の実施の形態)
図15は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一または類似する部材については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0114】
この実施の形態は第3の実施の形態と第10の実施の形態とを組み合わせたものである。
【0115】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、一体化された無酸素銅製円板4と金属製円筒22との外側に冷却水を流すための冷却水ジャケット23を設ける一方、全ての無酸素銅製円板4の何れか一方の面にリング状SiC21を接合することにより、第3および第10の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【0116】
なお、SiCの形状は、リング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【0117】
(第12の実施の形態)
図16は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図10と同一または類似する部材については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0118】
この実施の形態は、第6の実施の形態のうち、金属製円筒22を削除し、この金属製円筒22に突出させたつば27の代わりに、隣り合う無酸素銅製円板4,4の間に金属製リング35を介挿接合し、この金属製リング35の両側にリング状SiC21を接合したものである。
【0119】
すなわち、加速管のレギュラーセル部は、第6の実施の形態のうち、金属製円筒22に突出させたつば27に代えて、金属製リング35の内側両面にリング状SiC21を接合するとともに、この金属製リング35の外側両面を、隣り合う無酸素銅製円板4,4により挟み込むようにして接合することにより、無酸素銅製円板4と金属製リング35とリング状SiC21とを一体化した構成である。そして、無酸素銅製円板4の外側に冷却配管7または冷却水ジャケット23を設けた構成である。
【0120】
このような実施の形態の構成によれば、第6の実施の形態の中の金属製円筒22を削減することにより、加工および組立てのコストおよび工数削減を図ることができ、さらに加速キャビティ2を切削した無酸素銅製円板4に電磁波吸収体であるSiCを接合する必要がないので、加速キャビティ2の変形が小さくなって加速管の組立て精度が向上し、航跡場の誘起を抑制できる。
【0121】
なお、SiCの形状はリング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【0122】
(第13の実施の形態)
図17および図18は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。図17は図18に示すF−F矢視断面図、図18は図17に示すE−E矢視断面図である。なお、同図において図10および図16と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【0123】
この実施の形態は、第12の実施の形態における他の実施の形態例である。
【0124】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、隣り合う無酸素銅製円板4,4で挟み込むように金属製リング35aを介挿接合するとともに、この金属製リング35aの内側両面にリング状SiC21a,21bを接合する点は第12の実施の形態と同じ構成である。
【0125】
特に異なるところは、金属製リング35aにおける無酸素銅製円板4に接合した部位とリング状SiC21a,21bを接合した部位との間に位置する周方向に複数のスロット36,…を設けた構成である。
【0126】
このような実施の形態の構成によれば、金属製リング35aの一方の面に接合されたリング状SiC21aに沿って伝播してきた航跡場37は周方向に形成されたスロット36を通り抜け、金属製リング35aのもう一方の面に回り込み、当該回り込んだ面に接合されるリング状SiC21bに沿って伝播する。これにより航跡場37がリング状SiC21a,21bに沿って伝播する距離が長くなり、航跡場37の一層の減衰が期待できる。
【0127】
その他の作用および効果は第12の実施の形態と同様であることは言うまでもない。
【0128】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような種々の効果を奏する。
【0129】
請求項1の発明においては、電磁波吸収体は高周波電力に影響を与えず、外に引き出される航跡場を吸収し真空ジャケットに至る前に十分に減衰でき、またラディアルライン導波管の端部で反射し加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくすことができ、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、真空ジャケットの両外側にカプラーセルを設けたので、加速器の位置調整が容易となり、調整精度を向上できる。
【0130】
請求項2の発明においては、金属板の間にリング状電磁波吸収体を介挿したことにより真空ジャケットを不要にでき、加速キャビティおよびチョークを内含するように金属板にリング状電磁波吸収体を設けることにより、航跡場を十分に減衰でき、また反射されて加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくし、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、リング状電磁波吸収体の外側に冷却配管を設置するので、冷却配管は大気中設置となり、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層の信頼性を確保できる。
【0131】
請求項3の発明においては、1つおきに金属板の両面に加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように電磁波吸収体を設けたので、請求項1および2と同様に航跡場を十分に減衰でき、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、金属板間に金属製円筒を介挿してすべての金属板を一体化したので、真空ジャケットを不要にでき、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層の信頼性を確保できる。また、金属板の両側に電磁波吸収体を設けているので、両側のバランスによる応力の緩和、ひいては加速キャビティ、チョークの変形を抑制でき、位置精度を向上できる。
【0132】
また、請求項4の発明においては、チョークなどを切削しない第2の金属板の両側に電磁波吸収体を設けたので、航跡場を吸収減衰でき、大電流加速時でもビームの不安定性を確保できるだけでなく、加速キャビティおよびチョークを切削した第1の金属板に応力や接合時の温度上昇の影響を与えないので、加速キャビティおよびチョークの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【0133】
さらに、請求項5の発明においては、金属板の間に金属製円筒を介挿するとともに、金属製円筒の内面に電磁波吸収体を設けたので、電磁波吸収体の配置構成から請求項1ないし請求項4と同様の作用を有する他、金属板の面に電磁波吸収体を設置しないので、加速キャビティおよびチョークの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度を向上できる。
【0134】
さらに、請求項6の発明においては、金属板の間に介挿してなる金属製円筒の内面に加速キャビティおよびチョークを内含するような内径をもつつばを設けたので、金属板に電磁波吸収体を設置しないので、加速キャビティなどの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【0135】
さらに、請求項7の発明においては、両面に電磁波吸収体を配置する金属体をチョークの部分で分割した2つの部材とし、金属体に電磁波吸収体を取り付けた後に2つの部材を接合するので、金属体と電磁波吸収体とが物性値が異なる場合でも、接合時の温度上昇により変形しやすい加速キャビティの変形を抑制でき、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【0136】
さらに、請求項8の発明においては、金属板の内側を切削して冷却水路を設けたので、冷却水路の接合の必要性がなく、接合による加速キャビティの変形も小さく、加速管の組立て精度が向上する。また、加速キャビティおよびチョークを内含するように金属板の間にリング状電磁波吸収体を配置したので、航跡場を十分に減衰でき、また反射されて加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくし、大電流加速時でもビームの不安定性を確保できる。
【0137】
さらに、請求項9の発明においては、1つおきの金属板の両面に加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように電磁波吸収体を設けたことにより、請求項8と同様な効果を奏する他、金属板とこの金属板間に介挿される金属製円筒とを貫通し形成される冷却水路とを設けたので、冷却配管や冷却水ジャケットが不要になり、コストの低減化および組立て作業の簡素化を実現できる。
【0138】
さらに、請求項10の発明においては、各金属板の何れかの面に加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように電磁波吸収体を設けたことにより、請求項8と同様な効果を奏する他、構成の簡素化に寄与し、また金属板とこの金属板間に介挿される金属製円筒とを貫通し形成される冷却水路とを設けたので、冷却配管や冷却水ジャケットが不要になり、コストの低減化および組立て作業の簡素化を実現できる。
【0139】
さらに、請求項11の発明においては、請求項10と同様な効果を奏する他、冷却水の真空中への漏洩事故の問題を解決でき、一層の信頼性を向上できる。
【0140】
さらに、請求項12の発明においては、金属板間に加速キャビティおよびチョークを内含する径の金属製リングを介挿するので、金属製円筒を削減でき、加工および工数の削減を図ることができ、さらに金属板とは別の金属製リングに電磁波吸収体を設けることにより、加速キャビティの変形が小さくなり、加速管の組立て精度の向上、航跡場の誘起を抑制できる。
【0141】
請求項13の発明においては、請求項10と同様な効果を奏する他、金属製リングにスロットを設けたことにより、航跡場の伝播距離が長くなり、航跡場の一層の減衰を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部の一実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図2】図1に示すA−A矢視図。
【図3】本発明に係わる加速管のうちカップラーセル部一実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図4】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部の他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図5】図4に示すC−C矢視図。
【図6】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図7】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図8】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図9】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図10】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図11】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図12】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図13】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図14】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図15】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図16】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図17】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図18】図17に示すE−E矢視図。
【図19】従来のディスクローデッド形進行波加速管の説明図。
【図20】従来のチョークモードキャビティを用いたレギュラーセル部の中心軸にそって断面した図。
【図21】従来のチョークモードキャビティを用いた加速管の説明図。
【図22】図21に示すG−G矢視図。
【符号の説明】
1…ビームボア
2…加速キャビティ
3…チョーク
4,24,25…無酸素銅製円板
5…電磁波吸収体
6…ラディアルライン導波管
8…真空ジャケット
11…カップラーセル
21…電磁波吸収体
22…金属製円筒
23…冷却水ジャケット
27…つば
32,33…冷却水路
35,35a…金属製リング
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an acceleration tube applied to a high-frequency particle accelerator, and more particularly, to an acceleration tube using a choke mode cavity.
[0002]
[Prior art]
Generally, when electrons are accelerated using a linear accelerator, a disc-loaded traveling-wave accelerator tube as shown in FIG. 19 is used.
[0003]
The disc-loaded traveling-wave accelerating tube 51 has a disk 54 having a beam bore 53 formed at a central portion thereof disposed at a predetermined interval inside a cylindrical waveguide in order to pass a group 52 of electrons to be accelerated and to transmit high-frequency power. Have been. Each section divided by the disk 54 is called a cell. A coupler cell 56 for coupling to an external waveguide 55 is attached to both ends of the acceleration tube 51. Cells other than the coupler cell 56 are called regular cells 57. Reference numeral 58 denotes a dummy load for absorbing the group of electrons 52 emitted from the coupler cell 56.
[0004]
Normally, to accelerate electrons, the fundamental mode TM of a cylindrical waveguide having an electric field component parallel to the central axis is used. 01 Mode is used. TM for cylindrical waveguide 01 The speed at which the electromagnetic field distribution of the mode advances along the central axis, that is, the phase speed is faster than the speed of light. According to relativity, the speed of matter is less than the speed of light, so TM 01 The electromagnetic field distribution of the mode overtakes the group of electrons 52, and the electrons are merely accelerated and decelerated alternately and are not accelerated. In order to accelerate the electrons efficiently, the phase velocity of the electromagnetic wave propagating inside the accelerating tube 51 is made to coincide with the velocity of the electrons, and the electrons are moved to a position (phase) where the strongest accelerating force in the traveling electromagnetic field distribution is received. It is important to create a so-called crowding state that collects the birds. The group of electrons 52 in the grouped state is called a bunch.
[0005]
Therefore, by inserting the disk 54 into the cylindrical waveguide to reduce the phase velocity of the electromagnetic wave, and by adjusting the inner diameter of the acceleration tube 51, the diameter of the beam bore 53, the interval between the disks 54, and the like, the phase velocity of the electromagnetic wave can be reduced. To match the speed with high accuracy. Since the electromagnetic field distribution is spatially a periodic distribution with one cycle of the guide wavelength of the electromagnetic wave, the bunch 52 also normally enters the accelerator tube 51 at intervals equal to the guide wavelength.
[0006]
Normally, high-frequency power transmitted from a high-frequency power supply (not shown) via an external waveguide 55 is input into the acceleration tube 51 from a coupler cell 56 on the electron incident side (left side in the drawing), and the same as the bunch 52. The electrons are accelerated while propagating in the direction, and are output to the outside of the acceleration tube 51 through the exit-side coupler cell 56 of the bunch 52. At this time, the high frequency power output from the electron emission side coupler cell 56 is absorbed by the dummy load 58 so as not to return to the acceleration tube 51 side by reflection.
[0007]
Inside the accelerating tube 51, a current is induced on the inner surface of the tube by the propagating high-frequency electromagnetic field, and a power loss is generated according to the electric resistance of the inner surface of the tube. A disk 54 of a high-grade metal, generally, an electron-tube-grade oxygen-free copper is used. In addition, the scattering of gas molecules inside the acceleration tube 51 may cause electrons to deviate from the central axis and collide with the disk 54 outside the beam bore 53 and disappear, so that a vacuum pump (not shown) is connected and the inside of the acceleration tube 51 is connected. , A high vacuum state is maintained.
[0008]
The bunch 52 interacts with a high-frequency electromagnetic field propagating in the accelerating tube 51 to receive an accelerating force, and also interacts with the structure of the accelerating tube 51 to generate a high-frequency wave used for acceleration called a wake field. Induces electromagnetic fields of different frequencies. As described above, since the acceleration tube 51 is made of the metal disk 54 having high electric conductivity, the power loss of the wake field is small, and it takes time for the wake field to attenuate. In a certain cell, if a subsequent bunch 52 passes before the wake field induced by the preceding bunch 52 sufficiently attenuates, the electrons are deflected by the Lorentz force received from the wake field remaining in the cell, or an extra load is applied. The deceleration causes so-called beam instability. The electrons deflected or accelerated or decelerated by the wake field deviate from the central axis, and the size of the bunch 52 increases. Eventually, the outer electrons come off the beam bore 53 and collide with the disk 54, so that further acceleration becomes impossible.
[0009]
Therefore, as an alternative to the disc-loaded traveling wave accelerator 51, a choke mode cavity accelerator capable of suppressing the instability of electrons caused by the wake field is used.
[0010]
FIG. 20 is a conceptual sectional view of a regular cell portion of the choke mode cavity acceleration tube. The regular cell 60 of the choke mode cavity accelerator includes an acceleration cavity 61, a coupling slot 62, a radial line waveguide 63, and a choke 64. The acceleration cavity 61 has basically the same structure as the regular cell 57 of the disc-loaded traveling wave accelerator. The coupling slot 62 is opened over the circumference of the acceleration cavity 61 over one circumference. The acceleration cavity 61 is electromagnetically coupled to the radial line waveguide 63 via the coupling slot 62.
[0011]
The wake field generated by the interaction between the bunch 52 and the acceleration tube cavity 61 is drawn out of the acceleration cavity 61 by the radial line waveguide 63 and attenuated inside the acceleration cavity 61. If the time required for this attenuation is sufficiently fast, the wake field will not adversely affect the bunch 52 that is subsequently incident to the bunch 52 that caused it.
[0012]
However, if the radial line waveguide 63 is simply coupled to the acceleration cavity 61, an electromagnetic field (hereinafter, referred to as an acceleration mode) input to the acceleration tube for accelerating the electrons is also drawn out. For this purpose, a choke 64 is provided at the joint between the acceleration cavity 61 and the radial line waveguide 63, and reflects only the acceleration mode. The choke 64 is a cylindrical groove having a length of λ / 4 perpendicular to the radial line waveguide 63 at a position separated by 結合 of the guide mode wavelength (hereinafter referred to as λ) of the acceleration mode when viewed from the coupling slot 62. 65 are provided. This cylindrical groove 65 forms a λ / 4-length coaxial line of a terminal short-circuit. Therefore, the connection point between the radial line waveguide 63 and the cylindrical groove 65 becomes the maximum voltage point, and the current flowing there becomes zero. That is, the current 66 crossing the opening formed by the radial line waveguide 63 outside the groove 65 is zero, and the acceleration mode is the outside of the cylindrical groove 65, that is, the radial line waveguide 63 outside the choke 64. Are not electromagnetically coupled with each other, so that the high-frequency power in the acceleration mode does not leak outward from the choke 64. On the other hand, since the coupling slot 62 is located at a position of λ / 2 from the short-circuit end, it becomes a zero point of the voltage, and operates in the acceleration mode in the same manner as the presence of the conductor wall even though the gap exists.
[0013]
FIG. 21 is a conceptual diagram of a cross section taken along a central axis of an acceleration tube 70 (hereinafter, referred to as a choke mode cavity acceleration tube) using a choke mode cavity manufactured by the High Energy Physics Laboratory. FIG. 22 is a sectional view taken along line GG of FIG.
[0014]
In the choke mode cavity accelerating tube 70, an oxygen-free copper disc 71 obtained by cutting the accelerating cavity 61 and the choke 64 is joined to each other via a spacer 72, and a coupler cell 56 is joined to both ends thereof. The gap formed by sandwiching the spacer 72 between the adjacent oxygen-free copper disks 71, 71 becomes the radial line waveguide 63. The spacer 72 is hollow and also serves as a cooling water passage. The wake field drawn by the radial line waveguide 63 is radiated to the outside of the acceleration tube 70 from an opening 73 at an end of the radial line waveguide 63. As described above, the choke mode cavity acceleration tube 70 does not have a hermetic structure unlike the disk loaded type acceleration tube 51, so that the inside cannot be brought into a high vacuum state. Therefore, the whole is used in a state where it is put in a vacuum chamber 74 and kept at a high vacuum.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the choke mode cavity acceleration tube 70 shown in FIG. 21, since the end of the radial line waveguide 63 is directly opened in the vacuum chamber 74, impedance mismatch occurs, and reflection occurs here. A part of the wake field extracted from the acceleration cavity 61 by the radial line waveguide 63 is reflected at the end of the radial line waveguide 63, propagates back to the waveguide 63, and re-enters the acceleration cavity 61. Incident. As a result, the attenuation of the wake field inside the acceleration cavity 61 is effectively reduced, and a problem arises in that the instability of the beam cannot be sufficiently suppressed. In particular, when the acceleration current is large, that is, when the amount of charge per bunch is large, the intensity of the induced wake field also increases, and this problem becomes serious.
[0016]
If the vacuum chamber 74 is too close to the end of the radial line waveguide 63, the wake field radiated from the opening at the end of the radial line waveguide 63 is sufficiently reflected by the vacuum chamber 74 to re-enter. And the relatively large reflected wave returns from the vacuum chamber 74 to the radial line waveguide 63, causing the same problem as described above. Therefore, there is a problem that the vacuum chamber 74 cannot be downsized.
[0017]
Further, in order to suppress the beam instability, it is necessary to suppress the occurrence of a wake field. For this purpose, it is necessary to accurately pass the acceleration beam through the center of the acceleration cavity 61. In a conventional choke mode cavity acceleration tube, after processing and assembling the acceleration tube with high accuracy, the position is accurately adjusted at the time of installation. This is achieved by performing
[0018]
In the conventional choke mode cavity acceleration tube 70, since the acceleration cavity 61 and the choke 64 are joined so that the spacer 72 is sandwiched between the oxygen-free copper disks 71 formed by cutting, the cylinder waveguide is basically a cylindrical waveguide. Stiffness is smaller than that of the disk loaded acceleration tube 51. As a result, when the acceleration tube becomes long, the required installation accuracy cannot be obtained, and it is necessary to insert a mechanism for correcting deflection and finely adjusting the position of the acceleration tube in the middle of the acceleration tube. Is inside the vacuum chamber 74, the structure becomes complicated, and there is a problem that sufficient accuracy cannot be obtained.
[0019]
Similarly, in order to use the entire accelerating tube in the vacuum chamber 74 for use, a high frequency wave used for acceleration is introduced into the waveguide 55 and the cooling water channel for introducing the accelerating tube 70 without breaking the vacuum. It has to be introduced into the vacuum chamber 74, so that there is a problem that the structure becomes complicated and reliability is reduced.
[0020]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an acceleration tube capable of sufficiently suppressing beam instability caused by a wake field even during high current acceleration.
[0021]
Another object of the present invention is to provide a highly reliable acceleration tube whose structure is simplified.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a through hole through which a particle to be accelerated passes at the center, and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particle to be accelerated by high-frequency power on one side, and leakage of the high-frequency power. In an accelerating tube in which metal plates cut with chokes are arranged at predetermined intervals, all the metal plates are integrated by being provided so as to be located outside the choke between adjacent metal plates, and the acceleration cavity is removed from the acceleration cavity. An electromagnetic wave absorber that absorbs high-frequency power other than the extracted acceleration mode, a cooling pipe penetrated and joined to the metal plate so as to be located outside the choke, and all integrated metal plates. A vacuum jacket for vacuum sealing is provided so as to surround it, and a through-hole for passing accelerated particles is provided at the center. Is joined at both ends of the socket, an accelerating tube is provided a coupler cell for coupling to an external high-frequency transmission system.
[0023]
According to the invention in which such a measure is taken, the electromagnetic wave absorber is disposed outside the acceleration cavity and the choke, so that the electromagnetic wave absorber does not affect the high-frequency power and absorbs the wake field drawn out. It can be sufficiently attenuated before reaching the vacuum jacket. Further, the influence of the wake field reflected at the end of the radial line waveguide and re-entering the acceleration cavity can be eliminated, and beam stability can be ensured even during high current acceleration.
[0024]
Further, by providing coupler cells on both outer sides of the vacuum jacket, the position of the accelerator can be easily adjusted via the coupler cells, and the adjustment accuracy can be improved.
[0025]
In another invention, a vacuum jacket can be eliminated by connecting a ring electromagnetic wave absorber between adjacent metal plates so as to include an acceleration cavity and a choke, and a metal jacket is provided outside the ring electromagnetic wave absorber. If the cooling pipe is installed so as to penetrate the plate, the cooling pipe is installed in the atmosphere, and there is no fear of accidental leakage of the cooling water into the vacuum, and further reliability can be ensured. Further, since the cooling pipe is installed in the atmosphere, it is convenient for intermediate support and position adjustment of the accelerating pipe, and contributes to improvement of adjustment accuracy. Further, if the electromagnetic wave absorber is disposed outside the acceleration cavity and the choke, the electromagnetic wave absorber does not affect the high-frequency power and can absorb the wake field drawn out and sufficiently attenuate before reaching the vacuum jacket. Further, the influence of the wake field reflected at the end of the radial line waveguide and re-entering the acceleration cavity can be eliminated, and beam stability can be ensured even during high current acceleration.
[0026]
Further, in another invention, electromagnetic wave absorbers are provided on both surfaces of every other metal plate so as to be located outside the acceleration cavity and the choke to absorb high frequency power other than the acceleration mode drawn out from the acceleration cavity. As described above, it can be attenuated by absorption of the wake field as described above, eliminating the effect of the wake field reflected at the end of the radial line waveguide and re-entering the acceleration cavity, and ensuring beam stability even at high current acceleration . In addition, by inserting a metal cylinder between adjacent metal plates and integrating all metal plates so as to include the acceleration cavity, choke and electromagnetic wave absorber, a vacuum jacket can be eliminated, and cooling water can be eliminated. This eliminates the risk of accidental leakage into the vacuum, and further ensures reliability. Further, if the electromagnetic wave absorbers are provided on both sides of the metal plate, the stress can be reduced, and the deformation of the accelerating cavity and the choke can be suppressed, so that the positional accuracy and the required functions can be reliably achieved.
[0027]
According to another aspect of the present invention, a through hole is provided at the center for passing the particles to be accelerated, and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on both sides and a choke for preventing leakage of the high-frequency power A metal plate in which a first metal plate obtained by cutting a metal plate and a second metal plate provided with a through-hole at the center for passing particles to be accelerated and not cutting the acceleration cavity and the choke are alternately arranged at a predetermined interval. We take arrangement means. If electromagnetic wave absorbers that absorb high-frequency power other than those in the acceleration mode drawn out of the acceleration cavity are provided on both sides of the second metal plate that does not cut chalk or the like, as described above, absorption attenuation of the wake field is effectively reduced. In addition, the influence of the wake field reflected at the end of the radial line waveguide and re-entering the acceleration cavity can be eliminated, and beam stability can be ensured even during high current acceleration. In addition, since the electromagnetic wave absorber is provided on the second metal plate which is not cut, the deformation of the acceleration cavity and the choke of the first metal plate can be eliminated, so that the assembling accuracy of the accelerating tube is improved and the wake field is induced. Can be reliably suppressed.
[0028]
Further, in another invention, the metal cylinder has an inner diameter including the accelerating cavity and the choke, and a metal cylinder is interposed between adjacent metal plates to integrate all the metal plates. By providing the electromagnetic wave absorber on the inner surface, in addition to having the various functions described above from the arrangement configuration of the electromagnetic wave absorber, since the electromagnetic wave absorber is not provided on the surface of the metal plate, the deformation of the acceleration cavity and the choke can be eliminated. In addition, the accuracy of assembling the acceleration tube can be improved.
[0029]
Further, in another invention, a metal cylinder having an inner diameter including an acceleration cavity and a choke, having a flange on an inner surface, and being interposed between adjacent metal plates to integrate all the metal plates. And an electromagnetic wave absorber provided on both sides of the flange of the metal cylinder and absorbing high frequency power other than the acceleration mode drawn out of the acceleration cavity, and cooling water disposed outside the metal cylinder and the metal plate. A cooling pipe or a jacket for flowing is provided.
[0030]
According to the invention in which such measures are taken, the electromagnetic wave absorber is not provided on the metal plate, so that the deformation of the acceleration cavity and the like can be eliminated, and the assembling accuracy of the acceleration tube is improved and the induction of the wake field is reliably suppressed. it can.
[0031]
Further, in another invention, the metal member having the electromagnetic wave absorber disposed on both surfaces is formed of two members divided by a chalk portion, and the two members are joined after attaching the electromagnetic wave absorber to the metal member. Then, even if the metal body and the electromagnetic wave absorber have different physical property values, for example, a member having an acceleration cavity that is easily deformed due to a rise in temperature at the time of joining is joined to another member after joining the electromagnetic wave absorber. The deformation of the cavity can be eliminated, and the assembling accuracy of the accelerating tube can be improved and the induction of the wake field can be reliably suppressed.
[0032]
Further, another invention has an inner diameter including an accelerating cavity and a choke of a metal plate, is joined between adjacent metal plates to integrate all the metal plates, and other than the acceleration mode drawn out from the acceleration cavity. By providing a ring-shaped electromagnetic wave absorber that absorbs high-frequency power and a cooling water passage formed by cutting the metal plate inside to a predetermined depth and joining a lid to an opening thereof, the ring-shaped electromagnetic wave absorber is provided. In addition to the effect of the arrangement of the body, there is no need to join the cooling water passages, the deformation of the acceleration cavity due to the joining is small, and the assembling accuracy of the acceleration tube is improved.
[0033]
Further, another invention is directed to a metal cylinder having an inner diameter including an acceleration cavity and a choke, and joining between the adjacent metal plates to integrate all the metal plates, and an inner side of the metal cylinder. The accelerating cavity and the choke are arranged on either side of the metal cylinder, on either side of the brim projecting from the inner surface of the metal cylinder, or on both sides of every other metal plate. By providing an electromagnetic wave absorber that absorbs high-frequency power other than the acceleration mode extracted from the above, and a cooling water passage formed through the metal plate and the metal cylinder, the arrangement of the electromagnetic wave absorber described above is provided. In addition to the effects, the cooling pipe 7 and the cooling water jacket 23 are not required, so that the cost can be reduced and the assembling operation can be simplified.
[0034]
Further, another invention provides an electromagnetic wave absorber provided outside the acceleration cavity and the choke on any one of the surfaces of each metal plate. In addition, cooling is performed so as to penetrate the metal cylinder and the metal cylinder which has an inner diameter including the acceleration cavity and the choke and is inserted between the adjacent metal plates to integrate all the metal plates and the metal cylinder. If the water channel is formed, the cooling pipe 7 and the cooling water jacket 23 become unnecessary, so that the cost can be reduced and the assembling operation can be simplified.
[0035]
Further, another invention provides an electromagnetic wave absorber on any surface of each of the metal plates so as to be located outside the acceleration cavity and the choke, and has an inner diameter including the acceleration cavity and the choke. By providing a metal cylinder interposed between adjacent metal plates to integrate all metal plates, and further providing a cooling pipe or jacket for flowing cooling water outside the metal plate and the metal cylinder, Similarly, in addition to the above-mentioned effects derived from the arrangement of the electromagnetic wave absorber, the configuration can be simplified, the problem of leakage of cooling water into vacuum can be solved, and the reliability can be further improved.
[0036]
Further, another invention is to reduce the above-mentioned metal cylinder by integrating all metal plates by inserting a metal ring having a diameter including the acceleration cavity and the choke. In addition, it is possible to reduce processing and man-hours, and by providing an electromagnetic wave absorber on a metal ring separate from the metal plate, deformation of the acceleration cavity is reduced, improving the accuracy of assembling the acceleration tube and improving the wake Can be suppressed.
[0037]
Further, another invention can reduce the above-mentioned metal cylinder by integrating all the metal plates by inserting a metal ring having a diameter including the acceleration cavity and the choke. In addition, machining and man-hours can be reduced, and by providing an electromagnetic wave absorber on a metal ring separate from the metal plate, deformation of the acceleration cavity is reduced, improving the accuracy of assembling the accelerator tube and improving the wake field. Induction can be suppressed. Furthermore, if a plurality of slots are provided in the outer circumferential direction of the electromagnetic wave absorber of the metal ring, the wake field propagates from one electromagnetic wave absorber through the slot to the other electromagnetic wave absorber, so that the propagation distance is reduced. It can be expected that the wake field will be further attenuated.
[0038]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the acceleration tube according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0039]
(First Embodiment)
FIGS. 1 to 3 are configuration diagrams showing an embodiment of an acceleration tube according to the present invention. FIG. 1 is a sectional view taken along a central axis of a regular cell portion of a choke mode cavity accelerator, and FIG. 2 is a sectional view perpendicular to the central axis. 1 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 2, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along the central axis of the coupler cell portion of the choke mode cavity acceleration tube. 1 and 3 show only a cross-sectional portion of the coupler cell portion from the viewpoint of facilitating understanding, and a non-cross-sectional portion is omitted. Hereinafter, the same applies to each drawing.
[0040]
In this embodiment, an oxygen-free copper disk having a beam bore through which particles to be accelerated pass, and having an acceleration cavity and a choke cut on one surface are arranged at predetermined intervals, and sandwiched between adjacent oxygen-free copper disks. An electromagnetic wave absorber to be joined, integrated and integrated is arranged outside the choke to absorb the wake field drawn out and sufficiently attenuate before reaching the vacuum jacket, and to provide a coupler cell outside the vacuum jacket , To achieve simplification of the structure.
[0041]
First, as shown in FIGS. 1 and 2, the regular cell portion of the choke mode cavity acceleration tube has a beam bore 1 at the center for allowing particles to be accelerated to pass therethrough, and accelerates in a circumferential direction outside the beam bore 1. Oxygen-free copper disks 4 formed by cutting the cavity 2 and the choke 3 are arranged at predetermined intervals so that the centers of the beam bores 1 are aligned, and the choke 3 is interposed between the oxygen-free copper disks 4. A coin-shaped SiC (silicon carbide: semiconductive ceramic) 5 as an electromagnetic wave absorber is interposed so as to be sandwiched at an outer position and joined to each other by brazing.
[0042]
The thickness of the coin-shaped SiC 5 has a function as a spacer for determining the interval between the adjacent oxygen-free copper disks 4 and is precisely processed with high precision. The gap obtained by inserting the coin-shaped SiC 5 between the adjacent oxygen-free copper disks 4 is a radial line waveguide 6 for extracting a wake field from the acceleration cavity 2. Further, cooling pipes 7 are provided so as to penetrate and join the oxygen-free copper disc 4 so as to pass outside the choke 3. The oxygen-free copper disks 4, 4 integrated with the coin-shaped SiC 5 interposed therebetween are housed in a vacuum jacket 8 and maintained in a high vacuum state. 9 is an opening.
[0043]
On the other hand, the coupler cell portion shown in FIG. 3 has a step portion 10 formed at the end of the vacuum jacket 8 and a coupler cell 11 having substantially the same diameter as the oxygen-free copper disk 4 is provided. The coupler cell 11 has a through-hole formed at the center thereof for allowing particles to be accelerated to pass therethrough, and has a space inside having a function corresponding to the acceleration cavity 2. And is connected to a waveguide 12 for external high-frequency transmission. 13 is a cooling pipe outlet.
[0044]
Therefore, according to the configuration of the above embodiment, the coin-shaped SiC 5 as the electromagnetic wave absorber is located outside the acceleration cavity 2 and the choke 3 and inside the opening 9 inside the vacuum jacket 8. Since it is provided, the coin-shaped SiC 5 does not affect the high frequency used for acceleration reflected by the choke 3, but absorbs the wake field drawn out and is sufficient before reaching the opening 9 to the vacuum jacket 8. Can be attenuated. Therefore, the reflection of the wake field at the end of the radial line waveguide 6 is negligible. Further, the wake field reflected at the end of the radial line waveguide 6 and returning toward the acceleration cavity 2 passes through a certain area of the coin-shaped SiC 5 again, and is further attenuated.
[0045]
Further, as described above, the wake field is sufficiently attenuated through the radial line waveguide 6 to reach the opening 9 to the vacuum jacket 8, and from this opening 9 to the inside of the vacuum jacket 8. The intensity of the emitted wakefield is very weak.
[0046]
In the above-described choke mode cavity accelerator, the attenuation of the wake field inside the acceleration cavity 2 due to the re-incident of the wake field from the end of the radial line waveguide 6 into the acceleration cavity 2 is effectively reduced. Can be prevented, and sufficient beam stability can be ensured even during high current acceleration.
[0047]
Further, according to this embodiment, since the intensity of the wake field radiated from the opening 9 into the vacuum jacket 8 is very weak, the wake field is re-incident on the radial line waveguide 6 due to reflection from the vacuum jacket 8. There is no need to consider the effects. Therefore, the vacuum jacket 8 can be brought closer to the opening 9 of the radial line waveguide 6. Thereby, for example, the coupler cell 11 can be provided outside the vacuum jacket 8, and the waveguide 12 and the cooling pipe outlet 13 connected to the coupler cell 11 can be provided directly outside the vacuum jacket 8. The structure is simple and the reliability can be improved.
[0048]
Further, since the coupler cell 11 is provided outside the vacuum jacket 8, a mechanism for supporting and adjusting the position of the accelerating tube by the coupler cells 11 on both sides can be placed in the atmosphere. It can be simplified and the adjustment accuracy is improved. In addition, since the oxygen-free copper discs 4 are connected and integrated via the coin-shaped SiC 5 having high rigidity, the rigidity of the entire acceleration tube can be increased.
[0049]
The shape of the SiC 5 is not limited to a coin shape, but may be various shapes such as a rectangular parallelepiped and a fan shape, and the position of the cooling pipe 7 may be on the outer peripheral side of the SiC 5.
[0050]
(Second embodiment)
4 and 5 show another embodiment of the acceleration tube according to the present invention.
[0051]
FIG. 4 is a cross-sectional view along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerator, and FIG. 5 is a cross-sectional view perpendicular to the central axis. 4 is a cross-sectional view taken along the line DD shown in FIG. 5, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line CC shown in FIG. 4 and 5, the same or similar members as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0052]
In this embodiment, a ring-shaped SiC is joined and arranged as an electromagnetic wave absorber disposed between oxygen-free copper disks, so that there is no vacuum jacket.
[0053]
That is, in the regular cell portion of the accelerating tube, an electromagnetic wave absorber is interposed between the oxygen-free copper disks 4, and the acceleration cavity 2 and the choke cut on one surface of the oxygen-free copper disk 4 are used as the electromagnetic wave absorber. A ring-shaped SiC 21 having a sufficient inner diameter to contain 3 inside is used. The oxygen-free copper disks 4 are arranged at predetermined intervals so that the centers of the beam bores 1 are aligned. The ring-shaped SiC 21 is joined between the adjacent oxygen-free copper disks 4 so as to include the acceleration cavities 2 and the chokes 3 of the oxygen-free copper disks 4, thereby forming a ring with the oxygen-free copper disks 4. And an integrated configuration with SiC21.
[0054]
Further, a cooling pipe 7 is provided so as to penetrate and join each oxygen-free copper disk 4 so as to be located outside the ring-shaped SiC 21.
[0055]
According to the configuration of such an embodiment, the ring-shaped SiC 21 can be used as the vacuum boundary, and the vacuum jacket can be eliminated. Further, the cooling pipe 7 itself can be arranged in the atmosphere, so that there is no fear of leakage of the cooling water into the vacuum, and the reliability can be further improved.
[0056]
In addition, the mechanism that supports and adjusts the position of the accelerating tube can be installed in the atmosphere not only at both ends of the accelerating tube but also in the case where adjustment is required on the way, so that further improvement in adjustment accuracy can be expected. .
[0057]
Further, with respect to the effect of securing the stability of the beam at the time of large current acceleration and the improvement of the rigidity, it can be expected that the function and arrangement of the ring-shaped SiC 21 have the same or higher effects as those of the first embodiment.
[0058]
(Third embodiment)
FIG. 6 shows another embodiment of the accelerating tube according to the present invention, and is a cross-sectional view along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerating tube. In the figure, the same reference numerals are given to the same or similar members as those in the respective drawings, and the detailed description thereof will be omitted.
[0059]
In this embodiment, for example, in addition to a ring-shaped SiC 21, a metal cylinder 22 is arranged outside the ring-shaped SiC 21 so as to be sandwiched and joined by an oxygen-free copper disk 4.
[0060]
Specifically, the regular cell portion of the choke mode cavity acceleration tube has a beam bore 1 at the center for allowing particles to be accelerated to pass through, and cuts the acceleration cavity 2 and the choke 3 outward from the beam bore 1. Oxygen-free copper disks 4 are arranged such that the centers of the beam bores 1 are aligned on a straight line at predetermined intervals. Further, for example, the acceleration cavities 2 and the chokes 3 are provided on both sides of every other oxygen-free copper disks 4. For example, a ring-shaped SiC 21 is bonded so as to be included inside.
[0061]
Further, the metal cylinder 22 is arranged so as to include the acceleration cavity 2, the choke 3, and the ring-shaped SiC 21 as an electromagnetic wave absorber inside. These metal cylinders 22 are integrated by being sandwiched and joined between oxygen-free copper disks 4.
[0062]
Further, a cooling water jacket 23 for flowing cooling water outside the metal cylinder 22 is provided.
[0063]
According to the configuration of such an embodiment, since the ring-shaped SiC 21 as the electromagnetic wave absorber is provided outside as viewed from the acceleration cavity 2, the high frequency used for acceleration reflected by the choke 3 is not affected. However, it absorbs the wakefield drawn out and sufficiently attenuates before reaching the metal cylinder 22. Therefore, the reflection of the wake field at the end of the radial line waveguide 6, that is, the inner wall of the metal cylinder 22, is very small. Further, the wake field reflected at the end of the radial line waveguide 6 and returned toward the acceleration cavity 2 passes through a certain region of the SiC 21 again, and is further attenuated.
[0064]
Thus, the problem that the attenuation of the wake field inside the acceleration cavity 2 due to the re-incident of the wake field, which is a reflected wave from the end of the radial line waveguide 6, to the acceleration cavity 2 can be prevented can be prevented. In addition, beam stability can be sufficiently ensured even at the time of large current acceleration.
[0065]
In addition, according to this configuration, by setting the metal cylinder 22 as a vacuum boundary, not only the vacuum jacket can be made unnecessary, but also the cooling water jacket 23 is set in the atmosphere, so that the cooling water leaks into the vacuum. And the reliability can be further improved.
[0066]
Also, since the oxygen-free copper disk 4 and the metallic cylinder 22 are joined and integrated, the rigidity can be increased, and the mechanism for supporting and adjusting the position of the accelerating tube is only provided at both ends of the accelerating tube. However, even when adjustment is required in the middle of the process, the device can be installed in the atmosphere, and further improvement in adjustment accuracy can be expected.
[0067]
Further, when the ring-shaped SiC 21 is joined to the oxygen-free copper disk 4 by brazing or the like, the oxygen-free copper disk 4 is deformed due to a difference in linear expansion coefficient between the two materials. In the present embodiment, since the ring-shaped SiC 21 is joined to both sides of the oxygen-free copper disk 4, stress is relieved, deformation of the acceleration cavity 2 and the choke 3 can be suppressed, and joining reliability is improved.
[0068]
The SiC 21 is not limited to the ring shape, but may be of various shapes such as a coin shape, a rectangular parallelepiped, and a fan shape.
[0069]
(Fourth embodiment)
FIG. 7 shows another embodiment of the accelerating tube according to the present invention, and is a cross-sectional view along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerating tube. 6, the same or similar members as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0070]
In this embodiment, two differently shaped oxygen-free copper disks are alternately arranged to improve the assembly accuracy of the ring-shaped SiC 21, suppress deformation of the acceleration cavity 2 and the like, and suppress induction of a wake field. .
[0071]
That is, the regular cell portion of this accelerating tube has a beam bore 1 for passing particles to be accelerated at the center, and an oxygen-free copper disk 24 having an accelerating cavity 2 and a choke 3 cut on both sides, and a center at the center. An oxygen-free copper disk 25 having a beam bore 1 for passing particles to be accelerated and not cutting the acceleration cavity 2 and the choke 3 is alternately arranged at predetermined intervals on a straight line with the center of the beam bore 1 aligned. Arrange them side by side. Then, for example, a ring-shaped SiC 21 having an inner diameter sufficient to include the acceleration cavity 2 and the choke 3 therein is joined to both surfaces of the oxygen-free copper disk 25, and further, the acceleration cavity 2, the choke 3, and a ring serving as an electromagnetic wave absorber Metal cylinder 22 is arranged so as to include SiC 21 inside. The metal cylinder 22 has an integrated structure by being joined so as to be sandwiched between adjacent oxygen-free copper disks 24 and 25.
[0072]
Further, a cooling pipe or a cooling water jacket 23 for flowing cooling water is provided outside the metal cylinder 22.
[0073]
According to the configuration of this embodiment, the same functions and effects as those of the third embodiment can be obtained. Further, by joining the ring-shaped SiC 21 to the simple oxygen-free copper disk 25, deformation after the joining is reduced, the assembling accuracy of the accelerating tube is increased, and the induction of the wake field can be expected to be suppressed.
[0074]
The shape of SiC is not limited to a ring shape, but may be various shapes such as a coin shape, a rectangular parallelepiped, and a fan shape.
[0075]
(Fifth embodiment)
FIG. 8 shows another embodiment of the acceleration tube according to the present invention, and is a cross-sectional view taken along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity acceleration tube. 6, the same or similar members as in FIGS. 6 and 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0076]
In this embodiment, a ring-shaped SiC is bonded to a metal cylinder 22 instead of an oxygen-free copper disk, thereby improving the assembly accuracy of the ring-shaped SiC 21 and reducing the deformation of the acceleration cavity 2 and the like, and inducing a wake field. The goal is to control it.
[0077]
That is, the regular cell part of the accelerating tube has a beam bore 1 at the center for allowing particles to be accelerated to pass therethrough, and an oxygen-free copper disc formed by cutting the accelerating cavity 2 and the choke 3 outward of the beam bore 1. 4 are arranged at predetermined intervals so that the center of each beam bore 1 is aligned on a straight line. Then, both surfaces of the metal cylinder 22 are joined so as to be sandwiched in the vicinity of the periphery of the adjacent oxygen-free copper disk 4 and to include the acceleration cavity 2 and the choke 3 inside. A ring-shaped SiC 21 is bonded to the inner surfaces of these metal cylinders 22 so as to be located outside the acceleration cavity 2 and the choke 3.
[0078]
Therefore, the adjacent oxygen-free copper disks 4 and 4 are integrated by sandwiching and joining the metal disks 22 provided with the ring-shaped SiCs 21. Further, cooling water is supplied to the outside of the metal disks 22. A cooling pipe or a cooling water jacket 23 for flowing is provided.
[0079]
Therefore, according to the configuration of the above-described embodiment, the same functions and effects as those of the third embodiment are exhibited, and the acceleration cavity 2 is cut by joining the ring-shaped SiC 21 to the metal cylinder 22. The ring-shaped SiC 21 serving as an electromagnetic wave absorber is not joined to the oxygen-free copper disk 4 thus formed, the deformation of the acceleration cavity 2 is reduced, the assembling accuracy of the acceleration tube is improved, and the induction of a wake field can be suppressed.
[0080]
In the above embodiment, the ring-shaped SiC 21 is joined to the inner surface of the metal cylinder 22.
[0081]
Further, the shape of SiC 21 is not limited to a ring shape, but may be a sector shape.
[0082]
FIG. 9 shows another example of the present embodiment, and is a cross-sectional view along a central axis of a regular cell portion of a choke mode cavity acceleration tube. 8, the same or similar members as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0083]
In this embodiment, the metal cylinder 22 and the ring-shaped SiC 21 are connected by joining or shrink fitting, but other connection examples may be used. For example, a metal layer 26 may be formed on the contact surface between the ring-shaped SiC 21 to be shrink-fitted and the metal cylinder 22 by metallization with Mo-Mn or silver plating after metallization to connect.
[0084]
Thereby, the thermal contact at the boundary between the ring-shaped SiC 21 and the metal cylinder 22 is improved as compared with the case where the SiC and the oxygen-free copper are in direct contact, and is generated inside the ring-shaped SiC 21 by the absorption of the wake field 37. Heat can be easily removed, and the temperature rise of the ring-shaped SiC 21 can be suppressed. Needless to say, other functions and effects are the same as those of the fifth embodiment.
[0085]
(Sixth embodiment)
FIG. 10 is a view showing another embodiment of the accelerating tube according to the present invention, and specifically, is a cross-sectional view along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerating tube. Note that in this figure, the same or similar members as those in FIGS. 6 to 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0086]
In this embodiment, a collar for joining the ring-shaped SiC 21 to the inner surface of the metal cylinder 22 is provided.
[0087]
More specifically, the regular cell portion of the acceleration tube has a beam bore 1 at the center for allowing particles to be accelerated to pass therethrough, and cuts the acceleration cavity 2 and the choke 3 outward of the beam bore 1. The oxygen-free copper disks 4 are arranged at predetermined intervals so that the centers of the respective beam bores 1 are aligned. Then, both surfaces of the metal cylinder 22 are joined so as to be sandwiched in the vicinity of the peripheral portion of the adjacent oxygen-free copper disk 4. A collar 27 protrudes from the inner surface of the metal cylinder 22, and a ring-shaped SiC 21 is joined to both surfaces of the collar 27.
[0088]
Further, a cooling pipe or a cooling water jacket 23 for flowing cooling water outside the metal cylinder 22 is provided.
[0089]
According to the structure of this embodiment, the same functions and effects as those of the third embodiment can be obtained, and the ring-shaped SiC 21 is joined to the flange 27 protruding from the inner surface of the metal cylinder 22, thereby accelerating the cavity. There is no need to bond the electromagnetic wave absorber SiC to the oxygen-free copper disk 4 obtained by cutting the 2, so that the deformation of the acceleration cavity 2 can be reduced, the accuracy of assembling the acceleration tube can be improved, and the induction of the wake field is suppressed. can do.
[0090]
The shape of SiC is not limited to a ring shape, but may be various shapes such as a coin shape, a rectangular parallelepiped, and a fan shape.
[0091]
(Seventh embodiment)
FIG. 11 is a view showing another embodiment of the acceleration tube according to the present invention, and is a sectional view along a central axis of a regular cell portion of the acceleration tube. 6, the same or similar members as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0092]
In this embodiment, every other oxygen-free copper disk 4 is divided at the choke 3 into two members, and the two members are integrated after joining the ring-shaped SiC.
[0093]
Specifically, the regular cell portion of the accelerating tube has a beam bore 1 at the center for allowing particles to be accelerated to pass therethrough, and an accelerating cavity 2 and a choke 3 cut out of the beam bore 1 in an oxygen-free copper. The disks 4 are arranged at predetermined intervals so that the centers of the respective beam bores 1 are aligned.
[0094]
Among the oxygen-free copper disks 4, in the third embodiment, the ring-shaped SiC 21 is joined to both sides of the oxygen-free copper disks 4 arranged alternately, but in the present embodiment, The oxygen-free copper disc 4 on the side to which the ring-shaped SiC 21 is joined is divided at the choke 3 into two members 4a and 4b.
[0095]
The two members 4a and 4b are joined when the ring-shaped SiC 21 as the electromagnetic wave absorber is joined, and the metal cylinder 22 is sandwiched between the adjacent oxygen-free copper disks 4 to be joined and integrated.
[0096]
According to the configuration of this embodiment, the same functions and effects as those of the third embodiment can be obtained, and the following operations and effects can be obtained.
[0097]
In other words, SiC and oxygen-free copper have different physical properties and are easily deformed by a rise in temperature due to bonding.
[0098]
Therefore, in the present embodiment, deformation after the joining of the acceleration cavity 2 can be reduced by performing the finishing after annealing after joining the member 4a and the ring-shaped SiC 21. Thereby, the assembling accuracy of the acceleration tube is improved, and the induction of the wake field can be suppressed.
[0099]
The shape of SiC is not limited to a ring shape, but may be various shapes such as a coin shape, a rectangular parallelepiped, and a fan shape.
[0100]
(Eighth embodiment)
FIG. 12 is a view showing another embodiment of the accelerating tube according to the present invention, and is a sectional view along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerating tube. In the drawing, the same or similar members as those in the above-mentioned drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0101]
In this embodiment, the cooling pipe or the cooling water jacket described in the second embodiment and the other embodiments is omitted, and a cooling water passage is provided in the inner circumferential direction of the oxygen-free copper disc.
[0102]
Specifically, the regular cell portion of the accelerating tube cuts the cooling water channel in the outer circumferential direction of the oxygen-free copper disk 4 from which the acceleration cavity 2 and the choke 3 have been cut at the time of roughing, and then closes the cooling water channel lid 31 from the outside. The cooling water passage 32 is formed in the inner circumferential direction of the oxygen-free copper disk 4 by covering and joining and performing finishing.
[0103]
The cooling water passage 32 may be formed by cutting from a flat surface of the oxygen-free copper disk 4a, for example, a bonding surface of SiC. At this time, the ring-shaped SiC 21 plays the role of a lid.
[0104]
Therefore, according to the configuration of the above-described embodiment, the same operation and effect as those of the second embodiment can be obtained, and the exclusive cooling water channel 7 or the cooling water channel used in the second embodiment and the like can be used. Since the water jacket 23 can be omitted, complicated work such as simultaneous joining of the cooling water passage 7 and SiC or joining of the cooling water passage after SiC joining becomes unnecessary. In addition, the physical properties of SiC and oxygen-free copper are different, and deformation of the acceleration cavity 2 and the like is likely to occur due to a rise in temperature during joining. However, as described above, the necessity of joining the dedicated cooling water channel 7 or the cooling water jacket 23 can be eliminated. For example, the deformation of the accelerating cavity 2 after joining is reduced, the assembling accuracy of the accelerating tube is improved, and the induction of the wake field can be suppressed.
[0105]
(Ninth embodiment)
FIG. 13 is a view showing another embodiment of the accelerating tube according to the present invention, and is a sectional view along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerating tube. In the figure, the same reference numerals are given to the same or similar members as those in the respective drawings, and the detailed description thereof will be omitted.
[0106]
In this embodiment, the cooling water jacket 23 is provided outside the oxygen-free copper disk 4 and the metal cylinder 22 in the third embodiment, but the inside of the oxygen-free copper disk 4 and the metal cylinder 22 To form a cooling water passage.
[0107]
Specifically, the regular cell portion of the accelerating tube integrates the oxygen-free copper disk 4 and the metal cylinder 22 and then connects the oxygen-free copper disk 4 and the metal cylinder 22 in the longitudinal direction of the accelerating tube. The cooling water passage 33 is formed so as to penetrate the cooling pipe 7 or the cooling water jacket 23 for flowing the cooling water. The cooling water channel 33 is formed by cutting a water channel hole at a predetermined position so that a water channel is formed when both the oxygen-free copper disk 4 and the metal cylinder 22 are bonded in advance. May be formed.
[0108]
Therefore, according to the configuration of this embodiment, in addition to the same operation and effect as the second and third embodiments, the cooling pipe 7 or the cooling water jacket 23 becomes unnecessary as described above, and the cost is reduced. And assembly work can be simplified.
[0109]
(Tenth embodiment)
FIG. 14 is a view showing another embodiment of the accelerating tube according to the present invention, and is a sectional view taken along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerating tube. In the figure, the same reference numerals are given to members similar to those in each of the above drawings except for the same parts, and detailed description thereof will be omitted.
[0110]
In this embodiment, the ring-shaped SiC 21 is bonded to both surfaces of every other oxygen-free copper disk 4 in the ninth embodiment, but the ring-shaped SiC 21 is attached to one surface of each oxygen-free copper disk 4. It is joined.
[0111]
That is, the regular cell portion of this accelerator tube has a simple configuration by joining a ring-shaped SiC 21 to any one surface of all the oxygen-free copper disks 4 as shown in FIG. An effect similar to that of the ninth embodiment is achieved.
[0112]
The shape of SiC is not limited to a ring shape, but may be various shapes such as a coin shape, a rectangular parallelepiped, and a fan shape.
[0113]
(Eleventh embodiment)
FIG. 15 is a view showing another embodiment of the accelerating tube according to the present invention, and is a sectional view along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerating tube. In the figure, the same reference numerals are given to the same or similar members as those in the respective drawings, and the detailed description thereof will be omitted.
[0114]
This embodiment is a combination of the third embodiment and the tenth embodiment.
[0115]
That is, the regular cell portion of the accelerating tube is provided with a cooling water jacket 23 for flowing cooling water outside the integrated oxygen-free copper disk 4 and the metal cylinder 22, while all oxygen-free copper circles are provided. By joining the ring-shaped SiC 21 to one of the surfaces of the plate 4, the same operation and effect as in the third and tenth embodiments can be obtained.
[0116]
The shape of SiC is not limited to a ring shape, but may be various shapes such as a coin shape, a rectangular parallelepiped, and a fan shape.
[0117]
(Twelfth embodiment)
FIG. 16 is a view showing another embodiment of the accelerating tube according to the present invention, and is a sectional view along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerating tube. In the same figure, members that are the same as or similar to those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0118]
This embodiment is different from the sixth embodiment in that the metal cylinder 22 is omitted and the flange 27 protruding from the metal cylinder 22 is used instead of the adjacent oxygen-free copper disks 4, 4. A metal ring 35 is interposed and joined, and a ring-shaped SiC 21 is joined to both sides of the metal ring 35.
[0119]
That is, the regular cell portion of the accelerating tube is formed by joining the ring-shaped SiC 21 to both inside surfaces of the metal ring 35 instead of the flange 27 protruding from the metal cylinder 22 in the sixth embodiment. A configuration in which the oxygen-free copper disk 4, the metal ring 35, and the ring-shaped SiC 21 are integrated by joining the outer surfaces of the metal ring 35 by sandwiching them between the adjacent oxygen-free copper disks 4 and 4. It is. The cooling pipe 7 or the cooling water jacket 23 is provided outside the oxygen-free copper disk 4.
[0120]
According to the configuration of this embodiment, by reducing the number of metal cylinders 22 in the sixth embodiment, it is possible to reduce the cost and man-hour for machining and assembly, and to further reduce the acceleration cavity 2. Since it is not necessary to join SiC, which is an electromagnetic wave absorber, to the cut oxygen-free copper disk 4, deformation of the acceleration cavity 2 is reduced, and assembling accuracy of the acceleration tube is improved, and induction of a wake field can be suppressed.
[0121]
The shape of SiC is not limited to a ring shape, but may be various shapes such as a coin shape, a rectangular parallelepiped, and a fan shape.
[0122]
(Thirteenth embodiment)
17 and 18 are views showing another embodiment of the accelerating tube according to the present invention, and more specifically, sectional views taken along a central axis of a regular cell portion of the choke mode cavity accelerating tube. 17 is a sectional view taken along the line FF shown in FIG. 18, and FIG. 18 is a sectional view taken along the line EE shown in FIG. In the same drawing, the same or similar members as those in FIGS. 10 and 16 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0123]
This embodiment is another example of the twelfth embodiment.
[0124]
That is, the regular cell portion of the accelerating tube is inserted and joined with the metal ring 35a so as to be sandwiched between the adjacent oxygen-free copper disks 4 and 4, and the ring-shaped SiCs 21a and 21b are provided on both inner surfaces of the metal ring 35a. Are the same as in the twelfth embodiment.
[0125]
What is particularly different is a configuration in which a plurality of slots 36,... Are provided in a circumferential direction between a portion of the metal ring 35a joined to the oxygen-free copper disk 4 and a portion joined to the ring-shaped SiCs 21a, 21b. is there.
[0126]
According to the configuration of such an embodiment, the wake field 37 that has propagated along the ring-shaped SiC 21a joined to one surface of the metal ring 35a passes through the slot 36 formed in the circumferential direction, and It wraps around the other surface of the ring 35a and propagates along the ring-shaped SiC 21b joined to the wrapped surface. As a result, the distance over which the wake field 37 propagates along the ring-shaped SiCs 21a and 21b becomes longer, and further attenuation of the wake field 37 can be expected.
[0127]
Needless to say, other functions and effects are the same as those of the twelfth embodiment.
[0128]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following various effects can be obtained.
[0129]
According to the first aspect of the present invention, the electromagnetic wave absorber does not affect the high-frequency power, absorbs the wake field drawn out, can be sufficiently attenuated before reaching the vacuum jacket, and has an end portion of the radial line waveguide. The influence of the wake field that is reflected and reenters the acceleration cavity can be eliminated, and beam stability can be ensured even during high current acceleration. Further, since the coupler cells are provided on both outer sides of the vacuum jacket, the position of the accelerator can be easily adjusted, and the adjustment accuracy can be improved.
[0130]
According to the second aspect of the present invention, the ring-shaped electromagnetic wave absorber is interposed between the metal plates so that the vacuum jacket can be eliminated, and the metal plate is provided with the ring-shaped electromagnetic wave absorber so as to include the acceleration cavity and the choke. Thus, the wake field can be sufficiently attenuated, the influence of the wake field reflected and re-entered into the acceleration cavity can be eliminated, and the beam stability can be ensured even during high-current acceleration. In addition, since the cooling pipe is installed outside the ring-shaped electromagnetic wave absorber, the cooling pipe is installed in the atmosphere, so that there is no fear of accidental leakage of cooling water into vacuum, and further reliability can be secured.
[0131]
According to the third aspect of the present invention, the electromagnetic wave absorber is provided on both sides of the metal plate so as to be located outside the acceleration cavity and the choke. The beam can be attenuated and beam stability can be ensured even during high current acceleration. In addition, all metal plates are integrated by inserting a metal cylinder between metal plates, eliminating the need for a vacuum jacket and eliminating the risk of leakage of cooling water into the vacuum, further ensuring reliability. it can. Further, since the electromagnetic wave absorbers are provided on both sides of the metal plate, the stress can be reduced by the balance on both sides, and the deformation of the acceleration cavity and the choke can be suppressed, and the positional accuracy can be improved.
[0132]
Further, in the invention of claim 4, since the electromagnetic wave absorber is provided on both sides of the second metal plate which does not cut chalk or the like, the wake field can be absorbed and attenuated, and the beam instability can be ensured even at the time of large current acceleration. In addition, since the stress and the temperature rise at the time of joining do not affect the first metal plate obtained by cutting the acceleration cavity and the choke, deformation of the acceleration cavity and the choke can be eliminated, and the assembling accuracy of the accelerating tube can be improved. Induction of the wake field can be reliably suppressed.
[0133]
Furthermore, in the fifth aspect of the present invention, the metal cylinder is interposed between the metal plates, and the electromagnetic wave absorber is provided on the inner surface of the metal cylinder. In addition to having the same action as described above, since the electromagnetic wave absorber is not provided on the surface of the metal plate, the deformation of the acceleration cavity and the choke can be eliminated, and the assembling accuracy of the acceleration tube can be improved.
[0134]
Furthermore, in the invention of claim 6, since the inner surface of the metal cylinder interposed between the metal plates is provided with a flange having an inner diameter including the acceleration cavity and the choke, the electromagnetic wave absorber is provided on the metal plate. Since it is not installed, the deformation of the acceleration cavity and the like can be eliminated, and the assembling accuracy of the acceleration tube can be improved and the induction of the wake field can be reliably suppressed.
[0135]
Further, in the invention according to claim 7, the metal member on which the electromagnetic wave absorber is disposed on both surfaces is divided into two members by chalk portions, and the two members are joined after attaching the electromagnetic wave absorber to the metal member. Even when the metal body and the electromagnetic wave absorber have different physical property values, it is possible to suppress the deformation of the acceleration cavity, which is easily deformed due to a rise in temperature at the time of joining, to improve the assembling accuracy of the acceleration tube and to reliably suppress the induction of the wake field.
[0136]
Further, in the invention of claim 8, since the cooling water passage is provided by cutting the inside of the metal plate, there is no need to join the cooling water passage, the deformation of the acceleration cavity due to the joining is small, and the assembling accuracy of the acceleration tube is reduced. improves. In addition, since the ring-shaped electromagnetic wave absorber is arranged between the metal plates so as to include the acceleration cavity and the choke, the wake field can be sufficiently attenuated, and the influence of the wake field reflected and re-entering the acceleration cavity is eliminated, Beam instability can be ensured even during high current acceleration.
[0137]
Further, in the ninth aspect of the present invention, the same effect as that of the eighth aspect is obtained by providing the electromagnetic wave absorber on both surfaces of every other metal plate so as to be located outside the acceleration cavity and the choke. Since the cooling water passage formed through the metal plate and the metal cylinder inserted between the metal plates is provided, a cooling pipe and a cooling water jacket are not required, thereby reducing costs and simplifying assembly work. Can be realized.
[0138]
Further, according to the tenth aspect of the present invention, an electromagnetic wave absorber is provided on any surface of each metal plate so as to be located outside the acceleration cavity and the choke. , Which contributes to the simplification of the configuration, and also provides a cooling water passage formed through a metal plate and a metal cylinder interposed between the metal plates, so that cooling piping and a cooling water jacket are not required, The cost can be reduced and the assembling operation can be simplified.
[0139]
Furthermore, in the invention of claim 11, in addition to having the same effects as in claim 10, it is possible to solve the problem of the accident of leakage of the cooling water into the vacuum and further improve the reliability.
[0140]
Further, in the twelfth aspect of the present invention, since a metal ring having a diameter including the acceleration cavity and the choke is interposed between the metal plates, it is possible to reduce the number of metal cylinders and to reduce processing and man-hours. Further, by providing the electromagnetic wave absorber on a metal ring different from the metal plate, the deformation of the acceleration cavity can be reduced, the accuracy of assembling the acceleration tube can be improved, and the induction of the wake field can be suppressed.
[0141]
According to the thirteenth aspect, in addition to the same effect as the tenth aspect, by providing a slot in the metal ring, the propagation distance of the wake field becomes longer, and further attenuation of the wake field can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view taken along a central axis of an embodiment of a regular cell portion of an acceleration tube according to the present invention.
FIG. 2 is a view taken along the line AA shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along a central axis of one embodiment of a coupler cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along a central axis of another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 5 is a view taken along the line CC shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a sectional view taken along a central axis of still another embodiment of a regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 7 is a sectional view taken along a central axis of still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 8 is a sectional view taken along a central axis of still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along a central axis in still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 10 is a sectional view taken along a central axis of still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view taken along a central axis in still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view taken along a central axis of still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 13 is a sectional view taken along a central axis of still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 14 is a sectional view taken along a central axis of still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 15 is a sectional view taken along a central axis of still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 16 is a sectional view taken along a central axis of still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 17 is a cross-sectional view taken along a central axis in still another embodiment of the regular cell portion of the acceleration tube according to the present invention.
FIG. 18 is a view as seen from the direction of arrows EE shown in FIG. 17;
FIG. 19 is an explanatory diagram of a conventional disc-loaded traveling wave accelerator.
FIG. 20 is a sectional view taken along a central axis of a regular cell portion using a conventional choke mode cavity.
FIG. 21 is an explanatory diagram of an acceleration tube using a conventional choke mode cavity.
FIG. 22 is a view taken in the direction of arrows GG shown in FIG. 21;
[Explanation of symbols]
1 ... Beam bore
2 ... Acceleration cavity
3. Chalk
4,24,25… Oxygen-free copper disc
5. Electromagnetic wave absorber
6. Radial line waveguide
8. Vacuum jacket
11 ... Coupler cell
21 ... Electromagnetic wave absorber
22 Metallic cylinder
23 Cooling water jacket
27 ... Spit
32, 33 ... cooling water channel
35,35a ... Metal ring

Claims (13)

中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
隣り合う前記金属板の間に前記チョークよりも外側に位置するように介挿してすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属板に対し前記チョークよりも外側に位置するように貫通し設置された冷却配管と、一体化されたすべての金属板を囲むように設けられた真空封止のための真空ジャケットと、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設けるとともに前記真空ジャケットの両端部に設けられ、外部の高周波伝送系に結合させるためのカップラーセルとを備えたことを特徴とする加速管。
A through-hole for passing the particles to be accelerated is provided at the center, and a metal plate obtained by cutting a choke for preventing leakage of the high-frequency power and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on one side is provided. In accelerator tubes arranged at intervals,
An electromagnetic wave absorber interposed between the adjacent metal plates so as to be positioned outside the choke to integrate all the metal plates, and to absorb high-frequency power other than the acceleration mode drawn out from the acceleration cavity; and And a cooling pipe installed so as to penetrate outside the choke, a vacuum jacket provided so as to surround all integrated metal plates, and a center accelerated. An accelerating tube, comprising: a through-hole for allowing particles to pass through; and a coupler cell provided at both ends of the vacuum jacket for coupling to an external high-frequency transmission system.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し、隣り合う前記金属板の間に接続してすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収するリング状電磁波吸収体と、この前記金属板に対してリング状電磁吸収体よりも外側に位置するように貫通し設置された冷却配管と備えたことを特徴とする加速管。
A through-hole for passing the particles to be accelerated is provided at the center, and a metal plate obtained by cutting a choke for preventing leakage of the high-frequency power and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on one side is provided. In accelerator tubes arranged at intervals,
A ring having an inner diameter including the acceleration cavity and the choke, connecting between adjacent metal plates to integrate all metal plates, and absorbing a high-frequency power other than the acceleration mode drawn out of the acceleration cavity; An accelerating tube comprising: an electromagnetic wave absorber; and a cooling pipe penetrating through the metal plate so as to be located outside the ring-shaped electromagnetic absorber.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
1つおきの金属板の両面に前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するように設けられ前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記加速キャビティ、前記チョークおよび前記電磁波吸収体を内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に接続することによりすべての金属板を一体化する金属製円筒と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
A through-hole for passing the particles to be accelerated is provided at the center, and a metal plate obtained by cutting a choke for preventing leakage of the high-frequency power and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on one side is provided. In accelerator tubes arranged at intervals,
An electromagnetic wave absorber provided on both sides of every other metal plate so as to be located outside the acceleration cavity and the choke and absorbing high-frequency power other than the acceleration mode extracted from the acceleration cavity; A metal cylinder having an inner diameter including the chalk and the electromagnetic wave absorber and connecting all metal plates by connecting between adjacent metal plates, and an outer side of the metal cylinder and the metal plate. And a cooling pipe or a jacket arranged for flowing cooling water.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、両面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した第1の金属板と中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、前記加速キャビティおよび前記チョークを切削しない第2の金属板とを交互に所定の間隔をもって配列させた金属板配列手段と、
前記第2の金属板の両面に前記第1の金属板の加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように配置され前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記加速キャビティ、前記チョークおよび前記電磁波吸収体を内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に接続することによりすべての金属板を一体化する金属製円筒と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
A first metal plate provided with a through-hole at the center thereof for allowing the particles to be accelerated to pass therethrough, and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on both sides and a choke for preventing leakage of the high-frequency power; And a metal plate arranging means in which a through hole for passing particles to be accelerated is provided at the center, and the acceleration cavity and the second metal plate which does not cut the choke are alternately arranged at a predetermined interval,
An electromagnetic wave absorber arranged on both surfaces of the second metal plate so as to be located outside the acceleration cavity and the choke of the first metal plate and absorbing high-frequency power other than the acceleration mode extracted from the acceleration cavity; A metal cylinder having an inner diameter including the acceleration cavity, the choke and the electromagnetic wave absorber, and integrating all metal plates by connecting between adjacent metal plates; An accelerating pipe, comprising: a cooling pipe or a jacket disposed outside the metal plate for flowing cooling water.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークとを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し、前記隣り合う金属板の間に接合することによりすべての金属板を一体化する金属製円筒と、前記金属製円筒の内側面に前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するように接続され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
A metal plate is provided with a through-hole at the center for passing the particles to be accelerated, and a metal plate cut on one side with an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power and a choke for preventing leakage of the high-frequency power. Accelerator tubes arranged at intervals of
A metal cylinder having an inner diameter including the accelerating cavity and the choke, and joining all the metal plates by joining between the adjacent metal plates; and An electromagnetic wave absorber that is connected to be located outside the cavity and the choke and absorbs high-frequency power other than in the acceleration mode drawn out of the acceleration cavity; and an electromagnetic wave absorber that is disposed outside the metal cylinder and the metal plate. An acceleration tube comprising a cooling pipe or a jacket for flowing water.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有するとともに内面につばを設け、前記隣り合う金属板の間に接合することによりすべての金属板を一体化する金属製円筒と、
この金属製円筒のつばの両面に設けられ前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
A through-hole for passing the particles to be accelerated is provided at the center, and a metal plate obtained by cutting a choke for preventing leakage of the high-frequency power and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on one side is provided. In accelerator tubes arranged at intervals,
A metal cylinder having an inner diameter such as to include the acceleration cavity and the choke and having a flange on the inner surface, and joining all the metal plates by joining between the adjacent metal plates,
An electromagnetic wave absorber that is provided on both sides of the collar of the metal cylinder and absorbs high-frequency power other than the acceleration mode drawn out of the acceleration cavity, and that is arranged outside the metal cylinder and the metal plate to flow cooling water. An accelerating tube comprising: a cooling pipe or a jacket.
両面に電磁波吸収体を配置する金属体は、前記チョークの部分で分割した2つの部材からなり、前記金属体に電磁波吸収体を取り付けた後に当該2つの部材を接合することを特徴とする請求項3に記載の加速管。The metal body having an electromagnetic wave absorber disposed on both surfaces is composed of two members divided by the choke, and the two members are joined after attaching the electromagnetic wave absorber to the metal body. 3. The acceleration tube according to 3. 中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に接合してすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収するリング状電磁波吸収体と、前記金属板を内側に所定の深さに切削し、その開口部分にふたを接合し形成する冷却水路とを備えたことを特徴とする加速管。
A through-hole for passing the particles to be accelerated is provided at the center, and a metal plate obtained by cutting a choke for preventing leakage of the high-frequency power and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on one side is provided. In accelerator tubes arranged at intervals,
A ring shape having an inner diameter including the acceleration cavity and the choke, joining between adjacent metal plates to integrate all metal plates, and absorbing high-frequency power other than the acceleration mode drawn out of the acceleration cavity. An acceleration tube comprising: an electromagnetic wave absorber; and a cooling water channel formed by cutting the metal plate to a predetermined depth inside and joining a lid to an opening portion thereof.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し、前記隣り合う金属板の間に接合してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、この金属製円筒の内側の面、当該金属製円筒の内側の面に突出するつばの両面および1つおきの前記金属板両側の何れかに前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するような配置され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属板と前記金属製円筒とを貫通し形成される冷却水路とを備えたことを特徴とする加速管。
A through-hole for passing the particles to be accelerated is provided at the center, and a metal plate obtained by cutting a choke for preventing leakage of the high-frequency power and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on one side is provided. In accelerator tubes arranged at intervals,
A metal cylinder having an inner diameter including the accelerating cavity and the choke, joining between the adjacent metal plates to integrate all the metal plates, and an inner surface of the metal cylinder; An acceleration mode that is disposed on either one of both sides of a brim protruding from the inner surface of the cylinder and every other side of the metal plate so as to be located outside the acceleration cavity and the choke, and is drawn out of the acceleration cavity An acceleration tube comprising: an electromagnetic wave absorber that absorbs high frequency power other than the above; and a cooling water passage formed through the metal plate and the metal cylinder.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークとを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記各金属板の何れか一方の面に前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するように設けられ、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、前記金属板と前記金属性円筒とを貫通し形成される冷却水路とを備えたことを特徴とする加速管。
A metal plate is provided with a through-hole at the center for passing the particles to be accelerated, and a metal plate cut on one side with an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power and a choke for preventing leakage of the high-frequency power. Accelerator tubes arranged at intervals of
An electromagnetic wave absorber provided on any one surface of each of the metal plates so as to be located outside the acceleration cavity and the choke, and absorbing a high-frequency power other than an acceleration mode drawn from the acceleration cavity; A metal cylinder having an inner diameter including the cavity and the choke and being interposed between the adjacent metal plates to integrate all the metal plates, and formed through the metal plate and the metal cylinder. A cooling water passage.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティと前記高周波電力の漏洩を防止するチョークとを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記各金属板の何れかの面に前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するように設けられ、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、前記金属板および前記金属製円筒の外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
A through-hole is provided at the center for allowing the accelerated particles to pass therethrough, and a metal plate obtained by cutting an acceleration cavity for accelerating the energy of the accelerated particles with high-frequency power on one side and a choke for preventing leakage of the high-frequency power is provided on a predetermined surface. Accelerator tubes arranged at intervals of
An electromagnetic wave absorber provided on any surface of each of the metal plates so as to be located outside the acceleration cavity and the choke, and absorbing high-frequency power other than the acceleration mode extracted from the acceleration cavity; And a metal cylinder having an inner diameter including the chalk and interposed between the adjacent metal plates to integrate all the metal plates, and cooling water disposed outside the metal plate and the metal cylinder. And a cooling pipe or a jacket for flowing air.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製リングと、この金属製リングの両側に配置され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属製リングを含む金属板の外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
A through-hole for passing the particles to be accelerated is provided at the center, and a metal plate obtained by cutting a choke for preventing leakage of the high-frequency power and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on one side is provided. In accelerator tubes arranged at intervals,
A metal ring having a diameter that includes the acceleration cavity and the choke and inserted between the adjacent metal plates to integrate all the metal plates, and a metal ring disposed on both sides of the metal ring; An electromagnetic wave absorber that absorbs high-frequency power other than the acceleration mode drawn out of the cavity, and a cooling pipe or jacket that is disposed outside a metal plate including the metal ring and flows cooling water. Acceleration tube.
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製リングと、この金属製リングの両側に配置され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属製リングを含む金属板の外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットと、前記金属製リングの前記電磁波吸収体の外側円周方向に形成された複数のスロットとを備えたことを特徴とする加速管。
A through-hole for passing the particles to be accelerated is provided at the center, and a metal plate obtained by cutting a choke for preventing leakage of the high-frequency power and an acceleration cavity for accelerating the energy of the particles to be accelerated by high-frequency power on one side is provided. In accelerator tubes arranged at intervals,
A metal ring having a diameter that includes the acceleration cavity and the choke and inserted between the adjacent metal plates to integrate all the metal plates, and a metal ring disposed on both sides of the metal ring; An electromagnetic wave absorber that absorbs high-frequency power other than the acceleration mode extracted from the cavity, a cooling pipe or jacket disposed outside a metal plate including the metal ring, and a cooling pipe or jacket for flowing cooling water, and the electromagnetic wave of the metal ring An acceleration tube comprising: a plurality of slots formed in a circumferential direction on an outer side of the absorber.
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