JPH10321400A - 円形加速器 - Google Patents
円形加速器Info
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- JPH10321400A JPH10321400A JP13147197A JP13147197A JPH10321400A JP H10321400 A JPH10321400 A JP H10321400A JP 13147197 A JP13147197 A JP 13147197A JP 13147197 A JP13147197 A JP 13147197A JP H10321400 A JPH10321400 A JP H10321400A
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- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 35
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- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
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- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 円形加速器において、共鳴励起六極電磁場に
影響を与えずにクロマティシティ補正を行なうことによ
り、常に、効率良く荷電粒子を入射・蓄積できるように
する。 【解決手段】 円形加速器の円周軌道上に、少なくと
も、荷電粒子の円周軌道１周あたりのベータトロン振動
数を調整しうる四極電磁石２，３と、共鳴励起用六極電
磁石４と、クロマティシティ補正用六極電磁石５とを設
けるとともに、ベータトロン振動数が整数±１／３と同
一もしくは略同一の値になるように四極電磁石２，３の
励磁量を調整するとともに共鳴励起用六極電磁石５を励
磁した状態で、クロマティシティ補正用六極電磁石５
を、円周軌道１周あたりのその磁界の総和が０となる位
置に配置する。
影響を与えずにクロマティシティ補正を行なうことによ
り、常に、効率良く荷電粒子を入射・蓄積できるように
する。 【解決手段】 円形加速器の円周軌道上に、少なくと
も、荷電粒子の円周軌道１周あたりのベータトロン振動
数を調整しうる四極電磁石２，３と、共鳴励起用六極電
磁石４と、クロマティシティ補正用六極電磁石５とを設
けるとともに、ベータトロン振動数が整数±１／３と同
一もしくは略同一の値になるように四極電磁石２，３の
励磁量を調整するとともに共鳴励起用六極電磁石５を励
磁した状態で、クロマティシティ補正用六極電磁石５
を、円周軌道１周あたりのその磁界の総和が０となる位
置に配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射された荷電粒
子をベータトロン振動の共鳴を利用して円周軌道上に蓄
積する円形加速器に関し、特に、荷電粒子の軌道を安定
させて効率良く荷電粒子を蓄積することのできる、円形
加速器に関する。
子をベータトロン振動の共鳴を利用して円周軌道上に蓄
積する円形加速器に関し、特に、荷電粒子の軌道を安定
させて効率良く荷電粒子を蓄積することのできる、円形
加速器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の円形加速器の構成を模式的
に示す平面図で、この図２に示すように、円形加速器
は、通常、複数の直線部（スーパーピリオドと呼ばれ
る）７が相互に連結されることにより円形に形成されて
いる。そして、各スーパーピリオド７の連結部分にはそ
れぞれ偏向電磁石１が設けられ、各スーパーピリオド７
には、少なくとも、収束用四極電磁石２および非収束用
四極電磁石３が設けられている。ただし、荷電粒子をこ
の円形加速器（以下、単に「加速器」ということがあ
る）に入射するためのインフレクター６が接続されるピ
リオド７には上記の各電磁石２，３に加えて共鳴励起用
六極電磁石４が設けられている。
に示す平面図で、この図２に示すように、円形加速器
は、通常、複数の直線部（スーパーピリオドと呼ばれ
る）７が相互に連結されることにより円形に形成されて
いる。そして、各スーパーピリオド７の連結部分にはそ
れぞれ偏向電磁石１が設けられ、各スーパーピリオド７
には、少なくとも、収束用四極電磁石２および非収束用
四極電磁石３が設けられている。ただし、荷電粒子をこ
の円形加速器（以下、単に「加速器」ということがあ
る）に入射するためのインフレクター６が接続されるピ
リオド７には上記の各電磁石２，３に加えて共鳴励起用
六極電磁石４が設けられている。
【０００３】ここで、各偏向電磁石１は、それぞれ、イ
ンフレクター６により入射された荷電粒子（以下、ビー
ムということがある）を各スーパーピリオド７に沿って
運動させるために、図３に示すような偏向磁場を発生し
て荷電粒子に力Ｆを作用させ、各スーパーピリオド７の
連結部分で荷電粒子の軌道（運動方向）を変更する（曲
げる）ものである。
ンフレクター６により入射された荷電粒子（以下、ビー
ムということがある）を各スーパーピリオド７に沿って
運動させるために、図３に示すような偏向磁場を発生し
て荷電粒子に力Ｆを作用させ、各スーパーピリオド７の
連結部分で荷電粒子の軌道（運動方向）を変更する（曲
げる）ものである。
【０００４】また、収束用四極電磁石２，非収束用四極
電磁石３は、それぞれ図４に示すような四極磁場を発生
して荷電粒子に力Ｆを作用させ、通過するビームが円周
軌道内で広がり過ぎないようビームを収束させたり発散
させたりするためのもので、これらの四極電磁石２，３
の励磁量を変化させると、加速器１周あたりのベータト
ロン振動数の円周軌道面方向成分（以下、水平方向チュ
ーンという）が変化するようになっている。
電磁石３は、それぞれ図４に示すような四極磁場を発生
して荷電粒子に力Ｆを作用させ、通過するビームが円周
軌道内で広がり過ぎないようビームを収束させたり発散
させたりするためのもので、これらの四極電磁石２，３
の励磁量を変化させると、加速器１周あたりのベータト
ロン振動数の円周軌道面方向成分（以下、水平方向チュ
ーンという）が変化するようになっている。
【０００５】なお、上記の「ベータトロン振動」とは、
図５に模式的に示すように、加速器の円周上に配置され
た各電磁石１〜４によって定まる閉軌道を荷電粒子が周
回する際、この閉軌道が各電磁石１〜４の配置誤差など
の各種エラーのために歪んでいるために荷電粒子が振動
することをいう。さらに、共鳴励起用六極電磁石４は、
図６に示すような六極磁場を発生して荷電粒子に力Ｆを
作用させ、ベータトロン振動の共鳴を励起するもので、
上記の各四極電磁石２，３を励磁した状態で、この六極
電磁石４の励磁量を変化させると、後述するビームの安
定領域（セパラトリクスと呼ばれる）が変化するように
なっている。
図５に模式的に示すように、加速器の円周上に配置され
た各電磁石１〜４によって定まる閉軌道を荷電粒子が周
回する際、この閉軌道が各電磁石１〜４の配置誤差など
の各種エラーのために歪んでいるために荷電粒子が振動
することをいう。さらに、共鳴励起用六極電磁石４は、
図６に示すような六極磁場を発生して荷電粒子に力Ｆを
作用させ、ベータトロン振動の共鳴を励起するもので、
上記の各四極電磁石２，３を励磁した状態で、この六極
電磁石４の励磁量を変化させると、後述するビームの安
定領域（セパラトリクスと呼ばれる）が変化するように
なっている。
【０００６】なお、図３，図４および図６において、力
Ｆは、“Ｆ”の上部に右矢印を付したベクトルとして表
記されている。
Ｆは、“Ｆ”の上部に右矢印を付したベクトルとして表
記されている。
【０００７】以下、上述のごとく構成された円形加速器
の動作について説明すると、まず、インフレクター６か
らビームを入射する際、水平方向のチューンが整数±１
／３に近くなるように四極電磁石２，３の励磁量を調整
する。すると、加速器の円周内には３次共鳴が発生した
状態となる。なお、この「３次共鳴」とは、加速器の円
周上には６重極成分が存在するために、３×水平方向チ
ューン＝整数となるときに、ビームが加速器の円周軌道
上を周回するに従ってベータトロン振動の振幅が増大し
てゆく現象のことで、この場合、チューンの３倍が整数
となることから３次共鳴と呼ばれる。
の動作について説明すると、まず、インフレクター６か
らビームを入射する際、水平方向のチューンが整数±１
／３に近くなるように四極電磁石２，３の励磁量を調整
する。すると、加速器の円周内には３次共鳴が発生した
状態となる。なお、この「３次共鳴」とは、加速器の円
周上には６重極成分が存在するために、３×水平方向チ
ューン＝整数となるときに、ビームが加速器の円周軌道
上を周回するに従ってベータトロン振動の振幅が増大し
てゆく現象のことで、この場合、チューンの３倍が整数
となることから３次共鳴と呼ばれる。
【０００８】そして、この状態で、共鳴励起用六極電磁
石４を励磁すると、入射ポイントでのビームの運動軌跡
が例えば図７中の符号１０で示すようになる。なお、図
７において、横軸のｘはビームの円周軌道面内で軌道と
直角な方向の変位を表し、縦軸のｐｘはビームの運動量
のｘ成分を表す。このとき、上記の軌跡は、図７に示す
ように、ビームの安定領域８外にあるが、共鳴励起用六
極電磁石４の励磁量を減少させるか、上記の水平方向チ
ューンが予め設定した値（整数±１／３）から離れるよ
うに四極電磁石２，３の励磁量を変化させると、上記の
安定領域８が略相似形を保って拡大する〔図７中の破線
（符号９）参照〕。
石４を励磁すると、入射ポイントでのビームの運動軌跡
が例えば図７中の符号１０で示すようになる。なお、図
７において、横軸のｘはビームの円周軌道面内で軌道と
直角な方向の変位を表し、縦軸のｐｘはビームの運動量
のｘ成分を表す。このとき、上記の軌跡は、図７に示す
ように、ビームの安定領域８外にあるが、共鳴励起用六
極電磁石４の励磁量を減少させるか、上記の水平方向チ
ューンが予め設定した値（整数±１／３）から離れるよ
うに四極電磁石２，３の励磁量を変化させると、上記の
安定領域８が略相似形を保って拡大する〔図７中の破線
（符号９）参照〕。
【０００９】この結果、上記の入射ポイントでのビーム
の軌跡（符号１０参照）は領域拡大後の安定領域９内に
含まれることになり、安定して多くのビームを効率良く
蓄積することが可能になる（特開昭６４−６７８９９号
公報参照）。なお、上述のように、水平方向チューンを
整数±１／３に調整して３次共鳴が起こりやすい状態に
しないと、入射点でのビームの軌跡は図８に示すように
なり、常に、セパラトリクス外の不安定領域を楕円状に
運動するため、加速器の円周上を数回（数ターン）周回
するうちにビームはビームダクト等に衝突して消滅して
しまう。
の軌跡（符号１０参照）は領域拡大後の安定領域９内に
含まれることになり、安定して多くのビームを効率良く
蓄積することが可能になる（特開昭６４−６７８９９号
公報参照）。なお、上述のように、水平方向チューンを
整数±１／３に調整して３次共鳴が起こりやすい状態に
しないと、入射点でのビームの軌跡は図８に示すように
なり、常に、セパラトリクス外の不安定領域を楕円状に
運動するため、加速器の円周上を数回（数ターン）周回
するうちにビームはビームダクト等に衝突して消滅して
しまう。
【００１０】ところで、上述の加速器では、インフレク
ター６から入射されたビームが運動量誤差Δｐを有して
いると、この運動量誤差Δｐのために、ビームの円周軌
道上での運動が不安定になり、うまくビームを円周軌道
内に蓄積することができない。つまり、ビームが運動量
誤差Δｐを有していると、ベータトロン振動に変化が生
じて水平方向チューンにずれΔν（このΔνと上記のΔ
ｐとの比をクロマティシティと呼ぶ）が生じるため、ビ
ームの閉軌道からのずれが大きくなり、最終的にビーム
が円周軌道上から消失してしまうのである。
ター６から入射されたビームが運動量誤差Δｐを有して
いると、この運動量誤差Δｐのために、ビームの円周軌
道上での運動が不安定になり、うまくビームを円周軌道
内に蓄積することができない。つまり、ビームが運動量
誤差Δｐを有していると、ベータトロン振動に変化が生
じて水平方向チューンにずれΔν（このΔνと上記のΔ
ｐとの比をクロマティシティと呼ぶ）が生じるため、ビ
ームの閉軌道からのずれが大きくなり、最終的にビーム
が円周軌道上から消失してしまうのである。
【００１１】そこで、従来は、例えば、図２に示すよう
に、スーパーピリオド７に、クロマティシティ補正用の
六極電磁石５を適宜配置して励磁することにより、上記
クロマティシティを補正するようにしている。
に、スーパーピリオド７に、クロマティシティ補正用の
六極電磁石５を適宜配置して励磁することにより、上記
クロマティシティを補正するようにしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クロマ
ティシティを補正するためにクロマティシティ補正用六
極電磁石５を励磁すると、共鳴励起されている六極電磁
場が乱れるため、入射したビームの運動が不安定になっ
てしまい、結局、加速器の円周軌道内にビームを効率良
く入射・蓄積することができなくなってしまう。
ティシティを補正するためにクロマティシティ補正用六
極電磁石５を励磁すると、共鳴励起されている六極電磁
場が乱れるため、入射したビームの運動が不安定になっ
てしまい、結局、加速器の円周軌道内にビームを効率良
く入射・蓄積することができなくなってしまう。
【００１３】また、クロマティシティ補正用六極電磁石
５を励磁しないと、上述したように運動量誤差Δｐをも
つビームの運動が不安定になるので、同様に、ビームを
効率良く入射・蓄積することができない。本発明は、こ
のような相反する課題に鑑み創案されたもので、共鳴励
起六極電磁場に影響を与えずにクロマティシティ補正を
行なうことにより、効率良く荷電粒子を入射・蓄積でき
る円形加速器を提供することを目的とする。
５を励磁しないと、上述したように運動量誤差Δｐをも
つビームの運動が不安定になるので、同様に、ビームを
効率良く入射・蓄積することができない。本発明は、こ
のような相反する課題に鑑み創案されたもので、共鳴励
起六極電磁場に影響を与えずにクロマティシティ補正を
行なうことにより、効率良く荷電粒子を入射・蓄積でき
る円形加速器を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の円形
加速器は、荷電粒子のベータトロン振動の共鳴を利用し
て、入射された荷電粒子を円周軌道上に蓄積する円形加
速器において、その円周軌道上に、少なくとも、荷電粒
子の円周軌道１周あたりのベータトロン振動数をその励
磁量を変化させることにより調整しうる四極電磁石と、
荷電粒子のベータトロン振動の共鳴を励起する共鳴励起
用六極電磁石と、荷電粒子のクロマティシティを補正す
るためのクロマティシティ補正用六極電磁石とが設けら
れるとともに、ベータトロン振動数が整数±１／３と同
一もしくは略同一の値になるように上記四極電磁石の励
磁量を調整するとともに上記共鳴励起用六極電磁石を励
磁した状態で、上記のクロマティシティ補正用六極電磁
石が、円周軌道１周あたりのそのクロマティシティ補正
用六極電磁石による磁界の総和が０となる位置に配置さ
れていることを特徴としている。
加速器は、荷電粒子のベータトロン振動の共鳴を利用し
て、入射された荷電粒子を円周軌道上に蓄積する円形加
速器において、その円周軌道上に、少なくとも、荷電粒
子の円周軌道１周あたりのベータトロン振動数をその励
磁量を変化させることにより調整しうる四極電磁石と、
荷電粒子のベータトロン振動の共鳴を励起する共鳴励起
用六極電磁石と、荷電粒子のクロマティシティを補正す
るためのクロマティシティ補正用六極電磁石とが設けら
れるとともに、ベータトロン振動数が整数±１／３と同
一もしくは略同一の値になるように上記四極電磁石の励
磁量を調整するとともに上記共鳴励起用六極電磁石を励
磁した状態で、上記のクロマティシティ補正用六極電磁
石が、円周軌道１周あたりのそのクロマティシティ補正
用六極電磁石による磁界の総和が０となる位置に配置さ
れていることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態として
の円形加速器を模式的に示す平面図で、この図１に示す
円形加速器も、図２に示すものと同様に、複数のスーパ
ーピリオド７が相互に連結されることにより円形に形成
され、各スーパーピリオド７の連結部分にそれぞれ偏向
電磁石１が設けられるとともに、各スーパーピリオド７
に、少なくとも、収束用四極電磁石２および非収束用四
極電磁石３が設けられ、且つ、インフレクター６が接続
されるピリオド７に共鳴励起用六極電磁石４が設けられ
た構成となっている。
施の形態を説明する。図１は本発明の一実施形態として
の円形加速器を模式的に示す平面図で、この図１に示す
円形加速器も、図２に示すものと同様に、複数のスーパ
ーピリオド７が相互に連結されることにより円形に形成
され、各スーパーピリオド７の連結部分にそれぞれ偏向
電磁石１が設けられるとともに、各スーパーピリオド７
に、少なくとも、収束用四極電磁石２および非収束用四
極電磁石３が設けられ、且つ、インフレクター６が接続
されるピリオド７に共鳴励起用六極電磁石４が設けられ
た構成となっている。
【００１６】そして、本実施形態では、この図１に示す
ように、図２に示すものと同様の３つのクロマティシテ
ィ補正用の六極電磁石５が、円形加速器の円周軌道長を
３分割する位置、つまり１２０°（２π／３）おきとな
る位置に配置されている。このような構成を有する円形
加速器において、例えば、加速器１周あたりのベータト
ロン振動数の円周軌道面方向成分（水平方向のチュー
ン）が約５／３になるように四極電磁石２，３の励磁量
を調整するとともに共鳴励起用六極電磁石４を励磁する
と、加速器の円周軌道内では３次共鳴が発生し、ビーム
の入射が可能な状態となる。
ように、図２に示すものと同様の３つのクロマティシテ
ィ補正用の六極電磁石５が、円形加速器の円周軌道長を
３分割する位置、つまり１２０°（２π／３）おきとな
る位置に配置されている。このような構成を有する円形
加速器において、例えば、加速器１周あたりのベータト
ロン振動数の円周軌道面方向成分（水平方向のチュー
ン）が約５／３になるように四極電磁石２，３の励磁量
を調整するとともに共鳴励起用六極電磁石４を励磁する
と、加速器の円周軌道内では３次共鳴が発生し、ビーム
の入射が可能な状態となる。
【００１７】ここで、一般に円形加速器の周上に複数個
の六極電磁石がある場合、各電磁石の発生する磁界の強
さは、１つの六極電磁石の発生する磁界の強さをＳとし
て、次式（１）に示すように記述することができる。 Ｓ・ｅｘｐ（３ｉψ）＝ΣＳj ｅｘｐ（３ｉψj ） ・・・（１） ただし、上式（１）において、Ｓj は六極電磁石の強
さ、ψj は位相を表す。
の六極電磁石がある場合、各電磁石の発生する磁界の強
さは、１つの六極電磁石の発生する磁界の強さをＳとし
て、次式（１）に示すように記述することができる。 Ｓ・ｅｘｐ（３ｉψ）＝ΣＳj ｅｘｐ（３ｉψj ） ・・・（１） ただし、上式（１）において、Ｓj は六極電磁石の強
さ、ψj は位相を表す。
【００１８】従って、図１に示すように配置された３個
の六極電磁石５の磁界の総和は、各六極電磁石５の位相
を時計回りにψ1 ，ψ2 ，ψ3 としたときそれぞれψ1
＝１０π／９，ψ2 ＝２０π／９，ψ3 ＝１０π／３と
なるので、上式（１）より、 Ｓ・ｅｘｐ（３ｉψ）＝Ｓｆ〔ｅｘｐ（３・ｉ・１０π
／９）＋ｅｘｐ（３・ｉ・２０π／９）＋ｅｘｐ（３・
ｉ・１０π／３）〕＝Ｓｆ〔ｅｘｐ（ｉ・１０π／３）
＋ｅｘｐ（ｉ・２０π／３）＋ｅｘｐ（ｉ・１０π）〕
＝０ となる。なお、上式（１）において、Σはｊについての
総和、ｉは虚数、ｅｘｐ（ｘ）＝ｅx （ｅは自然対数の
底）である。
の六極電磁石５の磁界の総和は、各六極電磁石５の位相
を時計回りにψ1 ，ψ2 ，ψ3 としたときそれぞれψ1
＝１０π／９，ψ2 ＝２０π／９，ψ3 ＝１０π／３と
なるので、上式（１）より、 Ｓ・ｅｘｐ（３ｉψ）＝Ｓｆ〔ｅｘｐ（３・ｉ・１０π
／９）＋ｅｘｐ（３・ｉ・２０π／９）＋ｅｘｐ（３・
ｉ・１０π／３）〕＝Ｓｆ〔ｅｘｐ（ｉ・１０π／３）
＋ｅｘｐ（ｉ・２０π／３）＋ｅｘｐ（ｉ・１０π）〕
＝０ となる。なお、上式（１）において、Σはｊについての
総和、ｉは虚数、ｅｘｐ（ｘ）＝ｅx （ｅは自然対数の
底）である。
【００１９】つまり、本実施形態の円形加速器は、水平
方向のチューンが５／３となるよう四極電磁石２，３の
励磁量を調整するとともに共鳴励起用六極電磁石４を励
磁した状態で、複数個のクロマティシティ補正用各六極
電磁石５を、円周軌道１周あたりの各六極電磁石５によ
る磁界の総和が０となる位置〔Ｓ・ｅｘｐ（３ｉψ）＝
ΣＳj ｅｘｐ（３ｉψj ）＝０を満足する位置〕に配置
しているのである。
方向のチューンが５／３となるよう四極電磁石２，３の
励磁量を調整するとともに共鳴励起用六極電磁石４を励
磁した状態で、複数個のクロマティシティ補正用各六極
電磁石５を、円周軌道１周あたりの各六極電磁石５によ
る磁界の総和が０となる位置〔Ｓ・ｅｘｐ（３ｉψ）＝
ΣＳj ｅｘｐ（３ｉψj ）＝０を満足する位置〕に配置
しているのである。
【００２０】これにより、本円形加速器では、ビーム入
射後、共鳴励起用六極電磁場に影響を与える（乱す）こ
となく、クロマティシティ補正のみを行なうことができ
る。つまり、共鳴励起用六極電磁場が乱れることがない
ので、入射したビームの運動が不安定になるようなこと
がなく、また、六極電磁石５によりクロマティシティ補
正を行なっているので、運動量誤差Δｐをもつビームの
運動が不安定になるようなこともない。
射後、共鳴励起用六極電磁場に影響を与える（乱す）こ
となく、クロマティシティ補正のみを行なうことができ
る。つまり、共鳴励起用六極電磁場が乱れることがない
ので、入射したビームの運動が不安定になるようなこと
がなく、また、六極電磁石５によりクロマティシティ補
正を行なっているので、運動量誤差Δｐをもつビームの
運動が不安定になるようなこともない。
【００２１】そして、例えば、ビーム入射後、共鳴励起
用六極電磁石４の励磁量を減少させる、或いは、水平方
向のチューンが予め設定した値（５／３）から離れるよ
うに四極電磁石２，３の励磁量を変化させる（全ての四
極電磁石２，３でもよいし一部の四極電磁石２，３でも
よい）と、前述したビームの安定領域（セパラトリク
ス）が相似形を保ったまま拡大するので、クロマティシ
ティ補正を有効に行ないながら、極めて効率良くビーム
を入射・蓄積することができる。
用六極電磁石４の励磁量を減少させる、或いは、水平方
向のチューンが予め設定した値（５／３）から離れるよ
うに四極電磁石２，３の励磁量を変化させる（全ての四
極電磁石２，３でもよいし一部の四極電磁石２，３でも
よい）と、前述したビームの安定領域（セパラトリク
ス）が相似形を保ったまま拡大するので、クロマティシ
ティ補正を有効に行ないながら、極めて効率良くビーム
を入射・蓄積することができる。
【００２２】このように、本円形加速器によれば、ベー
タトロン振動の共鳴を利用してビームが入射される際
に、共鳴励起用六極磁場に影響を与えることなく、クロ
マティシティ補正のみを行なうことが可能であるので、
常に、入射ビームの運動を安定させて、効率良く、且
つ、高精度にビームを入射・蓄積することができる。な
お、上述した実施形態では、水平方向のチューンを「５
／３」にしているが、本発明はこれに限定されず、「整
数±１／３と同一もしくは略同一」を満たす値であれ
ば、上記と同様の作用効果が得られる。また、上述した
実施形態では、３個のクロマティシティ補正用の六極電
磁石５を加速器の円周軌道を３分割する位置に配置した
場合について説明したが、上記のＳ・ｅｘｐ（３ｉψ）
＝ΣＳjｅｘｐ（３ｉψj ）＝０を満足しさえすれば、
その配置数や配置位置は問題ではない。
タトロン振動の共鳴を利用してビームが入射される際
に、共鳴励起用六極磁場に影響を与えることなく、クロ
マティシティ補正のみを行なうことが可能であるので、
常に、入射ビームの運動を安定させて、効率良く、且
つ、高精度にビームを入射・蓄積することができる。な
お、上述した実施形態では、水平方向のチューンを「５
／３」にしているが、本発明はこれに限定されず、「整
数±１／３と同一もしくは略同一」を満たす値であれ
ば、上記と同様の作用効果が得られる。また、上述した
実施形態では、３個のクロマティシティ補正用の六極電
磁石５を加速器の円周軌道を３分割する位置に配置した
場合について説明したが、上記のＳ・ｅｘｐ（３ｉψ）
＝ΣＳjｅｘｐ（３ｉψj ）＝０を満足しさえすれば、
その配置数や配置位置は問題ではない。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の円形加速
器では、ベータトロン振動数が整数±１／３と同一もし
くは略同一の値になるように四極電磁石の励磁量を調整
するとともに共鳴励起用六極電磁石を励磁すると、円周
軌道内では３次共鳴が発生する。この状態で、荷電粒子
が本加速器に入射されると、その荷電粒子は安定して円
周軌道上を周回する。
器では、ベータトロン振動数が整数±１／３と同一もし
くは略同一の値になるように四極電磁石の励磁量を調整
するとともに共鳴励起用六極電磁石を励磁すると、円周
軌道内では３次共鳴が発生する。この状態で、荷電粒子
が本加速器に入射されると、その荷電粒子は安定して円
周軌道上を周回する。
【００２４】このとき、運動量誤差を有する荷電粒子に
対しては、クロマティシティ補正用六極電磁石を励磁す
ることによってクロマティシティ補正が行なわれるが、
このクロマティシティ補正用六極電磁石は、円周軌道１
周あたりのその磁界の総和が０となる位置に配置されて
いるので、共鳴励起用六極電磁石による共鳴励起用六極
電磁場を乱すことがない。
対しては、クロマティシティ補正用六極電磁石を励磁す
ることによってクロマティシティ補正が行なわれるが、
このクロマティシティ補正用六極電磁石は、円周軌道１
周あたりのその磁界の総和が０となる位置に配置されて
いるので、共鳴励起用六極電磁石による共鳴励起用六極
電磁場を乱すことがない。
【００２５】つまり、本円形加速器では、入射された荷
電粒子を安定して運動させるための共鳴励起用六極電磁
場に影響を与えることなく、荷電粒子のクロマティシテ
ィ補正を行なうことができる。このように、本発明の円
形加速器によれば、クロマティシティ補正用六極電磁石
を、円周軌道１周あたりのその磁界の総和が０となる位
置に配置しているので、入射された荷電粒子を安定して
運動させるための共鳴励起に影響を与えることなく、荷
電粒子のクロマティシティ補正を行なうことができ、こ
れにより、常に、荷電粒子の運動を安定させて、効率良
く、且つ、高精度に荷電粒子の入射・蓄積を行なうこと
ができる。
電粒子を安定して運動させるための共鳴励起用六極電磁
場に影響を与えることなく、荷電粒子のクロマティシテ
ィ補正を行なうことができる。このように、本発明の円
形加速器によれば、クロマティシティ補正用六極電磁石
を、円周軌道１周あたりのその磁界の総和が０となる位
置に配置しているので、入射された荷電粒子を安定して
運動させるための共鳴励起に影響を与えることなく、荷
電粒子のクロマティシティ補正を行なうことができ、こ
れにより、常に、荷電粒子の運動を安定させて、効率良
く、且つ、高精度に荷電粒子の入射・蓄積を行なうこと
ができる。
【図１】本発明の一実施形態としての円形加速器を模式
的に示す平面図である。
的に示す平面図である。
【図２】従来の円形加速器を模式的に示す平面図であ
る。
る。
【図３】偏向電磁石の機能を説明するための模式図であ
る。
る。
【図４】四極電磁石の機能を説明するための模式図であ
る。
る。
【図５】ベータトロン振動を説明するための模式図であ
る。
る。
【図６】六極電磁石の機能を説明するための模式図であ
る。
る。
【図７】３次共鳴を起こした状態でのビームの軌跡を示
す模式図である。
す模式図である。
【図８】３次共鳴を起こさない状態でのビームの軌跡を
示す模式図である。
示す模式図である。
１ 偏向電磁石 ２ 収束用四極電磁石 ３ 非収束用四極電磁石 ４ 共鳴励起用六極電磁石 ５ クロマティシティ補正用六極電磁石 ７ 直線部（スーパーピリオド） ８，９ 安定領域（セパラトリクス） １０ 運動軌跡
Claims (1)
- 【請求項１】 荷電粒子のベータトロン振動の共鳴を利
用して、入射された荷電粒子を円周軌道上に蓄積する円
形加速器において、 該円周軌道上に、少なくとも、 該荷電粒子の該円周軌道１周あたりのベータトロン振動
数をその励磁量を変化させることにより調整しうる四極
電磁石と、 該荷電粒子のベータトロン振動の共鳴を励起する共鳴励
起用六極電磁石と、 該荷電粒子のクロマティシティを補正するためのクロマ
ティシティ補正用六極電磁石とが設けられるとともに、 該ベータトロン振動数が整数±１／３と同一もしくは略
同一の値になるように該四極電磁石の励磁量を調整する
とともに該共鳴励起用六極電磁石を励磁した状態で、該
クロマティシティ補正用六極電磁石が、該円周軌道１周
あたりの該クロマティシティ補正用六極電磁石による磁
界の総和が０となる位置に配置されていることを特徴と
する、円形加速器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13147197A JPH10321400A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 円形加速器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13147197A JPH10321400A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 円形加速器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321400A true JPH10321400A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15058752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13147197A Withdrawn JPH10321400A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 円形加速器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321400A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101048973B1 (ko) | 2008-04-15 | 2011-07-12 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 원형 가속기 |
| JP2011233475A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Natl Inst Of Radiological Sciences | ビーム制御装置、粒子線照射装置、およびこれらの制御方法 |
| CN114828375A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-29 | 中国原子能科学研究院 | 一种整数共振抑制器结构 |
| CN115023020A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-09-06 | 中国原子能科学研究院 | 高能、高功率圆形加速器及抑制或利用整数共振的方法 |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP13147197A patent/JPH10321400A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101048973B1 (ko) | 2008-04-15 | 2011-07-12 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 원형 가속기 |
| JP2011233475A (ja) * | 2010-04-30 | 2011-11-17 | Natl Inst Of Radiological Sciences | ビーム制御装置、粒子線照射装置、およびこれらの制御方法 |
| CN114828375A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-07-29 | 中国原子能科学研究院 | 一种整数共振抑制器结构 |
| CN115023020A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-09-06 | 中国原子能科学研究院 | 高能、高功率圆形加速器及抑制或利用整数共振的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040803 |