JP2001110600A - Dc electron beam acceleration apparatus and method for dc electcron beam acceleration - Google Patents
Dc electron beam acceleration apparatus and method for dc electcron beam accelerationInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は直流電子ビーム加
速装置及び直流電子ビーム加速方法に関し、特に、医療
用具殺菌、食品照射等に用いる大強度の電子ビームやX
線、及び、大強度の直流低速陽電子ビームを発生させる
直流電子ビーム加速装置及び直流電子ビーム加速方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a direct-current electron beam accelerator and a direct-current electron beam accelerating method, and more particularly, to a high-intensity electron beam or X-ray used for sterilization of medical equipment, food irradiation, and the like.
The present invention relates to a DC electron beam accelerator and a DC electron beam acceleration method for generating a line and a high-intensity DC slow positron beam.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9は、例えば、「小型シンクロトロン
放射光源“オーロラ”の開発」(高橋、山田著、住友重
機械技法Vol.39, No.116, 1991, pp.2~pp.10)に記載さ
れている従来の電子ビーム加速装置である。この様なタ
イプの電子ビーム加速器はレーストラック・マイクロト
ロンと呼ばれている。図において、111は電子銃、1
12は入射電磁石、113は高周波空洞(ライナッ
ク)、114は偏向電磁石、115は電子ビーム軌道で
ある。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows, for example, "Development of compact synchrotron radiation source" Aurora "" (by Takahashi and Yamada, Sumitomo Heavy Industries, Vol. 39, No. 116, 1991, pp. 2 to 10). 3) is a conventional electron beam accelerator. This type of electron beam accelerator is called a racetrack microtron. In the figure, 111 is an electron gun, 1
Reference numeral 12 denotes an incident electromagnet, 113 denotes a high-frequency cavity (linac), 114 denotes a bending electromagnet, and 115 denotes an electron beam orbit.
【0003】動作について説明する。電子は電子銃11
1で発生する。発生する電子ビームの周波数は数Hz〜
数100Hz、パルス幅は数10ns〜数10μs程度
である。発生した電子は、入射電磁石112によりレー
ストラック・マイクロトロンに入射される。マイクロト
ロン中では電子ビーム軌道115を通りながら、高周波
空洞113を通過する毎に加速される。レーストラック
・マイクロトロンでは主としてsバンド帯(2.8GH
z)の高周波電界により加速を行う。高周波空洞を1回
通過する時に得るエネルギーは5MeV程度であること
が多い。なお、電子ビーム軌道115を作る為に、高周
波空洞113の両側に、偏向電磁石114が配設されて
いる。The operation will be described. The electron is an electron gun 11
Occurs at 1. The frequency of the generated electron beam is several Hz
A few hundreds Hz and a pulse width is about several tens ns to several tens μs. The generated electrons are incident on the racetrack microtron by the incident electromagnet 112. In the microtron, it is accelerated each time it passes through the high-frequency cavity 113 while passing through the electron beam orbit 115. Racetrack microtrons mainly use the s-band (2.8 GHz)
The acceleration is performed by the high frequency electric field of z). The energy obtained when passing through the high-frequency cavity once is often about 5 MeV. In addition, bending electromagnets 114 are provided on both sides of the high-frequency cavity 113 to form the electron beam trajectory 115.
【0004】また、図10は、例えば、“Slow positro
n production using an 18MeV electron linac”(H.Ta
naka and T. Nakanishi, Nuclear Instruments and Met
hodsin Physics Research, B62, 1991,pp.259〜pp.26
3)に記載されている従来の電子ビーム加速装置で低速
陽電子を発生する時の機器配置を簡略的に示した図であ
る。図10において、121は電子ビームの加速を行う
線形加速器、122は電子ビームを衝突させるためのタ
ーゲット、123は衝突により発生する陽電子ビームの
速度を低速にするモデレータ、124は低速陽電子ビー
ムを輸送する輸送ライン、125はパルス状の低速陽電
子ビームを直流化する直流化装置、126は低速陽電子
ビームの測定を行う測定装置である。FIG. 10 shows, for example, “Slow positro
n production using an 18MeV electron linac ”(H.Ta
naka and T. Nakanishi, Nuclear Instruments and Met
hodsin Physics Research, B62, 1991, pp.259-26
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a device arrangement when a slow positron is generated by the conventional electron beam accelerator described in 3). In FIG. 10, 121 is a linear accelerator for accelerating the electron beam, 122 is a target for colliding the electron beam, 123 is a moderator for lowering the speed of the positron beam generated by the collision, and 124 is a transporter for the low-speed positron beam. A transport line, 125 is a DC converter for converting a pulsed slow positron beam into DC, and 126 is a measuring device for measuring the slow positron beam.
【0005】動作について説明する。線形加速器121
で加速された電子ビームはターゲット122に衝突し、
モデレータ123を通過して、低速陽電子ビーム(数e
V〜数100eV程度)が発生する。その低速陽電子ビ
ームを輸送ライン124により輸送し、直流化装置12
5に導く。線形加速器121で加速された電子ビーム
は、周波数数Hz〜数100Hz、パルス幅は数10n
s〜数μs程度のパルスビームであり、発生した低速陽
電子ビームも同程度の時間特性を持つパルスビームとな
る。よって、そのまま測定装置126に導いた場合、パ
ルス状の低速陽電子が測定装置に入るので検出器の飽和
により測定が難しい。よって、直流化装置125で低速
陽電子を蓄積し、そこから少しずつ低速陽電子を測定装
置126に導く。The operation will be described. Linear accelerator 121
The electron beam accelerated by collides with the target 122,
After passing through the moderator 123, the slow positron beam (several e)
V to several hundred eV). The low-speed positron beam is transported by the transport line 124,
Lead to 5. The electron beam accelerated by the linear accelerator 121 has a frequency of several Hz to several hundreds Hz and a pulse width of several tens n.
It is a pulse beam of about s to several μs, and the generated slow positron beam is also a pulse beam having the same time characteristics. Therefore, when the light is guided to the measuring device 126 as it is, a slow positron in the form of a pulse enters the measuring device, and the measurement is difficult due to saturation of the detector. Therefore, the low-speed positrons are accumulated in the DC converter 125, and the low-speed positrons are guided to the measuring device 126 little by little.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記の様な従来の電子
ビーム加速装置は、以下の様な問題点があった。The above-mentioned conventional electron beam accelerator has the following problems.
【0007】まず、図9に示した従来例においては、s
バンド(周波数約2.8GHz)用の高周波空洞を用い
ていたので、空洞の1セルの寸法が小さく、また温度変
化による空洞の特性の変化が大きいので、連続で且つ大
強度の高周波電界を投入することができず、パルス運転
が不可欠であった。パルス運転では、平均電流が低く、
大強度の電子ビームを必要とする利用分野には用いるこ
とができないという問題点があった。First, in the conventional example shown in FIG.
Since a high-frequency cavity for a band (frequency of about 2.8 GHz) was used, the size of one cell in the cavity was small, and the characteristics of the cavity were largely changed by a change in temperature. And pulsed operation was indispensable. In pulse operation, the average current is low,
There is a problem that it cannot be used in an application field requiring a high-intensity electron beam.
【0008】また、図10に示した従来例においては、
まず、モデレータ部分で発生する低速陽電子はパルス状
であり、測定に用いる為には直流化装置を用いる必要が
あったが、直流化を行う段階で低速陽電子の一部が消失
するので効率が悪くなるという問題点があった。また、
直流化装置を配設することで装置が大規模になってしま
うという問題点があった。In the conventional example shown in FIG.
First, the low-speed positrons generated in the moderator are pulse-like, and it was necessary to use a DC converter to use for measurement.However, the efficiency was low because some of the low-speed positrons disappeared during the DC conversion stage. There was a problem of becoming. Also,
There is a problem in that the arrangement of the direct current converter increases the scale of the apparatus.
【0009】さらに、図10の従来例においては、発生
に用いる電子ビームはパルス状であるので、平均電流が
少なく、大強度の低速陽電子を発生させるには、電子の
加速エネルギーを例えば100MeV程度に高くしなけ
ればならない。よって、線形加速器が非常に大規模とな
ってしまうという問題点もあった。また、高エネルギー
電子ビームをターゲットに衝突させると、大強度の中性
子が発生するので、線形加速器室の大規模な遮蔽や大気
の放射化対策が必須となり、全体システムが大規模にな
るといった問題点があった。Further, in the conventional example shown in FIG. 10, since the electron beam used for generation is pulse-shaped, the average current is small, and in order to generate high-intensity slow positrons, the acceleration energy of the electrons is reduced to, for example, about 100 MeV. Must be higher. Therefore, there is a problem that the linear accelerator becomes very large. Also, when a high-energy electron beam collides with the target, neutrons with high intensity are generated, so large-scale shielding of the linac room and measures to activate the atmosphere are indispensable, and the overall system becomes large-scale. was there.
【0010】本発明はかかる問題点を解決する為になさ
れたものであり、大強度の直流電子ビームの加速が可能
で、また、装置の小型化を図りながら、効率よく大強度
の低速陽電子ビームを発生させることができる直流電子
ビーム加速装置及び直流電子ビーム加速方法を提供する
ことを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to accelerate a high-intensity DC electron beam and to efficiently reduce the size of the apparatus while efficiently producing a large-intensity slow positron beam. It is an object of the present invention to provide a DC electron beam acceleration device and a DC electron beam acceleration method capable of generating dc.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明は、直流電子ビ
ームを発生する電子ビーム発生手段と、高周波電界を投
入し、直流電子ビームの加速を行う電子ビーム加速手段
と、電子ビーム加速手段の一端に近接して設けられ、加
速された直流電子ビームの軌道を、一回目の通過時に
は、入射軌道に対して出射軌道が同一で、かつ、進行方
向が反対方向になるように偏向し、2回目以降は入射軌
道に対して出射軌道が同一でなく、かつ、進行方向が反
対方向になるように偏向する第一の電子ビーム偏向手段
と、電子ビーム加速手段の他端に近接して設けられ、直
流電子ビームの軌道を、入射軌道に対して出射軌道が同
一でなく、かつ、進行方向が反対方向になるように偏向
する第二の電子ビーム偏向手段と、を備え、電子ビーム
発生手段で発生した直流電子ビームを第一の進行方向で
電子ビーム加速手段を通過させ(加速X)、第一の電子
ビーム偏向手段で直流電子ビームの進行方向を変え、再
度、電子ビーム加速手段を、同一軌道且つ上記第一の進
行方向に対して反対方向の第二の進行方向で通過させ
(加速Y)、第二の電子ビーム偏向手段により、直流電
子ビームを偏向し、電子ビーム加速手段の外側を通過さ
せ、再度、第一の電子ビーム偏向手段により偏向し、再
度、電子ビーム加速手段を、同一軌道且つ第二の進行方
向で通過させ(加速Z)、以下、加速Zの動作を繰り返
すことで、直流電子ビームを加速する直流電子ビーム加
速装置である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an electron beam generating means for generating a DC electron beam, an electron beam accelerating means for applying a high-frequency electric field to accelerate the DC electron beam, and one end of the electron beam accelerating means. The trajectory of the accelerated DC electron beam, which is provided close to the trajectory, is deflected during the first pass so that the exit trajectory is the same as the incident trajectory and the traveling direction is the opposite direction. Thereafter, the emission trajectory is not the same as the incidence trajectory, and the first electron beam deflecting means that deflects the traveling direction to be in the opposite direction, and is provided near the other end of the electron beam accelerating means, And a second electron beam deflecting means for deflecting the trajectory of the DC electron beam so that the emission trajectory is not the same as the incident trajectory and the traveling direction is opposite to the trajectory. did The flowing electron beam is passed through the electron beam accelerating means in the first traveling direction (acceleration X), and the traveling direction of the DC electron beam is changed by the first electron beam deflecting means. The DC electron beam is passed in the second traveling direction opposite to the first traveling direction (acceleration Y), and the DC electron beam is deflected by the second electron beam deflecting means to pass outside the electron beam accelerating means. Is again deflected by the first electron beam deflecting means, and again passes through the electron beam accelerating means in the same orbit and in the second traveling direction (acceleration Z). This is a DC electron beam accelerator that accelerates the electron beam.
【0012】また、電子ビーム発生手段が、電子ビーム
加速手段に投入される高周波電界の周波数と同一の周波
数で、且つ、電子ビーム加速手段と同期した直流電子ビ
ームを発生する。Further, the electron beam generating means generates a DC electron beam at the same frequency as the frequency of the high frequency electric field applied to the electron beam accelerating means and in synchronization with the electron beam accelerating means.
【0013】また、電子ビーム発生手段が、電子ビーム
加速手段に投入される高周波電界の周波数の整数分の1
の周波数で、且つ、電子ビーム加速手段と同期した直流
電子ビームを発生する。Further, the electron beam generating means may be an integer fraction of the frequency of the high frequency electric field applied to the electron beam accelerating means.
And a direct current electron beam synchronized with the electron beam acceleration means.
【0014】また、直流電子ビームが電子ビーム加速手
段を通過する時の加速位相が、加速X、加速Y、及び、
加速Zで、互いに異なる。The acceleration phases when the DC electron beam passes through the electron beam acceleration means are acceleration X, acceleration Y and
The acceleration Z differs from each other.
【0015】また、電子ビーム加速手段を通過した直流
電子ビームの一部を遮るビームスクレーパをさらに備え
ている。Further, the apparatus further includes a beam scraper for blocking a part of the DC electron beam that has passed through the electron beam acceleration means.
【0016】また、加速Zの動作を繰り返すことによっ
て加速された直流電子ビームが衝突し、高速の陽電子を
発生させるためのターゲットと、高速の陽電子を減速さ
せるモデレータと、をさらに備えている。Further, the apparatus further includes a target for generating high-speed positrons by collision of a DC electron beam accelerated by repeating the operation of acceleration Z, and a moderator for decelerating high-speed positrons.
【0017】また、この発明は、直流電子ビームを発生
する電子ビーム発生工程と、電子ビーム発生工程により
発生した直流電子ビームを第一の進行方向において、高
周波電界が投入された高周波空洞内を通過させて加速さ
せる加速X工程と、加速X工程において加速された直流
電子ビームの進行方向を偏向し、再度、高周波空洞内
を、同一軌道且つ第一の進行方向に対して反対方向の第
二の進行方向で通過させて、加速させる加速Y工程と、
加速Y工程において加速された直流電子ビームを偏向
し、高周波空洞の外側を第一の進行方向で通過させた後
に、再度偏向し、高周波空洞内を、同一軌道且つ第二の
進行方向で通過させて加速させる加速Z工程と、を備
え、以下、加速Z工程の動作を少なくとも1回以上繰り
返すことで、直流電子ビームを加速する直流電子ビーム
加速方法である。The present invention also provides an electron beam generating step for generating a DC electron beam, and passing the DC electron beam generated in the electron beam generating step in a first traveling direction through a high-frequency cavity into which a high-frequency electric field is applied. An accelerated X step of accelerating and accelerating, and deflecting the traveling direction of the DC electron beam accelerated in the accelerated X step, again in the high-frequency cavity, in the same orbit and in a second direction opposite to the first traveling direction. An accelerating Y step of passing through and accelerating in the traveling direction;
The DC electron beam accelerated in the acceleration Y step is deflected, passed outside the high-frequency cavity in the first traveling direction, then deflected again, and passed through the high-frequency cavity in the same orbit and in the second traveling direction. And an accelerating Z step of accelerating the DC electron beam by repeating the operation of the accelerating Z step at least once or more.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態を図について説明する。図1は、この発明の
一実施の形態である直流電子ビーム加速装置の構成を示
した概略構成図である。図において、1は電子ビームの
軌道、12は電子銃等からなり、電子を発生させる電子
ビーム発生部、13は、2つのセルから構成され、電子
ビームの加速を行う高周波空洞、14及び15は電子ビ
ームを偏向して電子ビームの進行方向を変化させる第一
の電子ビーム偏向手段及び第二の電子ビーム偏向手段で
ある。第一の電子ビーム偏向手段14は、図のように、
2個の電磁石で構成される。その磁石の極性は互いに異
なっており、その磁場強度と磁石間の距離は、一回目の
通過時に電子の入射軌道と出射軌道とが同一となるよう
に調整された値とする。一方、第二の電子ビーム偏向手
段15も、図のように、2個の電磁石で構成されて、そ
の磁石の極性は互いに異なっているが、その磁場強度と
磁石間の距離は、電子の入射軌道と出射軌道とが同一で
はなく、出射軌道が入射軌道の外側を通過するように調
整された値とする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a DC electron beam accelerator according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an electron beam orbit, 12 is an electron gun, etc., an electron beam generating unit for generating electrons, 13 is composed of two cells, a high-frequency cavity for accelerating the electron beam, and 14 and 15 are First and second electron beam deflecting means for deflecting the electron beam to change the traveling direction of the electron beam. The first electron beam deflecting means 14, as shown in the figure,
It is composed of two electromagnets. The polarities of the magnets are different from each other, and the magnetic field strength and the distance between the magnets are values adjusted so that the electron trajectory and the electron trajectory during the first passage are the same. On the other hand, the second electron beam deflecting means 15 is also composed of two electromagnets as shown in the figure, and the polarities of the magnets are different from each other. The trajectory and the exit trajectory are not the same, and are adjusted so that the exit trajectory passes outside the entrance trajectory.
【0019】次に、本発明の直流電子ビーム加速装置の
動作の概略に関して説明する。電子ビーム発生部12で
発生した電子は、加速軌道(すなわち、図1の電子ビー
ムの軌道1)に入射される。入射した電子ビームは、進
行方向Pで高周波空洞13を1回通過(加速X)する。
その後、第一の電子ビーム偏向手段14により、電子ビ
ームの進行方向を変えられ、電子の軌道が同一軌道で且
つ反対方向(進行方向Q)になり、電子ビームは高周波
空洞13を反対方向(進行方向Q)で通過する(加速
Y)。通過した電子ビームは、第二の電子ビーム偏向手
段15により偏向される。今度は進行方向P方向へ偏向
されるが、軌道は前述の入射軌道と同一ではなく、高周
波空洞13の外部を通過させる。次に、電子ビームは、
再度、第一の電子ビーム偏向手段14により偏向され、
再度、高周波空洞13を進行方向Qで通過させる(加速
Z)。その後は、加速Zの過程を繰り返すことで、進行
方向Qで高周波空洞13を通過し直流の電子ビームは高
エネルギーまで加速される。Next, an outline of the operation of the DC electron beam accelerator of the present invention will be described. The electrons generated by the electron beam generator 12 are incident on an acceleration trajectory (ie, the trajectory 1 of the electron beam in FIG. 1). The incident electron beam passes through the high-frequency cavity 13 once in the traveling direction P (acceleration X).
Thereafter, the traveling direction of the electron beam is changed by the first electron beam deflecting means 14 so that the trajectories of the electrons are in the same trajectory and in the opposite direction (the traveling direction Q), and the electron beam travels in the high-frequency cavity 13 in the opposite direction (the traveling direction). Pass in the direction Q) (acceleration Y). The passed electron beam is deflected by the second electron beam deflector 15. This time, although deflected in the traveling direction P, the trajectory is not the same as the above-mentioned incident trajectory and passes outside the high-frequency cavity 13. Next, the electron beam
Again, it is deflected by the first electron beam deflector 14,
The high-frequency cavity 13 is again passed in the traveling direction Q (acceleration Z). Thereafter, by repeating the process of acceleration Z, the DC electron beam passes through the high-frequency cavity 13 in the traveling direction Q and is accelerated to high energy.
【0020】本発明の構成及び動作についてさらに詳し
く説明する。本実施の形態は、電子を5MeVまで加速
するCW(直流)の直流電子ビーム加速装置を例にして
説明する。高周波空洞13での加速電圧は1MV程度で
あるとする。電子ビーム発生部12で電子を発生させ、
上述したように、第一の電子ビーム偏向手段14と第二
の電子ビーム偏向手段15により電子ビームの軌道1を
形成させる。また、直流電子ビームの加速は、高周波空
洞13で行うが、高周波空洞13には、周波数概900
MHz以下の高周波電界を投入する。大電流の直流電子
ビームを加速するには、高周波空洞13に大強度のパワ
ー(高周波電界)を投入する必要がある。高周波電界を
投入すると、高周波空洞13の壁の電気抵抗により熱が
発生する。熱により高周波空洞13の寸法が変わると所
定の高周波電界をかけることができなくなるので、熱を
除去する必要がある。高周波空洞13に投入できるパワ
ーは熱の除去が可能な大きさと相関があり、通常、高周
波空洞13の寸法が大きい程、大電力を投入できる。高
周波空洞13の寸法を大きくする為には、高周波電界の
周波数を下げる必要がある。本発明の様に数10kW以
上の大電流を加速する為には、周波数900MHz以下
の高周波電界を用いるのが望ましい。高周波電界の周波
数が低い程、高周波空洞13の寸法も大きくなり、且
つ、電子ビーム加速装置の大きさが大きくなる。また、
高周波電界の周波数が低い程、単位長さ当たりの加速エ
ネルギーが小さくなる。一方、高周波電界の周波数が低
い程、空洞壁で損失するパワーの除去が簡単になる。よ
って、上記の相関により、選択する周波数が決定され
る。大電力の直流電子ビームを加速したい場合にはより
低周波数の高周波電界を選択する必要がある。The configuration and operation of the present invention will be described in more detail. In this embodiment, a DC electron beam accelerator of CW (DC) for accelerating electrons to 5 MeV will be described as an example. It is assumed that the acceleration voltage in the high-frequency cavity 13 is about 1 MV. The electron beam generator 12 generates electrons,
As described above, the first electron beam deflecting means 14 and the second electron beam deflecting means 15 form the trajectory 1 of the electron beam. The acceleration of the DC electron beam is performed in the high-frequency cavity 13.
Apply a high frequency electric field of less than MHz. In order to accelerate a high-current DC electron beam, it is necessary to apply a high-intensity power (high-frequency electric field) to the high-frequency cavity 13. When a high-frequency electric field is applied, heat is generated by the electric resistance of the wall of the high-frequency cavity 13. If the dimensions of the high-frequency cavity 13 change due to heat, it becomes impossible to apply a predetermined high-frequency electric field, so it is necessary to remove the heat. The power that can be applied to the high-frequency cavity 13 has a correlation with the size at which heat can be removed. Generally, the larger the size of the high-frequency cavity 13, the more power can be applied. In order to increase the size of the high-frequency cavity 13, it is necessary to lower the frequency of the high-frequency electric field. In order to accelerate a large current of several tens of kW or more as in the present invention, it is desirable to use a high-frequency electric field having a frequency of 900 MHz or less. The lower the frequency of the high-frequency electric field, the larger the size of the high-frequency cavity 13 and the larger the size of the electron beam accelerator. Also,
The lower the frequency of the high-frequency electric field, the smaller the acceleration energy per unit length. On the other hand, the lower the frequency of the high-frequency electric field, the easier it is to remove power lost at the cavity wall. Therefore, the frequency to be selected is determined by the above correlation. When accelerating a high-power DC electron beam, it is necessary to select a lower-frequency high-frequency electric field.
【0021】一方、高周波電界の電圧が高いと壁損失が
増加する。一般に加速電圧の2乗に壁損失は比例する。
直流電子ビーム加速装置は必要な電力が小さいことが望
まれるので、壁損失を少なくする為に加速電圧が低いこ
とが望ましい。ところで、本発明の装置の入射エネルギ
ーは100keV以下であり、低エネルギー時の電子の
光速との速度の差が無視できない。光速との速度の差が
あると、加速電圧を下げて空洞長を長くした場合には、
加速中に電子ビームは高周波電界の位相からずれて加速
できなくなる。よって、加速電圧はある値以下には下げ
ることはできない。よって加速高周波電界の周波数が決
まれば必要な加速電圧はある程度の範囲に限定される。On the other hand, when the voltage of the high-frequency electric field is high, the wall loss increases. Generally, the wall loss is proportional to the square of the acceleration voltage.
Since it is desired that a DC electron beam accelerator requires low power, it is desirable that the acceleration voltage is low in order to reduce wall loss. By the way, the incident energy of the device of the present invention is 100 keV or less, and the difference between the speed of light and the speed of light at low energy cannot be ignored. If there is a speed difference from the speed of light, if the cavity voltage is lengthened by lowering the acceleration voltage,
During acceleration, the electron beam deviates from the phase of the high-frequency electric field and cannot be accelerated. Therefore, the acceleration voltage cannot be reduced below a certain value. Therefore, if the frequency of the accelerating high-frequency electric field is determined, the required accelerating voltage is limited to a certain range.
【0022】以上の様なことにより、本発明の装置は数
10kW程度の電子ビームの加速を考えると、高周波電
界の加速周波数は約900MHz以下に限定される。ま
た、加速電圧や空洞セル数等もある範囲に限定される。
例えば、周波数として500MHzを選択した場合に
は、5MeVまで加速する為には、高周波空洞13のセ
ル数2、加速電圧1MV、空洞通過数5回程度の値が望
ましい。その場合、高周波空洞13での壁損失は60k
W程度となり。30kWのビームを加速しようとする
と、高周波電源としては90kW〜100kW程度の電
源パワーが必要となる。高周波電源としては、クライス
トロン電源の他に、IOT(Inductive Output Tube)
電源を用いることができる。As described above, the acceleration frequency of the high-frequency electric field is limited to about 900 MHz or less in consideration of the acceleration of the electron beam of about several tens of kW in the apparatus of the present invention. In addition, the acceleration voltage, the number of hollow cells, and the like are also limited to certain ranges.
For example, when 500 MHz is selected as the frequency, in order to accelerate to 5 MeV, it is desirable that the number of cells of the high-frequency cavity 13 is 2, the acceleration voltage is 1 MV, and the number of passing through the cavity is about 5 times. In that case, the wall loss in the high-frequency cavity 13 is 60 k
It is about W. In order to accelerate a 30 kW beam, a power supply power of about 90 kW to 100 kW is required as a high frequency power supply. As a high frequency power supply, in addition to a klystron power supply, IOT (Inductive Output Tube)
A power supply can be used.
【0023】大電力の直流電子ビームを加速する場合に
は、電子ビーム発生部12から発生する電子の出射タイ
ミングと高周波空洞13にかける高周波電界の位相を併
せる必要がある。図2に、高周波空洞13を1回通過さ
せる時に得ることができるエネルギーを示す。横軸が電
子ビームの進行方向の位置(座標)、縦軸がその位置で
の電子のエネルギーを示す。このグラフは、電子の初期
位相と高周波電界の位相を10度ずつずらして10個の
電子をシミュレーションした結果である。電子の初期位
相により高周波空洞13を通過した時に得られるエネル
ギーが大きく変わることがわかる。本発明の直流電子ビ
ーム加速装置で加速できる電子ビームのエネルギー幅は
位相全幅で精々30度程度であるので、電子ビーム発生
部12から出る電子の位相幅がそれ以上大きい場合には
加速できず失われてしまう。よって、電子ビーム発生部
から出る電子ビームを効率的に加速する為には高周波加
速電界との位相差を制御する必要がある。When accelerating a high-power DC electron beam, it is necessary to match the emission timing of the electrons generated from the electron beam generator 12 with the phase of the high-frequency electric field applied to the high-frequency cavity 13. FIG. 2 shows the energy that can be obtained when passing through the high-frequency cavity 13 once. The horizontal axis indicates the position (coordinate) in the traveling direction of the electron beam, and the vertical axis indicates the energy of the electron at that position. This graph is a result of simulating 10 electrons by shifting the initial phase of the electrons and the phase of the high-frequency electric field by 10 degrees. It can be seen that the energy obtained when passing through the high-frequency cavity 13 changes greatly depending on the initial phase of the electrons. The energy width of the electron beam that can be accelerated by the DC electron beam accelerator of the present invention is at most about 30 degrees in the entire phase width. I will be. Therefore, in order to efficiently accelerate the electron beam emitted from the electron beam generator, it is necessary to control the phase difference from the high-frequency acceleration electric field.
【0024】図3に、図9に示した従来の電子ビーム加
速装置の高周波電界と電子ビームの加速位相との関係を
示す。図において、30は加速高周波電界、31は電子
銃出力、32は加速ビーム位相である。電子銃111か
らは、上述したように、周波数数Hz〜数100Hz、
パルス幅は数10ns〜数10μs程度のパルスビーム
が出射される。よって、加速可能なビームは図3中に示
す様にパルス幅内の一部のビームに限られていた。よっ
て、平均加速電流は低かった。FIG. 3 shows the relationship between the high-frequency electric field of the conventional electron beam accelerator shown in FIG. 9 and the acceleration phase of the electron beam. In the figure, 30 is an accelerating high-frequency electric field, 31 is an electron gun output, and 32 is an accelerating beam phase. From the electron gun 111, as described above, a frequency of several Hz to several hundred Hz,
A pulse beam having a pulse width of several tens ns to several tens μs is emitted. Therefore, the beam that can be accelerated was limited to a part of the beam within the pulse width as shown in FIG. Therefore, the average acceleration current was low.
【0025】図4に、本発明の直流電子ビーム加速装置
の高周波電界と電子ビームの加速位相との関係を示す。
図において、40は加速高周波電界、41は電子ビーム
発生部12から出射される電子ビームである。電子ビー
ム発生部12からは、高周波電界に同期したパルスが出
射される。よって、高周波電界のどの波も電子が加速す
ることが可能であり大電力の電子ビームを加速すること
が可能となる。なお、電子ビーム発生部12から出射さ
れる電子ビームの周波数は、高周波加速電界の周波数と
同一とした場合が最も効率が良いが、2分の1、3分の
1としても良い。高周波加速電界の周波数が高い場合に
は、電子ビームの出射の周波数を同一にすることは難し
い場合があり、その場合には上記の様に周波数を整数分
の1にした運転を行う必要がある。FIG. 4 shows the relationship between the high-frequency electric field and the acceleration phase of the electron beam in the DC electron beam accelerator of the present invention.
In the figure, 40 is an accelerating high-frequency electric field, and 41 is an electron beam emitted from the electron beam generator 12. A pulse synchronized with the high-frequency electric field is emitted from the electron beam generator 12. Therefore, any wave of the high-frequency electric field can be accelerated by an electron, and a high-power electron beam can be accelerated. The efficiency of the electron beam emitted from the electron beam generator 12 is most efficient when the frequency is the same as the frequency of the high-frequency acceleration electric field, but may be one half or one third. When the frequency of the high-frequency accelerating electric field is high, it may be difficult to make the emission frequency of the electron beam the same, and in that case, it is necessary to perform the operation with the frequency reduced to an integral number as described above. .
【0026】図5に電子ビーム発生部(電子銃)12の
一例の概略構成図を示す。図において、211は陰極、
212はグリッド、213は陽極、214はビーム電
源、215はグリッド電源、216は電子ビームであ
る。ビーム電源214には50kVから100kV程度
のDCの高電圧がかけられている。グリッド電源215
は、高周波空洞13(図1)の周波数に同期した高周波
パルスを発生させることが可能な電源である。電子は陰
極211から熱電子放出により発生する。その後、グリ
ッド212で変調され、高周波空洞13に同期したパル
スとなり、陽極213から取り出される。増幅器として
は、C級増幅で運転される。本実施の形態では500M
Hz程度の変調を行う必要があるが、テレビ局の基地局
で用いられている高周波増幅器の電子銃部分を用いるこ
とで達成可能である。なお、本実施の形態では、電子ビ
ーム発生部12からは、高周波電界に同期したパルスが
出射されるとしたが、CRTの電子銃の様にDCの電子
ビームを発生させても良い。熱電子放出形式の電子銃の
場合、3A/cm2程度の電子ビームを発生させること
が可能である。本実施の形態の装置では半径2mm程度
の電子ビームを想定しているので、電子銃からは、38
0mA程度のDCビームを取り出すことが可能である。
本発明の加速位相幅は30度程度を想定しているので、
380mA×30/360=32mA程度の平均電流の
加速が可能である。例えば、5MeVまで加速をした場
合には、160kw程度の大強度の電子ビームを得るこ
とが可能である。但し、DCビームとした場合には発生
した電子ビームの一部しか加速しないので、効率は悪
く、且つ、高出力の高圧電源が必要となる。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of the electron beam generating section (electron gun) 12. In the figure, 211 is a cathode,
212 is a grid, 213 is an anode, 214 is a beam power source, 215 is a grid power source, and 216 is an electron beam. A high DC voltage of about 50 kV to 100 kV is applied to the beam power supply 214. Grid power supply 215
Is a power supply capable of generating a high-frequency pulse synchronized with the frequency of the high-frequency cavity 13 (FIG. 1). Electrons are generated by thermionic emission from the cathode 211. Thereafter, the pulse is modulated by the grid 212 and becomes a pulse synchronized with the high-frequency cavity 13, and is extracted from the anode 213. The amplifier is operated with class C amplification. In this embodiment, 500M
Although it is necessary to perform modulation of about Hz, it can be achieved by using an electron gun portion of a high-frequency amplifier used in a base station of a television station. In the present embodiment, a pulse synchronized with a high-frequency electric field is emitted from the electron beam generator 12, but a DC electron beam may be generated like an electron gun of a CRT. In the case of a thermionic emission type electron gun, an electron beam of about 3 A / cm 2 can be generated. In the apparatus of the present embodiment, an electron beam having a radius of about 2 mm is assumed.
It is possible to extract a DC beam of about 0 mA.
Since the acceleration phase width of the present invention is assumed to be about 30 degrees,
It is possible to accelerate an average current of about 380 mA × 30/360 = 32 mA. For example, when accelerating to 5 MeV, it is possible to obtain a high intensity electron beam of about 160 kW. However, in the case of using a DC beam, only a part of the generated electron beam is accelerated, so that the efficiency is low and a high-output high-voltage power supply is required.
【0027】以上のように、この実施の形態において
は、高周波電界を投入し直流(CW)電子ビームの加速
を行う高周波空洞13と、高周波電界の周波数と同一ま
たは整数分の1の周波数で且つ高周波空洞13と同期し
たCW電子ビームを発生する電子ビーム発生部12と、
電子を偏向する第一及び第二の電子ビーム偏向手段14
及び15とを有し、電子ビーム発生部12で発生した電
子ビームを進行方向Pで高周波空洞13を通過させ(加
速X)、第一の電子ビーム偏向手段14で電子ビームの
進行方向を変え、再度、高周波空洞13を概同一軌道且
つ反対方向(進行方向Q)で通過させ(加速Y)、次
に、第二の電子ビーム偏向手段により電子ビームを偏向
し、高周波空洞13の外側を通過させ、再度、第一の電
子ビーム偏向手段14により偏向し再度高周波空洞13
を概同一軌道且つ進行方向Qで通過させ(加速Z)、以
下、加速Zの動作を繰り返すことで、CWの電子ビーム
を高エネルギーまで加速するようにしたので、CWの大
強度の電子ビームを加速することが可能であり、大強度
の電子ビームを必要とする利用分野(例えば、医療用具
殺菌及び食品照射等)に用いることが可能になるという
効果が得られる。As described above, in this embodiment, the high-frequency cavity 13 for applying a high-frequency electric field and accelerating a direct current (CW) electron beam has the same frequency as that of the high-frequency electric field or a frequency that is a fraction of an integer. An electron beam generator 12 for generating a CW electron beam synchronized with the high-frequency cavity 13;
First and second electron beam deflecting means 14 for deflecting electrons
And 15, the electron beam generated by the electron beam generator 12 is passed through the high-frequency cavity 13 in the traveling direction P (acceleration X), and the traveling direction of the electron beam is changed by the first electron beam deflecting means 14. The high-frequency cavity 13 is again passed through the high-frequency cavity 13 in substantially the same orbit and in the opposite direction (the traveling direction Q) (acceleration Y). Then, the electron beam is deflected by the second electron beam deflecting means and passes outside the high-frequency cavity 13. Deflected by the first electron beam deflecting means 14 again, and
Are passed in substantially the same orbit and in the traveling direction Q (acceleration Z), and the operation of acceleration Z is repeated to accelerate the CW electron beam to high energy. It is possible to accelerate, and it is possible to obtain an effect that it can be used in application fields that require a high-intensity electron beam (for example, sterilization of medical devices and irradiation of foods).
【0028】実施の形態2.以下、この発明の他の実施
の形態を図について説明する。図6は、電子ビームが高
周波空洞を通過する時の高周波電界位相と加速ビームの
位相の関係を示している。図6において、51が加速X
の電子ビームの位相、52が加速Yの電子ビームの位
相、53が加速Zの電子ビームの位相、54が加速高周
波電界(RF加速電界)を表す。なお、本実施の形態に
おける直流電子ビーム加速装置の基本的な構造は、上述
の図1と同じであるため、図1を参照することとする。Embodiment 2 Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 shows the relationship between the high-frequency electric field phase and the phase of the acceleration beam when the electron beam passes through the high-frequency cavity. In FIG. 6, 51 is the acceleration X
, 52 indicates the phase of the electron beam of acceleration Y, 53 indicates the phase of the electron beam of acceleration Z, and 54 indicates the acceleration high-frequency electric field (RF acceleration electric field). Note that the basic structure of the DC electron beam accelerator according to the present embodiment is the same as that of FIG. 1 described above, and therefore, FIG. 1 will be referred to.
【0029】上述したような従来の電子ビーム加速装置
では電子ビームの位相は高周波電界のトップに近い位相
で加速を行っていた。本発明の直流電子ビーム加速装置
は電子ビームのエネルギーが低く、加速とともに電子ビ
ームの速度の変化が大きく、高周波電界のトップ位相付
近で加速を行うと、エネルギーゲインが小さくなる。ま
た、トップ位相付近で加速を行うと、1回目の電子ビー
ムが高周波空洞を通過する時と複数回目の電子ビームが
高周波空洞を通過する時と同じ空間位置で加速をされる
ので、その部分の電子密度が大きくなり、空間電荷の影
響が大きくなる。多くの電流を加速する装置では空間電
荷の影響によりその最大電流値が決定されることが多い
ので電子密度をできるだけ下げる必要がある。In the conventional electron beam accelerator described above, the electron beam accelerates at a phase close to the top of the high-frequency electric field. In the DC electron beam accelerator of the present invention, the energy of the electron beam is low, the speed of the electron beam changes greatly with the acceleration, and the energy gain decreases when the acceleration is performed near the top phase of the high-frequency electric field. When acceleration is performed near the top phase, acceleration is performed in the same spatial position as when the first electron beam passes through the high-frequency cavity and when a plurality of electron beams pass through the high-frequency cavity. The electron density increases and the effect of space charge increases. In a device for accelerating a large amount of current, the maximum current value is often determined by the influence of space charge. Therefore, it is necessary to reduce the electron density as much as possible.
【0030】そのため、本発明では、図6に示すよう
に、1回目の電子ビーム(加速X)と2回目の電子ビー
ム(加速Y)は逆位相において加速するので、上記の様
な問題は発生しない。また、3回目以降の電子ビーム
(加速Z)は2回目の電子ビームに近い位相で加速する
が加速Zの方がよりトップに近い位相で加速される。よ
って、電子密度は大きくならず、空間電荷の影響が小さ
く、より多くの電流が加速できる。なお、3回目以降の
電子ビームが高周波空洞13を通過する時にはほぼ同位
相で加速されるが、3回高周波空洞13を通過してエネ
ルギーが高くなっているので空間電荷の影響は非常に小
さくなっており、想定している電流値程度では問題とな
らない。Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 6, the first electron beam (acceleration X) and the second electron beam (acceleration Y) are accelerated in opposite phases, so that the above-described problem occurs. do not do. The third and subsequent electron beams (acceleration Z) are accelerated with a phase closer to the second electron beam, but the acceleration Z is accelerated with a phase closer to the top. Therefore, the electron density does not increase, the influence of space charge is small, and more current can be accelerated. When the third and subsequent electron beams pass through the high-frequency cavity 13, they are accelerated in substantially the same phase, but since the energy has increased after passing through the high-frequency cavity 13, the effect of space charge is very small. Therefore, there is no problem if the current value is about the expected value.
【0031】以上のように、この実施の形態において
は、図6に示すように、電子ビームが高周波空洞13を
通過する時の加速位相が、加速X、加速Y、加速Zで互
いに異なるようにしたので、空間電荷の影響を小さく
し、直流の大強度の電子ビームを加速できるという効果
が得られる。As described above, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the acceleration phases when the electron beam passes through the high-frequency cavity 13 are different from each other in the acceleration X, the acceleration Y, and the acceleration Z. Therefore, the effect of reducing the influence of space charge and accelerating the electron beam with a large direct current intensity can be obtained.
【0032】実施の形態3.以下、この発明の他の実施
の形態を図について説明する。図7はこの発明の実施の
形態3による直流電子ビーム加速装置の構成を示した概
略構成図を示す。図において、1は電子ビームの軌道、
12は電子ビーム発生部、13は高周波空洞、14は第
一の直流電子ビーム偏向手段、15は第二の直流電子ビ
ーム偏向手段、61はビームスクレーパである。すなわ
ち、本実施の形態は、上述の実施の形態1の構成に、ビ
ームスクレーパ61を追加したものである。このビーム
スクレーパ61は、電子ビームの一部を遮って、高周波
電界の所定の加速位相からずれた電子ビームを加速途中
で除去するためのものである。Embodiment 3 FIG. Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a DC electron beam accelerator according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, 1 is the trajectory of the electron beam,
Reference numeral 12 denotes an electron beam generator, 13 denotes a high-frequency cavity, 14 denotes first DC electron beam deflecting means, 15 denotes second DC electron beam deflecting means, and 61 denotes a beam scraper. That is, the present embodiment is obtained by adding the beam scraper 61 to the configuration of the first embodiment. The beam scraper 61 is for interrupting a part of the electron beam and removing the electron beam shifted from a predetermined acceleration phase of the high-frequency electric field during acceleration.
【0033】動作について説明する。電子ビーム発生部
12から出たビームは、高周波空洞13を通過し第1回
目の加速を行う。第1回目の加速は、高周波電界のトッ
プ位相からはずれた位相で行うので、電子ビーム発生部
12から出た電子ビームの初期位相の違いによる、エネ
ルギーゲインの相違が大きい。よって、高周波空洞13
を通過した後の電子ビームのエネルギー分散(エネルギ
ーのばらつき)はかなり大きくなる。The operation will be described. The beam emitted from the electron beam generator 12 passes through the high-frequency cavity 13 and performs a first acceleration. Since the first acceleration is performed at a phase deviated from the top phase of the high-frequency electric field, the difference in energy gain due to the difference in the initial phase of the electron beam emitted from the electron beam generator 12 is large. Therefore, the high-frequency cavity 13
The energy dispersion (variation in energy) of the electron beam after passing through is considerably large.
【0034】本発明の直流電子ビーム加速装置の加速可
能な電子ビームのエネルギー分散は精々3%程度であ
り、中心ビームよりエネルギーが3%以上ずれたビーム
は最終エネルギーまで加速できずに周回中に壁等に衝突
して失われる。本発明の装置は大電流を加速するので、
電子ビームが壁に衝突した時に発生する放射線や熱量は
大きく、最終エネルギーまで加速できない電子ビーム
は、できるだけ低エネルギーで、しかも制御された位置
で除去する必要がある。The energy dispersion of the electron beam which can be accelerated by the DC electron beam accelerator of the present invention is at most about 3%, and a beam whose energy is deviated by 3% or more from the center beam cannot be accelerated to the final energy during the orbit. It is lost by colliding with walls. Since the device of the present invention accelerates large currents,
The radiation and heat generated when the electron beam collides with the wall are so large that the electron beam which cannot be accelerated to the final energy needs to be removed at a low energy as much as possible and at a controlled position.
【0035】よって、この実施の形態では、第一の電子
ビーム偏向手段14中、又は、第一の電子ビーム偏向手
段14の出口側に、ビームスクレーパ61を設置した。
電子ビームは偏向電磁石中ではエネルギーが高い電子は
外側を、エネルギーが低い電子は内側を通過するので、
外側と内側に金属板61a及び61bを配置しておけ
ば、所定の範囲のエネルギーの電子のみを通過させるこ
とが可能となり、エネルギー分散が所定の値より大きい
電子を除去することが可能であり、余分な放射線の発生
量を抑えることができる。Therefore, in this embodiment, the beam scraper 61 is provided in the first electron beam deflecting means 14 or on the exit side of the first electron beam deflecting means 14.
The electron beam passes through the bending electromagnet, where high-energy electrons pass outside and low-energy electrons pass inside.
By arranging the metal plates 61a and 61b on the outside and the inside, it becomes possible to pass only electrons having a predetermined range of energy, and it is possible to remove electrons whose energy dispersion is larger than a predetermined value. The amount of extra radiation generated can be suppressed.
【0036】なお、本実施の形態においては、ビームス
クレーパ61は外側と内側に金属板61a及び61bを
設置した例について示したが、あるエネルギー以上の電
子ビームのみを加速する構成も考えられ、その場合には
金属板は内側のみに設置しておけば良い。In this embodiment, the beam scraper 61 has an example in which the metal plates 61a and 61b are provided on the outside and the inside. However, a configuration in which only the electron beam having a certain energy or more is accelerated is considered. In this case, the metal plate may be installed only inside.
【0037】また、図7では、ビームスクレーパ61を
第一の電子ビーム偏向手段14付近に設置したが、電子
ビーム偏向手段14の下流側であればどの位置に配置し
ても同様の効果を得ることができる。但し、高周波空洞
13を多数回通過した後では電子ビームのエネルギーが
高くなるので、ビームスクレーパ61で大強度の電子ビ
ームを除去する必要が生じてくるので、発生する放射線
量や熱の除去が難しくなるため、好ましくは、第一の電
子ビーム偏向手段14付近に設置するようにする。In FIG. 7, the beam scraper 61 is installed in the vicinity of the first electron beam deflecting means 14, but the same effect can be obtained by arranging it at any position on the downstream side of the electron beam deflecting means 14. be able to. However, after passing through the high-frequency cavity 13 many times, the energy of the electron beam becomes high, so that it becomes necessary to remove the high-intensity electron beam by the beam scraper 61, and it is difficult to remove the generated radiation dose and heat. For this reason, it is preferable to install the device near the first electron beam deflecting means 14.
【0038】また、ビームスクレーパ61は除去すべき
電子ビームのパワーに応じて、冷却構造を設ける必要が
ある。また、エネルギーを調整する為に、ビームスクレ
ーパ61の金属板を可動可能にする駆動機構を配設する
ようにしてもよい。The beam scraper 61 needs to be provided with a cooling structure according to the power of the electron beam to be removed. In order to adjust the energy, a driving mechanism that can move the metal plate of the beam scraper 61 may be provided.
【0039】この実施の形態においては、上述の実施の
形態1の構成に加えて、電子ビームの一部を遮るビーム
スクレーパ61を設けて、高周波電界の加速位相からず
れた電子ビームを加速途中で除去するようにしたので、
上述の実施の形態1の効果が得られるとともに、さら
に、利用目的以外の余分な放射線の発生量を抑えること
ができるという効果が得られる。In this embodiment, in addition to the structure of the first embodiment, a beam scraper 61 for blocking a part of the electron beam is provided so that the electron beam deviated from the acceleration phase of the high-frequency electric field is accelerated during the acceleration. I decided to remove it,
The effect of the first embodiment described above is obtained, and further, the amount of generation of extra radiation other than the intended purpose can be suppressed.
【0040】実施の形態4.以下、この発明の実施の形
態を図について説明する。図8は、本発明の直流電子ビ
ーム加速装置で低速陽電子を発生する時の機器配置を示
した図である。図において、71は上述の実施の形態1
〜3で示したいずれかの直流電子ビーム加速装置と同じ
構成を有した直流電子ビーム加速部、72は金属ターゲ
ット、73はモデレータ、74は、入口付近に金属ター
ゲット72及びモデレータ73が配設され、発生された
陽電子を送る輸送ライン、75は輸送ライン74の出口
付近に設けられた測定部である。なお、本実施の形態の
直流電子ビーム加速装置は、直流電子ビーム加速部7
1、金属ターゲット72、及び、モデレータ73から構
成されている。Embodiment 4 FIG. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a diagram showing an arrangement of devices when a slow positron is generated by the DC electron beam accelerator of the present invention. In the figure, reference numeral 71 denotes the first embodiment.
A DC electron beam accelerating unit having the same configuration as any of the DC electron beam accelerators indicated by Nos. 1 to 3, 72 is a metal target, 73 is a moderator, and 74 is a metal target 72 and a moderator 73 disposed near the entrance. A transport line 75 for transmitting the generated positrons is a measuring unit provided near the exit of the transport line 74. It should be noted that the DC electron beam accelerator of the present embodiment
1, a metal target 72, and a moderator 73.
【0041】次に、動作について説明する。直流電子ビ
ーム加速部71で加速したCWの電子ビームを金属ター
ゲット72に衝突させる。その結果、制動放射、及び、
対生成により高速の陽電子が発生する。その高速陽電子
をモデレータ73に導き減速させる。モデレータ73か
ら出たビームは数eV程度の低速の陽電子である。その
陽電子を輸送ライン74を通し、測定装置75へと導
く。Next, the operation will be described. The CW electron beam accelerated by the DC electron beam acceleration unit 71 collides with the metal target 72. As a result, bremsstrahlung, and
Fast positrons are generated by pair generation. The high-speed positron is guided to the moderator 73 and decelerated. The beam emitted from the moderator 73 is a slow positron of about several eV. The positron is guided through a transport line 74 to a measuring device 75.
【0042】本発明の装置で発生可能な低速陽電子の個
数は、電子ビームの加速エネルギー15MeV、電子ビ
ームのパワー90kWとすると、2.3×108個/s
ec〜1.4×109個/secである。発生個数は金
属ターゲットやモデレータの構成や配置により異なるの
で装置により上記程度のばらつきを持つ。従来の世界最
高の発生個数は、「世界のポジトロンラボラトリ」(岡
田漱平著、Radioisotopes,Vol.42, No.7, 1993)に記
載されている様に、ORNLの装置の1.1×108個
/secである。本発明の装置は従来の装置よりコンパ
クトで、しかも大強度の低速陽電子を発生させることが
可能である。The number of low-speed positrons that can be generated by the apparatus of the present invention is 2.3 × 10 8 / s when the electron beam acceleration energy is 15 MeV and the electron beam power is 90 kW.
ec to 1.4 × 10 9 pieces / sec. The number of occurrences varies depending on the configuration and arrangement of the metal target and the moderator, and thus varies depending on the apparatus. As described in “Positron Laboratory in the World” (written by Sohei Okada, Radioisotopes, Vol. 42, No. 7, 1993), the conventional number of occurrences in the world is 1.1 × 10 8 of the ORNL apparatus. / Sec. The device of the present invention is more compact than the conventional device and is capable of generating high-intensity slow positrons.
【0043】従来の装置は、(1)アイソトープから出
る陽電子を減速させて発生、(2)上述した図10の従
来例のように、100MeV程度の電子線形加速器から
発生するパルス状の電子ビームをターゲットに衝突さ
せ、減速させてパルス状の低速陽電子を得る、(3)陽
子加速器等で発生する数MeVの陽子ビームをターゲッ
トに衝突させ減速させて低速陽電子を得る、等の手法で
発生させていた。それらと比較して本発明の装置は以下
の様な利点がある。The conventional device generates (1) a positron emitted from an isotope by decelerating it, and (2) a pulse-like electron beam generated from an electron linear accelerator of about 100 MeV as in the above-described conventional example of FIG. (3) A few MeV proton beam generated by a proton accelerator or the like is caused to collide with the target and decelerate to obtain low-speed positrons. Was. Compared with them, the device of the present invention has the following advantages.
【0044】上記の従来の手法(1)と比較とすれば、
本発明の装置は、まず、大強度の低速陽電子を得ること
が可能である。従来の手法(1)では106個/sec
程度であったが、本発明では108〜109個/secの
発生が可能である。また、アイソトープは常に陽電子を
発生しているので取り扱いが非常に煩雑であるが、本発
明の装置では装置を止めれば放射線は出ないので取り扱
い易い装置を提供することができる。In comparison with the above-mentioned conventional method (1),
The device of the present invention can first obtain a high-intensity slow positron. In the conventional method (1), 10 6 pieces / sec
However, in the present invention, it is possible to generate 10 8 to 10 9 cells / sec. In addition, isotopes always generate positrons and are therefore very complicated to handle. However, in the apparatus of the present invention, if the apparatus is stopped, no radiation is emitted, so that an easy-to-handle apparatus can be provided.
【0045】上記の従来の手法(2)と比較すれば、本
発明の装置は、小型の装置を提供でき、建屋の遮蔽が簡
便となる。従来の手法(2)では陽電子の個数を増やす
には100MeV程度の電子線形加速器が必要である。
また、発生する陽電子ビームがパルス状であり、測定に
用いるには低速陽電子の直流化装置が必要であった。一
方、本発明では15MeV程度の加速で良く、且つ、直
流化装置は不要である。更に、従来の手法(2)では大
強度の中性子が発生するので建屋の遮蔽が大規模である
が、本発明では簡便な遮蔽で良い。As compared with the above-mentioned conventional method (2), the apparatus of the present invention can provide a small-sized apparatus, and can easily block a building. In the conventional method (2), an electron linear accelerator of about 100 MeV is required to increase the number of positrons.
Further, the generated positron beam is pulse-shaped, and a low-speed positron DC converter was required for use in measurement. On the other hand, in the present invention, acceleration of about 15 MeV is sufficient, and a DC converter is not required. Further, in the conventional method (2), large-scale neutrons are generated, so that the building is shielded on a large scale. However, in the present invention, simple shielding may be used.
【0046】上記の従来の手法(3)と比較すれば、本
発明の装置は、大強度の低速陽電子を得ることが可能で
ある。従来の手法(3)では107個/sec程度の発
生個数であるが、本発明では108〜109個/secの
発生が可能である。更に、従来の手法(3)では陽子を
加速するので、大強度の中性子が発生し、建屋の遮蔽が
大規模であるが、本発明では簡便な遮蔽で良い。更に、
従来の手法(3)では残留放射線が大きいが本発明の装
置では殆どない。As compared with the above-mentioned conventional method (3), the apparatus of the present invention can obtain a high-intensity slow positron. In the conventional method (3), the number of occurrences is about 10 7 pieces / sec, but in the present invention, the number of occurrences is 10 8 to 10 9 pieces / sec. Furthermore, in the conventional method (3), protons are accelerated, so that neutrons of high intensity are generated and the building is shielded on a large scale. However, in the present invention, simple shielding may be used. Furthermore,
In the conventional method (3), the residual radiation is large, but is hardly found in the apparatus of the present invention.
【0047】なお、本発明では、ターゲットに90kW
程度の電子ビームを衝突させるので、ターゲットには上
記パワーを除去する機構を設ける方が望ましい。ターゲ
ット自身を冷却水の圧力で回転させる様な回転ターゲッ
ト方式の構成としてもよい。In the present invention, the target is 90 kW.
It is desirable to provide the target with a mechanism for removing the above power because the electron beam is collided with the electron beam. A configuration of a rotary target system in which the target itself is rotated by the pressure of the cooling water may be used.
【0048】以上のように、この実施の形態において
は、上述の実施の形態1〜3の直流電子ビーム加速装置
と同じ構成を有する直流電子ビーム加速部を備えるよう
にしたので、上述の実施の形態1〜3と同様の効果が得
られるとともに、さらに、本発明においては、モデレー
タ73から出た電子ビームはパルス状でないため、直流
化装置等は不要になり、直流化に伴う陽電子の消失が防
止できるため、効率よく大強度の低速陽電子を発生する
ことができるとともに小型化が図れ、また、中性子の発
生がないため、建屋の遮蔽が簡便でよく、かつ、装置を
止めれば放射線が発生せず、残留放射線も殆どないの
で、取り扱いが容易であるという効果が得られる。As described above, in this embodiment, a DC electron beam accelerating unit having the same configuration as the DC electron beam accelerators of the above-described first to third embodiments is provided. The same effects as in the first to third embodiments can be obtained, and further, in the present invention, since the electron beam emitted from the moderator 73 is not pulsed, a DC conversion device or the like is not required, and the disappearance of positrons due to DC conversion is eliminated. Because of this, large-intensity low-speed positrons can be generated efficiently and miniaturization can be achieved.Since no neutrons are generated, the building can be shielded easily and radiation can be generated if the device is stopped. Since there is almost no residual radiation, the effect of easy handling is obtained.
【0049】[0049]
【発明の効果】この発明は、直流電子ビームを発生する
電子ビーム発生手段と、高周波電界を投入し、直流電子
ビームの加速を行う電子ビーム加速手段と、電子ビーム
加速手段の一端に近接して設けられ、加速された直流電
子ビームの軌道を、一回目の通過時には、入射軌道に対
して出射軌道が同一で、かつ、進行方向が反対方向にな
るように偏向し、2回目以降は入射軌道に対して出射軌
道が同一でなく、かつ、進行方向が反対方向になるよう
に偏向する第一の電子ビーム偏向手段と、電子ビーム加
速手段の他端に近接して設けられ、直流電子ビームの軌
道を、入射軌道に対して出射軌道が同一でなく、かつ、
進行方向が反対方向になるように偏向する第二の電子ビ
ーム偏向手段と、を備え、電子ビーム発生手段で発生し
た直流電子ビームを第一の進行方向で電子ビーム加速手
段を通過させ(加速X)、第一の電子ビーム偏向手段で
直流電子ビームの進行方向を変え、再度、電子ビーム加
速手段を、同一軌道且つ上記第一の進行方向に対して反
対方向の第二の進行方向で通過させ(加速Y)、第二の
電子ビーム偏向手段により、直流電子ビームを偏向し、
電子ビーム加速手段の外側を通過させ、再度、第一の電
子ビーム偏向手段により偏向し、再度、電子ビーム加速
手段を、同一軌道且つ第二の進行方向で通過させ(加速
Z)、以下、加速Zの動作を繰り返すことで、直流電子
ビームを加速する直流電子ビーム加速装置であるので、
大強度の直流電子ビームを加速することができるという
効果を奏する。According to the present invention, there is provided an electron beam generating means for generating a DC electron beam, an electron beam accelerating means for applying a high-frequency electric field to accelerate the DC electron beam, and an electron beam accelerating means provided near one end of the electron beam accelerating means. At the first pass, the trajectory of the accelerated DC electron beam is deflected so that the exit trajectory is the same as the incident trajectory and the traveling direction is opposite to the incident trajectory. A first electron beam deflecting means for deflecting the emission trajectory so that the traveling trajectories are not the same and the traveling directions are opposite to each other, and provided near the other end of the electron beam accelerating means; The orbit is not the same as the outgoing orbit with respect to the incoming orbit, and
A second electron beam deflecting means for deflecting the electron beam so that the traveling direction is opposite to that of the electron beam. The DC electron beam generated by the electron beam generating means is passed through the electron beam accelerating means in the first traveling direction (acceleration X ), The traveling direction of the DC electron beam is changed by the first electron beam deflecting means, and the electron beam accelerating means is passed again in the same orbit and in the second traveling direction opposite to the first traveling direction. (Acceleration Y), the DC electron beam is deflected by the second electron beam deflector,
It passes outside the electron beam accelerating means, is again deflected by the first electron beam deflecting means, and again passes the electron beam accelerating means in the same orbit and in the second traveling direction (acceleration Z). Since it is a DC electron beam accelerator that accelerates the DC electron beam by repeating the operation of Z,
There is an effect that a high intensity DC electron beam can be accelerated.
【0050】また、電子ビーム発生手段が、電子ビーム
加速手段に投入される高周波電界の周波数と同一の周波
数で、且つ、電子ビーム加速手段と同期した直流電子ビ
ームを発生するようにしたので、最も効率よく、大強度
の直流電子ビームを加速することができるという効果を
奏する。Further, the electron beam generating means generates a DC electron beam at the same frequency as the frequency of the high-frequency electric field applied to the electron beam accelerating means and in synchronization with the electron beam accelerating means. This has the effect of efficiently accelerating a high intensity DC electron beam.
【0051】また、電子ビーム発生手段が、電子ビーム
加速手段に投入される高周波電界の周波数の整数分の1
の周波数で、且つ、電子ビーム加速手段と同期した直流
電子ビームを発生するようにしたので、高周波電界の周
波数が高い場合に、直流電子ビームの出射の周波数を同
一にすることが難しい場合があり、そのような場合に整
数分の1とすることで安定した動作を行うことができる
という効果を奏する。Further, the electron beam generating means is provided with an integral frequency of the high frequency electric field applied to the electron beam accelerating means.
Since the DC electron beam is generated at the same frequency and synchronized with the electron beam accelerating means, when the frequency of the high frequency electric field is high, it may be difficult to make the emission frequency of the DC electron beam the same. In such a case, it is possible to perform a stable operation by setting the integral number to 1 /.
【0052】また、直流電子ビームが電子ビーム加速手
段を通過する時の加速位相が、加速X、加速Y、及び、
加速Zで、互いに異なるようにしたので、空間電荷の影
響を小さくし、直流の大電流ビームを加速することがで
きるという効果を奏する。When the DC electron beam passes through the electron beam accelerating means, the acceleration phases are X, Y,
Since the acceleration Z is made different from each other, there is an effect that the influence of space charge is reduced and a large direct current beam can be accelerated.
【0053】また、電子ビーム加速手段を通過した直流
電子ビームの一部を遮るビームスクレーパをさらに備え
ているので、利用目的以外の余分な放射線の発生量が少
ないという効果を奏する。Further, since a beam scraper for blocking a part of the DC electron beam passing through the electron beam accelerating means is further provided, there is an effect that a generation amount of extra radiation other than the purpose of use is small.
【0054】また、加速Zの動作を繰り返すことによっ
て加速された直流電子ビームが衝突し、高速の陽電子を
発生させるためのターゲットと、高速の陽電子を減速さ
せるモデレータと、をさらに備えているので、大強度の
直流の低速陽電子を、小規模なシステムで得られるとい
う効果を奏する。Further, a target for generating high-speed positrons and a moderator for decelerating high-speed positrons are further provided, because a DC electron beam accelerated by repeating the operation of the acceleration Z collides with each other. This is effective in that a large-scale DC low-speed positron can be obtained by a small-scale system.
【0055】また、この発明は、直流電子ビームを発生
する電子ビーム発生工程と、電子ビーム発生工程により
発生した直流電子ビームを第一の進行方向において、高
周波電界が投入された高周波空洞内を通過させて加速さ
せる加速X工程と、加速X工程において加速された直流
電子ビームの進行方向を偏向し、再度、高周波空洞内
を、同一軌道且つ第一の進行方向に対して反対方向の第
二の進行方向で通過させて、加速させる加速Y工程と、
加速Y工程において加速された直流電子ビームを偏向
し、高周波空洞の外側を第一の進行方向で通過させた後
に、再度偏向し、高周波空洞内を、同一軌道且つ第二の
進行方向で通過させて加速させる加速Z工程と、を備
え、以下、加速Z工程の動作を少なくとも1回以上繰り
返すことで、直流電子ビームを加速する直流電子ビーム
加速方法であるので、大強度の直流電子ビームを加速す
ることができるという効果を奏する。The present invention also provides an electron beam generating step for generating a DC electron beam, and passing the DC electron beam generated by the electron beam generating step in a first traveling direction through a high-frequency cavity into which a high-frequency electric field is applied. An accelerated X step of accelerating and accelerating, and deflecting the traveling direction of the DC electron beam accelerated in the accelerated X step, again in the high-frequency cavity, in the same orbit and in a second direction opposite to the first traveling direction. An accelerating Y step of passing through and accelerating in the traveling direction;
The DC electron beam accelerated in the acceleration Y step is deflected, passed outside the high-frequency cavity in the first traveling direction, then deflected again, and passed through the high-frequency cavity in the same orbit and in the second traveling direction. A DC electron beam acceleration method for accelerating a DC electron beam by repeating the operation of the acceleration Z step at least once or more. It has the effect that it can be done.
【図1】 本発明の実施の形態1における直流電子ビー
ム加速装置の構成を示した構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a DC electron beam accelerator according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】 高周波空洞を1回通過させた時の電子のエネ
ルギーゲインを示したグラフである。FIG. 2 is a graph showing an energy gain of an electron when the electron passes through a high-frequency cavity once.
【図3】 従来の電子ビーム加速装置の高周波電界と加
速電子ビームの位相関係を示したグラフである。FIG. 3 is a graph showing a phase relationship between a high-frequency electric field and an accelerated electron beam of a conventional electron beam accelerator.
【図4】 本発明の直流電子ビーム加速装置の高周波電
界と電子ビームの位相との関係を示したグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a high-frequency electric field and a phase of an electron beam of the DC electron beam accelerator according to the present invention.
【図5】 本発明の直流電子ビーム加速装置に設けられ
た電子ビーム発生部(電子銃)の構成を示した構成図で
ある。FIG. 5 is a configuration diagram showing a configuration of an electron beam generator (electron gun) provided in the DC electron beam accelerator of the present invention.
【図6】 本発明の実施の形態2における直流電子ビー
ム加速装置において、電子ビームが高周波空洞を通過す
る時の高周波電界位相と加速ビームの位相の関係を示し
たグラフである。FIG. 6 is a graph showing a relationship between a high-frequency electric field phase and an acceleration beam phase when an electron beam passes through a high-frequency cavity in the DC electron beam accelerator according to the second embodiment of the present invention.
【図7】 本発明の実施の形態3における直流電子ビー
ム加速装置の構成を示した構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a DC electron beam accelerator according to Embodiment 3 of the present invention.
【図8】 本発明の実施の形態4における直流電子ビー
ム加速装置の構成を示した構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a DC electron beam accelerator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図9】 従来の電子ビーム加速装置の概略平面図であ
る。FIG. 9 is a schematic plan view of a conventional electron beam accelerator.
【図10】 従来の電子ビーム加速装置で低速陽電子を
発生する時の機器配置を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing an arrangement of devices when a slow positron is generated by a conventional electron beam accelerator.
1 電子ビームの軌道、12 電子ビーム発生部、13
高周波空洞、14第一の電子ビーム偏向手段、15
第二の電子ビーム偏向手段、30 高周波加速電界、3
1 電子銃出力、32 加速ビーム位相、40 高周波
加速電界、41 電子ビーム発生部から出射される電子
ビーム、51 加速Xの電子ビームの位相、52 加速
Yの電子ビームの位相、53 加速Zの電子ビームの位
相、61 ビームスクレーパ、71 直流電子ビーム加
速部、72 金属ターゲット、73 モデレータ、74
輸送ライン、75 測定部、111 電子銃、112
入射電磁石、113 高周波空洞、114 偏向電磁
石、115 電子ビーム軌道、121 線形加速器、1
22 ターゲット、123 モデレータ、124輸送ラ
イン、125 直流化装置、126 測定装置、211
陰極、212グリッド、213 陽極、214 ビー
ム電源、215 グリッド電源、216 電子ビーム。1 electron beam orbit, 12 electron beam generator, 13
High frequency cavity, 14 first electron beam deflecting means, 15
Second electron beam deflecting means, 30 high-frequency accelerating electric field, 3
1 electron gun output, 32 acceleration beam phase, 40 high-frequency acceleration electric field, 41 electron beam emitted from the electron beam generator, 51 acceleration X electron beam phase, 52 acceleration Y electron beam phase, 53 acceleration Z electron Beam phase, 61 Beam scraper, 71 DC electron beam accelerator, 72 Metal target, 73 Moderator, 74
Transport line, 75 measuring unit, 111 electron gun, 112
Incident electromagnet, 113 high-frequency cavity, 114 deflection electromagnet, 115 electron beam orbit, 121 linear accelerator, 1
22 targets, 123 moderators, 124 transport lines, 125 DC converters, 126 measuring devices, 211
Cathode, 212 grid, 213 anode, 214 beam power, 215 grid power, 216 electron beam.
Claims (7)
生手段と、 高周波電界が投入され、上記直流電子ビームの加速を行
う電子ビーム加速手段と、 上記電子ビーム加速手段の一端に近接して設けられ、加
速された上記直流電子ビームの軌道を、一回目の通過時
には、入射軌道に対して出射軌道が同一で、かつ、進行
方向が反対方向になるように偏向し、2回目以降は入射
軌道に対して出射軌道が同一でなく、かつ、進行方向が
反対方向になるように偏向する第一の電子ビーム偏向手
段と、 上記電子ビーム加速手段の他端に近接して設けられ、上
記直流電子ビームの軌道を、入射軌道に対して出射軌道
が同一でなく、かつ、進行方向が反対方向になるように
偏向する第二の電子ビーム偏向手段と、 を備え、 上記電子ビーム発生手段により発生した上記直流電子ビ
ームを第一の進行方向において上記電子ビーム加速手段
内を通過させ(加速X)、 上記第一の電子ビーム偏向手段で上記直流電子ビームの
進行方向を変え、再度、上記電子ビーム加速手段内を、
同一軌道且つ上記第一の進行方向に対して反対方向の第
二の進行方向で通過させ(加速Y)、 上記第二の電子ビーム偏向手段により、上記直流電子ビ
ームを偏向し、上記電子ビーム加速手段の外側を通過さ
せ、再度、上記第一の電子ビーム偏向手段により偏向
し、再度、上記電子ビーム加速手段内を、上記同一軌道
且つ第二の進行方向で通過させ(加速Z)、 以下、加速Zの動作を少なくとも1回以上繰り返すこと
で、直流電子ビームを加速することを特徴とする直流電
子ビーム加速装置。1. An electron beam generating means for generating a DC electron beam, an electron beam accelerating means to which a high-frequency electric field is applied to accelerate the DC electron beam, and an electron beam accelerating means provided near one end of the electron beam accelerating means. During the first pass, the trajectory of the accelerated DC electron beam is deflected so that the exit trajectory is the same as the incident trajectory and the traveling direction is opposite to the incident trajectory. A first electron beam deflecting means for deflecting the emission trajectories so that the traveling trajectories are not the same and the traveling directions are opposite to each other; and Second electron beam deflecting means for deflecting the trajectory so that the outgoing trajectory is not the same as the incident trajectory and the traveling direction is opposite to the trajectory. The DC electron beam is passed through the electron beam accelerating means in the first traveling direction (acceleration X), and the traveling direction of the DC electron beam is changed by the first electron beam deflecting means. In the acceleration means,
The electron beam is passed through the same orbit and in a second traveling direction opposite to the first traveling direction (acceleration Y), and the second electron beam deflecting means deflects the DC electron beam, thereby accelerating the electron beam. The first electron beam deflecting means passes through the outside of the means and is again deflected by the first electron beam deflecting means, and again passes through the electron beam accelerating means in the same orbit and in the second traveling direction (acceleration Z). A DC electron beam accelerator, wherein the DC electron beam is accelerated by repeating the operation of the acceleration Z at least once or more.
周波数と同一の周波数で、且つ、上記電子ビーム加速手
段と同期した直流電子ビームを発生することを特徴とす
る請求項1記載の直流電子ビーム加速装置。2. The method according to claim 1, wherein the electron beam generating means generates a DC electron beam at the same frequency as the frequency of the high-frequency electric field applied to the electron beam accelerating means and synchronized with the electron beam accelerating means. The direct-current electron beam accelerator according to claim 1, wherein:
周波数の整数分の1の周波数で、且つ、上記電子ビーム
加速手段と同期した直流電子ビームを発生することを特
徴とする請求項1記載の直流電子ビーム加速装置。3. The electron beam generating means generates a DC electron beam at a frequency which is a fraction of the frequency of the high frequency electric field applied to the electron beam accelerating means and synchronized with the electron beam accelerating means. 2. The direct-current electron beam accelerator according to claim 1, wherein:
速手段を通過する時の加速位相が、上記加速X、上記加
速Y、及び、上記加速Zで、互いに異なることを特徴と
する請求項1ないし3のいずれかに記載の直流電子ビー
ム加速装置。4. An acceleration phase when said DC electron beam passes through said electron beam acceleration means is different from each other for said acceleration X, said acceleration Y, and said acceleration Z. 4. The direct-current electron beam accelerator according to any one of 3.
直流電子ビームの一部を遮るビームスクレーパをさらに
備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに
記載の直流電子ビーム加速装置。5. The DC electron beam accelerator according to claim 1, further comprising a beam scraper that blocks a part of the DC electron beam that has passed through the electron beam accelerator.
て加速された上記直流電子ビームが衝突し、高速の陽電
子を発生させるためのターゲットと、 高速の上記陽電子を減速させるモデレータと、 をさらに備えたことを特徴とする請求項1ないし5のい
ずれかに記載の直流電子ビーム加速装置。6. A target for generating a high-speed positron by collision of the DC electron beam accelerated by repeating the operation of the acceleration Z, and a moderator for decelerating the high-speed positron. The direct-current electron beam accelerator according to any one of claims 1 to 5, wherein
生工程と、 上記電子ビーム発生工程により発生した上記直流電子ビ
ームを第一の進行方向において、高周波電界が投入され
た高周波空洞内を通過させて加速させる加速X工程と、 上記加速X工程において加速された上記直流電子ビーム
の進行方向を偏向し、再度、上記高周波空洞内を、同一
軌道且つ上記第一の進行方向に対して反対方向の第二の
進行方向で通過させて、加速させる加速Y工程と、 上記加速Y工程において加速された上記直流電子ビーム
を偏向し、上記高周波空洞の外側を上記第一の進行方向
で通過させた後に、再度偏向し、上記高周波空洞内を、
上記同一軌道且つ上記第二の進行方向で通過させて加速
させる加速Z工程と、 を備え、以下、上記加速Z工程の動作を少なくとも1回
以上繰り返すことで、直流電子ビームを加速することを
特徴とする直流電子ビーム加速方法。7. An electron beam generating step of generating a DC electron beam, and passing the DC electron beam generated by the electron beam generating step in a first traveling direction through a high-frequency cavity into which a high-frequency electric field is applied. An accelerating X step of accelerating, and deflecting the traveling direction of the DC electron beam accelerated in the accelerating X step, and again traverse the high-frequency cavity in the same orbit and in a direction opposite to the first traveling direction. After passing in the two traveling directions, an acceleration Y step to accelerate, and deflecting the DC electron beam accelerated in the acceleration Y step, after passing the outside of the high-frequency cavity in the first traveling direction, Deflected again, inside the high-frequency cavity,
And accelerating the DC electron beam by repeating the operation of the accelerating Z step at least once or more. DC electron beam acceleration method.
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