JP2583692B2 - Accelerator - Google Patents
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- JP2583692B2 JP2583692B2 JP3163340A JP16334091A JP2583692B2 JP 2583692 B2 JP2583692 B2 JP 2583692B2 JP 3163340 A JP3163340 A JP 3163340A JP 16334091 A JP16334091 A JP 16334091A JP 2583692 B2 JP2583692 B2 JP 2583692B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波により荷
電粒子を加速する加速装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an accelerator for accelerating charged particles by microwaves.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5(a)は従来の定在波型加速管の一
部を示す断面図であり、図5(b)はその加速管を模式
的に示したものである。図において、1は加速空胴、2
は結合空胴、3A〜3Dはそれぞれショート棒4A〜4
Dが設けられたショート棒付の結合空胴である。2. Description of the Related Art FIG. 5A is a cross-sectional view showing a part of a conventional standing wave accelerator, and FIG. 5B is a schematic view of the accelerator. In the figure, 1 is an accelerating cavity, 2
Is a combined cavity, 3A to 3D are short rods 4A to 4 respectively.
D is a coupling cavity with a short bar.
【0003】加速管に入射した荷電粒子は、加速空胴1
間の高周波電界によって加速を受け、高エネルギーの粒
子となって出力される。ここで、例えば、結合空胴3A
にショート棒4Aを入れると、マイクロ波はその結合空
胴3Aを伝播せずに、もう一方の加速空胴4Bのみを伝
播する。また、他のショート棒4B〜4Dを挿入した状
態では、結合空胴における結合係数が変わり、電界の様
子は変化する。[0003] The charged particles incident on the accelerating tube are accelerated cavities 1
The particles are accelerated by the high-frequency electric field between them and are output as high-energy particles. Here, for example, the combined cavity 3A
When the short rod 4A is inserted into the cavity, the microwave does not propagate through the coupling cavity 3A, but propagates only through the other acceleration cavity 4B. When the other short rods 4B to 4D are inserted, the coupling coefficient in the coupling cavity changes, and the state of the electric field changes.
【0004】例えば、ショート棒4A,4Cが挿入さ
れ、マイクロ波が結合空胴3B,3Dを伝播する場合に
は、図6(a)に示すような電界パターンとなる。ま
た、ショート棒4A,4Dが挿入され、マイクロ波が結
合空胴3B,3Dを伝播する場合には、図6(b)に示
すような電界パターンとなり、ショート棒4B,4Cが
挿入され、マイクロ波が結合空胴4A,4Dを伝播する
場合には、図6(c)に示すような電界パターンとな
る。そして、ショート棒4B,4Dが挿入され、マイク
ロ波が結合空胴4A,4Cを伝播する場合には、図6
(d)に示すような電界パターンとなる。For example, when the short rods 4A and 4C are inserted and the microwave propagates through the coupling cavities 3B and 3D, an electric field pattern as shown in FIG. When the short rods 4A and 4D are inserted and the microwave propagates through the coupling cavities 3B and 3D, the electric field pattern becomes as shown in FIG. When a wave propagates through the coupling cavities 4A and 4D, an electric field pattern as shown in FIG. 6C is obtained. When the short rods 4B and 4D are inserted and the microwave propagates through the coupling cavities 4A and 4C, FIG.
An electric field pattern as shown in FIG.
【0005】このように、加速管における電界パターン
を様々に切換えて、出力される荷電粒子の持つエネルギ
ー(出力エネルギー)を切換えることができる。なお、
以下、1つのショート棒とそれに対応した結合空胴をエ
ネルギー切換機構という。As described above, the energy (output energy) of the output charged particles can be switched by variously switching the electric field pattern in the accelerator tube. In addition,
Hereinafter, one short bar and the corresponding coupling cavity are referred to as an energy switching mechanism.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の定在型加速管は
以下のように構成されているので、多種類の出力エネル
ギーを必要とする場合には、多数のエネルギー切換機構
を設けなければならず、構成が複雑化するとともに調整
が面倒であるなどの課題があった。The conventional standing accelerator has the following construction. Therefore, when a variety of output energies are required, a large number of energy switching mechanisms must be provided. However, there are problems that the configuration is complicated and adjustment is troublesome.
【0007】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、より少ないエネルギー切換機構を
用いて多種類の出力エネルギーが得られる加速装置を得
ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide an accelerator capable of obtaining various types of output energy using a smaller number of energy switching mechanisms.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る加速装置は、多数の結合空胴のうちの1つをショート
棒付結合空胴とし、さらに、出力エネルギーマイクロ波
周波数特性における出力エネルギーの変化が小さい部分
に対応した周波数のマイクロ波を供給する可変周波数供
給手段を備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an acceleration device, wherein one of a number of coupling cavities is a coupling cavity with a short rod, and further, the output energy in the microwave frequency characteristic is output. A variable frequency supply means for supplying a microwave having a frequency corresponding to a portion where the change in energy is small is provided.
【0009】また、請求項2記載の発明に係る加速装置
は、多数の結合空胴のうちの複数のものをショート棒付
結合空胴とし、さらに、出力エネルギーマイクロ波周波
数特性における出力エネルギーの変化が小さい部分に対
応した周波数のマイクロ波を供給する可変周波数供給手
段を備えたものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided an accelerator according to the present invention, wherein a plurality of coupling cavities are coupled cavities with short rods, and further, a change in output energy in the output energy microwave frequency characteristic. Is provided with a variable frequency supply means for supplying a microwave having a frequency corresponding to a small portion.
【0010】[0010]
【作用】この発明における可変周波数供給手段は、ショ
ート棒が挿入された状態における出力エネルギーとマイ
クロ波周波数との関係にもとづいて定められた周波数の
マイクロ波を出力する。The variable frequency supply means according to the present invention outputs a microwave having a frequency determined based on the relationship between the output energy and the microwave frequency when the short bar is inserted.
【0011】[0011]
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1において、1は定在波加速管の加速空胴、2
は定在波加速管の結合空胴、3はショート棒4が設けら
れたショート棒付結合空胴、5は加速空胴1、結合空胴
2およびショート棒付結合空胴3からなる定在波加速
管、6は種々の周波数のマイクロ波を出力しうるクライ
ストロンなどの可変周波数供給手段である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an accelerating cavity of a standing wave accelerating tube;
Is a coupled cavity of a standing wave accelerating tube, 3 is a coupled cavity with a short rod provided with a short rod 4, and 5 is a stationary cavity composed of an acceleration cavity 1, a coupled cavity 2, and a coupled cavity 3 with a short rod. The wave accelerating tube 6 is a variable frequency supply means such as a klystron capable of outputting microwaves of various frequencies.
【0012】次に動作について説明する。図2(a)は
ショート棒4を挿入しない場合の電界パターン、図2
(b)はショート棒4を挿入した場合の電界パターンを
示している。すなわち、この場合に生じうる電界パター
ンは2種類である。しかし、定在波型加速管5に入力し
てからショート棒付結合空胴3がある地点に至るまでに
加速された荷電粒子は、電界が0となっているそれ以降
の領域を通過する際に、加速空胴1にエネルギーを与え
るので、荷電粒子のエネルギーは低下する。Next, the operation will be described. FIG. 2A shows an electric field pattern when the short bar 4 is not inserted.
(B) shows the electric field pattern when the short bar 4 is inserted. That is, there are two types of electric field patterns that can occur in this case. However, the charged particles accelerated from input to the standing wave accelerator tube 5 to the point where the coupled cavity 3 with the short rod reaches a certain point, when passing through the region where the electric field is 0 and thereafter, In addition, since energy is given to the accelerating cavity 1, the energy of the charged particles decreases.
【0013】ショート棒4を挿入しない場合の出力エネ
ルギーとマイクロ波周波数との関係(V−f曲線)は、
例えば図3(a)に示すようになっている。なお、通
常、加速に用いられるマイクロ波の周波数は、V−f曲
線においてfの変化に対してVの変化が最も小さいとこ
ろの周波数、すなわち図3(a)に示した例ではf0 で
ある。The relationship (Vf curve) between the output energy and the microwave frequency when the short bar 4 is not inserted is:
For example, as shown in FIG. Usually, the frequency of the microwave used for acceleration is the frequency at which the change in V is the smallest with respect to the change in f in the Vf curve, that is, f 0 in the example shown in FIG. .
【0014】ここで、ショート棒4を挿入すると、V−
f曲線は、例えば図3(b)に示すように、出力エネル
ギーが全体的に低下したものとなる。ただし、実際に
は、電界が存在していない領域すなわちショート棒4が
挿入された箇所以降においては、荷電粒子は、図3
(c)に示すように、加速空胴1の共振周波数f1 を中
心とするエネルギー分布を有する減速エネルギーを受け
ることになる。Here, when the short bar 4 is inserted, V-
In the f-curve, for example, as shown in FIG. 3B, the output energy is reduced as a whole. However, in the area where the electric field does not exist, that is, after the point where the short rod 4 is inserted, the charged particles are not shown in FIG.
(C), the will undergo deceleration energy having an energy distribution around the resonance frequency f 1 of the acceleration cavity 1.
【0015】よって、実際には、V−f曲線は図3
(d)に示すようになる。ここで、fの変化に対してV
の変化が最も小さいところは3ケ所(周波数f2 ,f
3 ,f4 のところ)ある。従って、ショート棒4を挿入
したときに、マイクロ波の周波数をf2 ,f3 ,f4 の
いずれかとすれば、荷電粒子の安定した加速が可能にな
る。換言すれば、1つのエネルギー調整機構と4種類の
マイクロ波周波数f0 ,f2,f3 ,f4 とを用いて、
4種類の安定した出力エネルギーV0 ,V3 ,V4 ,V
5 を得ることができる。Therefore, actually, the Vf curve is shown in FIG.
As shown in FIG. Here, with respect to the change of f, V
At three points (frequency f 2 , f
3, at the f 4) there. Therefore, when the frequency of the microwave is set to one of f 2 , f 3 , and f 4 when the short bar 4 is inserted, stable acceleration of the charged particles becomes possible. In other words, using one energy adjustment mechanism and four types of microwave frequencies f 0 , f 2 , f 3 , f 4 ,
Four types of stable output energy V 0 , V 3 , V 4 , V
You can get 5 .
【0016】そこで、出力エネルギーV0 を得たいとき
には、ショート棒4を抜き、例えば周波数可変のクライ
ストロンなどの可変周波数供給手段6の出力周波数をf
0 とする。また、出力エネルギーをV3 〜V5 のいずれ
かとしたいときには、ショート棒4を挿入し、可変周波
数供給手段6の出力周波数をf2 〜f4 のいずれかとす
る。Therefore, when it is desired to obtain the output energy V 0 , the short rod 4 is pulled out, and the output frequency of the variable frequency supply means 6 such as a variable frequency klystron is set to f
Set to 0 . Further, when the output energy desired to be either V 3 ~V 5, insert the short rod 4, the output frequency of the variable frequency supply means 6 and either of f 2 ~f 4.
【0017】なお、上記実施例では、エネルギー調整機
構を1つ設け、3+1=4種類の出力エネルギーを得る
場合について説明したが、図4に示すように、2つのシ
ョート棒41,42を設けてもよい。この場合には、シ
ョート棒41,42を挿入しない場合、ショート棒付結
合空胴31にショート棒41を挿入した場合の3種類、
およびショート棒付結合空胴32にショート棒42を挿
入した場合の3種類の計7種類の出力エネルギーの荷電
粒子を取り出すことができる。また、3つのショート棒
を設ければ、3×3+1=10種類の出力エネルギーの
荷電粒子を取り出すことができる。In the above embodiment, the case where one energy adjusting mechanism is provided to obtain 3 + 1 = 4 types of output energy has been described. However, as shown in FIG. 4, two short rods 41 and 42 are provided. Is also good. In this case, when the short rods 41 and 42 are not inserted, and when the short rod 41 is inserted into the coupling cavity 31 with the short rod, there are three types.
In addition, three types of charged particles having a total of seven types of output energy when the short rod 42 is inserted into the coupling cavity 32 with a short rod can be taken out. If three short rods are provided, charged particles having 3 × 3 + 1 = 10 types of output energy can be extracted.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、加速
装置を定在波加速管に1つあるいは複数のショート棒付
結合空胴を設け、さらに、V−f曲線において最もVが
安定している周波数のマイクロ波を用いるように構成し
たので、より少ないエネルギー調整機構によりが種類の
出力エネルギーの荷電粒子を取り出せるものが得られる
効果がある。As described above, according to the present invention, the accelerator is provided with one or a plurality of coupled cavities with short rods in the standing wave accelerating tube, and V is most stable in the Vf curve. Since the configuration is such that microwaves having the same frequency are used, there is an effect that a device capable of extracting charged particles having different types of output energy can be obtained with a smaller energy adjusting mechanism.
【図1】この発明の一実施例による加速装置を示す構成
図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an acceleration device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示す加速管における電界パターンを示す
説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an electric field pattern in the acceleration tube shown in FIG.
【図3】出力エネルギーマイクロ波周波数特性の一例を
示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of output energy microwave frequency characteristics.
【図4】この発明の他の実施例による加速装置を示す構
成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing an acceleration device according to another embodiment of the present invention.
【図5】従来の定在波加速管を示す断面図および模式図
である。FIG. 5 is a sectional view and a schematic view showing a conventional standing wave accelerator.
【図6】図5に示す加速管における電界パターンを示す
説明図である。6 is an explanatory diagram showing an electric field pattern in the accelerator tube shown in FIG.
1 加速空胴 2 結合空胴 3,31,32 ショート棒付結合空胴 4 ショート棒 5 定在波型加速管 6 可変周波数供給手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Acceleration cavity 2 Combined cavity 3, 31, 32 Combined cavity with short bar 4 Short bar 5 Standing wave type acceleration tube 6 Variable frequency supply means
Claims (2)
イクロ波により荷電粒子を加速する定在波型加速管を用
いた加速装置において、前記結合空胴のうちの1つをシ
ョート棒付結合空胴とし、出力エネルギー周波数特性に
おける出力エネルギーの変化が小さい部分に対応した周
波数の前記マイクロ波を供給する可変周波数供給手段を
備えたことを特徴とする加速装置。1. An accelerating device using a standing wave accelerating tube having a number of accelerating cavities and coupled cavities for accelerating charged particles by microwaves, wherein one of the coupled cavities is provided with a short bar. An acceleration device comprising a coupling cavity and variable frequency supply means for supplying the microwave having a frequency corresponding to a portion where the change in output energy in the output energy frequency characteristic is small.
イクロ波により荷電粒子を加速する定在波型加速管を用
いた加速装置において、前記結合空胴のうちの複数のも
のをショート棒付結合空胴とし、出力エネルギー周波数
特性における出力エネルギーの変化が小さい部分に対応
した周波数の前記マイクロ波を供給する可変周波数供給
手段を備えたことを特徴とする加速装置。2. An accelerating device using a standing wave type accelerating tube having a number of accelerating cavities and coupled cavities and accelerating charged particles by microwaves, wherein a plurality of the coupled cavities are short-circuited. An accelerating device comprising: a coupling cavity with a rod; and variable frequency supply means for supplying the microwave having a frequency corresponding to a portion where output energy change in output energy frequency characteristics is small.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163340A JP2583692B2 (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Accelerator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163340A JP2583692B2 (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Accelerator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363899A JPH04363899A (en) | 1992-12-16 |
| JP2583692B2 true JP2583692B2 (en) | 1997-02-19 |
Family
ID=15772011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3163340A Expired - Lifetime JP2583692B2 (en) | 1991-06-10 | 1991-06-10 | Accelerator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2583692B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105813368B (en) * | 2016-04-28 | 2024-11-15 | 中广核中科海维科技发展有限公司 | A composite homologous dual-beam accelerating tube energy switch |
-
1991
- 1991-06-10 JP JP3163340A patent/JP2583692B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04363899A (en) | 1992-12-16 |
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