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JP3356494B2 - High frequency multipole accelerator - Google Patents
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JP3356494B2 - High frequency multipole accelerator - Google Patents

High frequency multipole accelerator

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JP3356494B2
JP3356494B2 JP17653393A JP17653393A JP3356494B2 JP 3356494 B2 JP3356494 B2 JP 3356494B2 JP 17653393 A JP17653393 A JP 17653393A JP 17653393 A JP17653393 A JP 17653393A JP 3356494 B2 JP3356494 B2 JP 3356494B2
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electrode
hollow tube
accelerator
edge
section
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潔和 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、素粒子、原子核、物性
等の研究及び材料改質、医療照射等の産業応用に用いる
イオンビームを加速するための高周波多重極線型加速器
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-frequency multipole accelerator for accelerating an ion beam used in industrial applications such as research on elementary particles, atomic nuclei, physical properties and the like, material modification, medical irradiation and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波多重極線加速器としては、例えば
図4に示すように4枚の電極を有する高周波四重極線型
加速器(以下RFQと称す)がある。この高周波四重極
線型加速器は、図4に示すように円筒状の空洞管7内に
軸方向に長形な4枚の電極1が90°の間隔を存してそ
れぞれ設けられている。この場合、各電極1の一方の縁
部が空洞中心部側に向けて配置されている。また、各電
極1の縁部には軸方向に波形曲面が形成されている。
2. Description of the Related Art As a high-frequency multipole accelerator, for example, there is a high-frequency quadrupole accelerator (hereinafter referred to as RFQ) having four electrodes as shown in FIG. In this high-frequency quadrupole linear accelerator, four electrodes 1 which are long in the axial direction are provided at 90 ° intervals in a cylindrical hollow tube 7 as shown in FIG. In this case, one edge of each electrode 1 is arranged toward the center of the cavity. In addition, a wavy curved surface is formed at the edge of each electrode 1 in the axial direction.

【0003】一方、加速されるべきイオンビーム14
は、空洞管7の空洞中心部に入射され、軸方向に加速さ
れる。このとき空洞中心部には図5に示すように四枚の
電極1により四重極電場15が発生し、イオンビーム1
4は収縮作用を受ける。この電場15は電極1が軸方向
に波形曲面を形成しているため、軸方向にも広がると同
時に軸方向に加速され、また集群作用も受ける。
On the other hand, the ion beam 14 to be accelerated
Is incident on the center of the cavity of the cavity tube 7 and is accelerated in the axial direction. At this time, a quadrupole electric field 15 is generated at the center of the cavity by the four electrodes 1 as shown in FIG.
4 undergoes a contracting action. Since the electrode 1 forms a wave-shaped curved surface in the axial direction, the electric field 15 spreads in the axial direction and is accelerated in the axial direction at the same time.

【0004】図6は電極の各位置でイオンビームがどの
ような作用を受けながら加速されるかを模式的に示した
ものである。図6において、電極1のラジアルマッチン
グセクション2では波形をしておらず、徐々に電極1間
の距離が狭まって行く。この部分では四重極電場15が
徐々に強まり、イオンビーム14をゆるやかに集束しな
がらラジアルマッチングセクション2以降にビームが受
入れられるように成形して行く。
FIG. 6 schematically shows how the ion beam is accelerated while being affected at each position of the electrode. In FIG. 6, no waveform is formed in the radial matching section 2 of the electrode 1, and the distance between the electrodes 1 gradually decreases. In this portion, the quadrupole electric field 15 is gradually increased, and the ion beam 14 is gradually focused and shaped so that the beam can be received after the radial matching section 2.

【0005】このラジアルマッチングセクション2を通
り、径方向に成形されたイオンビーム14は、バンチン
グセクション3に入る。この部分では波形の山と谷の差
が徐々に大きくなり、それに伴い軸方向の電場成分も徐
々に強くなる。この軸方向の電場成分により、直流的で
あったイオンビーム14は徐々にバンチングされなが
ら、若干の加速も受ける。このバッチングセクション3
をさらに細かくシェイパー、プレバンチャー、バンチャ
ーと分けて称す場合もある。
[0005] After passing through the radial matching section 2, the ion beam 14 shaped in the radial direction enters the bunching section 3. In this portion, the difference between the peaks and valleys of the waveform gradually increases, and the electric field component in the axial direction gradually increases accordingly. Due to the electric field component in the axial direction, the ion beam 14 which has been DC-like is gradually bunched and undergoes a slight acceleration. This batching section 3
Are sometimes referred to as shapers, pre-bunchers, and bunchers.

【0006】十分にバンチングされたイオンビーム14
は、次の加速部(アクセラレータ)4で目的のエネルギ
ーまで加速される。この部分では電極1の波形の山と谷
の差がほぼ一定であることが一般的であり、イオンの運
動も安定している。通常、アクセラレータ4の占める長
さ最も長い。
A well-bunched ion beam 14
Is accelerated to the target energy in the next acceleration unit (accelerator) 4. In this part, the peaks and valleys of the waveform of electrode 1
The difference is almost common that constant across, and stable ion motion. Usually, the length occupied by the accelerator 4 is the longest.

【0007】RFQはこのようにして直流で入射された
イオンビームに対し、100%近いビーム透過率をもっ
て加速できるという優れた特性をもっている。以上のこ
とよりRFQの特性は、電極1の波形曲面の位置、形状
の特性は、電極1の波形曲面の位置、形状の精度に大き
く依存することは明らかである。
The RFQ has an excellent characteristic that it can accelerate with a beam transmittance close to 100% with respect to the ion beam incident as a direct current in this way. From the above, it is clear that the characteristics of the RFQ , the position and shape of the waveform curved surface of the electrode 1, greatly depend on the accuracy of the position and shape of the waveform curved surface of the electrode 1.

【0008】次に電極曲面の加工について図7により説
明する。電極1の縁部断面形状として、この縁部の半径
Rが空洞管の中心5と電極1の縁部間の距離Xに等しく
なるように加工すれば、電極1間の電場は理論的要求に
近い分布となり、十分な性能が得られることが知られて
いる。すなわち、電極各断面で縁部の半径は異なる。こ
のような形状を得るには、図7(a)に示すように加工
刃(エンドミル)17を3次元的に動かして加工する3
次元加工が必要である。
Next, the processing of the electrode curved surface will be described with reference to FIG. As the cross-sectional shape of the edge of the electrode 1, the radius R of this edge is equal to the distance X between the center 5 of the hollow tube and the edge of the electrode 1.
It is known that if processed so that the electric field between the electrodes 1 has a distribution close to the theoretical requirement, sufficient performance can be obtained. That is, the radius of the edge differs in each cross section of the electrode. In order to obtain such a shape, as shown in FIG. 7A, the processing is performed by moving the processing blade (end mill) 17 three-dimensionally.
Dimensional processing is required.

【0009】このような加工法では、エンドミル17の
軸方向の移動ピッチを十分小さくしないと、正確な形状
が得られないばかりか、加工面に細かい突起が生じ、放
電の原因となり得る。このため、非常に長い加工時間を
必要とし、コストも高くなる。
In such a machining method, unless the axially moving pitch of the end mill 17 is made sufficiently small, not only an accurate shape cannot be obtained, but also fine projections are formed on the machined surface, which may cause electric discharge. For this reason, a very long processing time is required, and the cost is high.

【0010】一方、図7(b)に示すようにつづみ型の
加工刃18を軸方向の波形に沿って動かし、電極1の縁
部の加工を行う2次元加工と呼ばれる方法が使われる場
合もある。この場合、電極1の各断面で電極1の縁部の
半径Rは等しい。加工時間は3次元加工に比べ大幅に少
なくなるが、一方収束、加速の電場の誤差成分が大きく
なることも避けられない。
On the other hand, as shown in FIG. 7 (b), a method called two-dimensional processing is used in which the edge of the electrode 1 is processed by moving the stepping blade 18 along an axial waveform. There is also. In this case, the radius R of the edge of the electrode 1 is equal in each section of the electrode 1. Although the processing time is significantly shorter than that of the three-dimensional processing, it is inevitable that the error component of the electric field for convergence and acceleration increases.

【0011】特にラジアルマッチングセクション2で
は、本来必要な四重極電場15から大きく異なった電場
分布となり、イオンビーム14の成形が不十分となって
イオンビーム14を失う原因となり得る。また、バンチ
ングセクション3も元来イオンビーム14を失ない易い
部分であり、誤差電場の影響により大きくビーム透過率
が低下する可能性がある。
In the radial matching section 2 in particular, the electric field distribution is significantly different from the originally required quadrupole electric field 15, and the formation of the ion beam 14 becomes insufficient, which may cause the ion beam 14 to be lost. In addition, the bunching section 3 is also a part that is apt to lose the ion beam 14 from the beginning, and the beam transmittance may be greatly reduced due to the influence of the error electric field.

【0012】次に4枚の電極の取付方について図8によ
り説明する。図8は電極1と空洞管7の取付部の一例を
示すもので、電極1は空洞管7に取付けられた取付フラ
ンジ19に固定されている。この取付フランジ19には
電極1への冷却水路23が設けられている。
Next, how to attach four electrodes will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows an example of a mounting portion between the electrode 1 and the hollow tube 7. The electrode 1 is fixed to a mounting flange 19 mounted on the hollow tube 7. The mounting flange 19 is provided with a cooling water passage 23 to the electrode 1.

【0013】この場合、空洞管7と取付フランジ19と
の接触面部及び電極1と取付フランジ19との接触面部
にゴムまたは金属等のOリング20をそれぞれ介挿して
空洞管内を真空に保持している。
In this case, an O-ring 20 made of rubber or metal is inserted into the contact surface between the hollow tube 7 and the mounting flange 19 and the contact surface between the electrode 1 and the mounting flange 19 to maintain the inside of the hollow tube at a vacuum. I have.

【0014】また、電極1と空洞管7との間の隙間にR
Fコンタクター21を設け、電極1及び空洞管7との間
のRF電流16が抵抗なく流れるようにしてある。さら
に、空洞管7と取付フランジ19との接触面間に薄い調
整板(シム)22を挿入して電極1の縁部の位置調整を
行っている。
A gap between the electrode 1 and the hollow tube 7 is R
An F contactor 21 is provided so that an RF current 16 between the electrode 1 and the hollow tube 7 flows without resistance. Further, a thin adjustment plate (shim) 22 is inserted between the contact surface between the hollow tube 7 and the mounting flange 19 to adjust the position of the edge of the electrode 1.

【0015】このように1台のRFQには複雑な電極取
付部が複数箇所あるため、真空洩れ、水洩れ、RFコン
タクト不良による放電や発熱等の不具合を発生する可能
性があり、信頼性の面で問題があった。また、調整板2
2により電極1の縁部の位置を必要な精度(代表的には
±50μm)で設置するのは大変困難であり、必要な精
度が得られず、誤差電場が大きくなり、イオンビーム1
4の透過率を低下させる原因になっていた。
As described above, since a single RFQ has a plurality of complicated electrode mounting portions, there is a possibility that vacuum leakage, water leakage, defects such as electric discharge and heat generation due to RF contact failure may occur, and reliability may be reduced. There was a problem in terms. Adjustment plate 2
2, it is very difficult to set the position of the edge of the electrode 1 with the required accuracy (typically ± 50 μm), the required accuracy cannot be obtained, the error electric field increases, and the ion beam 1
4 caused a decrease in transmittance.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】以上のようにRFQ
電極縁部間波形加工をRFQの性能を十分発揮させるた
めに三次元加工で行うと加工時間が非常に長くなるとい
う問題がある。一方、2次元加工を行うと加工時間は短
くなるが、RFQ最大の特徴であるビーム透過率が低下
する恐れがあった。これに対し、波形の深さを調整して
ビーム透過率の低下を防ぐ試みもなされているが、十分
な効果を上げているとは言えず、特にラジアルマッチン
グセクションの誤差電場に対する対策はなかった。
There is a problem that the processing time carried out in three-dimensional processing To maximize INVENTION Problems to be Solved] above the electrode edge between waveform processing RFQ performance RFQ becomes very long. On the other hand, when the two-dimensional processing is performed, the processing time is shortened, but there is a possibility that the beam transmittance, which is a feature of the RFQ, is reduced. On the other hand, attempts have been made to adjust the waveform depth to prevent the beam transmittance from lowering, but it has not been sufficiently effective, and there has been no measure against the error electric field especially in the radial matching section. .

【0017】また、電極の取付部には、多くのフラン
ジ、Oリング、RFコンタクトが用いられているため、
信頼性に欠け、電極縁部の位置調整も容易ではなかっ
た。本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、電極
の加工が容易になると共に製作に要する期間を短縮する
ことができ、また電極の位置調整を容易に行うことがで
きる高いビーム透過率を有する信頼性の高い高周波多重
極線型加速器を提供することを目的とする。
Further, since many flanges, O-rings, and RF contacts are used in the electrode mounting portion,
Lack of reliability has made it difficult to adjust the positions of the electrode edges. The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a high beam transmittance that facilitates processing of an electrode, shortens a period required for manufacturing, and facilitates position adjustment of an electrode. It is an object of the present invention to provide a high-frequency multipole accelerator having high reliability.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、次のような手段により高周波多重極線型
加速器を構成したものである。 (1)円筒状の空洞管と、この空洞管内に先端形状が前
記空洞管の軸方向に沿って波形に形成した複数組の粒子
加速のための電極を備えた高周波多重極線型加速器にお
いて、前記電極の先端形状としてビーム入射部のラジア
ルマッチングセクション又はバンチングセクションの一
方、或いはラジアルマッチングセクション及びバンチン
グセクションの全て又は一部を三次元加工により前記空
洞管の中心から電極の縁までの距離と電極の縁部の半径
とが等しくなるように形成し、前記ラジアルマッチング
セクション及びバンチングセクションで三次元加工しな
い部分とアクセラレーター部分を二次元加工により前記
電極の縁部の半径が一定値になるように形成する。 (2)上記(1)の構成において、空洞管内に設けられ
る電極を空洞管に各電極取付け位置に対応させて設けら
れた軸方向に伸びる複数の開口部の両縁部にベローズを
介して取付ける。 (3)上記(2)の構成において、電極の取付側端部に
電極を水平方向の位置調整、上下方向の位置調整及びビ
ーム軸方向の位置調整の可能な電極位置調整機構を備え
る。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a high-frequency multipole accelerator is constituted by the following means. (1) In a high-frequency multipole accelerator having a cylindrical hollow tube and a plurality of sets of electrodes for accelerating particles in the hollow tube having a tip shape formed in a waveform along the axial direction of the hollow tube, the empty one radial matching section or bunching section of the beam incident portion as a tip shape of the electrode, or by a three-dimensional processing all or part of the radial matching section and bunching section
Distance from center of sinus canal to electrode edge and radius of electrode edge
And the radial matching
Do not perform 3D machining in the section and bunching section.
Part and accelerator part by two-dimensional processing
The electrode is formed such that the radius of the edge is constant . (2) In the configuration of the above (1), the electrodes provided in the hollow tube are mounted via bellows on both edges of a plurality of axially extending openings provided in the hollow tube corresponding to the respective electrode mounting positions. . (3) In the configuration of the above (2), an electrode position adjusting mechanism capable of adjusting the position of the electrode in the horizontal direction, adjusting the position in the vertical direction, and adjusting the position in the beam axis direction is provided at the mounting end of the electrode.

【0019】[0019]

【作用】上記(1)のような構成の高周波多重極線型加
速器にあっては、ビームの透過率に強く影響するラジア
ルマッチングセクションやバンチングセクションを誤差
電場の小さい波形とすることが可能とり、また電極の長
手方向の多くを占める加速部の加工は二次元加工により
行なわれるので、電極の加工が容易になると共に製作に
要する期間を短縮することができる。
In the high-frequency multipole accelerator configured as described in the above (1), the radial matching section and the bunching section, which strongly affect the beam transmittance, can have a waveform with a small error electric field. Since the processing of the accelerating portion occupying most of the longitudinal direction of the electrode is performed by two-dimensional processing, the processing of the electrode is facilitated and the period required for manufacturing can be shortened.

【0020】また、上記(2)のような構成の高周波多
重極線型加速器にあっては、空洞管内に電極を取付ける
のにOリングやRFコンタクト等の部品を取付ける必要
がないので、真空洩れ、水洩れ、RFコンタクト不良に
よる放電や発熱等の不具合の発生がなくなる。
Further, in the high-frequency multipole accelerator having the configuration (2), it is not necessary to mount components such as an O-ring and an RF contact in order to mount an electrode in the hollow tube. Problems such as discharge and heat generation due to water leakage and RF contact failure are eliminated.

【0021】さらに、上記(3)のような構成の高周波
多重極線型加速器にあっては、電極位置調整機能によ
り、ビームの透過率に強く影響する電極先端部の位置調
整を容易に精度よく行うことができる。
Further, in the high-frequency multipole accelerator having the structure as described in (3) above, the electrode position adjusting function easily and accurately adjusts the position of the electrode tip, which strongly affects the beam transmittance. be able to.

【0022】[0022]

【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明による高周波多重極線型加速器とし
て、従来例と同様のRFQを示すものである。図1にお
いて、電極1のラジアルマッチングセクション2及びバ
ンチングセクション3は3次元加工されており、そのA
−A断面、B−B断面、C−C断面、D−D断面におい
て、空洞管7の中心5から電極1の縁部までの距離xと
電極1の縁部の半径Rとが等しくなっている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an RFQ similar to that of a conventional example as a high-frequency multipole accelerator according to the present invention. In FIG. 1, the radial matching section 2 and the bunching section 3 of the electrode 1 are three-dimensionally processed,
-In the A section, the BB section, the CC section, and the DD section, the distance x from the center 5 of the hollow tube 7 to the edge of the electrode 1 and the radius R of the edge of the electrode 1 become equal. I have.

【0023】一方、アクセラレータ4は2次元加工され
ているので、そのE−E断面、F−F断面で電極1の縁
部の半径Rはある一定値R0 となる。本実施例によれ
ば、イオンビーム14の透過率に強く影響するラジアル
マッチングセクション2、バンチングセクション3では
理想的な電場分布を得ることができ、一方電極1の全長
のうち多くの部分を占めるアクセラレータ4部分の製作
に要する時間を短縮することができる。
On the other hand, since the accelerator 4 is processed two-dimensionally, the radius R of the edge of the electrode 1 in the EE section and the FF section becomes a certain constant value R 0 . According to this embodiment, an ideal electric field distribution can be obtained in the radial matching section 2 and the bunching section 3 which strongly influence the transmittance of the ion beam 14, while the accelerator occupying a large part of the entire length of the electrode 1. The time required for manufacturing the four parts can be reduced.

【0024】このように本実施例では、イオンビーム1
4の透過率を高く保ったままで、製作期間の短いRFQ
を得ることができる。なお、上記実施例において、ラジ
アルマッチングセクション2のみ、又はバンチングセク
ション3のみを三次元加工とする構成としても同様の効
果を期待することができる。また、バンチングセクショ
ン3の一部分を三次元加工することも考えられる。
As described above, in this embodiment, the ion beam 1
RFQ with a short production period while keeping the transmittance of 4 high
Can be obtained. In the above embodiment, the same effect can be expected even if the radial matching section 2 or only the bunching section 3 is configured to be three-dimensionally processed. It is also conceivable to partially process the bunching section 3 three-dimensionally.

【0025】次に本発明の他の実施例を図2により説明
する。図2(a)に示すように空洞管7は、通常鉄製で
構成され、その内面には銅メッキが施されている。他
方、電極1は通常銅製で構成され、その取付端部側には
ステンレス製の溶接座8がロー付又は拡散接合等で取付
けられている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2A, the hollow tube 7 is usually made of iron, and its inner surface is plated with copper. On the other hand, the electrode 1 is usually made of copper, and a stainless steel welding seat 8 is attached to its mounting end side by brazing or diffusion bonding.

【0026】このような空洞管7に設けられた軸方向に
伸びる複数の開口部に電極1に取付けられた溶接座8を
レーストラック状の例えばステンレス製のベローズ6を
介して取付ける。
A welding seat 8 attached to the electrode 1 is attached to a plurality of openings extending in the axial direction provided in the hollow tube 7 through a race track-shaped, for example, stainless steel bellows 6.

【0027】この場合、ベローズ6及び溶接座8の空洞
管7の内部に面する部分に銅メッキがそれぞれ施されて
おり、ベローズ6を空洞管7の開口側縁部と溶接座8と
にそれぞれ溶接することにより、電極1が空洞管7に取
付られる。
In this case, the portions of the bellows 6 and the welding seat 8 facing the inside of the hollow pipe 7 are each plated with copper, and the bellows 6 are attached to the opening side edge of the hollow pipe 7 and the welding seat 8, respectively. The electrode 1 is attached to the hollow tube 7 by welding.

【0028】一方、電極1の取付端部に対応する空洞管
7の外周側には図2(b)に示すような電極位置調整機
構9が複数箇所(図では軸方向2箇所)に備えられてい
る。この電極位置調整機構9は押し座10、この押し座
10を水平方向に調整する水平方向調整ボルト11及び
軸方向に調整する軸方向押しボルト12と、空洞管7の
開口部幅方向に跨げて設けられる当板24を介して電極
1を上下方向に調整する上下方向調整兼ロックボルト1
3とをそれぞれ設ける構成となっている。
On the other hand, an electrode position adjusting mechanism 9 as shown in FIG. 2B is provided at a plurality of locations (two locations in the axial direction in the figure) on the outer peripheral side of the hollow tube 7 corresponding to the mounting end of the electrode 1. ing. The electrode position adjusting mechanism 9 includes a push seat 10, a horizontal adjustment bolt 11 for adjusting the push seat 10 in the horizontal direction, an axial push bolt 12 for adjusting the axial direction, and a straddle extending in the width direction of the opening of the hollow tube 7. Up / Down Adjustment and Lock Bolt 1 for Adjusting the Electrode 1 Up and Down via a Contact Plate 24 Provided
3 is provided.

【0029】ここで、このような電極位置調整機構9を
用いて電極を水平方向及び上下方向に位置調整する場合
の作用を図3により詳細に説明する。電極1の水平方向
及び取付角度の調整は、図3(a)に示すように電極1
の取付端部に溶接等で取付けられた押し座10をその両
側から水平方向押しボルト11により押すことにより行
う。同様にビーム軸方向の位置調整は、図2(b)に示
す軸方向押しボルト12で押すことにより行う。
The operation of adjusting the position of the electrode in the horizontal and vertical directions using the electrode position adjusting mechanism 9 will be described in detail with reference to FIG. Adjustment of the horizontal direction and the mounting angle of the electrode 1 is performed as shown in FIG.
This is performed by pushing the push seat 10 attached to the attachment end of the above by welding or the like with a horizontal push bolt 11 from both sides thereof. Similarly, position adjustment in the beam axis direction is performed by pushing with an axial push bolt 12 shown in FIG.

【0030】また、電極1の上下方向の位置調整は、上
下方向調整兼ロックボルト13を押すことで行う。全て
の位置調整が終了したら、このロックボルト13により
電極1を固定する。
The vertical position of the electrode 1 is adjusted by pressing the vertical adjustment and lock bolt 13. When all the position adjustments are completed, the electrode 1 is fixed by the lock bolt 13.

【0031】本実施例によれば、電極1と空洞管7の取
付部の真空境界はOリングによることなく、溶接によっ
て完全にシールされるので、電極1を冷却する冷却水路
が真空境界に接することがない。
According to the present embodiment, the vacuum boundary between the mounting portion of the electrode 1 and the hollow tube 7 is completely sealed by welding without using an O-ring, so that the cooling water channel for cooling the electrode 1 contacts the vacuum boundary. Nothing.

【0032】また、空洞管内を流れる高周波電流も銅メ
ッキされたベローズ6の上を流れるので、電極1と空洞
管7との間の電気的接触も完全に保つことができる。さ
らに、電極位置調整機構9及びベローズ6の弾性を利用
して、例えば芯出用望遠鏡で電極1部分の位置を観測し
ながら、各ボルトにより位置を調整し、電極1の縁部が
正しい位置になったらその場に固定することができ、高
い位置精度を容易に得ることが可能となり、イオンビー
ム14を加速、収束する電場の乱れを小さくすることが
できる。
Since the high-frequency current flowing in the hollow tube also flows on the bellows 6 plated with copper, the electrical contact between the electrode 1 and the hollow tube 7 can be completely maintained. Further, using the electrode position adjusting mechanism 9 and the elasticity of the bellows 6, while observing the position of the electrode 1 portion with, for example, a centering telescope, the position is adjusted with each bolt, so that the edge of the electrode 1 is in the correct position. Then, the ion beam 14 can be fixed in place, high positional accuracy can be easily obtained, and the disturbance of the electric field that accelerates and converges the ion beam 14 can be reduced.

【0033】このように本実施例では、真空シール及び
RF電流路上の接触が完全になるので信頼性が高く、且
つ電極1縁部の位置調整を正確に行うことが容易にな
る。その結果、加速、収束電場の乱れの小さなビーム透
過率の高いRFQを得ることができる。
As described above, in this embodiment, since the contact on the vacuum seal and the RF current path is perfect, the reliability is high and the position adjustment of the edge of the electrode 1 can be easily performed accurately. As a result, it is possible to obtain an RFQ having a small beam disturbance and a high beam transmittance with little disturbance of the focused electric field.

【0034】なお、電極位置調整機構9は、上記実施例
に限定されるものではなく、電極の位置及び取付角度を
容易に調整することができ、その位置に電極を固定でき
る構成の範囲内で種々変形して実施できる。
The electrode position adjusting mechanism 9 is not limited to the above-described embodiment, but can be easily adjusted for the position and the mounting angle of the electrode, and is provided within a range where the electrode can be fixed at that position. Various modifications can be made.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電極
内でビーム透過率に強く影響する部分では誤差電場の小
さな三次元加工による電極波形とし、一方電極の長さの
多くの部分を占める他の部分を短時間で加工可能な二次
元加工による電極波形とすることにより、電極の加工が
容易になると共にで製作に要する期間が短くなり、また
電極と空洞管の間をベローズで接続して電極位置調整機
構により電極位置の調整を行い得るようにしたので、高
いビーム透過率を有する信頼性の高い高周波多重極線型
加速器を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the portion of the electrode which strongly affects the beam transmittance has an electrode waveform formed by three-dimensional processing with a small error electric field, while a large portion of the electrode length is used. By making the electrode waveform by two-dimensional processing that can be processed in a short time in the other part occupied, the processing of the electrode is easy and the time required for manufacture is shortened, and the bellows is connected between the electrode and the hollow tube Since the electrode position can be adjusted by the electrode position adjusting mechanism, a highly reliable high-frequency multipole accelerator having high beam transmittance can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による高周波多重極線型加速器の一実施
例を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a high-frequency multipole accelerator according to the present invention.

【図2】本発明の他の実施例における電極位置調整機構
の構成説明図。
FIG. 2 is a configuration explanatory view of an electrode position adjusting mechanism according to another embodiment of the present invention.

【図3】同実施例における電極の位置調整を詳細に説明
するための図。
FIG. 3 is a diagram for explaining in detail electrode position adjustment in the embodiment.

【図4】RFQの構成を説明するための鳥瞰図。FIG. 4 is a bird's-eye view for explaining the configuration of the RFQ.

【図5】同RFQの断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the RFQ.

【図6】同RFQ内でのイオンビームの振舞いを模式的
に示す図。
FIG. 6 is a diagram schematically showing the behavior of an ion beam in the RFQ.

【図7】同RFQの電極加工の様子を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a state of electrode processing of the RFQ.

【図8】従来の電極と空洞管の取付について説明するた
めの断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining attachment of a conventional electrode and a hollow tube.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……電極、2……ラジアルマッチングセクション、3
……バンチングセクション、4……アクセラレータ、5
……空洞間中心、6……ベローズ、7……空洞管、8…
…溶接座、9……電極位置調整機構、10……押し座、
11……水平方向押しボルト、12……軸方向押しボル
ト、13……上下方向調整ボルト兼ロックボルト、14
……イオンビーム、15……四重極電場。
1 ... electrode, 2 ... radial matching section, 3
…… Bunching section, 4 …… Accelerator, 5
...... Center between cavities, 6 ... bellows, 7 ... hollow tube, 8 ...
... weld seat, 9 ... electrode position adjustment mechanism, 10 ... push seat,
11 horizontal push bolt, 12 axial push bolt, 13 vertical adjustment bolt and lock bolt, 14
... ion beam, 15 ... quadrupole electric field.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−107700(JP,A) 特開 昭63−228597(JP,A) 特開 平6−290900(JP,A) 特開 平4−48599(JP,A) 特開 平6−243999(JP,A) 特開 平6−275398(JP,A) 特開 平6−151095(JP,A) 特開 平5−307999(JP,A) 特開 平5−290999(JP,A) 特開 平3−245498(JP,A) 特開 昭63−318100(JP,A) 特開 昭60−115199(JP,A) 特開 昭58−34600(JP,A) 実開 平1−73800(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05H 9/00 Continuation of front page (56) References JP-A-61-107700 (JP, A) JP-A-63-228597 (JP, A) JP-A-6-290900 (JP, A) JP-A-4-48599 (JP) JP-A-6-243999 (JP, A) JP-A-6-275398 (JP, A) JP-A-6-151095 (JP, A) JP-A-5-307999 (JP, A) JP-A-3-245498 (JP, A) JP-A-63-318100 (JP, A) JP-A-60-115199 (JP, A) JP-A-58-34600 (JP, A) A) Japanese Utility Model 1-73800 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H05H 9/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 円筒状の空洞管と、この空洞管内に先端
形状が前記空洞管の軸方向に沿って波形に形成した複数
組の粒子加速のための電極を備えた高周波多重極線型加
速器において、前記電極の先端形状としてビーム入射部
のラジアルマッチングセクション又はバンチングセクシ
ョンの一方、或いはラジアルマッチングセクション及び
バンチングセクションの全て又は一部を三次元加工によ
前記空洞管の中心から電極の縁までの距離と電極の縁
部の半径とが等しくなるように形成し、前記ラジアルマ
ッチングセクション及びバンチングセクションで三次元
加工しない部分とアクセラレーター部分を二次元加工に
より前記電極の縁部の半径が一定値になるように形成し
たことを特徴とする高周波多重極線型加速器。
1. A high-frequency multipole accelerator having a cylindrical hollow tube and a plurality of sets of electrodes for accelerating particles in the hollow tube, the tip shape of which is formed in a waveform along the axial direction of the hollow tube. One of the radial matching section or the bunching section of the beam incident part as the tip shape of the electrode, or all or a part of the radial matching section and the bunching section by three-dimensional processing and the distance from the center of the hollow tube to the edge of the electrode. Edge of electrode
The radius of the radial arm
Three-dimensional with switching and bunching sections
Two-dimensional machining of unprocessed parts and accelerator parts
A high frequency multipole accelerator, wherein the radius of the edge of the electrode is formed to be constant .
【請求項2】 空洞管内に設けられる電極は、空洞管に
各電極取付け位置に対応させて設けられた軸方向に伸び
る複数の開口部の両縁部にベローズを介して取付けられ
ることを特徴とする請求項1に記載の高周波多重極線型
加速器。
2. An electrode provided in the hollow tube is attached via bellows to both edges of a plurality of axially extending openings provided in the hollow tube corresponding to respective electrode mounting positions. The high frequency multipole accelerator according to claim 1.
【請求項3】 電極の取付側端部に電極を水平方向の位
置調整、上下方向の位置調整及びビーム軸方向の位置調
整の可能な電極位置調整機構を備えたことを特徴とする
請求項2に記載の高周波多重極線型加速器。
3. An electrode position adjusting mechanism capable of adjusting the position of the electrode in the horizontal direction, adjusting the position in the vertical direction, and adjusting the position in the beam axis direction at an end of the electrode on the mounting side. 2. The high-frequency multipole accelerator according to 1.
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