JPH0465520B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この発明は加速電極（以下デイーと呼ぶ）に高
電圧を与えるためにデイーに関連して設けられる
共振箱の共振周波数を調整するサイクロトロンの
周波数調整装置に関する。

(ロ) 従来技術 サイクロトロンにおいては、荷電粒子の共鳴加
速のため、加速電極としてのデイーに十分高い高
周波電圧を印加することが必要となる。この加速
電圧を得るために一端にデイーが取りつけられた
ステムを外部導体に挿通して形成される共振箱を
用い、その共振周波数と加速周波数とを一致させ
ている。ところで前記加速周波数が共振値から僅
かにずれてもデイーに与えられる電圧は著しく減
少する。そこで共振箱の同調条件を変えるサイク
ロトロンの周波数調整装置が種々提案実施されて
いる。例えば共振箱の共振周波数を変える方法と
して次のようなものがある。

外部導体に挿通されたステムの終端部に、外
部導体の内壁と接する短絡板を形成する。この
短絡板を軸方向に沿つて摺動させることにより
共振箱の共振周波数を変えるものである。しか
してステム終端部は最も電流値が大きく、発熱
が多くなるので、この部分を充分冷却する必要
がある。しかしながら前述したようにステム終
端部に摺動部分を設けると、接触抵抗のために
発熱が一層大きくなる。そのため、この装置は
故障が発生しやすく、また冷却等のために共振
箱の構造が複雑になるという欠点がある。

ステムとこれに対向する外部導体の距離を変
えて共振箱のインダクタンスを可変することに
より、共振箱の共振周波数を変化させる装置が
ある（特公昭44−13080）。この種の装置には、
(1)折り重ね可能なパネルを共振箱内に収納しこ
のパネルを伸縮させることによつて共振箱の共
振周波数を変化させるものと、(2)一端が軸支さ
れ、他端が外部導体内壁に接触した可動導体片
を外部導体内壁に沿つて回動させることによ
り、共振箱の共振周波数を変化させるものとが
ある。しかしながら前者はその構造がきわめて
複雑となり実用的でない一方、後者は摺動面に
おける発熱が問題となる。

(ハ) 目的 この発明は比較的簡単な構成で装置の発熱を抑
えることのできる信頼性の高いサイクロトロンの
周波数調整装置を提供することを目的としてい
る。

(ニ) 構成 この発明にかかるサイクロトロンの周波数調整
装置は、軸方向に沿つて小室部と大室部とが形成
された有底の筒状の外部導体に、一端に加速電極
が取りつけられたステムの他端を同軸状に挿通
し、前記ステムの他端と外部導体の底部とを短絡
する一方、前記外部銅体内に軸方向に沿つて摺動
自在に摺動筒を嵌め込み、この摺動筒の一端開口
縁を小室部内壁に、他端開口縁を大室部内壁にそ
れぞれ電気接続したことを特徴としている。

(ホ) 実施例 第１図はこの発明にかかるサイクロトロンの周
波数調整装置の一実施例の構成を略示した断面
図、第２図は第１図におけるＩ−Ｉ断面図を示
す。

図に於いて、１は銅等からなる有底の円筒状チ
ューブによつて形成されるの外部導体である。外
部導体１の一端開口部は縮径する結果、外部銅体
内の開口側に小室部２が、底側に大室部３がそれ
ぞれ形成されている。４は銅パイプより成るステ
ムを示す。ステム４の一端にはデイー５が取りつ
けられている。ステム４の他端は前記外部導体１
に同軸状に挿通され、底部に短絡接続される。

６は外部導体２の軸方向に沿つて摺動自在に嵌
め込まれる摺動筒である。摺動筒６の一端は小室
部２に挿通される。また摺動筒６の他端は拡径し
て大室部３の内壁に近接している。摺動筒６の両
端開口縁に沿つて摺動子７，７′がそれぞれ取り
つけられている。この摺動子７，７′は例えば燐
青銅のような弾性のある金属板をくし状に形成し
たものである。摺動子７，７′は小室部２および
大室部３の内壁にそれぞれ電気的に接続してい
る。このような摺動筒６は駆動棒８によつて軸方
向に駆動される。

外部導体１及びステム４などで構成された共振
箱はステム外径ｄ１と外部導体内径ｄ２，ｄ３に
よつて決まるインピーダンスＭ１，Ｍ２をもつ。
インピダンスＭ１は小室部２の容量に、インピー
ダンスＭ２は大室部３の容量にそれぞれ関連して
いる。従つて摺動筒６が駆動棒８によつて軸方向
に駆動されると小室部２の長さＬ１及び大室部３
の長さＬ３が変化するから角室内の容量もこれに
伴つて変化する。その結果前記インピーダンスＭ
１，Ｍ２が変化する。例えば摺動筒６が第１図に
於ける右側方向に移動したとしよう。そうすると
大室部３の容量が小さくなる一方、小室部２の容
量が大きくなる。その結果、インピーダンスの大
きいＭ１が小さくなり、またインピーダンスの小
さいＭ２が大きくなる。Ｍ１の減少量はＭ２の増
加量よりも大きいため、全体として共振箱のイン
ピーダンスが下がり、そのため共振周波数が高く
なる。逆に、摺動筒６を左方向へ動かすと共振箱
の共振周波数が低くなる。このように摺動筒６を
軸方向に沿つて動かすことにより、サイクロトロ
ンの周波数を調整することができる。

次に、このような共振箱に流れる高周波電流に
ついて説明する。

高周波電流はステム４の他端が短絡する外部導
体１の底部において最も値が大きくなる（第１図
に示すＡ）。そして摺動筒６の拡径部に設けられ
た摺動子７及び縮径部の摺動子７′に流れる電流
は（第１図に示すＢ及びＣ）は短絡部に流れる電
流Ａよりも著しく小さくなる。従つてこの摺動部
分における発熱は充分少ないものである。

なお上記実施例では外部導体は円形チューブと
して説明したが、これは断面が四角形状をなすチ
ューブであつてもよい。

(ヘ) 効果 この発明にかかるサイクロトロンの周波数調整
装置は摺動筒と外部導体の内壁とが摺動する部分
に大電流が流れないように構成したから、摺動部
分における発熱を抑えることができ、これにより
装置の信頼性を向上させることができる。

また、共振箱の共振周波数の調整は摺動筒を軸
方向に摺動することによつて行われるから、装置
の構成は比較的簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかるサイクロトロンの周
波数調整装置の一実施例を示す断面図、第２図は
第１図におけるＩ−Ｉ断面図を示す。 １……外部導体、２……小室部、３……大室
部、４……ステム、５……デイー、６……摺動
筒、７，７′……摺動子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向に沿つて小室部と大室部とが形成され
   た有底の筒状の外部導体に、一端に加速電極が取
   りつけられたステムの他端を同軸状に挿通し、前
   記ステムの他端と外部導体の底部とを短絡する一
   方、 前記外部導体内に軸方向に沿つて摺動自在に摺
   動筒を嵌め込み、この摺動筒の一端開口縁を小室
   部内壁に、他端開口縁を大室部内壁にそれぞれ電
   気接続したことを特徴とするサイクロトロンの周
   波数調整装置。