(57)【要約】      （修正有）【課題】キャビティにおけるＱ値を保ちつつ、キャビティの省スペース化を図ることが可能な粒子加速器を提供する。【解決手段】粒子加速器のキャビティは、一対の磁極が対向する方向に沿って延びる柱状のステム２３Ｂと、一対の磁極の間に配置されると共にステム２３Ｂと電気的に接続され、ステム２３Ｂの一端側において、ステム２３Ｂの延在方向（上下方向）に沿った外周面に対向する対向面を有し、荷電粒子を加速させるための電場を発生させるディー電極２１Ｂと、ステム２３Ｂの外周面とディー電極２１Ｂの対向面との間に配置されると共に導電性を有する導電体と、を有し、導電体の少なくとも一部は、弾性変形可能であり、ステム２３Ｂの外周面とディー電極２１Ｂの対向面とによって押圧されて変形している。【選択図】図４
2020068067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子が加速される加速平面を挟んで互いに対向して配置された一対の磁極と、外部の電源と電気的に接続されたキャビティとを備える粒子加速器であって、
前記キャビティは、
前記一対の磁極が対向する方向に沿って延びる柱状のステムと、
前記一対の磁極の間に配置されると共に前記ステムと電気的に接続され、前記ステムの一端側において、前記ステムの延在方向に沿った内周面又は外周面の少なくとも一方に対向する対向面を有し、前記荷電粒子を加速させるための電場を発生させるディー電極と、
前記ステムの前記内周面又は前記外周面と前記ディー電極の前記対向面との間に配置されると共に導電性を有する導電体と、を有し、
前記導電体の少なくとも一部は、弾性変形可能であり、前記ステムの前記内周面又は前記外周面と前記ディー電極の前記対向面とによって押圧されて変形している、粒子加速器。
【請求項２】
前記ステムと前記ディー電極とを互いに締結する締結部材を更に備え、
前記締結部材は、前記ディー電極側から前記ステム側に向けて挿通されている、請求項１に記載の粒子加速器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子加速器に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子を加速する粒子加速器として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載の粒子加速器は、キャビティとして、荷電粒子を加速するための電場を発生させるディー電極と、ディー電極と電気的に接続されたステムと、アース板とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８６８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のキャビティでは、ディー電極とステムとは、例えばボルト等の締結部材によって互いに固定されている。ところで、ディー電極とステムとの互いの面精度が低い場合、ステムとディー電極との間の接触抵抗が大きくなり、キャビティにおける電力効率の指標であるＱ値が低下する可能性がある。このため、ステムとディー電極との間に弾性変形可能な導電体を配置し、この導電性部材をステムとディー電極とで押圧することによって、ステムとディー電極との電気的な接続を確保する場合がある。
【０００５】
導電性部材が用いられる場合、ステムとディー電極との間の電力の伝達効率の向上を図るために、ステム及びディー電極によって導電体を強く押圧する必要がある。これに伴い、ステムとディー電極とを締結するボルト等の径も大きくする必要がある。しかしながら、ディー電極の大きさ及びステムの大きさは、荷電粒子を加速するためのキャビティの共振周波数によって決まるため、使用できるボルト等の径には制限がある。このため、キャビティにおけるＱ値を保ちつつ、キャビティの省スペース化が要請されている。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、キャビティにおけるＱ値を保ちつつ、キャビティの省スペース化を図ることが可能な粒子加速器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る粒子加速器は、荷電粒子が加速される加速平面を挟んで互いに対向して配置された一対の磁極と、外部の電源と電気的に接続されたキャビティとを備える粒子加速器であって、キャビティは、一対の磁極が対向する方向に沿って延びる柱状のステムと、一対の磁極の間に配置されると共にステムと電気的に接続され、ステムの一端側において、ステムの延在方向に沿った内周面又は外周面の少なくとも一方に対向する対向面を有し、荷電粒子を加速させるための電場を発生させるディー電極と、ステムの内周面又は外周面とディー電極の対向面との間に配置されると共に導電性を有する導電体と、を有し、導電体の少なくとも一部は、弾性変形可能であり、ステムの内周面又は外周面とディー電極の対向面とによって押圧されて変形している。
【０００８】
この粒子加速器のキャビティのディー電極は、ステムの一端側において、ステムの延在方向に沿った内周面又は外周面の少なくとも一方に対向する対向面を有し、ステムの内周面又は外周面とディー電極の対向面との間に導電体が配置されている。このように、ステムの延在方向に沿った面（内周面又は外周面）とディー電極の対向面との間に弾性変形可能な導電体を配置することにより、ステムの延在方向に交差する面とディー電極との間に導電体を配置する場合に比べ、延在方向に交差する方向におけるステムとディー電極との接触面積を小さくすることができる。したがって、キャビティにおけるＱ値を保ちつつ、キャビティの省スペース化を図ることができる。
【０００９】
一形態において、粒子加速器のキャビティは、ステムとディー電極とを互いに締結する締結部材を更に備え、締結部材は、ディー電極側からステム側に向けて挿通されていてもよい。このように締結部材が挿通されている場合、ステムがフランジ部を有していなくても、ステムとディー電極とを互いに締結することができる。また、ディー電極との締結に用いられるフランジ部をステムに設ける必要がないので、ステムの延在方向に交差する方向におけるステムとディー電極との接触面積を更に小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、キャビティにおけるＱ値を保ちつつ、キャビティの省スペース化を図ることが可能な粒子加速器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る粒子加速器の内部平面図である。
【図２】図１の粒子加速器の一対の磁極を概略的に示す斜視図である。
【図３】図１のIII―III線に沿った断面を概略的に示す図である。
【図４】図１の粒子加速器のキャビティを模式的に示す断面図である。
【図５】ステムとディー電極との接続部を示す概略断面図である。
【図６】比較例に係るキャビティにおけるステムとディー電極との接続部を示す概略断面図である。
【図７】変形例に係るキャビティにおけるステムとディー電極との接続部を示す概略断面図である。
【図８】他の変形例に係るキャビティにおけるステムとディー電極との接続部を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１〜４を参照して、本発明の一形態に係る粒子加速器１について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る粒子加速器の内部平面図である。図２は、図１の粒子加速器の一対の磁極を大略的に示す斜視図である。図３は、図１のIII−III線に沿った断面を概略的に示す図である。図４は、図１の粒子加速器のキャビティを模式的に示す断面図である。なお、図１のIII−III線は、バレーの周方向における中央位置を示す線である。図１に示される粒子加速器１は、例えば、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：Boron  Neutron  Capture  Therapy）を用いたがん治療を行う中性子捕捉療法システム等において、イオン源（不図示）から供給された荷電粒子を加速して荷電粒子線を生成して出射するために用いられるサイクロトロンである。また、粒子加速器１は、ＰＥＴ用サクロトロン、ＲＩ製造用サクロトロン、及び原子核実験用サイクロトロン等として用いることもできる。本実施形態では、粒子加速器１が、周方向に強弱のある磁束密度が交互に形成されたＡＶＦ（Azimuthally  Varying  Field）サイクロトロンである場合を例にして説明する。図１〜３に示されるように、粒子加速器１は、ヨーク３と、一対の磁極４Ａ，４Ｂと、キャビティ５，６と、コイル７と、を備えている。
【００１４】
ヨーク３は、真空容器２（図３参照）及びコイル７等を支持するものである。なお、真空容器２は、荷電粒子の加速空間を高真空状態に保持するための容器である。ヨーク３内には、荷電粒子の加速に必要な磁場を形成する一対の磁極４Ａ，４Ｂが設けられている。磁極４Ａ，４Ｂは、平面視で円形状であり、メディアンプレーンＭＰ（荷電粒子が加速して進行する周回軌道Ｂが位置する加速平面）を挟んで互いに対向して配置されている。磁極４Ａ，４Ｂのそれぞれの周囲には、コイル７が配置されている。コイル７は円環状であり、磁極４Ａ，４Ｂの周囲を囲むようにそれぞれ配置されている。コイル７に対して電流を供給することにより、一方の磁極４Ａから他方の磁極４Ｂへ向かう磁場が発生する。すなわち、磁極４Ａ，４Ｂ及びコイル７によって電磁石が形成されている。
【００１５】
図２に示されるように、磁極４Ａ，４Ｂは、それぞれ円柱状をなしている。磁極４Ａの上面（磁極４Ｂに対向する面）には、螺旋状に湾曲した複数の凸部であるヒル（山領域）１１Ａと、複数の凹部であるバレー（谷領域）１２Ａとが、周方向に交互に配列されて形成されている。同様に、磁極４Ｂの下面（磁極４Ａに対向する面）にも、螺旋状に湾曲した複数の凸部であるヒル１１Ｂと、複数の凹部であるバレー１２Ｂとが、周方向に交互に配列されて形成されている。本実施形態では、磁極４Ａ，４Ｂのそれぞれにおいて、４つのヒル１１Ａ，１１Ｂと４つのバレー１２Ａ，１２Ｂとが形成されている。ヒル１１Ａとヒル１１Ｂ、及びバレー１２Ａとバレー１２Ｂは、互いにメディアンプレーンＭＰに対して面対称となるようにギャップを開けて配置されている。なお、ここで、磁極４Ａ，４Ｂのヒル１１Ａ，１１Ｂとは、メディアンプレーンＭＰに向けて突出している部分であり、バレー１２Ａ，１２Ｂとは、メディアンプレーンＭＰから離れるように凹んでいる部分である。ヒル１１Ａ，１１Ｂの突出面１１Ａａ，１１Ｂａ、及びバレー１２Ａ，１２Ｂの底面１２Ａａ，１２Ｂａは、それぞれ水平方向に広がる面である。なお、ヒル１１Ａ，１１Ｂ及びバレー１２Ａ，１２Ｂの形状は、上記のような螺旋状に湾曲した形状に限られず、扇形であってもよい。
【００１６】
磁極４Ａと磁極４Ｂとの間には、ヒル１１Ａとヒル１１Ｂとで挟まれた狭いギャップであるヒル領域１５ｈと、バレー１２Ａとバレー１２ｂとで挟まれた広いギャップであるバレー領域１５ｖとが形成されている。荷電粒子の螺旋状の周回軌道Ｂ（図１参照）は、磁極４Ａと磁極４Ｂとの対称面（メディアンプレーンＭＰ）上に形成される。なお、周方向に順番に、バレー領域１５ｖ１，１５ｖ２，１５ｖ３，１５ｖ４が形成されるものとし、ヒル領域１５ｈ１，１５ｈ２，１５ｈ３，１５ｈ４が形成されるものとする。バレー領域１５ｖ１は、周方向においてヒル領域１５ｈ１，１５ｈ４と隣り合っている。バレー領域１５ｖ２は、周方向においてヒル領域１５ｈ２，１５ｈ１と隣り合っている。バレー領域１５ｖ３は、周方向においてヒル領域１５ｈ３，１５ｈ２と隣り合っている。バレー領域１５ｖ４は、周方向においてヒル領域１５ｈ４，１５ｈ３と隣り合っている。
【００１７】
図３に示されるように、真空容器２は、磁極４Ａ，４Ｂと、キャビティ５，６とを収容している。真空容器２は、例えば円環状であり、その内部は真空状態である。キャビティ５，６は、荷電粒子を加速するための高周波の電場を発生させる部分である。キャビティ５，６は、一対の磁極４Ａ，４Ｂのバレー１２Ａ，１２Ｂ間（バレー領域１５ｖ１，１５ｖ３）に配置されている。一方のキャビティ５はバレー領域１５ｖ１に配置され、他方のキャビティ６は、一方のキャビティ５が配置されたバレー領域１５ｖ１に対して中心線を挟んで反対側のバレー領域１５ｖ３に配置されている（図１参照）。キャビティ５，６は、高周波電源（不図示）から高周波の電力が供給され、所定の周波数（共振周波数）の電場を発生させるように設定されている。また、図３に示されるように、キャビティ５は、下側キャビティ５Ａ及び上側キャビティ５Ｂを有し、キャビティ６は、下側キャビティ６Ａ及び上側キャビティ６Ｂを有している。下側キャビティ５Ａ，６Ａは、下側の磁極４Ａのバレー１２Ａに配置されている。上側キャビティ５Ｂ，６Ｂは、上側の磁極４Ｂのバレー１２Ｂに配置されている。
【００１８】
図３及び図４に示されるように、下側キャビティ５Ａ，６Ａは、ディー電極２１Ａと、ステム２２Ａ，２３Ａと、アース板２４Ａと、を有している。同様に、上側キャビティ５Ｂ，６Ｂは、ディー電極２１Ｂと、ステム２２Ｂ，２３Ｂと、アース板２４Ｂと、を有している。
【００１９】
ディー電極２１Ａ，２１Ｂは、真空容器２の内部で電気粒子を加速するための電場を発生させる電極である。ディー電極２１Ａ，２１Ｂは、両方ともバレー領域１５に配置され、互いに上下方向に対向するように配置されている。ディー電極２１Ａ，２１Ｂは、平面視でバレー領域１５ｖの形状に沿った形状を有している。ディー電極２１Ａ，２１Ｂは、バレー１２Ａ，１２Ｂの底面１２Ａａ，１２Ｂａから離間しており、メディアンプレーンＭＰ付近に形成される加速空間Ｇを形成するように、ヒル１１Ａ，１１Ｂの突出面１１Ａａ，１１Ｂａと略同位置に配置されている。磁極４Ａの中心部には、粒子加速器１の外部又は内部に設けられたイオン源（不図示）から送られた荷電粒子を偏向してメディアンプレーンＭＰ上に送るインフレクタ（不図示）が配置されている。
【００２０】
アース板２４Ａ，２４Ｂは、ディー電極２１Ａ，２１Ｂを囲むように設けられている。アース板２４Ａ，２４Ｂは、少なくともバレー１２Ａ，１２Ｂの底面１２Ａａ，１２Ｂａに沿って広がっており、上下方向においてディー電極２１Ａ，２１Ｂと対向する壁部２４Ａａ，２４Ｂａを有している。また、アース板２４Ａ，２４Ｂは、壁部２４Ａａ，２４Ｂａに連続し、上下方向に沿って延びる側板２４Ａｂ，２４Ｂｂと、側板２４Ａｂ，２４ＢｂのメディアンプレーンＭＰ側の一端から水平方向に延びるカウンターディー２４Ａｃ，２４Ｂｃと、を有している（図４参照）。カウンターディー２４Ａｃとディー電極２１Ａとの間、及び、カウンターディー２４Ｂｃとディー電極２１Ｂとの間には、それぞれ間隙が設けられており、この間隙が加速ギャップＰを構成している。アース板２４Ａ，２４Ｂは、カプラ（不図示）等を介して外部の高周波電源に接続されている。ディー電極２１Ａ，２１Ｂとカウンターディー２４Ａｃ，２４Ｂｃとの間に、荷電粒子の回転位相に応じた高周波電場が発生することで、荷電粒子が加速ギャップＰを通過する毎に加速される。なお、図４は、一方のキャビティ６を図１のIII−III線に対して直交する方向から見た断面図である。
【００２１】
ステム２２Ａ，２２Ｂは、上下方向に延びてディー電極２１Ａ，２１Ｂとアース板２４Ａ，２４Ｂの壁部２４Ａａ，２４Ｂａとを連結している。同様に、ステム２３Ａ，２３Ｂも上下方向に延びてディー電極２１Ａ，２１Ｂとアース板２４Ａ，２４Ｂの壁部２４Ａａ，２４Ｂａとを連結している。高周波電源（不図示）から供給される電力は、アース板２４Ａ，２４Ｂ及びステム２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂを介して、ディー電極２１Ａ，２１Ｂに供給される。ステム２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ柱状である。本実施形態では、ステム２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ円柱状である。ステム２２Ａ，２２Ｂの径は、ステム２３Ａ，２３Ｂの径よりも小さくなっている。
【００２２】
次に、図５を参照して、キャビティ５，６について更に詳しく説明する。図５は、ステムとディー電極との接続部を示す概略断面図である。なお、図５は、図１のIII−III線で示されるバレーの周方向における中央位置を示す線に対して直交する方向から見た断面図である。また、図５では、ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの接続部を例に示しているが、他のステム２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａとディー電極２１Ａ，２１Ｂとの接続部も同様の構造である。
【００２３】
図５に示されるように、キャビティ５，６は、アース板２４Ａ，２４Ｂを介して外部の高周波電源に接続されたステム２３Ｂと、ステム２３Ｂと電気的に接続されたディー電極２１Ｂと、ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの間に配置される導電体２５と、ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとを締結する締結部材２６と、を有している。
【００２４】
ステム２３Ｂは、上下方向（すなわち、ステム２３Ｂの延在方向）に沿った外周面２７と、外周面２７に交差し、ディー電極２１Ｂに当接する当接面２８と、上下方向において当接面２８に対して凹む凹部２９とを有している。外周面２７は、上下方向に沿って延びると共に、ステム２３Ｂの周方向にも延びている。当接面２８は、外周面２７に交差し、上下方向に交差する水平方向に沿って広がる平面である。凹部２９は、当接面２８の中央部に設けられている。上下方向から見て、凹部２９は例えば円形状であり、その直径は、１０ｍｍ〜１５ｍｍ、又は、ステム２３Ｂの直径の１０％〜２０％程度とすることができる。また、凹部２９の深さ（上下方向の寸法）は、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることができる。
【００２５】
ディー電極２１Ｂは、ステム２３Ｂの一端が嵌合する凹部３０を有している。上下方向から見て、凹部３０の形状は、ステム２３Ｂの形状と略同一であり、凹部３０の寸法は、ステム２３Ｂの寸法より大きくなっている。本実施形態では、ステム２３Ｂは円柱状であるので、上下方向から見て凹部３０は円形状となっている。一例として、凹部３０の寸法は、ステム２３Ｂの寸法の１１０％〜１１５％程度とすることができる。凹部３０の壁部は、ステム２３Ｂの外周面２７と対向する対向面３１である。すなわち、対向面３１は、上下方向に延びると共にステム２３Ｂの周方向に沿って延びる面である。また、凹部３０の底面３２は、ステム２３Ｂの当接面２８に当接し、水平方向に沿って広がっている。凹部３０の中央部には、底面３２から上下方向に突出する位置決め部３３が設けられている。位置決め部３３は、ステム２３Ｂの凹部２９と嵌合可能に構成されており、これにより、ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとが互いの位置が規定される。また、ディー電極２１Ｂは、締結部材２６が挿通される挿通孔３４を複数有している。挿通孔３４は、水平方向において凹部３０の内側に配置されており、上下方向においてディー電極２１Ｂを貫通している。複数の挿通孔３４は、例えば、ステム２３Ｂの周方向において位置決め部３３の周囲を囲むように配置される。本実施形態では、締結部材２６はディー電極２１Ｂ側からステム２３Ｂ側に向けて締結部材２６が挿通されており、締結部材２６はディー電極２１Ｂの挿通孔３４内に埋め込まれた状態となっている。締結部材２６としては、例えばボルト等が用いられ得る。
【００２６】
導電体２５は、導電性を有する環状の部材である。導電体２５は、ステム２３Ｂの外周面２７とディー電極２１Ｂの対向面３１との間に配置され、ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとを電気的に接続している。導電体２５の少なくとも一部は弾性変形可能であり、ステム２３Ｂの外周面２７とディー電極２１Ｂの対向面３１とによって押圧されて変形している。導電体２５としては、例えば、Ｓｔａｕｂｌｉ社製のマルチラムが用いられ得る。
【００２７】
本実施形態では、ステム２３Ｂの一端側（すなわち、ディー電極２１Ｂ側）において、外周面２７は、上下方向において連続した平面である。すなわち、ステム２３Ｂは、上下方向に交差する方向に延びてディー電極２１Ｂとの締結に用いられるフランジ部を有していない。更に換言すると、ディー電極２１Ｂの凹部２９と位置決め部３３とを嵌合させた状態において、ステム２３Ｂの一端側では、外周面２７は、凹部３０の壁部（すなわち、対向面３１）よりも水平方向の外側へはみ出す部分を有していない。なお、水平方向における凹部３０の内側に収まる限り、ステム２３Ｂの一端側における外周面２７は、完全に上下方向に真っ直ぐに延びる面出なくてもよく、一部にステム２３Ｂの径が小さくなる部分又は径が大きくなる部分を有していてもよい。例えば、導電体２５を保持するための溝部が外周面２７に形成されていてもよい。ここで「一端側」とは、ディー電極２１Ｂの凹部３０に嵌合するステム２３Ｂの一部分と、ディー電極の上面の上に設けられる一般的なフランジ部の厚さとを合わせた領域を少なくとも含むものとすることができる。すなわち、ステム２３Ｂのうち、ステム２３Ｂが凹部３０に嵌合した状態において、ディー電極２１Ｂの上面から一般的なフランジ部の厚みである１０ｍｍ〜２０ｍｍ上方の位置から当接面２８までの領域とすることができる。また、「一端側」とは、上下方向におけるステム２３Ｂの中心位置から当接面２８までの領域としてもよい。
【００２８】
続いて、図５及び図６を参照して、キャビティ５，６の作用効果について説明する。図６は、比較例に係るキャビティにおけるステムとディー電極との接続部を示す概略断面図である。図６に示されるように、比較例に係るキャビティ１００が本実施形態に係るキャビティ５，６と相違する点は、ステム２３Ｂがディー電極２１Ｂ側の一端にフランジ部Ｆを有しており、導電体２５が、上下方向においてステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの間に配置されて押圧されている点である。
【００２９】
このように、ステム２３Ｂの外周面２７（図５参照）とディー電極２１Ｂの対向面３１（図５参照）との間ではなく、上下方向においてステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの間に導電体２５を配置する場合、上下方向に交差（直交）する水平方向に締結部材２６及び導電体２５を並べて配置する必要があるので、水平方向におけるフランジ部Ｆの寸法を小さくすることは困難である。一方、ディー電極２１Ｂの大きさ及びステム２３Ｂの径の大きさは、加速空間Ｇ（図３参照）の共振周波数によって決まる。このため、ディー電極２１Ｂの寸法が小さい場合には、締結部材２６の径の大きさ及び数を十分に確保することができない可能性がある。その結果、導電体２５を十分に押圧できず、電力の伝達効率を保てなくなり、キャビティにおけるＱ値が低下する場合がある。ここで、Ｑ値とは、いわゆる共振回路等におけるＱ値と同義であり、キャビティにおける電力効率を示す指標である。ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの間の接触抵抗が大きい場合、キャビティにおける電力効率は低くなり、Ｑ値は小さな値となる。ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの間の接触抵抗が小さい場合、キャビティにおける電力効率は高くなり、Ｑ値は大きな値となる。
【００３０】
これに対して、粒子加速器１のキャビティ５，６のディー電極２１Ｂは、ステム２３Ｂの一端側（ディー電極２１Ｂ側）において、ステム２３Ｂの上下方向（延在方向）に沿った外周面２７に対向する対向面３１を有し、ステム２３Ｂの外周面２７とディー電極２１Ｂの対向面３１との間に導電体２５が配置されている。このように、ステム２３Ｂの上下方向に沿った外周面２７とディー電極２１Ｂの対向面３１との間に導電体２５を配置することにより、上下方向に交差する面とディー電極２１Ｂとの間に導電体２５を配置する場合に比べ、上下方向に交差する方向におけるステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの接触面積を小さくすることができる。したがって、キャビティ５，６におけるＱ値を保ちつつ、キャビティ５，６の省スペース化を図ることができる。
【００３１】
また、キャビティ５，６は、ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとを互いに締結する締結部材２６を更に備え、締結部材２６は、ディー電極２１Ｂ側からステム２３Ｂ側に向けて挿通されている。このように締結部材２６が挿通されていることにより、ステム２３Ｂが一端側（ディー電極２１Ｂ側）にフランジ部を有していなくても、ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとを互いに締結することができる。また、ディー電極２１Ｂとの締結に用いられるフランジ部を導体に設ける必要がないので、上下方向に交差する方向におけるステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの接触面積を更に小さくすることができる。
【００３２】
次に、図７を参照して、キャビティ５，６の変形例について説明する。図７は、変形例に係るキャビティにおけるステムとディー電極との接続部を示す概略断面図である。図７に示されるように、変形例に係るキャビティ４０は、キャビティ５，６と同様に、高周波電源から供給された電力を伝達するステム２３Ｂと、ステム２３Ｂから電力が伝達されるディー電極２１Ｂと、ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの間に配置される導電体２５と、ステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとを締結する締結部材２６と、を有している。キャビティ４０がキャビティ５，６と相違する点は、ステム２３Ｂのディー電極２１Ｂ側の一端に、上下方向に交差する水平方向に延びるフランジ部Ｆを有している点である。導電体２５は、ステム２３Ｂのフランジ部Ｆの外周面２７と、ディー電極２１Ｂの対向面３１との間に配置されている。また、締結部材２６は、ステム２３Ｂのフランジ部Ｆ側からディー電極２１Ｂに向けて挿通されている。
【００３３】
上記のキャビティ４０においても、ステム２３Ｂの上下方向に沿った外周面２７とディー電極２１Ｂの対向面３１との間に導電体２５を配置することにより、上下方向に交差する面とディー電極２１Ｂとの間に導電体２５を配置する場合に比べ、上下方向に交差する方向におけるステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの接触面積を小さくすることができる。したがって、ステム２３Ｂからディー電極２１Ｂへの電力の伝達効率（すなわち、キャビティ５，６におけるＱ値）を保ちつつ、キャビティ４０の省スペース化を図ることができる。
【００３４】
次に図８を参照して、キャビティ５，６の他の変形例について説明する。図８は、他の変形例に係るキャビティにおけるステムとディー電極との接続部を示す概略断面図である。図８に示されるように、変形例に係るキャビティ５０は、キャビティ５，６，４０と同様に、ステム２３Ｂと、ディー電極２１Ｂと、導電体２５と、締結部材２６とを有している。キャビティ５０がキャビティ５，６と相違する点は、ステム２３Ｂの外周面２７ではなく、凹部２９の側壁（すなわち、ステム２３Ｂの内周面２９ａ）と、ディー電極２１Ｂの位置決め部３３との間に導電体２５が配置されている点である。すなわち、キャビティ５０においては、位置決め部３３の側壁が対向面３１である。
【００３５】
上記のキャビティ５０では、ステム２３Ｂの内周面２９ａとディー電極２１Ｂの対向面３１との間に導電体２５を配置されているので、導電体２５はステム２３Ｂの内側に位置している。したがって、上下方向に交差する方向におけるステム２３Ｂとディー電極２１Ｂとの接触面積を更に小さくすることができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、上記の実施形態では、位置決め部３３がディー電極２１Ｂ側に設けられている例について説明したが、ステム２３Ｂ側に位置決め部が設けられ、ディー電極２１Ｂ側に位置決め部に対応した凹部が設けられていてもよい。また、位置決め部は、ディー電極２１Ｂ又はステム２３Ｂと一体でなくてもよく、ディー電極２１Ｂ又はステム２３Ｂと別体に設けられた位置決めピン等であってもよい。
【００３７】
また、上記の実施形態では、ステム２３Ｂの外周面２７又は内周面２９ａの一方と、ディー電極２１Ｂの対向面３１との間に導電体２５が配置されている例について説明したが、ディー電極２１Ｂがステム２３Ｂの外周面２７に対向する対向面３１に加え、内周面２９ａに対向する他の対向面３１を有していてもよい。この場合、外周面２７と対向面３１との間、及び、内周面２９ａと他の対向面３１との間にそれぞれ導電体２５が配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１…粒子加速器、４Ａ，４Ｂ…磁極、５，６，４０，５０…キャビティ、７…コイル、２１Ａ，２１Ｂ…ディー電極、２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ…ステム、２５…導電体、２６…締結部材、２７…外周面、３１…対向面、ＭＰ…メディアンプレーン（加速平面）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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