(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
隣り合う前記金属板の間に前記チョークよりも外側に位置するように介挿してすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属板に対し前記チョークよりも外側に位置するように貫通し設置された冷却配管と、一体化されたすべての金属板を囲むように設けられた真空封止のための真空ジャケットと、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設けるとともに前記真空ジャケットの両端部に設けられ、外部の高周波伝送系に結合させるためのカップラーセルとを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項２】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し、隣り合う前記金属板の間に接続してすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収するリング状電磁波吸収体と、この前記金属板に対してリング状電磁吸収体よりも外側に位置するように貫通し設置された冷却配管と備えたことを特徴とする加速管。
【請求項３】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
１つおきの金属板の両面に前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するように設けられ前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記加速キャビティ、前記チョークおよび前記電磁波吸収体を内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に接続することによりすべての金属板を一体化する金属製円筒と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項４】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、両面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した第１の金属板と中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、前記加速キャビティおよび前記チョークを切削しない第２の金属板とを交互に所定の間隔をもって配列させた金属板配列手段と、
前記第２の金属板の両面に前記第１の金属板の加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように配置され前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記加速キャビティ、前記チョークおよび前記電磁波吸収体を内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に接続することによりすべての金属板を一体化する金属製円筒と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項５】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークとを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し、前記隣り合う金属板の間に接合することによりすべての金属板を一体化する金属製円筒と、前記金属製円筒の内側面に前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するように接続され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項６】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有するとともに内面につばを設け、前記隣り合う金属板の間に接合することによりすべての金属板を一体化する金属製円筒と、
この金属製円筒のつばの両面に設けられ前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項７】
両面に電磁波吸収体を配置する金属体は、前記チョークの部分で分割した２つの部材からなり、前記金属体に電磁波吸収体を取り付けた後に当該２つの部材を接合することを特徴とする請求項３に記載の加速管。
【請求項８】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に接合してすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収するリング状電磁波吸収体と、前記金属板を内側に所定の深さに切削し、その開口部分にふたを接合し形成する冷却水路とを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項９】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し、前記隣り合う金属板の間に接合してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、この金属製円筒の内側の面、当該金属製円筒の内側の面に突出するつばの両面および１つおきの前記金属板両側の何れかに前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するような配置され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属板と前記金属製円筒とを貫通し形成される冷却水路とを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項１０】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークとを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記各金属板の何れか一方の面に前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するように設けられ、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、前記金属板と前記金属性円筒とを貫通し形成される冷却水路とを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項１１】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティと前記高周波電力の漏洩を防止するチョークとを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記各金属板の何れかの面に前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するように設けられ、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような内径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、前記金属板および前記金属製円筒の外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項１２】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製リングと、この金属製リングの両側に配置され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属製リングを含む金属板の外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを備えたことを特徴とする加速管。
【請求項１３】
中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、
前記加速キャビティおよび前記チョークを内含するような径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製リングと、この金属製リングの両側に配置され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属製リングを含む金属板の外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットと、前記金属製リングの前記電磁波吸収体の外側円周方向に形成された複数のスロットとを備えたことを特徴とする加速管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高周波粒子加速器に適用される加速管に係わり、特にチョークモードキャビティを用いた加速管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、線形加速器を用いて電子を加速する場合、図１９に示すようなディスクローデッド形進行波加速管が用いられている。
【０００３】
このディスクローデッド形進行波加速管５１は、加速される電子の集団５２を通すとともに高周波電力を伝播させるため、円筒導波管内部に、中心部にビームボア５３を開けたディスク５４が所定間隔をもって配置されている。このディスク５４により区切られた一つ一つの区間をセルと呼ぶ。この加速管５１の両端には外部の導波管５５に結合するためのカプラーセル５６が取り付けられている。このカプラーセル５６以外のセルをレギュラーセル５７と呼ぶ。５８はカプラーセル５６から出射する電子の集団５２を吸収するためのダミーロードである。
【０００４】
通常，電子を加速するには、中心軸上に軸に平行な電場成分をもつ円筒導波管の基本モードＴＭ０１モードが使用される。円筒導波管ではＴＭ０１モードの電磁界分布が中心軸に沿って進む速度，すなわち位相速度は光速度よりも速い。相対論によれば、物質の速度は光速度以下であるので、ＴＭ０１モードの電磁界分布は電子の集団５２を追い越してしまい、電子は加速力と減速力とを交互に繰り返すだけとなって加速されない。電子を効率良く加速させるためには、加速管５１の内部を伝播する電磁波の位相速度と電子の速度とを一致させ、進行する電磁界分布のうち最も強い加速力を受ける位置（位相）に電子を集める，いわゆる集群状態を作り出すことが重要である。この集群状態となった電子の集団５２をバンチと呼ぶ。
【０００５】
そこで、円筒導波管内にディスク５４を挿入し電磁波の位相速度を小さくするとともに、また加速管５１の内径、ビームボア５３の径、ディスク５４の間隔などを調整することにより、電磁波の位相速度を電子の速度に精度良く合わせるようにしている。電磁界分布は、空間的には電磁波の管内波長を１周期とする周期分布となっているので、普通バンチ５２も管内波長と等しい間隔で次々と加速管５１に入射する。
【０００６】
通常，高周波電源（図示せず）から外部の導波管５５を介して伝送される高周波電力は、電子入射側（図示左側）のカップラーセル５６から加速管５１内部に入力され、バンチ５２と同方向に伝播しながら電子を加速させ、バンチ５２の出射側カップラーセル５６を通り、加速管５１の外部に出力される。このとき、電子出射側カップラーセル５６から出力される高周波電力は、反射によって再度加速管５１側に戻らないようにダミーロード５８により吸収される。
【０００７】
加速管５１内部においては、伝播する高周波電磁界によって管内表面に電流が誘起され、管内表面の電気抵抗に応じた電力損失が生じるので、この損失を低減する意味から、加速管５１には電気伝導度の大きな金属，一般的には電子管級の無酸素銅のディスク５４が用いられる。また、加速管５１内部の気体分子の散乱により、電子が中心軸から外れてビームボア５３外側のディスク５４に衝突し消失する恐れがあるので、真空ポンプ（図示せず）を接続し加速管５１内部を排気することにより、高真空状態を保っている。
【０００８】
バンチ５２は、加速管５１内を伝播する高周波電磁界と相互作用して加速力を受ける他、加速管５１の構造自体と相互作用して航跡場（ウェークフィールド）と呼ばれる加速に使われる高周波と異なる周波数の電磁界を誘起する。前述したように、加速管５１は、電気伝導度の大きな金属のディスク５４で製作されているので、航跡場の電力損失も小さく、航跡場が減衰するのに時間がかかる。あるセルにおいて、先行するバンチ５２に誘起され航跡場が十分に減衰する前に後続のバンチ５２が通過すると、セル内に残っている航跡場から受けるローレンツ力により電子が偏向されたり、余分な加減速を受け、いわゆるビームの不安定性が起こる。この航跡場によって偏向や加減速を受けた電子は、中心軸から外れ、そのバンチ５２のサイズが大きくなっていく。やがて外側の電子がビームボア５３から外れてディスク５４に衝突するなどして、それ以上の加速が不可能になる。
【０００９】
そこで、ディスクローデッド形進行波加速管５１に代わるものとして、航跡場が原因となる電子の不安定性を抑制可能なチョークモードキャビティ加速管が用いられている。
【００１０】
図２０はチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部分の概念断面図である。チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル６０は、加速キャビティ６１、結合スロット６２、ラディアルライン導波管６３およびチョーク６４からなる。この加速キャビティ６１は、ディスクローデッド型進行波加速管のレギュラーセル５７と基本的に同じ構造となっている。結合スロット６２は、加速キャビティ６１の周上に一周にわたって開口されている。この加速キャビティ６１は結合スロット６２を介してラディアルライン導波管６３と電磁気的に結合されている。
【００１１】
そして、バンチ５２と加速管キャビティ６１との相互作用により発生した航跡場は、ラディアルライン導波管６３によって加速キャビティ６１から外に引き出され、加速キャビティ６１内部で減衰する。この減衰に要する時間が十分に速ければ、航跡場はそれを引き起こしたバンチ５２に続いて入射されるバンチ５２に悪影響を及ぼすことがなくなる。
【００１２】
しかし、ラディアルライン導波管６３が加速キャビティ６１に単に結合されているだけでは、電子を加速させるために加速管に入力した電磁界（以下、加速モードと称する）も外に引き出してしまう。そのため、加速キャビティ６１とラディアルライン導波管６３との結合部分にチョーク６４を設け、ここで加速モードだけを反射させる。このチョーク６４は、結合スロット６２からみて加速モードの管内波長（以下、λと称する）の１／４だけ離れた位置にラディアルライン導波管６３に直角に長さλ／４の円筒状の溝６５を設けたものである。この円筒状の溝６５は、終端短絡のλ／４長の同軸線を形成する。従って、ラディアルライン導波管６３とこの円筒状の溝６５との接続点は電圧最大点となり、ここに流れる電流は零となる。すなわち、この溝６５から外側のラディアルライン導波管６３による開口を横切る電流６６が零ということであり、加速モードは円筒状の溝６５の外側，つまりチョーク６４の外側のラディアルライン導波管６３とは電磁的に結合しないので、チョーク６４から外側へは加速モードの高周波電力は漏洩しない。一方、結合スロット６２は短絡端からλ／２の位置にあるので、電圧の零点となり、間隙を存在するにも拘らず加速モードに対しては導体壁があるのと同様に動作する。
【００１３】
図２１は高エネルギー物理学研究所で製作されたチョークモードキャビティを用いた加速管７０（以下、チョークモードキャビティ加速管と称する）の中心軸にそって断面した概念図である。図２２は図２１のＧ−Ｇ矢視断面図である。
【００１４】
このチョークモードキャビティ加速管７０は、加速キャビティ６１とチョーク６４とを切削した無酸素銅製円板７１がスペーサー７２を介して互いに接合され、その両端にカップラーセル５６が接合されている。そして、隣り合う無酸素銅製円板７１，７１でスペーサー７２を挟むことにより形成される間隙部分がラディアルライン導波管６３となる。スペーサー７２は、中空になっており、冷却水路を兼ねている。ラディアルライン導波管６３により引き出された航跡場は、ラディアルライン導波管６３の端部の開口部７３から加速管７０の外部へ放射される。このようにチョークモードキャビティ加速管７０は、ディスクローデッド形加速管５１と異なり気密構造ではないので、内部を高真空状態とすることができない。そこで、全体を真空チェンバー７４に入れて高真空に保った状態で使用されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２１に示すチョークモードキャビティ加速管７０は、ラディアルライン導波管６３の端部が直接真空チャンバー７４内に開口しているので、インピーダンスの不整合となり、ここで反射が起こる。ラディアルライン導波管６３によって加速キャビティ６１から引き出された航跡場の一部は、ラディアルライン導波管６３の端部で反射され、当該導波管６３に逆に伝播して加速キャビティ６１に再入射する。これにより加速キャビティ６１内部の航跡場の減衰量が実効的に小さくなってしまい、ビームの不安定性が十分に抑制できないという問題が生じる。特に、加速電流が大きい場合、すなわち１バンチあたりの電荷量が多い場合、誘起される航跡場の強度も大きくなり、この問題は深刻となる。
【００１６】
また、真空チェンバー７４があまりラディアルライン導波管６３の端部に近いと、ラディアルライン導波管６３端部の開口から放射された航跡場が真空チェンバー７４で反射されて再入射するまでに十分に広がらず、比較的大きな反射波が真空チェンバー７４からラディアルライン導波管６３へ返り、前記と同様な問題を引き起こす。このため、真空チェンバー７４が小形化できないという問題がある。
【００１７】
さらに、ビームの不安定性を抑制するためには、航跡場の発生も抑制しなければならない。このためには、加速ビームを加速キャビティ６１の中心を正確に通過させる必要があり、従来のチョークモードキャビティ加速管では、加速管を精度良く加工・組立てたうえ、据え付けの際に精度良く位置調整を行なうことにより実現している。
【００１８】
また、従来のチョークモードキャビティ加速管７０は、加速キャビティ６１とチョーク６４とを切削してなる無酸素銅製円板７１でスペーサー７２を挟むようにして接合しているので、基本的には円筒導波管であるディスクローデッド形加速管５１に比べ剛性が小さい。その結果、加速管が長くなった場合に必要な設置精度が得られなくなり、たわみを修正し加速管の位置を微調整するための機構を加速管の途中に入れる必要があるが、加速管７０が真空チェンバー７４の中なので、構造が複雑になり、十分に精度が得られない問題がある。
【００１９】
同様に、加速管全体を真空チェンバー７４の中に入れて使用するために、加速に利用するための高周波を、加速管７０に導入するための導波管５５や冷却水路を真空を破らずに真空チェンバー７４内に導入しなければならず、構造が複雑になり、信頼性が低下する問題がある。
【００２０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、大電流加速時にも航跡場が原因となるビーム不安定性を十分に抑制可能な加速管を提供することにある。
【００２１】
また、本発明の他の目的は、構造簡単にして信頼性の高い加速管を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、片面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した金属板が所定の間隔をもって配列された加速管において、隣り合う金属板の間にチョークよりも外側に位置するように設けることによりすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属板に対してチョークよりも外側に位置するように貫通して接合された冷却配管と、一体化されたすべての金属板を囲むように設けた真空封止のための真空ジャケットと、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設けるとともに前記真空ジャケットの両端部に接合され、外部の高周波伝送系に結合させるためのカップラーセルとを設けた加速管である。
【００２３】
このような手段を講じた発明によれば、電磁波吸収体が加速キャビティおよびチョークよりも外側に配置したことにより、電磁波吸収体は高周波電力に影響を与えず、外に引き出される航跡場を吸収し真空ジャケットに至る前に十分に減衰できる。さらに、ラディアルライン導波管の端部で反射して加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくすことができ、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。
【００２４】
また、真空ジャケットの両外側にカプラーセルを設けることにより、このカプラーセルを介して加速器の位置調整が容易となり、調整精度を向上できる。
【００２５】
また、別の発明においては、加速キャビティおよびチョークを内含するように、隣り合う金属板の間にリング電磁波吸収体を接続することにより、真空ジャケットを不要にでき、しかもリング電磁波吸収体の外側に金属板に貫通するごとく冷却配管を設置すれば、この冷却配管は大気中設置となり、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層の信頼性を確保できる。また、冷却配管が大気中の設置であるので、加速管の中間支持および位置調整等に便利であり、調整精度の向上に役立つ。また、電磁波吸収体が加速キャビティおよびチョークよりも外側に配置すれば、電磁波吸収体は高周波電力に影響を与えず、外に引き出される航跡場を吸収し真空ジャケットに至る前に十分に減衰できる。さらに、ラディアルライン導波管の端部で反射して加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくすことができ、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。
【００２６】
また、別の発明においては、加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように、１つおきに金属板の両面に電磁波吸収体を設け、加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収すれば、前述したように航跡場の吸収により減衰でき、ラディアルライン導波管の端部で反射して加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくし大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、加速キャビティ、チョークおよび電磁波吸収体を内含するように、隣り合う金属板間に金属製円筒を介挿してすべての金属板を一体化することにより、真空ジャケットを不要にでき、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層の信頼性を確保できる。また、金属板の両側に電磁波吸収体を設ければ、応力の緩和、ひいては加速キャビティ、チョークの変形を抑制でき、位置精度，所要とする機能を確実に果たすことができる。
【００２７】
また、別の発明においては、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、両面側に高周波電力により前記被加速粒子のエネルギーを加速させる加速キャビティおよび前記高周波電力の漏洩を防止するチョークを切削した第１の金属板と、中心に被加速粒子を通過させる貫通孔を設け、かつ、加速キャビティおよび前記チョークを切削しない第２の金属板とを交互に所定の間隔で配列した金属板配列手段をとっている。そして、チョークなどを切削しない第２の金属板の両側に、加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体を設ければ、前述するように航跡場の吸収減衰を効果的に行なうことができ、またラディアルライン導波管の端部で反射して加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくし大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、電磁波吸収体は切削しない第２の金属板に設置しているので、第１の金属板の加速キャビティおよびチョークの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【００２８】
さらに、別の発明においては、加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に金属製円筒を介挿してすべての金属板を一体化するとともに、前記金属製円筒の内面に電磁波吸収体を設けることにより、電磁波吸収体の配置構成から前述した種々の作用を有する他、金属板の面に電磁波吸収体を設置しないので、加速キャビティおよびチョークの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上を図ることができる。
【００２９】
さらに、別の発明においては、加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有するとともに内面につばを有し、かつ、隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、この金属製円筒のつばの両面に設けられ前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、これら金属製円筒および前記金属板との外側に配置され冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを設けた構成である。
【００３０】
このような手段を講じた発明によれば、金属板に電磁波吸収体を設置しないので、加速キャビティなどの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【００３１】
さらに、別の発明においては、両面に電磁波吸収体を配置する金属体としては、チョークの部分で分割した２つの部材とし、金属体に電磁波吸収体を取り付けた後に２つの部材を接合するようにすれば、例えば金属体と電磁波吸収体とが物性値が異なる場合でも、接合時の温度上昇により変形しやすい加速キャビティをもつ部材を電磁波吸収体の接合後にもう１つの部材と接合するので、加速キャビティの変形をなくし、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【００３２】
さらに、別の発明は、金属板の加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し、隣り合う金属板の間に接合してすべての金属板を一体化し、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収するリング状電磁波吸収体と、前記金属板を内側に所定の深さに切削し、その開口部分にふたを接合し形成する冷却水路とを設けたことにより、リング状電磁波吸収体の配置に伴う効果の他、冷却水路の接合の必要性がなく、接合による加速キャビティの変形も小さく、加速管の組立て精度が向上する。
【００３３】
さらに、別の発明は、加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し、前記隣り合う金属板の間に接合してすべての金属板を一体化する金属製円筒と、この金属製円筒の内側の面、当該金属製円筒の内側の面に突出するつばの両面および１つおきの前記金属板両側の何れかに前記加速キャビティおよび前記チョークよりも外側に位置するような配置され、前記加速キャビティから引き出した加速モード以外の高周波電力を吸収する電磁波吸収体と、前記金属板と前記金属製円筒とを貫通し形成される冷却水路とを設けたことにより、電磁波吸収体の配置からくる前述した効果の他、冷却配管７や冷却水ジャケット２３が不要になり、コストの低減化および組立て作業の簡素化を実現できる。
【００３４】
さらに、別の発明は、各金属板の何れか一方の面の加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置して電磁波吸収体を設ければ、電磁波吸収体の配置からくる前述した効果の他、単純な構成となり、さらに加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒と前記金属板とを貫通するように冷却水路を形成すれば、冷却配管７や冷却水ジャケット２３が不要になり、コストの低減化および組立て作業の簡素化を実現できる。
【００３５】
さらに、別の発明は、加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように前記各金属板の何れかの面に電磁波吸収体を設け、加速キャビティおよびチョークを内含するような内径を有し前記隣り合う金属板の間に介挿してすべての金属板を一体化する金属製円筒を設け、さらに金属板および金属製円筒の外側に冷却水を流すための冷却配管またはジャケットとを設けることにより、前述と同様に電磁波吸収体の配置からくる前述した効果の他、構成の簡素化、冷却水の真空中への漏洩事故の問題を解決でき、一層の信頼性を向上できる。
【００３６】
さらに、別の発明は、加速キャビティおよび前記チョークを内含するような径を有するような金属製リングを介挿してすべての金属板を一体化する構成とすれば、前述する金属製円筒を削減でき、加工および工数の削減を図ることができ、さらに金属板とは別の金属製リングに電磁波吸収体を設けることにより、加速キャビティの変形が小さくなり、加速管の組立て精度の向上、航跡場の誘起を抑制できる。
【００３７】
さらに、別の発明は、加速キャビティおよびチョークを内含するような径を有するような金属製リングを介挿してすべての金属板を一体化する構成とすれば、前述する金属製円筒を削減でき、加工および工数の削減を図ることができ、さらに金属板とは別の金属製リングに電磁波吸収体を設けることにより、加速キャビティの変形が小さくなり、加速管の組立て精度の向上、航跡場の誘起を抑制できる。さらに、金属製リングの電磁波吸収体の外側円周方向に複数のスロットを設ければ、航跡場が一方の電磁波吸収体からスロットを介して他方の電磁波吸収体に伝播するので、伝播の距離が長くなり、航跡場の一層の減衰が期待できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる加速管の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３９】
（第１の実施の形態）
図１ないし図３は本発明に係わる加速管の一実施の形態を示す構成図である。図１はチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそって断面した図、図２は中心軸に垂直な断面図である。図１は図２に示すＢ−Ｂ矢視断面図、図２は図１に示すＡ−Ａ矢視断面図である。図３はチョークモードキャビティ加速管のカップラーセル部の中心軸にそって断面した図である。なお、図１および図３は理解を容易にする観点からカップラーセル部の断面部分のみ図示し、非断面部分は省略してある。以下、各図についても同様である。
【００４０】
この実施の形態は、被加速粒子を通過させるビームボアを有し、かつ、加速キャビティおよびチョークを片面に切削した無酸素銅製円板を所定間隔をもって配列するとともに、隣り合う無酸素銅製円板で挟ん込んで接合し一体化する電磁波吸収体を前記チョークの外側に配置して外部に引き出される航跡場を吸収し真空ジャケットに至る前で十分に減衰させること、および真空ジャケットの外部にカップラーセルを設け、構造の簡素化を実現することにある。
【００４１】
先ず、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部は、図１および図２に示すように、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア１を有し、かつ、このビームボア１より外側周方向に加速キャビティ２とチョーク３とを切削してなる無酸素銅製円板４を、ビームボア１の中心が一直線上に並ぶように所定間隔をもって配列され、これら無酸素銅製円板４，４間にはチョーク３より外側の位置で挟み込み、両面をロー付けなどで接合するように電磁波吸収体であるコイン状ＳｉＣ（炭化珪素：半導電性のセラミック）５が介挿されている。
【００４２】
このコイン状ＳｉＣ５の厚さは、隣り合う無酸素銅製円板４間の間隔を決定するスペーサーとしての機能をもっており、高精度に精密加工されている。隣り合う無酸素銅製円板４間にコイン状ＳｉＣ５を介挿することによって得られる間隙は、加速キャビティ２から航跡場を引き出すためのラディアルライン導波管６となっている。また、前記チョーク３よりも外側を通るように無酸素銅製円板４を貫通し接合するように冷却配管７，…が設けられている。そして、コイン状ＳｉＣ５を挟み込んで一体化された無酸素銅製円板４，…は真空ジャッケット８内に収納され、高真空状態に保たれている。９は開口部である。
【００４３】
一方、図３に示すカップラーセル部は、真空ジャケット８端部に段差部１０を形成してほぼ無酸素銅製円板４と同径のカップラーセル１１が設けられている。このカップラーセル１１は、中心に被加速粒子を通過させるための貫通孔が形成され、内部には加速キャビティ２に相当する機能をもつ空間部を有し、この空間部の一側部から外側方向に貫通し、外部の高周波伝送となる導波管１２に接続されている。１３は冷却配管口出し部である。
【００４４】
従って、以上のような実施の形態の構成によれば、電磁波吸収体であるコイン状ＳｉＣ５が加速キャビティ２およびチョーク３の外側に位置し、かつ、真空ジャケット８内側の開口部９よりも内側に設けているので、コイン状ＳｉＣ５はチョーク３で反射する加速に利用する高周波には影響を及ぼさないが、外に引き出される航跡場を吸収し、真空ジャケット８への開口部９に至る前で十分に減衰させることができる。従って、ラディアルライン導波管６の端部での航跡場の反射はごく僅かである。さらに、ラディアルライン導波管６の端部で反射されて加速キャビティ２に向かって戻る航跡場は、再びコイン状ＳｉＣ５のある領域を通過するので、更に減衰することになる。
【００４５】
また、前述したように、航跡場は、ラディアルライン導波管６を通って真空ジャケット８への開口部９へ至るまでに十分に減衰しており、この開口部９から真空ジャケット８の内部に放射される航跡場の強度は非常に弱い。
【００４６】
以上のようなチョークモードキャビティ加速管においては、航跡場のラディアルライン導波管６端部からの反射波の加速キャビティ２への再入射による、加速キャビティ２内部の航跡場の減衰量は実効的に小さくなるという問題を防止でき、大電流加速時にもビーム安定性を十分に確保できる。
【００４７】
また、この実施の形態によれば、開口部９から真空ジャケット８内部に放射される航跡場の強度は非常に弱いので、真空ジャケット８からの反射によるラディアルライン導波管６への再入射の影響を考える必要がなくなる。このため、真空ジャケット８をラディアルライン導波管６の開口部９に近づけることてができる。これにより、例えばカップラーセル１１を真空ジャケット８の外部とすることができ、さらにカップラーセル１１に結合される導波管１２と冷却配管口出し部１３とを直接真空ジャケット８の外に設けることができ、構造簡単で信頼性を向上できる。
【００４８】
さらに、カップラーセル１１は真空ジャケット８の外側に設けているので、両側のカップラーセル１１で加速管を支持し位置調整するための機構を大気中に置くことができ、よって位置調整機構の構造を簡単化でき、調整精度が向上する。そのうえ、剛性の大きなコイン状ＳｉＣ５を介して無酸素銅製円板４を結合し一体化するので、加速管全体の剛性を大きくできる。
【００４９】
なお、ＳｉＣ５の形状はコイン形状に限るものではなく、直方体、扇形などさまざまな形状でよく、また冷却配管７の位置はＳｉＣ５よりも外周側あってもよい。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図４および図５は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図である。
【００５１】
図４はチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図、図５は中心軸に垂直な断面図である。図４は図５に示すＤ−Ｄ矢視断面図、図５は図４に示すＣ−Ｃ矢視断面図である。なお、これら図４，図５において図１ないし図３と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００５２】
この実施の形態は、無酸素銅製円板間に配置する電磁波吸収体としてリング状のＳｉＣを接合配置し、真空ジャケットのない構成とすることにある。
【００５３】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、無酸素銅製円板４間に電磁波吸収体を介挿するが、この電磁波吸収体としては無酸素銅製円板４の片面に切削した加速キャビティ２およびチョーク３を内部に含めるために十分な内径をもったリング状のＳｉＣ２１が用いられている。前記各無酸素銅製円板４，…は、ビームボア１の中心が一直線上に並ぶように所定間隔をもって配列されている。前記リング状ＳｉＣ２１は、無酸素銅製円板４の加速キャビティ２およびチョーク３を内含するように、隣り合う無酸素銅製円板４間に接合することにより、これら無酸素銅製円板４とリング状ＳｉＣ２１との一体化構成とする。
【００５４】
さらに、リング状ＳｉＣ２１の外側に位置するように、各無酸素銅製円板４を貫通し接合するように冷却配管７が設けられている。
【００５５】
このような実施の形態の構成によれば、リング状ＳｉＣ２１を真空境界とすることができ、ひいては真空ジャケットを不要にすることができる。また、冷却配管７自体は大気中に配置可能となり、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層信頼性を向上できる。
【００５６】
また、加速管を支持し位置を調整する機構においても、加速管の両端だけではなく途中で調整が必要な場合においても、大気中に設置可能であるので、調整精度の一層の向上を期待できる。
【００５７】
さらに、大電流加速時のビームの安定性を確保できる効果と剛性との向上については、リング状ＳｉＣ２１の機能および配置から、第１の実施の形態と同等以上の効果をもつことが期待できる。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示すものであって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００５９】
この実施の形態は、例えばリング状ＳｉＣ２１の他、このリング状ＳｉＣ２１の外側に無酸素銅製円板４で挟み込んで接合するように金属製円筒２２を配置したものである。
【００６０】
具体的には、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア１を有し、かつ、このビームボア１より外側方向に加速キャビティ２およびチョーク３を切削した無酸素銅製円板４を、前記ビームボア１の中心が一直線上に所定の間隔で並ぶように配置され、さらに例えば１つおきの無酸素銅製円板４の両面側に加速キャビティ２およびチョーク３を内部に含めるように例えばリング状ＳｉＣ２１が接合されている。
【００６１】
さらに、加速キャビティ２、チョーク３および電磁波吸収体であるリング状ＳｉＣ２１を内側に含めるように金属製円筒２２が配置されている。これら金属製円筒２２は無酸素銅製円板４の間に挟み込んで接合することにより一体化している。
【００６２】
さらに、金属製円筒２２の外側に冷却水を流すための冷却水ジャケット２３が設けられている。
【００６３】
このような実施の形態の構成によれば、電磁波吸収体であるリング状ＳｉＣ２１が加速キャビティ２から見て外側に設けられているので、チョーク３で反射する加速に利用する高周波には影響を及ぼさないが、外に引き出される航跡場を吸収し、金属製円筒２２に至る前に十分に減衰させる。従って、ラディアルライン導波管６の端部、すなわち金属製円筒２２の内壁での航跡場の反射はごく僅かである。さらに、ラディアルライン導波管６の端部で反射して加速キャビティ２に向かって戻る航跡場は、再びＳｉＣ２１のある領域を通過するので、更に減衰することになる。
【００６４】
このようにラディアルライン導波管６端部からの反射波である航跡場の加速キャビティ２への再入射による、加速キャビティ２内部の航跡場の減衰量が実効的に小さくなるという問題を防止でき、大電流加速時でもビーム安定性を十分に確保できる。
【００６５】
また、この構成によれば、金属製円筒２２を真空境界とすることにより、真空ジャケットを不要にできるだけでなく、大気中に冷却水ジャケット２３を設定するので、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層信頼性を向上できる。
【００６６】
また、無酸素銅製円板４と金属性円筒２２とを接合して一体化しているので、剛性を大きくすることができ、さらに加速管を支持し位置を調整する機構についても加速管の両端だけでなく、その途中の調整を必要とする場合であっても大気中に設置可能となり、調整精度の一層の向上を期待できる。
【００６７】
さらに、無酸素銅製円板４にリング状ＳｉＣ２１をロー付け等で接合する際に両材質の線膨張率の差により無酸素銅製円板４に変形が生じる。本実施の形態では、無酸素銅製円板４の両側にリング状ＳｉＣ２１を接合しているので、応力が緩和され、加速キャビティ２とチョーク３の変形を抑制でき、接合の信頼性も向上する。
【００６８】
なお、ＳｉＣ２１はリング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものであってもよい。
【００６９】
（第４の実施の形態）
図７は本発明に係わる加速管の他の実施の形態であって、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図６と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００７０】
この実施の形態は、２つの異なる形状の無酸素銅製円板を交互に配置し、リング状ＳｉＣ２１の組立精度の向上および加速キャビティ２などの変形抑制、航跡場の誘起の抑制を図ることにある。
【００７１】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア１を有し、かつ、両側に加速キャビティ２およびチョーク３を切削した無酸素銅製円板２４と、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア１を有し、かつ、加速キャビティ２およびチョーク３を切削していない無酸素銅製円板２５とを、ビームボア１の中心が一直線上に所定の間隔をもって交互に並ぶように配置する。そして、無酸素銅製円板２５の両面に加速キャビティ２とチョーク３とを内部に含めるに十分な内径をもつ例えばリング状ＳｉＣ２１が接合され、さらに加速キャビティ２，チョーク３および電磁波吸収体であるリング状ＳｉＣ２１を内部に含めるように金属製円筒２２が配置されている。この金属製円筒２２は、隣り合う無酸素銅製円板２４，２５で挟み込むように接合することにより一体化構成としている。
【００７２】
そして、これら金属製円筒２２の外側に冷却水を流すための冷却配管または冷却水ジャケット２３が設けられている。
【００７３】
このような実施の形態の構成によれば、第３の実施の形態と同様の機能および効果を奏する。さらに、リング状ＳｉＣ２１を単純な無酸素銅製円板２５に接合することにより、接合後の変形が小さくなって加速管の組み立て精度が上がり、航跡場の誘起を抑制することが期待できる。
【００７４】
なお、ＳｉＣの形状はリング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状とすることができる。
【００７５】
（第５の実施の形態）
図８は本発明に係わる加速管の他の実施の形態であって、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図６、図７と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００７６】
この実施の形態は、無酸素銅製円板ではなく、金属製円筒２２にリング状ＳｉＣを接合し、リング状ＳｉＣ２１の組立精度の向上および加速キャビティ２などの変形を小さくし、航跡場の誘起の抑制を図ることにある。
【００７７】
すなわち、加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア１を有し、かつ、このビームボア１の外側方向に加速キャビティ２およびチョーク３とを切削した無酸素銅製円板４を、各ビームボア１の中心が一直線上に並ぶように所定の間隔をもって配列されている。そして、隣り合う無酸素銅製円板４の周縁部近傍で挟み込み、かつ、加速キャビティ２およびチョーク３を内側に含ませるように金属製円筒２２の両面が接合されている。これら金属製円筒２２の内面には加速キャビティ２およびチョーク３の外側に位置するようにリング状ＳｉＣ２１が接合されている。
【００７８】
従って、隣り合う無酸素銅製円板４，４でリング状ＳｉＣ２１を備えた金属製円板２２を挟み込んで接合することにより一体化する構成であり、さらに金属製円板２２の外側に冷却水を流すための冷却配管または冷却水ジャケット２３が設けられている。
【００７９】
よって、以上のような実施の形態の構成によれば、第３の実施の形態と同様の機能および効果を奏する他、金属製円筒２２にリング状ＳｉＣ２１を接合することにより、加速キャビティ２を切削した無酸素銅製円板４に電磁波吸収体であるリング状ＳｉＣ２１を接合することがなく、加速キャビティ２の変形が小さくなって加速管の組立て精度が向上し、航跡場の誘起を抑制できる。
【００８０】
なお、上記実施の形態は金属製円筒２２の内面にリング状ＳｉＣ２１を接合したが、例えば焼きばめとして接続してもよい。
【００８１】
また、ＳｉＣ２１の形状はリング状に限るものではなく、扇形形状のものでもよい。
【００８２】
また、図９は本実施の形態の他の例で示すもので、チョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図８と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００８３】
この実施の形態では、金属製円筒２２とリング状ＳｉＣ２１とを接合或いは焼きばめにより接続する構成としたが、他の接続例であってもよい。例えば焼嵌するリング状ＳｉＣ２１と金属製円筒２２との接触面にＭｏ−Ｍｎ  によるメタライズやメタライズした上での銀鍍金などにより金属層２６を形成し接続してもよい。
【００８４】
これにより、リング状ＳｉＣ２１と金属製円筒２２との境界の熱的接触がＳｉＣと無酸素銅とが直接接触する場合に比べて向上し、航跡場３７の吸収により、リング状ＳｉＣ２１内部で発生する熱の除去が容易となり、リング状ＳｉＣ２１の温度上昇を抑制できる。その他の作用および効果は第５の実施の形態と同様であることは言うまでもない。
【００８５】
（第６の実施の形態）
図１０は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸に沿った断面図ある。なお、同図において図６ないし図９と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００８６】
この実施の形態は、金属製円筒２２の内面にリング状ＳｉＣ２１を接合するためのつばを設けたことにある。
【００８７】
以下、具体的に述べると、加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア１を有し、かつ、このビームボア１の外側方向に加速キャビティ２およびチョーク３を切削した無酸素銅製円板４を、各ビームボア１の中心が一直線上に並ぶように所定の間隔をもって配列されている。そして、隣り合う無酸素銅製円板４の周縁部近傍で挟み込むように金属製円筒２２の両面が接合されている。これら金属製円筒２２の内面にはつば２７が突設され、このつば２７の両面にリング状ＳｉＣ２１が接合されている。
【００８８】
さらに、前記金属製円筒２２の外側に冷却水を流すための冷却配管または冷却水ジャケット２３が設けられている。
【００８９】
この実施の形態の構成によれば、第３の実施の形態と同様の機能および効果を奏する他、金属製円筒２２の内面に突出されるつば２７にリング状ＳｉＣ２１を接合することにより、加速キャビティ２を切削した無酸素銅製円板４に電磁波吸収体であるＳｉＣを接合する必要がなく、よって加速キャビティ２などの変形を小さくでき、加速管の組立て精度を向上でき、航跡場の誘起を抑制することができる。
【００９０】
なお、ＳｉＣの形状は、リング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【００９１】
（第７の実施の形態）
図１１は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくは加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図６と同一または類似する部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【００９２】
この実施の形態は、１つおきの無酸素銅製円板４をチョーク３の部分で分割して２つの部材とし、リング状ＳｉＣを接合後に２つの部材を一体化するものである。
【００９３】
具体的には、加速管のレギュラーセル部は、中心に被加速粒子を通過させるためのビームボア１を有し、かつ、このビームボア１の外側方向に加速キャビティ２およびチョーク３を切削した無酸素銅製円板４を、各ビームボア１の中心が一直線上に並ぶように所定の間隔をもって配列されている。
【００９４】
このような無酸素銅製円板４のうち、第３の実施の形態では、１つおきに配置される無酸素銅製円板４の両側にリング状ＳｉＣ２１を接合したが、本実施の形態では、かかるリング状ＳｉＣ２１が接合される側の無酸素銅製円板４を、チョーク３部分で分割して２つの部材４ａと４ｂとする。
【００９５】
この２つの部材４ａ、４ｂは、電磁波吸収体であるリング状ＳｉＣ２１の接合後、隣り合う無酸素銅製円板４で金属製円筒２２を挟み込んで接合し一体化する際に接合する。
【００９６】
このような実施の形態の構成によれば、前記第３の実施の形態と同様の機能および効果を奏する他、次のような作用および効果を奏する。
【００９７】
つまり、ＳｉＣと無酸素銅とは物性値が異なり、接合による温度上昇により変形しやすい。
【００９８】
そこで、本実施の形態では、部材４ａとリング状ＳｉＣ２１とを接合後、焼鈍してから仕上げ加工を行なうことにより、加速キャビティ２の接合後の変形を小さくできる。これにより、加速管の組立て精度が向上し、航跡場の誘起を抑制することができる。
【００９９】
なお、ＳｉＣの形状はリング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【０１００】
（第８の実施の形態）
図１２は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一または類似の部材については、同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【０１０１】
この実施の形態は、第２の実施の形態その他の実施の形態で説明した冷却配管または冷却水ジャケットを削除し、無酸素銅製円板の内部周方向に冷却水路を設けるものである。
【０１０２】
具体的には、加速管のレギュラーセル部は、粗加工時に加速キャビティ２およびチョーク３を切削した無酸素銅製円板４の外側周方向に冷却用水路を切削した後、外側から冷却用水路ふた３１を被せて接合し仕上げ加工を行なうことにより、この無酸素銅製円板４の内部周方向に冷却水路３２を形成する。
【０１０３】
なお、この冷却水路３２は、無酸素銅製円板４ａの平面，例えばＳｉＣの接合面から切削し形成してもよい。このとき、リング状ＳｉＣ２１はふたの役割を果たす。
【０１０４】
従って、以上のような実施の形態の構成によれば、第２の実施の形態と同様の作用および効果を奏する他、第２の実施の形態などで使用されている専用の冷却水路７または冷却水ジャケット２３を削除することができ、ひいては冷却水路７とＳｉＣとの同時接合或いはＳｉＣ接合後の冷却水路などの接合といった煩雑の作業が不要になる。また、ＳｉＣと無酸素銅との物性値が異なり、接合時に温度上昇により加速キャビティ２などの変形が生じやすいが、以上のように専用冷却水路７または冷却水ジャケット２３の接合の必要性がなくなれば、加速キャビティ２の接合後の変形が小さくなって加速管の組立て精度が向上し、航跡場の誘起を抑制することができる。
【０１０５】
（第９の実施の形態）
図１３は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一または類似する部材については同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【０１０６】
この実施の形態は、第３の実施の形態では無酸素銅製円板４と金属製円筒２２の外側に冷却水ジャケット２３を設けたが、無酸素銅製円板４と金属製円筒２２との内部を貫通して冷却水路を形成するものである。
【０１０７】
具体的には、加速管のレギュラーセル部は、無酸素銅製円板４と金属製円筒２２とを一体化した後、これら無酸素銅製円板４と金属製円筒２２とを加速管の長手方向に貫通し冷却水路３３を形成することにより、冷却配管７または冷却水を流すための冷却水ジャケット２３を不要とする。なお、冷却水路３３は、無酸素銅製円板４と金属製円筒２２との両方に、予め接合したときに水路が形成するように所定位置に水路用孔部を切削し、接合によって冷却水路３３を形成してもよい。
【０１０８】
従って、このような実施の形態の構成によれば、第２および第３の実施の形態と同様な作用および効果の他、前述するように冷却配管７または冷却水ジャケット２３が不要になり、コストの低減化および組立て作業を簡単化できる。
【０１０９】
（第１０の実施の形態）
図１４は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一間他は類似する部材には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１０】
この実施の形態は、第９の実施の形態では１つおきの無酸素銅製円板４の両面にリング状ＳｉＣ２１を接合したが、各無酸素銅製円板４の一方の面にリング状ＳｉＣ２１を接合したものである。
【０１１１】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、図１４に示すように全ての無酸素銅製円板４の何れか一方の面にリング状ＳｉＣ２１を接合することにより、単純な構成としたものであり、第９の実施の形態と同様の効果を奏する。
【０１１２】
なお、ＳｉＣの形状は、リング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【０１１３】
（第１１の実施の形態）
図１５は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において前記各図と同一または類似する部材については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１４】
この実施の形態は第３の実施の形態と第１０の実施の形態とを組み合わせたものである。
【０１１５】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、一体化された無酸素銅製円板４と金属製円筒２２との外側に冷却水を流すための冷却水ジャケット２３を設ける一方、全ての無酸素銅製円板４の何れか一方の面にリング状ＳｉＣ２１を接合することにより、第３および第１０の実施の形態と同様の作用および効果を得ることができる。
【０１１６】
なお、ＳｉＣの形状は、リング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【０１１７】
（第１２の実施の形態）
図１６は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。なお、同図において図１０と同一または類似する部材については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１１８】
この実施の形態は、第６の実施の形態のうち、金属製円筒２２を削除し、この金属製円筒２２に突出させたつば２７の代わりに、隣り合う無酸素銅製円板４，４の間に金属製リング３５を介挿接合し、この金属製リング３５の両側にリング状ＳｉＣ２１を接合したものである。
【０１１９】
すなわち、加速管のレギュラーセル部は、第６の実施の形態のうち、金属製円筒２２に突出させたつば２７に代えて、金属製リング３５の内側両面にリング状ＳｉＣ２１を接合するとともに、この金属製リング３５の外側両面を、隣り合う無酸素銅製円板４，４により挟み込むようにして接合することにより、無酸素銅製円板４と金属製リング３５とリング状ＳｉＣ２１とを一体化した構成である。そして、無酸素銅製円板４の外側に冷却配管７または冷却水ジャケット２３を設けた構成である。
【０１２０】
このような実施の形態の構成によれば、第６の実施の形態の中の金属製円筒２２を削減することにより、加工および組立てのコストおよび工数削減を図ることができ、さらに加速キャビティ２を切削した無酸素銅製円板４に電磁波吸収体であるＳｉＣを接合する必要がないので、加速キャビティ２の変形が小さくなって加速管の組立て精度が向上し、航跡場の誘起を抑制できる。
【０１２１】
なお、ＳｉＣの形状はリング状に限るものではなく、コイン状、直方体、扇形などさまざまな形状のものでもよい。
【０１２２】
（第１３の実施の形態）
図１７および図１８は本発明に係わる加速管の他の実施の形態を示す図であって、詳しくはチョークモードキャビティ加速管のレギュラーセル部の中心軸にそった断面図である。図１７は図１８に示すＦ−Ｆ矢視断面図、図１８は図１７に示すＥ−Ｅ矢視断面図である。なお、同図において図１０および図１６と同一または類似の部材については同一符号を付し、その詳しい説明は省略する。
【０１２３】
この実施の形態は、第１２の実施の形態における他の実施の形態例である。
【０１２４】
すなわち、この加速管のレギュラーセル部は、隣り合う無酸素銅製円板４，４で挟み込むように金属製リング３５ａを介挿接合するとともに、この金属製リング３５ａの内側両面にリング状ＳｉＣ２１ａ，２１ｂを接合する点は第１２の実施の形態と同じ構成である。
【０１２５】
特に異なるところは、金属製リング３５ａにおける無酸素銅製円板４に接合した部位とリング状ＳｉＣ２１ａ，２１ｂを接合した部位との間に位置する周方向に複数のスロット３６，…を設けた構成である。
【０１２６】
このような実施の形態の構成によれば、金属製リング３５ａの一方の面に接合されたリング状ＳｉＣ２１ａに沿って伝播してきた航跡場３７は周方向に形成されたスロット３６を通り抜け、金属製リング３５ａのもう一方の面に回り込み、当該回り込んだ面に接合されるリング状ＳｉＣ２１ｂに沿って伝播する。これにより航跡場３７がリング状ＳｉＣ２１ａ，２１ｂに沿って伝播する距離が長くなり、航跡場３７の一層の減衰が期待できる。
【０１２７】
その他の作用および効果は第１２の実施の形態と同様であることは言うまでもない。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、次のような種々の効果を奏する。
【０１２９】
請求項１の発明においては、電磁波吸収体は高周波電力に影響を与えず、外に引き出される航跡場を吸収し真空ジャケットに至る前に十分に減衰でき、またラディアルライン導波管の端部で反射し加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくすことができ、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、真空ジャケットの両外側にカプラーセルを設けたので、加速器の位置調整が容易となり、調整精度を向上できる。
【０１３０】
請求項２の発明においては、金属板の間にリング状電磁波吸収体を介挿したことにより真空ジャケットを不要にでき、加速キャビティおよびチョークを内含するように金属板にリング状電磁波吸収体を設けることにより、航跡場を十分に減衰でき、また反射されて加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくし、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、リング状電磁波吸収体の外側に冷却配管を設置するので、冷却配管は大気中設置となり、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層の信頼性を確保できる。
【０１３１】
請求項３の発明においては、１つおきに金属板の両面に加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように電磁波吸収体を設けたので、請求項１および２と同様に航跡場を十分に減衰でき、大電流加速時でもビームの安定性を確保できる。また、金属板間に金属製円筒を介挿してすべての金属板を一体化したので、真空ジャケットを不要にでき、冷却水の真空中への漏洩事故の心配がなくなり、一層の信頼性を確保できる。また、金属板の両側に電磁波吸収体を設けているので、両側のバランスによる応力の緩和、ひいては加速キャビティ、チョークの変形を抑制でき、位置精度を向上できる。
【０１３２】
また、請求項４の発明においては、チョークなどを切削しない第２の金属板の両側に電磁波吸収体を設けたので、航跡場を吸収減衰でき、大電流加速時でもビームの不安定性を確保できるだけでなく、加速キャビティおよびチョークを切削した第１の金属板に応力や接合時の温度上昇の影響を与えないので、加速キャビティおよびチョークの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【０１３３】
さらに、請求項５の発明においては、金属板の間に金属製円筒を介挿するとともに、金属製円筒の内面に電磁波吸収体を設けたので、電磁波吸収体の配置構成から請求項１ないし請求項４と同様の作用を有する他、金属板の面に電磁波吸収体を設置しないので、加速キャビティおよびチョークの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度を向上できる。
【０１３４】
さらに、請求項６の発明においては、金属板の間に介挿してなる金属製円筒の内面に加速キャビティおよびチョークを内含するような内径をもつつばを設けたので、金属板に電磁波吸収体を設置しないので、加速キャビティなどの変形をなくすことができ、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【０１３５】
さらに、請求項７の発明においては、両面に電磁波吸収体を配置する金属体をチョークの部分で分割した２つの部材とし、金属体に電磁波吸収体を取り付けた後に２つの部材を接合するので、金属体と電磁波吸収体とが物性値が異なる場合でも、接合時の温度上昇により変形しやすい加速キャビティの変形を抑制でき、加速管の組立て精度の向上および航跡場の誘起を確実に抑制できる。
【０１３６】
さらに、請求項８の発明においては、金属板の内側を切削して冷却水路を設けたので、冷却水路の接合の必要性がなく、接合による加速キャビティの変形も小さく、加速管の組立て精度が向上する。また、加速キャビティおよびチョークを内含するように金属板の間にリング状電磁波吸収体を配置したので、航跡場を十分に減衰でき、また反射されて加速キャビティに再入射する航跡場の影響をなくし、大電流加速時でもビームの不安定性を確保できる。
【０１３７】
さらに、請求項９の発明においては、１つおきの金属板の両面に加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように電磁波吸収体を設けたことにより、請求項８と同様な効果を奏する他、金属板とこの金属板間に介挿される金属製円筒とを貫通し形成される冷却水路とを設けたので、冷却配管や冷却水ジャケットが不要になり、コストの低減化および組立て作業の簡素化を実現できる。
【０１３８】
さらに、請求項１０の発明においては、各金属板の何れかの面に加速キャビティおよびチョークよりも外側に位置するように電磁波吸収体を設けたことにより、請求項８と同様な効果を奏する他、構成の簡素化に寄与し、また金属板とこの金属板間に介挿される金属製円筒とを貫通し形成される冷却水路とを設けたので、冷却配管や冷却水ジャケットが不要になり、コストの低減化および組立て作業の簡素化を実現できる。
【０１３９】
さらに、請求項１１の発明においては、請求項１０と同様な効果を奏する他、冷却水の真空中への漏洩事故の問題を解決でき、一層の信頼性を向上できる。
【０１４０】
さらに、請求項１２の発明においては、金属板間に加速キャビティおよびチョークを内含する径の金属製リングを介挿するので、金属製円筒を削減でき、加工および工数の削減を図ることができ、さらに金属板とは別の金属製リングに電磁波吸収体を設けることにより、加速キャビティの変形が小さくなり、加速管の組立て精度の向上、航跡場の誘起を抑制できる。
【０１４１】
請求項１３の発明においては、請求項１０と同様な効果を奏する他、金属製リングにスロットを設けたことにより、航跡場の伝播距離が長くなり、航跡場の一層の減衰を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部の一実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図２】図１に示すＡ−Ａ矢視図。
【図３】本発明に係わる加速管のうちカップラーセル部一実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図４】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部の他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図５】図４に示すＣ−Ｃ矢視図。
【図６】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図７】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図８】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図９】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図１０】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図１１】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図１２】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図１３】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図１４】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図１５】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図１６】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図１７】本発明に係わる加速管のうちレギュラーセル部のさらに他の実施の形態について中心軸にそって断面した図。
【図１８】図１７に示すＥ−Ｅ矢視図。
【図１９】従来のディスクローデッド形進行波加速管の説明図。
【図２０】従来のチョークモードキャビティを用いたレギュラーセル部の中心軸にそって断面した図。
【図２１】従来のチョークモードキャビティを用いた加速管の説明図。
【図２２】図２１に示すＧ−Ｇ矢視図。
【符号の説明】
１…ビームボア
２…加速キャビティ
３…チョーク
４，２４，２５…無酸素銅製円板
５…電磁波吸収体
６…ラディアルライン導波管
８…真空ジャケット
１１…カップラーセル
２１…電磁波吸収体
２２…金属製円筒
２３…冷却水ジャケット
２７…つば
３２，３３…冷却水路
３５，３５ａ…金属製リング
【図１】
0003592910.tif 000002
【図２】
0003592910.tif 000003
【図３】
0003592910.tif 000004
【図４】
0003592910.tif 000005
【図５】
0003592910.tif 000006
【図６】
0003592910.tif 000007
【図７】
0003592910.tif 000008
【図８】
0003592910.tif 000009
【図９】
0003592910.tif 000010
【図１０】
0003592910.tif 000011
【図１１】
0003592910.tif 000012
【図１２】
0003592910.tif 000013
【図１３】
0003592910.tif 000014
【図１４】
0003592910.tif 000015
【図１５】
0003592910.tif 000016
【図１６】
0003592910.tif 000017
【図１７】
0003592910.tif 000018
【図１８】
0003592910.tif 000019
【図１９】
0003592910.tif 000020
【図２０】
0003592910.tif 000021
【図２１】
0003592910.tif 000022
【図２２】
0003592910.tif 000023