(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の筒状部材の外周面に該筒状部材とは異なる種類の金属よりなる被覆部材を前記の筒状部材の所定部分が露出するように設けたセンサと、前記の筒状部材に接続した冷却媒体供給管及び冷却媒体回収管と、前記の筒状部材と被覆部材との間に生じる熱起電力を計測する起電力計測手段とを備え、筒状部材露出箇所と被覆部材の境界部分に放射光ビームが入射し得るようにセンサを配置したことを特徴とする放射光モニター。
【請求項２】
金属製の筒状部材の外周面に該筒状部材とは異なる種類の金属よりなる被覆部材を前記の筒状部材の所定部分が露出するように設けたセンサと、前記の筒状部材と被覆部材との間に生じる熱起電力を計測する起電力計測手段とを備えた放射光モニター用センサの製作方法であって、金属製の管材の外周面に該管材とは異なる種類の金属よりなる被覆層を形成し、該被覆層の所定箇所及びそれに連なる管材の所定箇所に対し切削加工を行い、被覆層と管材の境界部分に放射光ビームが入射し得るように管材の部材面を露出させることを特徴とする放射光モニター用センサの製作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は放射光モニター及び放射光モニター用センサの製作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光速に近い速度で移動する電子がその進行方向を磁場や電場で曲げられると、電子の軌道の接線方向に放射光とよばれる電磁波（光）を放出する。
【０００３】
図６は放射光発生手段の一例を示すものである。
【０００４】
１は線形加速装置であり、該線形加速装置１は、電子（荷電粒子）ｅを射出する電子発生装置２と、一端が電子発生装置２に接続された直管状の加速ダクト３と、該加速ダクト３の内部を移動する電子ｅに高周波を付与して該電子ｅを加速する高周波加速装置４とを有している。
【０００５】
前記の加速ダクト３の他端には、湾曲管状の偏向ダクト５の一端が接続されており、偏向ダクト５には、その内部を移動する電子ｅの軌道を曲げるための偏向電磁石６が設けられている。
【０００６】
７はシンクロトロンであり、該シンクロトロン７は、前記の電子ｅに周回軌道を形成させるための無端状ダクト８を有しており、該無端状ダクト８の所要箇所には、前記の偏向ダクト５の他端が接続されている。
【０００７】
この無端状ダクト８の湾曲部分には、その内部を移動する電子ｅの軌道を曲げるための偏向電磁石９が設けられ、また、無端状ダクト８の所要箇所には、該無端状ダクト８の内部を移動する電子ｅに高周波を付与して該電子ｅを加速する高周波加速装置１０が設けられている。
【０００８】
更に、無端状ダクト８の所要箇所の湾曲部には、該湾曲部において光速に近い速度で移動する電子ｅの進行方向が曲げられることにより放出される放射光ビームＳを無端状ダクト８の外部へ導くための直管状のビームチャンネル１１の一端が接続され、このビームチャンネル１１の他端部には、実験装置１２が設けられている。
【０００９】
上述した放射光発生手段によって放射光ビームＳを放出させる際には、加速ダクト３、偏向ダクト５、無端状ダクト８、ビームチャンネル１１及び実験装置１２の内部を超高真空状態に減圧して、電子ｅが加速ダクト３、偏向ダクト５、無端状ダクト８の内部を光速に近い速度で移動できる状態としたうえ、電子発生装置２から電子ｅを射出させる。
【００１０】
電子発生装置２より射出される電子ｅは、高周波加速装置４によって加速され、更に偏向電磁石６により軌道を曲げられることにより無端状ダクト８に入射する。
【００１１】
無端状ダクト８に入射する電子ｅは、偏向電磁石９により各湾曲部において軌道を曲げられるとともに、高周波加速装置１０によって加速され、これにより電子ｅから放射光ビームＳが放出される。
【００１２】
無端状ダクト８の所定箇所の湾曲部において放出される放射光ビームＳは、ビームチャンネル１１を経て実験装置１２に入射する。
【００１３】
上記のビームチャンネル１１には、該ビームチャンネル１１とその内部を通過する放射光ビームＳとの相対的な位置を検出するためのビームライン位置検出装置が設けられている。
【００１４】
図４及び図５は従来のビームライン位置検出装置の一例を示すものである。
【００１５】
１３は前面側及び背面側に開口部を有する中空構造の昇降体であり、該昇降体１３は、両開口部が放射光ビームＳの進行方向を向くように、ビームチャンネル１１の内部に配置されている。
【００１６】
１４は昇降駆動装置であり、該昇降駆動装置１４は、ステッピングモータ等のアクチュエータを内装した本体部分１４ａと、該本体部分１４ａから下方へ向って突出し且つ前記のアクチュエータにより上下へ移動するロッド１４ｂとを有している。
【００１７】
１５は架構等の固定構造物であり、該固定構造物１５は、ビームチャンネル１１の上側に設けられている。
【００１８】
前記の昇降駆動装置１４は、その本体部分１４ａが固定構造物１５に固定され、また、ロッド１４ｂがビームチャンネル１１の上部を昇降可能に貫通して先端部がビームチャンネル１１の内部に達しており、ビームチャンネル１１のロッド１４ｂが貫通する部分は、シール機構（図示せず）によってビームチャンネル１１の気密が保持されるように構成されている。
【００１９】
更に、昇降駆動装置１４のロッド１４ｂの先端部には、前記の昇降体１３の上部が固着されており、昇降駆動装置１４を作動させると、ビームチャンネル１１に対して昇降体１３が昇降するようになっている。
【００２０】
１６は上下一対のワイヤ（タングステンワイヤ）であり、該ワイヤ１６は、ビームチャンネル１１の内部を進行する放射光ビームＳに対し昇降体１３の内方において略水平に交差するように、それぞれの一端部及び他端部が絶縁体１７を介して前記の昇降体１３の内側部に支持されている。
【００２１】
この上下のワイヤ１６の間隔は、ビームチャンネル１１の内部を進行する放射光ビームＳの光束の径よりもやや小さくなるように設定されている。
【００２２】
１８は一対の電流計であり、一方の電流計１８の端子には、昇降体１３の内方の上側のワイヤ１６の各端部が接続され、また、他方の電流計１８の端子には、昇降体１３の内方のワイヤ１６の各端部が接続されている。
【００２３】
図４及び図５に示すビームライン位置検出器においては、ビームチャンネル１１の内部をその一端から他端へ向って進行する放射光ビームＳの光束の外縁近傍部分が各ワイヤ１６に入射すると、該各ワイヤ１６に光電効果によって放射光ビームＳの光強度に応じた電流が流れ、各ワイヤ１６に接続されているそれぞれの電流計１８に電流値が示される。
【００２４】
一方、放射光ビームＳは、光束中心において最も光強度が高く、光束中心から光束外縁部へ向って徐々に光強度が低減する特性を有しているので、昇降駆動装置１４を作動させて、昇降体１３とともに各ワイヤ１６を上下へ移動させると、光電効果によって各ワイヤ１６を流れる電流が放射光ビームＳの光強度の分布に対応して増減し、それぞれの電流計１８に示される電流値が変化する。
【００２５】
このように昇降体１３を移動させて、各ワイヤ１６を流れる電流が等しくなるとき、上下のワイヤ１６の間の中心が放射光ビームＳの中心に位置することになる。
【００２６】
従って、昇降駆動装置１４を構成するステッピングモータ等のアクチュエータの作動位置を検出することにより、ビームチャンネル１１と昇降体１３との相対的な位置を求めれば、ビームチャンネル１１と該ビームチャンネル１１の内部を進行する放射光ビームＳとの上下方向の相対的に位置関係を求めることができる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図４及び図５に示すビームライン位置検出器では、放射光ビームＳの光強度が高くなると、ワイヤ１６に対する入熱量が大きくなりすぎ、ワイヤ１６に溶断等に損傷が生じることがある。
【００２８】
本発明は上述した実情に鑑みてなしたもので、光強度が高い放射光ビームに対応可能な放射光モニター及び放射光モニター用センサの製作方法を提供することを目的としている。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の放射光モニターにおいては、金属製の筒状部材の外周面に該筒状部材とは異なる種類の金属よりなる被覆部材を前記の筒状部材の所定部分が露出するように設けたセンサと、前記の筒状部材に接続した冷却媒体供給管及び冷却媒体回収管と、前記の筒状部材と被覆部材との間に生じる熱起電力を計測する起電力計測手段とを備え、筒状部材露出箇所と被覆部材の境界部分に放射光ビームが入射し得るようにセンサを配置している。
【００３０】
また、上記の放射光モニターに適用するセンサを製作する際には、金属製の管材の外周面に該管材とは異なる種類の金属よりなる被覆層を形成し、該被覆層の所定箇所及びそれに連なる管材の所定箇所に対し切削加工を行い、被覆層と管材の境界部分に放射光ビームが入射し得るように管材の部材面を露出させるようにすることが望ましい。
【００３１】
【作用】
本発明の放射光モニターでは、冷却媒体供給管から筒状部材に内部に冷却媒体を連続的に供給するとともに、筒状部材の内部の冷却媒体を冷却媒体回収管を介して連続的に排出させることにより、センサを積極的に冷却し、センサに溶断等の損傷が生じるのを防止する。
【００３２】
また、本発明の放射光モニター用センサの製作方法では、被覆層の所定箇所及びそれに連なる管材の所定箇所に対し切削加工を行うことによって管材の部材を露出させるので、内部に冷却媒体を流通させることが可能なセンサを容易に形成することができる。
【００３３】
【実施例】
以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
図１から図３は本発明の放射光モニターの一実施例を適用したビームライン位置検出装置を示すものであり、図中、図４及び図５と同一の符号を付したものは同一物を表している。
【００３５】
１９は上下一対の昇降駆動装置であり、該昇降駆動装置１９は、ステッピングモータ等のアクチュエータを内装した本体部分１９ａと、該本体部分１９ａから突出し且つ前記のアクチュエータにより本体部分に対して近接離反するロッド１９ｂとを有している。
【００３６】
２０は上下一対の架構等の固定構造物であり、該固定構造物２０は、ビームチャンネル１１の上側及び下側に設けられている。
【００３７】
上側の昇降駆動装置１９は、その本体部分１９ａが上側の固定構造物２０に固定され、また、ロッド１９ｂがビームチャンネル１１の上部を昇降可能に貫通して先端部がビームチャンネル１１の内部に達しており、ビームチャンネル１１のロッド１９ｂが貫通する部分は、シール機構（図示せず）によってビームチャンネル１１の内部の気密性が保持されるように構成されている。
【００３８】
下側の昇降駆動装置１９は、その本体部分１９ａが下側の固定構造物２０に固定され、また、ロッド１９ｂがビームチャンネル１１の下部を昇降可能に貫通して先端部がビームチャンネル１１の内部に達しており、ビームチャンネル１１のロッド１９ｂが貫通する部分は、シール機構（図示せず）によってビームチャンネル１１の内部の気密性が保持されるように構成されている。
【００３９】
２１は上下一対のセンサであり、該センサ２１は、銅（Ｃｕ）よりなる筒状部材２２と、該筒状部材２２の外周面の所定部分だけを露出させ且つ外周面の残りの部分を被覆するモリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等よりなる被覆部材２３とから構成されており、筒状部材２２と被覆部材２３との境界部分に放射光ビームＳが入射すると、熱電効果による熱起電力が発生するようになっている。
【００４０】
このセンサ２１は、たとえば、図３に示すように、銅よりなる管材２２ａ（筒状部材２２）の外周面に、モリブデン、タンタル、タングステン等を蒸着させることにより被覆層２３ａ（被覆部材２３）を形成した後、該被覆層２３ａの所定箇所及びそれに連なる管材２２ａの所定箇所に対し切削加工を行い、該管材２２ａの銅部材面を露出させるようにして製作する。
【００４１】
上側のセンサ２１は、筒状部材２２と被覆部材２３との境界部分にビームチャンネル１１の内部を進行する放射光ビームＳが入射するように、上側の昇降駆動装置１９のロッド１９ｂに固着され、また、下側のセンサ２１は、筒状部材２２と被覆部材２３との境界部分にビームチャンネル１１の内部を進行する放射光ビームＳが入射するように、下側の昇降駆動装置１９のロッド１９ｂに固着されており、各昇降駆動装置１９を作動させると、ビームチャンネル１１に対してセンサ２１が昇降するようになっている。
【００４２】
２４は冷却媒体供給管であり、該冷却媒体供給管２４は、ビームチャンネル１１の内部の気密性を保持するようにビームチャンネル１１を貫通し且つ前記の各センサ２１を構成する筒状部材２２の一端に接続されている。
【００４３】
２５は冷却媒体回収管であり、該冷却媒体回収管２５は、ビームチャンネル１１の内部の気密性を保持するようにビームチャンネル１１を貫通し且つ前記の各センサ２１を構成する筒状部材２２の他端に接続されている。
【００４４】
更に、冷却媒体供給管２４及び冷却媒体回収管２５は、ポンプ（図示せず）に接続されており、水等の冷却媒体が、冷却媒体供給管２４、筒状部材２２、冷却媒体回収管２５、ポンプの順で循環するように構成されている。
【００４５】
２６は一対の電圧計であり、一方の電圧計２６の端子には、ビームチャンネル１１の内部の上側のセンサ２１の筒状部材２２及び被覆部材２３が接続され、また、他方の電圧計２６の端子には、ビームチャンネル１１の内部の下側のセンサ２１の筒状部材２２及び被覆部材２３が接続されている。
【００４６】
２７は演算器であり、該演算器２７は、上側及び下側のセンサ２１の筒状部材２２と被覆部材２３との間に生じる電圧と、各昇降駆動装置１９を構成するステッピングモータ等のアクチュエータより出力される信号とから、ビームチャンネル１１と該ビームチャンネル１１の内部を進行する放射光ビームＳとの上下方向の相対的に位置関係を下記の手順によって求めるように構成されている。
【００４７】
▲１▼上側及び下側のセンサ２１の筒状部材２２と被覆部材２３との間に生じる電圧が等しくなった際に、上側及び下側の昇降駆動装置１９のロッド１９ｂの昇降量をそれぞれ検出する。
【００４８】
▲２▼上側及び下側の昇降駆動装置１９のロッド１９ｂの昇降量に基づき、ビームチャンネル１１に対する上側及び下側のセンサ２１の間の中心、すなわち、ビームチャンネル１１の内部を進行する放射光ビームＳの中心を求める。
【００４９】
２８は表示器であり、該表示器２８は、前記の演算器２７が求めたビームチャンネル１１の上下方向に対する放射光ビームＳの中心位置を表示するように構成されている。
【００５０】
以下、本実施例の作動を説明する。
【００５１】
ビームチャンネル１１の内部に放射光ビームＳを進行させる際には、ポンプ（図示せず）を作動させることにより水等の冷却媒体を、冷却媒体供給管２４、筒状部材２２、冷却媒体回収管２５、ポンプの順で連続的に循環させておく。
【００５２】
ビームチャンネル１１の内部をその一端から他端へ向って進行する放射光ビームＳの光束の外縁近傍部分が各センサ２１に入射すると、該各センサ２１を構成する筒状部材２２と被覆部材２３との間に光電効果によって放射光ビームＳの光強度に応じた電圧が生じ、各センサ２１に接続されているそれぞれの電圧計２６に電流圧が示される。
【００５３】
一方、放射光ビームＳは、光束中心において最も光強度が高く、光束中心から光束外縁部へ向って徐々に光強度が低減する特性を有しているので、各昇降駆動装置１９を適宜作動させて、各センサ２１を上下へ移動させると、光電効果によって各センサ２１の筒状部材２２と被覆部材２３との間に発生する電圧が放射光ビームＳの光強度の分布に対応して増減し、それぞれの電圧計２６に示される電圧値が変化する。
【００５４】
各センサ２１を上下に移動させることにより、上側及び下側のセンサ２１の筒状部材２２と被覆部材２３との間に生じる電圧が等しくなると、演算器２７が、各昇降駆動装置１９を構成するステッピングモータ等のアクチュエータより出力される信号から上側及び下側の昇降駆動装置１９のロッド１９ｂの昇降量を求める。
【００５５】
また、演算器２７は、上記のロッド１９ｂの昇降量に基づき、ビームチャンネル１１に対する上側及び下側のセンサ２１の間の中心、すなわち、ビームチャンネル１１の内部を進行する放射光ビームＳの中心を求める。
【００５６】
更に、演算器２７が求めたビームチャンネル１１に対する放射光ビームＳの中心位置は、表示器２８に表示される。
【００５７】
上述した本実施例においては、センサ２１を構成する筒状部材２２の内部に水等の冷却媒体を流通させることによりセンサ２１を冷却するので、放射光ビームＳの光強度が高くてもセンサ２１に溶断等の損傷が生じない。
【００５８】
また、図３に示すように、銅よりなる管材２２ａの外周面に、モリブデン、タンタル、タングステン等を蒸着させることにより被覆層２３ａを形成した後、該被覆層２３ａの所定箇所及びそれに連なる管材の所定箇所に対し切削加工を行い、前記の管材２２ａの銅部材面を露出させるようにして、筒状部材２２と、該筒状部材２２の外周面の所定部分だけを露出させ且つ外周面の残りの部分を被覆する被覆部材２３とからなるセンサ２１を形成するので、センサ２１の製作を容易に行うことができる。
【００５９】
なお、本発明の放射光モニター及び放射光モニター用センサの製作方法は上述した実施例のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の放射光モニター及び放射光モニター用センサの製作方法においては、下記のような種々の優れた効果を奏し得る。
【００６１】
（１）本発明の放射光モニターにおいては、センサを構成する筒状部材に内部に冷却媒体を連続的に流通させることにより、センサを積極的に冷却することができるので、光強度が高い放射光ビームがセンサに入射しても、該センサに溶断等の損傷が生じない。
【００６２】
（２）本発明の放射光モニター用センサの製作方法においては、管材を被覆する被覆層の所定箇所及びそれに連なる管材の所定箇所に対し切削加工を行うことによって管材の部材を露出させるので、内部に冷却媒体を流通させることが可能なセンサを容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射光モニターの一実施例を適用したビームライン位置検出装置を示す部分切断側面図である。
【図２】本発明の放射光モニターの一実施例を適用したビームライン位置検出装置を示す部分切断正面図である。
【図３】図１及び図２に示すセンサの拡大断面図である。
【図４】従来の放射光モニターの一例を示す部分切断側面図である。
【図５】従来の放射光モニターの一例を示す部分切断正面図である。
【図６】放射光発生手段の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
２１                    センサ
２２                    筒状部材
２２ａ                管材
２３                    被覆部材
２３ａ                被覆層
２４                    冷却媒体供給管
２５                    冷却媒体回収管
２６                    起電力計測手段（電圧計）
【図１】
0003579953.tif 000002
【図２】
0003579953.tif 000003
【図３】
0003579953.tif 000004
【図４】
0003579953.tif 000005
【図５】
0003579953.tif 000006
【図６】
0003579953.tif 000007