(57)【要約】【課題】  給電ループの両端にそれぞれ接続された高周波増幅装置のうちの一方が故障した場合であっても高周波信号が供給できる。【解決手段】  外導体５内に挿入された一対の内導体４を取り囲むように、複数の磁性体コア６を配置する。金属板１６を外導体５内面に取り付けてそれらを電気的に接続する。金属板１６の両面にそれぞれ磁性体コア６が設置される。磁性体コア６の孔部を貫通する給電ループ１１が外導体５内に配置される。給電ループ１１の両端は、それぞれ同軸線１０を介して高周波増幅器１３ａ，１３ｂに接続される。高周波増幅器１３ａから給電ループ１１の一端に供給される高周波信号と、高周波増幅器１３ｂから給電ループ１１の他端に供給される高周波信号とは、位相が１８０度異なっている。【選択図】図１
2006155970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外導体と、前記外導体を貫通して設けられて内部を前記荷電粒子ビームが通過し、間隙を挟んで対向する一対の内導体と、前記外導体内に配置されて前記外導体に電気的に接続された金属板と、前記外導体内に配置されて前記内導体を取り囲み、前記金属板にそれぞれ設置されて前記金属板を間に挟んでいる２つの環状磁性体と、及び両方の前記環状磁性体の孔部を貫通して配置され、前記金属板に電気的に接続される給電ループとを有する高周波加速空胴と、
第１高周波信号を前記給電ループの一端に供給する第１高周波増幅装置と、前記第１高周波信号と位相が実質的に１８０°異なる第２高周波信号を前記給電ループの他端に供給する第２高周波増幅装置とを有する高周波信号供給装置とを備えたことを特徴とする高周波加速装置。
【請求項２】
外導体と、前記外導体を貫通して設けられて内部を前記荷電粒子ビームが通過し、間隙を挟んで対向する一対の内導体と、前記外導体内に配置されて前記外導体に電気的に接続された金属板と、前記外導体内に配置されて前記内導体を取り囲み、前記金属板にそれぞれ設置されて前記金属板を間に挟んでいる２つの環状磁性体と、及び両方の前記環状磁性体の孔部を貫通して配置され、前記金属板に電気的に接続される給電ループとを有する高周波加速空胴と、
高周波信号を出力する高周波発振装置と、前記高周波信号を、第１高周波信号とこの第１高周波信号と位相が実質的に１８０°異なる第２高周波信号とに分配する分配装置と、前記第１高周波信号を前記給電ループの一端に供給する第１高周波増幅装置と、前記第２高周波信号を前記給電ループの他端に供給する第２高周波増幅装置とを有する高周波信号供給装置とを備えたことを特徴とする高周波加速装置。
【請求項３】
前記給電ループは、前記金属板の、前記内導体と対向している面に電気的に接続されている請求項１または請求項２記載の高周波加速装置。
【請求項４】
前記外導体内に配置された前記給電ループの中点が、前記内導体と対向している前記面に接続される請求項３記載の高周波加速装置。
【請求項５】
前記環状磁性体一個当りのインピーダンスが前記第１高周波増幅装置または前記第２高周波増幅装置の出力インピーダンスの０.６倍以上で１.６倍以下である請求項１または請求項２記載の高周波加速装置。
【請求項６】
前記金属板は前記環状磁性体の冷却装置である請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の高周波加速装置。
【請求項７】
前記第１高周波増幅装置及び前記第２高周波増幅装置は半導体増幅装置である請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の高周波加速装置。
【請求項８】
前記環状磁性体が絶縁部材を介して前記金属板に設置されている請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の高周波加速装置。
【請求項９】
前段加速器と、前記前段加速器から出射された荷電粒子ビームを入射する環状加速器と、前記環状加速器で加速された前記荷電粒子ビームが導かれる照射装置と、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載された高周波加速装置とを備えたことを特徴とする環状加速器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波加速装置及び環状加速器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
イオンビームを高エネルギーに加速する環状加速器システムは、前段加速器、及び前段加速器から出射される荷電粒子ビームであるイオンビームをさらに加速する環状加速器
（シンクロトロン）を有する。この環状加速器システムは、科学研究や医療応用，産業応用など様々な分野に利用される。環状加速器の真空ダクト内部を周回するイオンビームは、周回軌道上に設置された高周波加速空胴を通過する度に高周波加速空胴からエネルギーを与えられ、必要なエネルギーになるまで加速される。
【０００３】
イオンビームを周回軌道に沿って安定に周回させるためには、高周波加速空胴に印加する高周波周波数とイオンビームの周回周波数を精度良く同期させる必要がある。イオンの質量は電子の質量よりもはるかに大きいため、イオンビームの周回周波数は、電子ビームとは異なり加速中に大きく変化する。同調型の高周波加速装置は、高周波加速空胴の共振周波数を、変化するイオンビームの周回周波数と一致させる。そのためには、磁性体コアにバイアス磁場を印加するなどして高周波加速空胴のインダクタンスを変え、共振周波数を精度良く制御する必要がある。それに対し、非同調型の高周波加速装置は、高周波加速空胴のＱ値を下げて周波数帯域を広帯域化することで、煩雑な共振周波数の制御を不要としており、イオンビーム加速に適している。
【０００４】
従来の非同調型の高周波加速装置は、特許文献１の図６に記述されている。この高周波加速装置は、外導体を備え、一対の内導体を外導体内に挿入し、それぞれの内導体を取り囲む複数の磁性体コアを外導体内に配置している。給電ループが、該当する磁性体コアの孔部内を貫通して設けられている。更に、高周波加速装置は、高周波電力発生装置から出力された高周波電力（後述の高周波信号に相当）を分配する分配器、及び分配器から増幅器を介して個々の給電ループに別々に接続され、分配された高周波電力を該当する給電ループに供給する複数の電力伝送路を設けている。特許文献１の図６に示された高周波加速装置は、複数の磁性体コア毎に個々の電力伝送路によって高周波電力を供給するため、個々の電力伝送路の増幅器側から見た負荷インピーダンスを、増幅器の出力インピーダンスと同程度にすることができるため、電力利用効率が良い。なお、特許文献１の図９には、１つの給電ループが複数の磁性体コアの孔部を貫通して設けることが示されている。
【０００５】
特許文献１に記載された高周波加速装置は、磁性体コアを空冷するタイプである。磁性体コアを空冷するタイプの高周波加速装置は、給電ループに大電力の高周波信号を投入することができない。
【０００６】
これに対し、非特許文献２の図２に示された高周波加速装置は、一対の磁性体コアの間に金属板を挟み、それぞれの磁性体コアを金属板に設置した構成を有する。このタイプの高周波加速装置は、磁性体コアが金属板で冷却されるため、大電力の高周波信号を投入することが可能になる。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−２１３１９８号公報
【非特許文献１】“RF Accelerating System for A Compact Ion Synchrotron”，  K. Saito, et, al., PAC’01 proceedings
【非特許文献２】“The VITROVAC cavity for the TERA/PIMMS medical synchrotron”， M.Crescenti, et, al., Proceedings of EPAC 2000, Vienna, Austria, P1951-1953
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献２に記載された高周波加速装置は、金属板の設置により前述したように大電力の高周波信号を投入することが可能になる。しかしながら、この高周波加速装置は、真空管増幅器を用いており、半導体増幅器と比較して保守性，運転信頼性が低くなる。また、給電ループは、一対の内導体により形成される加速間隙に接続されている。よって、真空管増幅器に替えて運転信頼性の高い半導体増幅器を適用すると、給電ループ一つ当りに鎖交する負荷と半導体増幅器出力インピーダンスの整合性が悪いため、電力の利用効率が悪くなる。これらの問題を解消するために、発明者らは種々の検討を行った。その結果、非特許文献２のその問題を解決する案として、非特許文献２に記載された金属板の両側面に磁性体コアをそれぞれ設置する構成と、プッシュプル回路の構成とを組み合わせて、後述の図１に示す実施例の構成から給電ループと金属板を電気的に接続するという構成を除いた高周波加速装置を考え付いた。この構成において、１つの給電ループの両端にそれぞれ接続される高周波増幅器のうちの１つが故障した場合に、高周波信号を加速空胴に供給することができなくなるという新たな課題が生じることを、発明者等は新たに見出した。
【０００９】
本発明の目的は、給電ループの両端にそれぞれ接続された高周波増幅装置のうちの一方が故障した場合であっても高周波信号が供給できる高周波加速装置及び環状加速器システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の特徴は、外導体内に配置されて外導体に電気的に接続された金属板と、外導体内に配置されて内導体を取り囲み、金属板にそれぞれ設置されて金属板を間に挟んでいる２つの環状磁性体と、及び両方の環状磁性体の孔部を貫通して配置され、金属板に電気的に接続される給電ループとを有する高周波加速空胴と、
第１高周波信号を給電ループの一端に供給する第１高周波増幅装置と、第１高周波信号と位相が実質的に１８０°異なる第２高周波信号を給電ループの他端に供給する第２高周波増幅装置とを有する高周波信号供給装置とを備えたことにある。
【００１１】
環状磁性体の孔部を貫通して配置された給電ループが、２つの環状磁性体に挟まれてそれらの環状磁性体に取り付けられた金属板に電気的に接続されているため、給電ループに接続される第１高周波増幅装置及び第２高周波増幅装置のうちの一方が、万が一、故障した場合であっても、正常な他方の高周波増幅装置を通して給電ループに高周波信号の供給が継続して行われる。すなわち、正常な他方の高周波増幅装置，給電ループ及び金属板に高周波信号が流れ続ける。したがって、給電ループの両端にそれぞれ接続された高周波増幅装置が正常な場合に比べて供給される高周波電力が減少するが、その給電ループに高周波信号を供給し続けることができ、高周波増幅装置の故障の影響を最小限に抑えることができる。すなわち、１つの給電ループに印加される高周波信号の電圧の減少幅は、故障した１つの高周波増幅装置によって印加されていた高周波信号の電圧分だけとなる。このため、環状加速器内を周回する荷電粒子ビームのロスは、１つの高周波増幅装置の故障による印加電圧の減少の範囲に抑えることができる。
【００１２】
好ましくは、環状磁性体一個当りのインピーダンスを、第１高周波増幅装置または第２高周波増幅装置の出力インピーダンスの０.６倍以上で１.６倍以下にすることが望ましい。
【００１３】
環状磁性体一個当りのインピーダンスを、第１高周波増幅装置または第２高周波増幅装置の出力インピーダンスの０.６倍以上で１.６倍以下にすることによって、第１高周波信号を給電ループの一端に供給でき、第１高周波信号と位相が実質的に１８０°異なる第２高周波信号を給電ループの他端に供給できる構成において、高周波増幅装置の出力インピーダンスと環状磁性体インピーダンスを同程度にすることができる。このため、インピーダンス整合手段を別途設けることなく高周波加速空胴のインピーダンスを高周波増幅装置の出力インピーダンスに整合させることができる。したがって、効率の良い高周波信号の供給が可能である。
【発明の効果】
【００１４】
給電ループの両端にそれぞれ接続された高周波増幅装置のうちの一方が、万が一、故障した場合であっても、給電ループに高周波信号を供給することができ、環状加速器内を周回する荷電粒子ビームのロスは、１つの高周波増幅装置の故障による印加電圧の減少の範囲に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好適な一実施例である環状加速器システムを、図２を用いて説明する。本実施例の環状加速器システムは、線形加速器である前段加速器１８，環状加速器（シンクロトロン）１７及び照射装置２４を備えている。環状加速器１７は、入射器１９，偏向電磁石２０，４極電磁石２１，高周波加速装置２２，高周波印加装置２３及び出射用偏向器２４を備える。前段加速器１８で加速されたイオンビームは、入射器１９より環状加速器１７に入射される。このイオンビームは、高周波加速装置２２により、所定のエネルギーまで加速される。所定のエネルギーまで加速されたイオンビームは、高周波印加装置２３に高周波を印加することによって、安定限界外に移動して出射用偏向器２４より出射される。出射されたイオンビームは、治療室内に設置された照射装置２５より、図示されていないベッドに横たわっている患者の患部に照射される。
【００１６】
環状加速器１７に設置された高周波加速装置２２を、図１を用いて具体的に説明する。高周波加速装置２２は、高周波加速空胴１及び高周波信号供給装置２６を備えている。
【００１７】
高周波加速空胴１は、内導体４（導電性のケーシング），外導体(導電性のケーシング)５，環状の複数の磁性体コア６及び給電ループ１１を有している。加速間隙２を間に挟んで配置され、内部にイオンビームの通路を有する一対の内導体４が、外導体５を貫通して外導体５に設置される。一対の内導体４は、加速間隙２を間に挟んで対向している。加速間隙２を真空封止する絶縁部材３が、それぞれの内導体４の端部に設置される。一対の磁性体コア６がそれぞれの内導体４を取り囲んで配置される。換言すれば、それぞれの内導体４は、一対の磁性体コア６内に挿入されている。
【００１８】
磁性体コア６は、図３に示すように、軟磁性合金製の薄いテープ状磁性体６Ａを、薄い絶縁体６Ｂに重ねた状態で巻いて構成される。絶縁体６Ｂは、磁性体コア６において、高周波特性を良くするため、テープ状磁性体６Ａの層間に位置している。絶縁体６Ｂは、例えばＳｉＯ2 で構成される。
【００１９】
環状の金属板１６が、一対の磁性体コア６、すなわち磁性体コア６ａと磁性体コア６ｂの間に配置され、磁性体コア６ａ，６ｂに取り付けられる。金属板１６は、厚さが５〜
１０mmほどであり、冷媒流路（図示せず）を有し、磁性体コア６ａ，６ｂの冷却板を兼ねている。金属板１６は、磁性体コア６ａ，６ｂの冷却効率を高めるために磁性体コア６ａ，６ｂに直接接合する。このとき、冷媒は磁性体コア６ａ，６ｂと直接接していてもよいが、軟磁性合金を腐食させないために冷媒としてシリコン油などを用いる。
【００２０】
磁性体コア６ａ，６ｂを金属板１６の両側面に直接接合する場合には、磁性体コア６ａ，６ｂのそれぞれの側面が金属板１６によって短絡されるため、高周波特性が若干低下する。そこで、金属板と磁性体コアとの間の熱伝導性が低下するが、金属板１６と磁性体コア６ａ，６ｂとのそれぞれの間に、ポリイミドシート及びエポキシ樹脂などの絶縁部材を配置してもよい。
【００２１】
給電ループ１１は、内導体４の外側で、１つの金属板１６に取り付けられた一対の磁性体コア６ａ，６ｂ及びその金属板１６に形成された孔部を貫通して配置される。給電ループ１１は、そのループの中点で、金属板１６の、内導体４と対向する面と電気的に接続されている。給電ループの中点とは、後述する２つのフィールドスルー部１２の間に配置された給電ループ１１の長さの半分の位置である。換言すれば、その中点は、給電ループ
１１の、外導体５内に配置された部分の長さの半分の位置である。
【００２２】
金属板１６は、外導体５に直接取り付けられて接地される。金属板１６は、外導体５と電気的に接続されている。そのように金属板１６を接地電位とする場合は、図示していないが、外導体５付近に設けられる冷媒供給用の配管の継ぎ手部分で絶縁を考える必要がないため、冷却構造を簡略化できる。外導体５に取り付けられた金属板１６は、磁性体コア６の支持部材として機能する。
【００２３】
高周波加速空胴１は、１つの金属板１６、この金属板１６を間に挟んでこの金属板１６の両側面に設置される２つの磁性体コア６を１つの磁性体モジュールとし、複数の磁性体モジュールを備えている。本実施例では、一方の内導体４を取り囲んで磁性体モジュール２７ａが配置され、他方の内導体４を取り囲んで磁性体モジュール２７ｂが配置されている。磁性体モジュールは、２組でなく、それ以上設けても良い。
【００２４】
高周波信号供給装置２６は、高周波発振器(高周波源)８，高周波増幅器１３ａ，１３ｂ、及び分配器１４，１５ａ，１５ｂを備えている。給電ループ１１の一端は、外導体５に形成された１つのフィールドスルー部１２で同軸ケーブル１０ａに接続される。この給電ループ１１は、一方の内導体４の周囲を取り囲む磁性体モジュール２７ａの２つの磁性体コア６ａ，６ｂの孔部を貫通している。同軸ケーブル１０ａは、高周波増幅器１３ａを介して分配器（分配装置）１５ａに接続される。給電ループ１１の他端は、外導体５に形成された他のフィールドスルー部１２で同軸ケーブル１０ｂに接続される。同軸ケーブル
１０ｂは、高周波増幅器１３ｂを介して分配器１５ｂに接続される。
【００２５】
他方の内導体４を取り囲んで配置された他の磁性体モジュール２７ｂの一対の磁性体コア６の各孔部を貫通する給電ループ１１も、同様に、一端が同軸ケーブル１０ａにより高周波増幅器１３ａを介して分配器１５ａに接続され、他端が同軸ケーブル１０ｂにより高周波増幅器１３ｂを介して分配器１５ｂに接続される。高周波増幅器１３ａ，１３ｂは、出力インピーダンス５０Ωの半導体増幅器を用いている。分配器１５ａ，１５ｂは、分配器（分配装置）１４を介して高周波発振器８に接続される。
【００２６】
磁性体コア一個当りのインピーダンスは、高周波増幅器１３ａ，１３ｂの出力インピーダンスの０.６倍以上で１.６倍以下となっている。
【００２７】
本実施例の高周波加速装置２２の等価回路が図４に示される。図４中のＬp は１つの磁性体コア６当りの並列インダクタンスであり、Ｒp は１つの磁性体コア６当りの並列抵抗である。Ｃは加速間隙２の等価的な静電容量である。図４において一点鎖線で囲まれた領域は、磁性体コア６ａ，６ｂ、これらの孔部を貫通する給電ループ１１、及び給電ループ１１に接続される高周波増幅器１３ａ，１３ｂを含む等価回路を表している。この等価回路中の静電容量は全てＣに含まれているものとする。この等価回路はプッシュプル回路である。このとき、１つの給電ループ１１が貫通する一対の磁性体コア６の合計のインピーダンスを高周波増幅器の出力インピーダンスの倍程度とすることによって、特別な整合手段を用いることなくインピーダンス整合ができ、効率の良い高周波信号の供給が可能となる。本実施例では、使用周波数帯域においてＶＳＷＲ（電圧定在波比）が２以下となるように、磁性体コア一個当りのインピーダンスを、高周波増幅器１３ａ，１３ｂの出力インピーダンスの０.６倍以上かつ１.６倍以下としている。例えば、磁性体コア６一つ当りのインピーダンスを、半導体増幅器の出力インピーダンス５０Ωに対して３０〜８０Ωに設定する。
【００２８】
高周波加速装置２２を用いて、環状加速器１７内のイオンビームを加速するときには、高周波発振器８で生成された高周波信号が、分配器１４に供給される。分配器１４は、図１に示すように、位相が１８０°異なる２つの高周波信号に分けられる。一方の高周波信号が、分配器１５Ａ及び高周波増幅器１３ａを介して給電ループ１１の一端に供給される。一方の高周波信号と位相が１８０°異なる他方の高周波信号が、分配器１５Ｂ及び高周波増幅器１３ｂを介して給電ループ１１の他端に供給される。このようにして、給電ループ１１には、位相が１８０°異なる高周波信号が供給されることになる。
【００２９】
給電ループ１１はその中点で金属板１６に接続されていない場合には、万が一、一つの給電ループ１１に接続される高周波増幅器１３ａ，１３ｂのうち一方の高周波増幅器が故障した場合、給電ループ１１に高周波電流が流れなくなるため、正常な残りの高周波増幅器も使用不能となる。しかしながら、給電ループ１１の中点が金属板１６に接続されている本実施例では、高周波増幅器１３ａ，１３ｂのうち一方が故障しても、高周波電流は正常な高周波増幅器に連なる給電ループ１１と接地された金属板１６で形成されるループを介して流れ続ける。したがって、正常な高周波増幅器の動作は、故障したもう一方の高周波増幅器の影響を受けることがない。よって、１つの高周波増幅器の故障前の半分ではあるが、正常な高周波増幅器を介して磁性体コア６に高周波信号を供給し続けることができ、故障の影響を最小限に抑えることができる。すなわち、１つの給電ループ１１に印加される高周波信号の電圧の減少幅は、故障した１つの高周波増幅器によって印加されていた高周波信号の電圧分だけとなる。このため、環状加速器１７内を周回するイオンビームのロスは、１つの高周波増幅器の故障による印加電圧の減少の範囲に抑えることができる。
【００３０】
上記したように間に挟まれるように金属板１６に２つの磁性体コア６を設置した状態で、それぞれの磁性体コア６の孔部に給電ループ１１を貫通させた場合には、金属板１６と給電ループ１１からなる閉ループがそれぞれの磁性体コア６に鎖交している限り、給電ループ１１の、中点以外の部分と金属板１６を電気的に接続しても良い。これにより、それぞれの磁性体コア６を取り巻く、給電ループ１１の一端から金属板１６に至る１つの電気回路、及び給電ループ１１の他端から金属板１６に至るもう１つの電気回路が形成される。このため、給電ループ１１の、中点以外の部分と金属板１６を電気的に接続した場合には、給電ループ１１の中点と金属板１６を電気的に接続した本実施例で得られる上記の効果を得ることができる。
【００３１】
給電ループ１１の中点と金属板１６を電気的に接続した本実施例では、上記した効果以外に、以下の効果を生じる。すなわち、給電ループ１１の中点と金属板１６を電気的に接続した場合には、磁性体コア６一枚当りにおける、その孔部を貫通する給電ループのインダクタンスと静電容量が等しくなるため、給電ループ１１側から見た負荷インピーダンスのバラツキが抑えられる。その結果、給電ループ１１の、中点以外の部分と金属板１６を電気的に接続した場合に比べて、高周波加速空胴１内の電磁場分布の対象性がより良くなり、高周波加速空胴１によるイオンビームの加速効率が更に向上する。
【００３２】
本実施例は、磁性体コア６一個当りのインピーダンスを、高周波増幅器１３ａまたは高周波増幅器１３ｂの出力インピーダンスの０.６倍以上で１.６倍以下にすることによって、給電ループ１１の両端に、高周波増幅器１３ａ，１３ｂを含むプッシュプル回路を接続して位相が１８０°異なる高周波信号をそれぞれ供給できる構成の適用において、高周波増幅器の出力インピーダンスと磁性体コアインピーダンスを同程度にすることができる。このため、マッチングトランスなどのインピーダンス整合手段を用いることなく高周波加速空胴１のインピーダンスを高周波増幅器の出力インピーダンスに整合させることができる。よって、磁性体コア６に高周波信号を効率よく供給することが可能となる。さらに、高周波増幅器として、電子管増幅器と比較して、動作安定性が高い半導体増幅器を用いることで、メンテナンス性及び運転信頼性を向上できる。プッシュプル回路の形成によって、従来技術と比較して半導体増幅器から出力される高周波信号の高調波歪が小さくなる利点も有する。
【００３３】
本実施例では、磁性体コア６が冷媒流路を有する金属板１６により効果的に冷却されているため、大きな高周波信号を供給することができ、高い加速勾配を得ることができる。よって、従来技術よりも磁性体コア６の設置数が少なくてよく、高周波加速空胴１を小型化することができる。換言すれば、高周波加速空胴１の小型化のために磁性体コア６の設置数を減らし、大電力の高周波信号を供給することにより磁性体コア６の発熱密度が上昇した場合であっても、磁性体コア６を効果的に冷却することができる。よって、高周波加速空胴１はより高い加速電場を発生できる。冷媒流路を有する金属板１６は、磁性体コア６の冷却装置として機能する。
【００３４】
現在、半導体増幅器の高周波出力は、周波数帯域１〜１０ＭＨｚでは最大で数ＫＷであるが、将来、より大電力の高周波信号の出力が得られる半導体増幅器が開発された場合には本実施例は有効である。無論、半導体増幅器に替えて、電子管増幅器を使用する場合も本実施例は有効である。
【００３５】
一方の高周波増幅器が故障した場合、給電ループ１１が貫通する磁性体コア６のインピーダンスは５０Ω程度であるから、インピーダンス整合もなされる。２つの高周波増幅器１３ａ，１３ｂの両方が故障していない場合は、それらの高周波増幅器１３ａ，１３ｂが、電流，電圧振幅が等しくて位相が１８０°異なる高周波信号を供給しているため、金属板１６に流れる高周波電流はキャンセルされる。よって、故障のない場合も、プッシュプル回路が形成されてインピーダンス整合がなされ、磁性体コア６への効率の良い高周波信号の供給が可能となる。
【００３６】
磁性体コアを支持する金属板を接地することによって、冷媒流路を電気的に絶縁するための絶縁カラー等が必要がなくなり、高周波加速装置の構造を更に簡略化することができる。
【００３７】
高周波加速装置２２を適用することで、高周波信号を効率良く磁性体コア６に供給でき、従来技術よりも高い加速勾配を得ることができるようになる。したがって、高周波加速装置を小型化でき、環状加速器システムの小型化が達成できる。あるいは、従来技術よりも高い間隙電圧を発生させて、より大きな強度のイオンビームを加速することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好適な一実施例である環状加速器システムに適用される高周波加速装置の構成図である。
【図２】本発明の好適な一実施例である環状加速器システムの構成図である。
【図３】図１に示す磁性体コアの詳細構成図である。
【図４】図１に示す高周波加速装置の等価回路を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…高周波加速空胴、２…加速間隙、３…絶縁部材、４…内導体、５…外導体、６，
６ａ，６ｂ…磁性体コア、８…高周波発振器（高周波源）、１１…給電ループ、１３ａ，１３ｂ…高周波増幅器、１４，１５ａ，１５ｂ…分配器、１６…金属板、１７…環状加速器、１８…前段加速器、２２…高周波加速装置、２３…高周波印加装置、２５…照射装置、２６…高周波信号供給装置、２７ａ，２７ｂ…磁性体モジュール。
【図１】
2006155970.tif 000003
【図２】
2006155970.tif 000004
【図３】
2006155970.tif 000005
【図４】
2006155970.tif 000006