(57)【要約】【課題】磁極ギャップを所定の精度で管理でき、磁場精度の高い偏向電磁石を提供することを目的とする。【解決手段】  荷電粒子ビームの周回軌道が形成される軌道面POを挟むように所定の間隙MGをおいて対向するように配置された対となる磁極１１を備え、対となる磁極１１は、それぞれ周方向Ｓにおける端部１１ｅが着脱自在となっており、端部１１ｅは、それぞれ周方向Ｓ外側からのボルト締めにより、磁極の本体１１ｂに固定され、磁極の本体１１ｂには、それぞれ端部１１ｅを支えるための軌道面POに平行で軌道面POに対向する第１の受面PbHと、軌道面POと周方向Ｓに垂直で周方向Ｓの外側を向く第２の受面PbVとが設けられ、第２の受面PbVに設けられたボルト１３のねじ穴HbB、および端部１１ｅに設けられたボルトの貫通穴HeBは、当該ボルトのねじ先１３Ｐよりも頭１３Ｈの方が軌道面POに近づくように、軌道面POに対して傾いている。【選択図】図２
2011018580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを周回させるための２極磁場を発生させる円弧状の偏向電磁石であって、
前記荷電粒子ビームの周回軌道が形成される軌道面を挟むように所定の間隙をおいて対向するように配置された対となる磁極を備え、
前記対となる磁極は、それぞれ周方向における端部が着脱自在となっており、
前記端部は、前記周方向外側からのボルト締めにより、前記磁極の本体に固定され、
前記磁極の本体には、前記端部を支えるための前記軌道面に平行で前記軌道面に対向する第１の受面と、前記軌道面と前記周方向に垂直で前記周方向の外側を向く第２の受面とが設けられ、
前記第２の受面に設けられた前記ボルトのねじ穴、および前記端部に設けられた前記ボルトの貫通穴は、当該ボルトのねじ先よりも頭の方が前記軌道面に近づくように、前記軌道面に対して傾いていることを特徴とする偏向電磁石。
【請求項２】
前記ねじ穴および前記貫通穴の前記軌道面に対する傾きθは、
前記端部の前記第２の受面に対する静止摩擦係数をαとすると、
θ＞ＡｒｃＴａｎ（α）の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の偏向電磁石。
【請求項３】
前記対となる磁極のうち、前記軌道面より上側に位置する磁極に設けられた前記ねじ穴、および前記貫通穴の傾きは、
前記軌道面より下側に位置する磁極に設けられた前記ねじ穴、および貫通穴の傾きより大きいことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の偏向電磁石。
【請求項４】
前記荷電粒子ビームのベータトロン振動を制御するための多極電磁石と、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の偏向電磁石と、
前記多極電磁石および前記偏向電磁石によって周回させた荷電粒子ビームを平衡軌道から取り出す出射装置と、
を備えてなる円形加速器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は荷電粒子を偏向させる偏向電磁石、及び、上記偏向電磁石を用いた円形加速器に関する。
【背景技術】
【０００２】
高エネルギー物理学実験や放射線治療装置等に利用される、シンクロトロンあるいは蓄積リングにおいて、荷電粒子を所定の軌道を周回させるため２極磁場をもった偏向電磁石が利用されている。偏向電磁石は２極磁場を発生させるために、所定の間隙（磁極ギャップ）をはさんで対向させた上部磁極と下部磁極にそれぞれコイルを配設し、磁極からコイルを包む形でリターンヨークを配設し、上部磁極と下部磁極とを接続するように構成している。また、変動磁場を発生させる為に、磁極材質として電磁鋼板を積層して用いている。そして、周回荷電粒子の特性の向上や、荷電粒子ビームの取り出し性能の向上のために、トリム電磁石を用いた磁場調整や、磁極端部に２極以外の所定の多極成分を持つように、偏向電磁石の磁極端部を加工して、磁場調整を実施している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このとき、磁場分布は一般に計算精度０．５％程度で設計されるが、円形加速器内で安定な荷電粒子ビームの周回軌道を形成するには、０．１％程度の磁場精度が要求（円形加速器のスペックによって異なり、０．０３％程度の高精度を要求される装置もある）されるので、計算のみで必要な磁場精度を出すことは難しい。そのため、偏向電磁石は、組立（製作）後に荷電粒子ビームの特性に応じて磁極端部の形状の再加工を必要とすることが多い。しかし、磁極ギャップは小さく、組立てた状態の偏向電磁石に対して直接加工を行うことは困難であり、磁場調整用端部（以下エンドパックと称する）を本体部分と別に製作し、取り外したエンドパック部分に加工を行うことが多い。つまり、偏向電磁石を組み立てた後に磁場測定を行い、そのデータに基づきエンドパックを再調整（取外し・形状加工・組付け）し磁場分布を調整する。これらを繰り返すことによって、最終的に安定ビーム周回を行う条件を実現させる。
【０００４】
着脱可能なエンドパックは、一般的にボルトによって本体磁極に取り付けられ、ボルトは取り付け面に対し垂直な方向に締め付けられる。その際、例えば上下方向（ビーム軌道面に垂直な方向）にボルトを貫通させることが可能であっても、上下方向でボルトの締め付けを行うと、ビームが通過する軌道面からボルトまでの距離が近くなる。そのため、変動磁場で運転する時にボルトの存在により発生する渦電流が荷電粒子ビームに悪影響を与えるので望ましくなく、ボルトはビーム軌道面から所定距離をあけて、水平方向（ビーム軌道面に水平）に締め付けるようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１６２２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
偏向電磁石の磁極ギャップは５０ｍｍ程度であり、磁極ギャップと磁場強度は比例するので、上述した磁場精度０．１％を実現するためには、５０μｍ程度の精度で磁極ギャップを調整する必要がある。ところが、ボルトと貫通穴間には遊びがあり、貫通穴はボルト径より０．３ｍｍ程度大きく製作されるので、上述したように水平方向にボルトを締めると、エンドパックと磁極間にボルトの遊びに由来する隙間が上下方向に生じる可能性が高くなる。調整後のエンドパックは、偏向電磁石本体を組み立てた後に組み込むことになるので、エンドパックと偏向電磁石本体との境界面を目視して隙間を制御することは困難である。そのため、エンドパックを再加工しても、磁極ギャップの精度を向上させることができず、磁場精度を高めて安定ビーム周回を行う条件を実現させることが容易ではなかった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、磁極ギャップを所定の精度で管理でき、磁場精度の高い偏向電磁石を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる偏向電磁石は、荷電粒子ビームを周回させるための２極磁場を発生させる円弧状の偏向電磁石であって、前記荷電粒子ビームの周回軌道が形成される軌道面を挟むように所定の間隙をおいて対向するように配置された対となる磁極を備え、前記対となる磁極は、それぞれ周方向における端部が着脱自在となっており、前記端部は、前記周方向外側からのボルト締めにより、前記磁極の本体に固定され、前記磁極の本体には、前記端部を支えるための前記軌道面に平行で前記軌道面に対向する第１の受面と、前記軌道面と前記周方向に垂直で前記周方向の外側を向く第２の受面とが設けられ、前記第２の受面に設けられた前記ボルトのねじ穴、および前記端部に設けられた前記ボルトの貫通穴は、当該ボルトのねじ先よりも頭の方が前記軌道面に近づくように、前記軌道面に対して傾いている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、磁極ギャップを所定の値に高精度に管理でき、磁場精度の高い偏向電磁石を提供でき、特に荷電粒子ビーム取り出し時のビーム安定性を向上できる円形加速器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる偏向電磁石の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる偏向電磁石の構成を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる偏向電磁石におけるボルトの角度を説明するための断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる偏向電磁石におけるエンドパックの取り付け状況を示すための断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる偏向電磁石におけるエンドパックの取り付け状況を示すための断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる円形加速器の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１にかかる偏向電磁石について図を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１にかかる偏向電磁石の全体構成を示す図、図２は偏向電磁石のエンドパック周辺部分における荷電粒子ビームの軌道面POに垂直で円弧状の偏向電磁石の周方向（荷電粒子ビームの進行方向）Ｓに平行であり、取り付け用ボルトの中心を通る面で切った断面図であり、エンドパックの偏向電磁石本体への取り付け状況を示すものである。図において、偏向電磁石は、偏向電磁石本体の磁極１１として、図示しないコイルを配設した（一対の）上部磁極１１ｕと下部磁極１１ｄと、上部磁極１１ｕから下部磁極１１ｄにかけてコイルを包むように配設したリターンヨーク１１ｒ１、１１ｒ２とを有し、リターンヨーク１１ｒ１、１１ｒ２によって、上部磁極１１ｕと下部磁極１１ｄとが所定の間隙（磁極ギャップGM）をはさんで対向するように接続されている。そして、上部磁極１１ｕの本体１１ｕｂの周方向（ビーム進行方向）Ｓの両端には、着脱自在の端部（エンドパック）１１ｕｅを取り付けるための荷電粒子ビームの軌道面（荷電粒子ビームの周回平衡軌道が形成される面で、図１におけるＳＴ平面に平行な面）POに平行で軌道面POに対向する第１の受面である水平面PubHと、軌道面POと周方向Ｓに垂直で周方向Ｓの外側を向く第２の受面である垂直面PubVが設けられ、垂直面にはエンドパック１１ｕｅをボルト締めにより固定するためのねじ穴が切られている。下部磁極１１ｄの本体１１ｄｂの周方向Ｓの末端にも、エンドパック１１ｄｅを取り付けるための第１の受面である水平面PdeHと第２の受面である垂直面PdeVが設けられ、垂直面には締め付けボルト用のねじ穴が切られている。なお、図２においては、説明を簡単にするため、第１の受面と第２の受面を上部磁石１１ｕか下部磁石１１ｄかを区別せず、それぞれ、PbH、PeVと記している。
【００１２】
そして、エンドパック１１ｕｅと１１ｄｅは、それぞれ側面方向（周方向Ｓの外側）からボルト１３により締め付けられている。そして、上部磁極本体１１ｕｂとエンドパック１１ｕｅが一体となり上部磁極１１ｕとして機能し、下部磁極本体１１ｄｂとエンドパック１１ｄｅが一体となり下部磁極１１ｄとして機能する。このとき、上部磁極本体１１ｕｂとエンドパック１１ｕｅ間の上下方向（軌道面POに垂直）のギャップをGUV、上部磁極本体１１ｕｂとエンドパック１１ｕｅ間の水平方向（周方向Ｓに平行）のギャップをGUHとし、同様に下部磁極本体１１ｄｂとエンドパック１１ｄｅ間の上下方向のギャップをGDV、下部磁極本体１１ｄｂとエンドパック１１ｄｅ間の水平方向のギャップをGDHとする（ここでも、図中、上部磁石と下部磁石を区別せず、それぞれGH、GVと記す。）。つまり、エンドパック１１ｅと、磁石本体１１ｂとを組み合わせた状態で対となる磁石１１ｕ、１１ｄが構成される。
【００１３】
ボルト１３は、エンドパック１１ｅを偏向電磁石の出口側（又は入口側）から貫通し、偏向電磁石の磁極本体１１ｂの垂直面（第２の受面）PubV、PdbVに設けたネジ穴HbBと係合して、エンドパック１１ｅと偏向電磁石の磁極本体１１ｂとが固定される。このとき、ボルト１３のねじ先１３Ｐよりも頭１３Ｈの方がビームの軌道面POに近づくように、ボルトの締め付け方向に傾きを設けている。エンドパック１１ｅをボルト１３により締め付けたとき、水平方向のギャップGHが、ほぼ０に近づくのは当然のこと、ボルトの締め付け方向が傾いていることにより、垂直方向のギャップGVも、ほぼ０に近づけることができ、磁極ギャップGMを精度よく制御することができる。
【００１４】
つぎに、ボルト１３によるエンドパック１１ｅの偏向電磁石の磁極本体１１ｂへの取り付けについて詳細を説明する。図３は、図２と同じ面での断面により、偏向電磁石の上部磁極および下部磁極（図示せず）の磁極本体にエンドパックをボルトで取り付ける際の寸法関係を示したものである。なお、図では上部磁極を示しており、１１ｕと記載すべきであるが、下部磁石１１ｄ側にも共通する事項であるため、上下（ｕまたはｄ）の区別をせず、本体は１１ｂ、エンドパックは１１ｅのように記している。また、図では、荷電粒子ビームの軌道面PO（上部磁石１１ｕと下部磁石１１ｄの対向面の中央）を基準にエンドパック１１ｅ、磁極本体１１ｂ、ボルト１３等の長さや角度を示している。磁極水平面（荷電粒子ビームの軌道面PO）とボルト１３の進行方向（軸）A13とのなす角度をθ、荷電粒子ビームの軌道面POから磁極下面（荷電粒子ビームの軌道面POへの対向面）Pefまでの距離（磁極ギャップGMの１／２に相当）をDP、磁極下面Pefからボルトの貫通穴（図では、ボルトの頭１３Ｈが入る座ぐり穴HBの下端）までの最短距離をDBとする。
【００１５】
この距離DBと、磁極水平面とボルト１３の進行方向とのなす角度θは任意の値でよいわけではない。まず第１に、距離DBは荷電粒子ビームの軌道面POから磁極下面Pefまでの距離DPより大きい必要がある。これはDB＜DPであると、ボルト１３の貫通穴HBの存在が原因で荷電粒子ビームが通る軌道平面PO上の磁場に０．１％（要求磁場精度）以上の割合で影響を与える可能性が生じるからである。なお、この条件は、加速器用偏向電磁石の製作の際に一般的に考慮する設計事項である。
【００１６】
第２に、磁極水平面POとボルト１３の進行方向A13とのなす角度θは、磁極本体１１ｂの垂直面PbVとエンドパック１１ｅの垂直面PeV間（磁極本体とエンドパックとの接合面）の静止摩擦係数をαとすると、式（１）の条件を満足する必要がある。
θ＞ＡｒｃＴａｎ（α）    ・・・・（１）
ここで、ボルトによる締め付け力をＦｔとすると、磁極本体１１ｂとエンドパック１１ｅとの垂直方向の接合面PbV／PeV間にかかる垂直抗力Ｆｎは式（２）のようになり、エンドパック１１ｅを磁極本体１１ｂの垂直方向の接合面PbVに沿って（平行）移動（図では上向き）させる力Ｆｍは式（３）のようになる。
Ｆｎ＝Ｆｔｃｏｓθ    ・・・・（２）
Ｆｍ＝Ｆｔｓｉｎθ    ・・・・（３）
また、磁極本体１１ｂの垂直面PbVとエンドパック１１ｅの垂直面PeV間に働く摩擦力Ｆｆは、式（４）のようになる。
Ｆｆ＝αＦｎ    ・・・・（４）
したがって、式（１）の条件を満足すれば、エンドパック１１ｅの接合面PeVが磁極本体１１ｂの接合面PbVに押しつけられた時、ボルト１３の傾きによって、ボルト１３の締め付け力から分解されたエンドパック１１ｅを上方向に移動させる力Ｆｍが、偏向電磁石本体１１ｂの垂直面PbVとエンドパック１１ｅの垂直面PeV間に働く摩擦力Ｆｆよりも大きくなる（式（５））。
Ｆｍ＞Ｆｆ    ・・・・（５）
そのため、エンドパック１１ｅは磁極本体１１ｂの垂直面PbV上を図中の上側にすべり、磁極本体１１ｂの水平面PbHとエンドパック１１ｅの水平面PeH間（接合面）の間隙GVが小さくなる方向にエンドパック１１ｅが動き、結果として接合面PeHとPbHによる垂直方向の間隙GVが狭くなる。
【００１７】
静止摩擦係数αは材料の状態により異なるが、例えば、偏向電磁石の主材料として使用される鉄についていえば、一般的には、室温、大気中で比較的表面汚れが少ない場合の比較的低速の運動固体摩擦係数μ＝０．３５〜０．４０（「機械工学便覧  改定６版」、日本機械学会、ページ３-３３、第５表  参照）から推定して、αは０．４０程度であると考えられる。しかし、偏向電磁石では、磁極本体とエンドパックとの接合面を鏡面仕上げするので、αはさらに小さな値となっていると考えられる。ここで、α＝０．２とすると、式（１）を満たすためには、θを１２度以上に設定する必要がある。本発明の実施の形態１では、接合面PeHとPbHの加工後の面粗度のばらつきをさらに考慮して、静止摩擦係数が０．４５程度まで増大しても対応できるように、θを２５度に設定した。そのため、多少の加工面の状態に違いがあっても式（５）を満足し、エンドパック１１ｅをボルト１３で締め付ける際に垂直方向の間隙GVが狭くなる方向に動くので、水平方向の間隙GHが狭くなるのはもちろんのこと、垂直方向の間隙GVも狭くすることができ、磁極ギャップGMを所望の値に制御することができる。その結果、磁場精度の高い偏向電磁石を得ることができ、その偏向電磁石を用いた円形加速器では、安定した荷電粒子線ビームを出力することができる。
【００１８】
つぎに、上記のように傾きθを設定した偏向電磁石におけるエンドパックの取り付け状態について説明する。図４と図５はエンドパックを偏向電磁石本体に取り付ける際の隙間の変化を示すためのもので、エンドパックと偏向電磁石本体の隙間やビーム軌道面への対向面およびボルトとの関係を模式的に示している。図において、磁極本体１１ｂの第２の受面PbVには、ボルト１３を締め付けるためのねじ穴HbBが切られ、エンドパック１１ｅには、ボルトを貫通させるための貫通穴HeBが設けられている。エンドパック１１ｅにあける貫通穴（ボルト穴）HeBは、ボルト１３を貫通させるとともに締め付けのための回転を容易にする必要性から、通常ボルト１３の直径より０．３ｍｍ弱大きめにあけられている。そのため、例えば上側のエンドパック１１ｕｅ（図では１１ｅと表記）の場合、ボルト１３を締め付けていく際に、エンドパック１１ｅの接合面PeVが磁極本体１１ｂの接合面PbVに当たるまでは、エンドパック１１ｅは、貫通穴HeBの上部内面でボルト１３に支えられる（当たる）ことになり、貫通穴HeBの中心は、ボルト１３の中心軸（正規の位置）より０．１５mm程度下側にくることになる。
【００１９】
さらにボルト１３を締めていくと、エンドパック１１ｅの接合面PeVが磁極本体１１ｂの接合面PbVに当たる。ただし、当たっただけでは、図４に示すように接合面PbHとPeH間には、まだ若干の隙間GVが空いている。更にボルトを締めていくと、式（１）の条件を満たすようにθを設定しているので、式（５）が満たされ、エンドパック１１ｅ全体が上側にすべり、図５に示すように、正規の位置まで来たときに垂直方向の間隙GVが実質的になくなり、所定の位置にエンドパック１１ｅが配置されることになる。
【００２０】
以上は、エンドパック１１ｅと磁極本体１１ｂのそれぞれが設計通りの寸法で製作されている場合に成り立つものであるが、仮に、製造誤差により、例えばボルト貫通穴HeBの軸位置がエンドパック１１ｅの上方向で最大０．１ｍｍ以下のずれがあったとしても、ボルト穴HeBとボルト１３との遊び（中心基準で±０．１５）の範囲内であれば、エンドパック１１ｅが上方向に移動する力Ｆｍによって、エンドパック１１ｅが上方向に移動できるので、垂直方向の間隙GVを無くすことができる。
【００２１】
以上のように、本発明の実施の形態１にかかる偏向電磁石は、円形加速器に用いられたときに荷電粒子ビームを周回させるための２極磁場を発生させる円弧状の偏向電磁石であって、荷電粒子ビームの周回軌道が形成される軌道面POを挟むように所定の間隙MGをおいて対向するように配置された対となる磁極１１ｕ，１１ｄを備え、対となる磁極１１ｕ，１１ｄは、それぞれ周方向Ｓにおける端部１１ｕｅ、１１ｄｅが着脱自在となっており、端部１１ｕｅ，１１ｄｅは、それぞれ周方向Ｓ外側からのボルト締めにより、磁極の本体１１ｕｂ，１１ｄｂに固定され、磁極の本体１１ｂには、それぞれ端部１１ｅを支えるための軌道面POに平行で軌道面POに対向する第１の受面PbHと、軌道面POと周方向Ｓに垂直で周方向Ｓの外側を向く第２の受面PbVとが設けられ、第２の受面PbVに設けられたボルト１３のねじ穴HbB、および端部１１ｅに設けられたボルトの貫通穴HeBは、当該ボルトのねじ先１３Ｐよりも頭１３Ｈの方が軌道面POに近づくように、軌道面POに対して傾いているように構成したので、磁極本体１１ｂの第１の受面PbHと端部１１ｅの接合面PeH間の垂直方向の隙間GV、及び第２の受面PbVと端部１１ｅの接合面PeV間の水平方向の隙間GHの発生を防止し、磁極ギャップGMを精度よく制御することができ、磁場分布の設計値からのずれを小さくすることができる。また、電磁石毎の磁場分布の個体差を小さくすることができるという効果も奏する。
【００２２】
とくに、ねじ穴HbBおよび貫通穴HeBの軌道面POに対する傾きθを、端部１１ｅ（の接合面PeV）の第２の受面PbVに対する静止摩擦係数αとすると、θ＞ＡｒｃＴａｎ（α）の条件を満たすように構成したので、ボルトの締め付け力から傾きθにより分解されたエンドパック１１ｅを上向きに移動させる力Ｆｍがボルトの締め付け力から傾きθにより分解された面PbV／PeV間に働く垂直抗力に起因する摩擦力Ｆｆより強くなるので、確実にエンドパック１１ｅと磁極本体１１ｂとの隙間GH、GVを抑制することができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態１では、上側のエンドパックでの作用を中心に動作を説明したが、下側のエンドパックでも、例えば、ボルトの頭が偏って当たるようなときは、ボルトの回転に伴ってエンドパックが浮き上がるような力が働く場合がある。その場合でも、本実施の形態１のようにねじ先１３Ｐよりも頭１３Ｈが軌道面POに近づくようにボルト１３が傾いていれば、エンドパックの浮き上がりを防止して確実に磁極ギャップを制御することができる。ただし、下側の磁極の場合、エンドパックの自重により自然に第１の受面に向かって移動する力が働くので、上側のエンドパックの取り付けに用いるボルトよりも傾きを小さくしてもよい。
【００２４】
つまり、対となる磁極のうち、軌道面POより上側に位置する磁極１１ｕに設けられたねじ穴HubB、および貫通穴HueBの傾きθｕを、軌道面POより下側に位置する磁極１１ｄに設けられたねじ穴HdbB、および貫通穴HdeBの傾きθｄより大きいように構成すれば、端部の自重による影響を考慮して確実に上下方向の隙間を抑制することができる。
【００２５】
また、図６は、本発明の実施の形態２にかかる円形加速器の構成を示す図である。図において、円形加速器は、前段の加速器２から輸送された荷電粒子ビーム、例えば炭素イオンビームを入射する入射装置３と、入射された荷電粒子ビームを加速し運動エネルギーを与える高周波加速空洞４と、加速された荷電粒子ビームのベータトロン振動を制御するための多極電磁石である６極電磁石５と、荷電粒子ビームを偏向させる上記実施の形態で示した偏向電磁石１０と、多極電磁石５および偏向電磁石１０によって周回させた荷電粒子ビームを平衡軌道から取り出す出射装置６と、を備えている。偏向電磁石１０は、上述したように０．１％以内の高精度で磁場を制御できるので、荷電粒子ビームの軌道が安定し、エネルギーや取り出し角が安定した荷電粒子ビームを得ることができる。
【００２６】
つまり、本発明の実施の形態２にかかる円形加速器によれば、荷電粒子ビームのベータトロン振動を制御するための多極電磁石６と、上記実施の形態１で示した偏向電磁石１０と、多極電磁石５および偏向電磁石１０によって周回させた荷電粒子ビームを平衡軌道から取り出す出射装置６と、を備えるように構成したので、安定した荷電粒子ビームを出射できる円形加速器を得ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
５：多極電磁石、  ６：  出射装置、  １０：偏向電磁石、
１１：磁極（１１ｂ：磁極の本体、１１ｅ：エンドパック（端部））、  １３：（締め付け用）ボルト（１３Ｈ：頭、１３Ｐ：ねじ先）、
GM  ：磁極ギャップ、  HbB：ボルトのねじ穴、  HeB：ボルトの貫通穴、  PｂH：第１の受面（水平面）、  PbV：第２の受面（垂直面）、  PO：荷電粒子ビームの周回軌道が形成される軌道面、  Ｓ：周方向（荷電粒子ビームの進行方向）、  α：静止摩擦係数、添え字  ｕ：上部磁極、  ｄ：下部磁極。
【図１】
2011018580.tif 000003
【図２】
2011018580.tif 000004
【図３】
2011018580.tif 000005
【図４】
2011018580.tif 000006
【図５】
2011018580.tif 000007
【図６】
2011018580.tif 000008