(57)【要約】      （修正有）【課題】荷電粒子線のビーム形状の変形を抑制することが可能な粒子加速器、及び、荷電粒子線のビーム形状調整方法を提供する。【解決手段】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するように配置され、周方向に交互に設けられた複数のヒル１１及び複数のバレー１２を有する一対の円板状の磁極１０Ａと、ヒル１１が対向する領域において、磁極１０Ａの径方向の外側から荷電粒子線を出射させるフォイルストリッパーと、周方向に交差する複数のヒル１１の側面に取り付けられた複数のシム１６と、を備え、加速平面の中心Ｃから所定距離内の領域Ｒにおいて、一のヒル１１に取り付けられたシム１６の厚さＴと、加速平面の中心Ｃを挟んで一のヒル１１と対向する他のヒル１１に取り付けられたシム１６の厚さＴとは互いに異なる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する粒子加速器であって、
前記荷電粒子が加速される加速平面を挟んで互いに対向するように配置され、周方向に交互に設けられた複数のヒル及び複数のバレーを有する一対の円板状の磁極と、
加速された前記荷電粒子から電子を剥ぎ取り、前記ヒルが対向する領域において、前記磁極の径方向の外側から前記荷電粒子線を出射させるフォイルストリッパーと、
前記周方向に交差する前記複数のヒルの側面に取り付けられた複数の磁性部材と、を備え、
前記加速平面の中心から所定距離内の領域において、前記複数のヒルのうち一のヒルに取り付けられた前記磁性部材の厚さと、前記加速平面の中心を挟んで前記一のヒルと対向する他のヒルに取り付けられた前記磁性部材の厚さとは互いに異なる、粒子加速器。
【請求項２】
粒子加速器から出射される荷電粒子線のビーム形状調整方法であって、
前記粒子加速器は、
荷電粒子が加速される加速平面を挟んで互いに対向するように配置され、周方向に交互に設けられた複数のヒル及び複数のバレーを有する一対の円板状の磁極と、
前記周方向における前記複数のヒルの側面に取り付けられた複数の磁性部材と、を備え、
前記ビーム形状調整方法は、
前記加速平面の中心から所定距離内の領域において、複数のヒルのうち一のヒルに取り付けられた前記磁性部材の少なくとも一部を取り外し、前記加速平面の中心を挟んで前記一のヒルと対向する他のヒルに取り付ける工程を含む、荷電粒子線のビーム形状調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子加速器及び荷電粒子線のビーム形状調整方法に関する。
【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、それぞれが円板状に形成されて対向配置された一対の磁極と、加速された荷電粒子を取り出すためのフォイルストリッパーと、を備えている。一対の磁極が互いに対向する面には、谷領域（バレー）と山領域（ヒル）とが交互に連続して設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３１００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、磁極のヒルの径方向外側から荷電粒子線を取り出す場合、一対の磁極が対向する垂直方向に荷電粒子を発散させる発散力が働く。その結果、荷電粒子線のビーム形状は、垂直方向に延びた形状となり、フォイルストリッパーのフォイルへの熱負荷が大きくなる可能性がある。したがって、荷電粒子線のビーム形状の変形を抑制することが要請されている。
【０００５】
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、荷電粒子線のビーム形状の変形を抑制することが可能な粒子加速器、及び、荷電粒子線のビーム形状調整方法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】
【０００６】
本発明の一形態に係る粒子加速器は、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する粒子加速器であって、荷電粒子が加速される加速平面を挟んで互いに対向するように配置され、周方向に交互に設けられた複数のヒル及び複数のバレーを有する一対の円板状の磁極と、加速された荷電粒子から電子を剥ぎ取り、ヒルが対向する領域において、磁極の径方向の外側から荷電粒子線を出射させるフォイルストリッパーと、周方向に交差する複数のヒルの側面に取り付けられた複数の磁性部材と、を備え、加速平面の中心から所定距離内の領域において、複数のヒルのうち一のヒルに取り付けられた磁性部材の厚さと、加速平面の中心を挟んで一のヒルと対向する他のヒルに取り付けられた磁性部材の厚さとは互いに異なる。
【０００７】
この粒子加速器では、加速平面の中心から所定距離内の領域において、複数のヒルのうち一のヒルに取り付けられた磁性部材の厚さと、加速平面の中心を挟んで一のヒルと対向する他のヒルに取り付けられた磁性部材の厚さとは互いに異なる。このように、加速平面の中心に対して磁性部材が非対称に配置されていることにより、径方向において、加速される荷電粒子の軌道の中心が加速平面の中心からずれる。その結果、荷電粒子線のビーム形状が径方向に広がる。したがって、一対の磁極が対向する垂直方向に荷電粒子を発散させる発散力が働く位置（すなわち、磁極のヒルの径方向外側）から荷電粒子線を出射させる場合、垂直方向及び径方向の両方向において荷電粒子線が広がるので、荷電粒子線のビーム形状の変形を抑制することができる。
【０００８】
本発明の一形態に係る荷電粒子線のビーム形状調整方法は、粒子加速器から出射される荷電粒子線のビーム形状調整方法であって、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するように配置され、周方向に交互に設けられた複数のヒル及び複数のバレーを有する一対の円板状の磁極と、周方向における複数のヒルの側面に取り付けられた複数の磁性部材と、を備え、ビーム形状調整方法は、加速平面の中心から所定距離内の領域において、複数のヒルのうち一のヒルに取り付けられた磁性部材の少なくとも一部を取り外し、加速平面の中心を挟んで一のヒルと対向する他のヒルに取り付ける工程を含む。
【０００９】
この荷電粒子線のビーム形状調整方法は、加速平面の中心から所定距離内の領域において、複数のヒルのうち一のヒルに取り付けられた磁性部材を取り外し、加速平面の中心を挟んで一のヒルと対向する他のヒルに取り付ける工程を含む。このように、磁性部材が取り付けられる位置を調整することにより、径方向において、加速される荷電粒子の加速軌道の中心を加速平面の中心からずらすことができる。その結果、荷電粒子線のビーム形状が径方向に広がる。したがって、一対の磁極が対向する垂直方向に荷電粒子を発散させる発散力が働く位置（すなわち、磁極のヒルの径方向外側）から荷電粒子線を出射させる場合、垂直方向及び径方向の両方向において荷電粒子線が広がるので、荷電粒子線のビーム形状の変形を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、荷電粒子線のビーム形状の変形を抑制することが可能な粒子加速器、及び、荷電粒子線のビーム形状調整方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る粒子加速器を概略的に示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のIb−Ib線に沿った断面図である。
【図２】図１の粒子加速器の一対の磁極を示す斜視図である。
【図３】図１の粒子加速器の磁性部材の配置を示す平面図である。
【図４】（ａ）は荷電粒子線が取り出される位置を説明するための図であり、（ｂ）は垂直方向に荷電粒子が拡散されることを説明するための図である。
【図５】図１の粒子加速器の作用を説明するための図である。
【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を参照して、本発明の一実施形態に係る粒子加速器１００について説明する。図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る粒子加速器を概略的に示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のIb−Ib線に沿った断面図である。図１に示される粒子加速器１００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、荷電粒子Ｐを加速して荷電粒子線Ｂを生成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１００は、ＰＥＴ用サイクロトロン、ＲＩ製造用サイクロトロン、及び原子核実験用サイクロトロンとして用いることもできる。図１に示されるように、粒子加速器１００は、一対の磁極１０Ａ，１０Ｂ、及びそれぞれの磁極１０Ａ，１０Ｂを囲むコイル２０を含む加速部１と、荷電粒子を軌道上から逸らすことにより加速部１から荷電粒子線Ｂを取り出すフォイルストリッパー３０と、を備えている。また、加速部１は、荷電粒子Ｐが周回する真空箱４０と、一対の磁極１０Ａ，１０Ｂの間に配置された一対の加速電極５０と、フォイルストリッパー３０によって軌道変更された陽子（荷電粒子線Ｂ）を取り出す出射口４１と、を有している。荷電粒子Ｐは、例えばイオン源装置（不図示）からイオン供給口１３を介して真空箱４０内に供給される。なお、図１（ａ）においてはコイル２０を、図１（ｂ）においてはイオン供給口１３、真空箱４０、及び加速電極５０を省略している。
【００１４】
図１及び図２に示されるように、磁極１０Ａ，１０Ｂは、荷電粒子Ｐ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ており、その形状はそれぞれ円板状である。磁極１０Ａ，１０Ｂの互いに対向する面は、複数のヒル（山領域）１１と複数のバレー（谷領域）１２とを含む複数のセクタに分割されている。ヒル１１とバレー１２とは、磁極１０Ａ，１０Ｂの周方向において交互に現れるように形成されている。これにより、ヒル１１が対向する領域には相対的に強い磁場が形成され、バレー１２が対向する領域には相対的に弱い磁場が形成される。このような構成により、セクターフォーカシングを利用して真空箱４０内で加速される荷電粒子Ｐの収束が図られている。
【００１５】
本実施形態では、磁極１０Ａ，１０Ｂのそれぞれは４つのヒル１１と４つのバレー１２とを有している。ヒル１１は、一対の磁極１０Ａ，１０Ｂが対向する垂直方向において、磁極１０Ａ，１０Ｂの互いに対向する面から突出する凸部である。それぞれのヒル１１は、磁極１０Ａ，１０Ｂの中心を頂点とした扇状である。各ヒル１１は、周方向に交差する（すなわち、磁極１０Ａ，１０Ｂの径方向に沿って延びる）２つの側面１４と、２つの側面１４同士を接続し、磁極１０Ａ，１０Ｂの径方向の外側に位置する側面１５と、を有している。側面１５は、磁極１０Ａ，１０Ｂの周方向に沿って湾曲している。ヒル１１の側面１４には、複数のシム（磁性部材）１６（図３参照）が取り付けられている。粒子加速器１００では、例えばシム１６の数及び／又は取り付け位置を調整することにより、等時性磁場が形成されている。なお、ここで「等時性」とは、荷電粒子Ｐの周回軌道の半径の大きさに関係なく一周に係る時間が等しいことである。このような等時性を有する磁場を形成することにより、荷電粒子Ｐを継続的に加速することが可能である。なお、シム１６の配置の詳細については後述する。
【００１６】
図１に戻り、コイル２０は円環状であり、磁極１０Ａ，１０Ｂの周囲を囲むようにそれぞれ配置されている。コイル２０に対して電流を供給することにより、一方の磁極１０Ａから他方の磁極１０Ｂへ向かう磁場が発生する。すなわち、磁極１０Ａ（又は磁極１０Ｂ）及びコイル２０によって電磁石が形成されている。
【００１７】
フォイルストリッパー３０は、磁極１０Ａ，１０Ｂの径方向に沿って延在する支持部３１と、支持部３１の先端に設けられたフォイル部３２と、支持部３１及びフォイル部３２を動かす駆動部３３と、を備えている。駆動部３３は、例えば高精度のモータ等を備えており、駆動部３３の駆動制御によって、磁極１０Ａ，１０Ｂの径方向に沿ってフォイル部３２を動かすことが可能である。フォイルストリッパー３０は、ヒル１１が対向する領域に配置されており、磁極１０Ａ，１０Ｂの径方向外側（すなわち、ヒル１１の側面１５側）から荷電粒子線Ｂを出射させる。
【００１８】
フォイル部３２は、例えば炭素性の薄膜からなる。荷電粒子Ｐがフォイル部３２に接触すると、フォイル部３２は加速された荷電粒子Ｐから電子を剥ぎ取る。電子を剥奪されて負電荷から正電荷となった陽子は、周回軌道の曲率が反転し、その軌道は磁極１０Ａ，１０Ｂの径方向の外側に飛び出す方向に向けて変更される。反転後の陽子の軌道上には、陽子を真空箱４０から取り出すための出射口４１が設けられている。より詳細には、フォイルストリッパー３０によって軌道が変更される陽子の軌道上に出射口４１が設けられている。したがって、フォイル部３２は、荷電粒子Ｐから電子を奪うことにより、結果的に陽子を出射口４１まで誘導することになる。
【００１９】
真空箱４０は、例えば、箱本体（不図示）と箱蓋（不図示）とを有している。真空箱４０の底壁部には、一方の磁極１０Ａの外径と略同径の開口部が設けられており、この開口部から、一方の磁極１０Ａのヒル１１及びバレー１２を備える面が、真空箱４０内に突出している。また、箱本体には、真空排気用の排気口（不図示）が設けられており、この排気口には真空ポンプ（不図示）が接続されている。箱蓋は、真空ポンプによって真空箱４０内を真空化できるように、箱本体の上部開口を塞いている。箱蓋には、箱本体と同様に、他方の磁極１０Ｂのヒル１１及びバレー１２を備える面を真空箱４０内に突出させるために、他方の磁極１０Ｂの外形と略同径の開口部が設けられている。
【００２０】
一対の加速電極５０は、それぞれ平面視において三角形状であり、それぞれの頂角を付き合わせるようにして対向配置されている。各加速電極５０は、例えば、銅等の電気導体から構成されており、上下に二枚の三角形を底辺で連結して構成されている。そして、加速電極５０の板面には、例えば冷却用の冷媒を通すための管が設けられている。
【００２１】
一対の加速電極５０は、磁極１０Ａ，１０Ｂのバレー１２に配置されている。そして、加速電極５０の先端部同士が、接続部材により機械的且つ電気的に接続されている。なお、接続部材の形態は特に限定されず、様々な形状を採用可能である。例えば、一対の加速電極５０の先端部同士は電気的に接続されていなくてもよい。この場合、一対の加速電極５０に対して別々に高周波の電圧を供給してもよい。
【００２２】
磁極１０Ａ，１０Ｂの中心位置には、負イオン源装置で生成された荷電粒子Ｐを真空箱４０内に供給するイオン供給口１３が設けられている。負イオン源装置は、水素ガス等の原材料中でアーク放電を行って荷電粒子Ｐを生成する装置である。負イオン源装置で生成された荷電粒子Ｐは、イオン供給口１３を介して真空箱４０内に引き込まれるように供給され、高周波の電圧がかけられている加速電極５０によって周回しながら加速し、次第にエネルギーを増していく。エネルギーが増すと荷電粒子Ｐの回転半径は大きくなり、螺旋運動をしているような周回軌道を描く。周回軌道は、一対の磁極１０Ａ，１０Ｂの間の中央の平面である加速平面（メディアンプレーン）上に位置する。なお、負イオン源装置は、粒子加速器１００の外部に配置されていてもよいし、粒子加速器１００の内部に設けられていてもよい。
【００２３】
次に、図３を参照して、シム１６の配置、及び荷電粒子線Ｂのビーム形状調整方法について詳細に説明する。図３は、図１の粒子加速器１００のシム１６の配置を示す平面図である。なお、図３においては、一方の磁極１０Ａのみを示し、他方の磁極１０Ｂを省略している。図３に示されるように、複数のシム１６は、ヒル１１の側面１４に取り付けられている。荷電粒子が加速される加速平面の中心Ｃから所定距離内の領域Ｒにおいて、複数のヒル１１のうち一のヒル１１に取り付けられたシム１６の厚さＴと、加速平面の中心Ｃを挟んで一のヒル１１と対向する他のヒル１１に取り付けられたシム１６の厚さＴとは、互いに異なっている。本実施形態では、一のヒル１１において略同一形状のシム１６を取り付ける数を変更することによって厚さＴを調整している。ここで、厚さＴ」とは、シム１６が取り付けられたヒル１１の側面１４に直交する方向におけるシム１６の合計の寸法である。また、加速平面の中心Ｃから「所定距離内の領域Ｒ」とは、例えば、中心Ｃから、磁極１０Ａ，１０Ｂの半径の５％〜５０％の距離以内の領域とすることができる。一例として、領域Ｒは、中心Ｃから半径１００ｍｍ以内の領域とすることができる。なお、図３においては、領域Ｒより外に配置されたシム１６を省略している。
【００２４】
本実施形態では、４つのヒル１１をヒル１１Ａ〜１１Ｄとすると、ヒル１１Ａとヒル１１Ｃとが中心Ｃを挟んで対向しており、ヒル１１Ｂとヒル１１Ｄとが中心Ｃを挟んで対向している。ヒル１１Ａの側面１４にはシム１６が取り付けられておらず、ヒル１１Ｃの側面１４には、２つのシム１６が重ねられた状態で取り付けられている。ヒル１１Ｂ，１１Ｄの側面１４には、それぞれ１つのシム１６が取り付けられている。このようにシム１６を非対称に取り付けることにより、シム１６が取り付けられていないヒル１１Ａの近傍の磁場は、シム１６が取り付けられたヒル１１Ｃの近傍の磁場より弱くなっている。
【００２５】
以上説明したように、粒子加速器１００では、加速平面の中心Ｃから所定距離内の領域Ｒにおいて、一のヒル１１（ヒル１１Ａ）に取り付けられたシム１６の厚さＴと、加速平面の中心Ｃを挟んで一のヒル１１（ヒル１１Ａ）と対向する他のヒル１１（ヒル１１Ｃ）に取り付けられたシム１６の厚さＴとは互いに異なる。一般的に、粒子加速器では、荷電粒子Ｐの加速軌道の中心と加速平面の中心Ｃとを一致させることが好ましいとされている。このため、シム１６は加速平面の中心Ｃに対して略回転対称となるように配置されている。しかしながら、このような粒子加速器においては、図４（ａ）に示されるように磁極のヒルの径方向外側から荷電粒子線Ｂを取り出す場合（すなわち、荷電粒子線Ｂとヒルの径方向外側の端面における接線とがなすエッジ角εが０より小さくなる場合）、エッジ効果により一対の磁極が対向する垂直方向に荷電粒子を発散させる発散力が働く。その結果、荷電粒子線Ｂのビーム形状は、図４（ｂ）に示されるように、垂直方向に延びた形状となる。
【００２６】
これに対し、本実施形態のように、加速平面の中心Ｃに対してシム１６が非対称に配置されていることにより、径方向において、加速される荷電粒子Ｐの軌道の中心が加速平面の中心Ｃからずれる。すなわち、中心Ｃから所定距離内の領域Ｒの近傍においてセンタリングが悪くなる。その結果、荷電粒子線Ｂのビーム形状が径方向に広がる。したがって、一対の磁極１０Ａ，１０Ｂが対向する垂直方向に荷電粒子Ｐを発散させる発散力が働く位置（すなわち、磁極１０Ａ，１０Ｂのヒル１１の径方向外側）から荷電粒子線Ｂを出射させる場合、垂直方向及び径方向の両方向において荷電粒子線Ｂが広がるので、荷電粒子線Ｂのビーム形状の変形を抑制することができる。これにより、荷電粒子線Ｂのビーム形状を円形状に近づけることができるので、フォイルストリッパーのフォイルへの熱負荷を低減できる。
【００２７】
ここで、図５を参照して、粒子加速器の作用について説明する。図５（ａ）は、シムが加速平面の中心Ｃに対して略回転対称となるように配置された場合の荷電粒子線Ｂのビーム形状を示すシミュレーション結果であり、図５（ｂ）は、本実施形態のように、加速平面の中心Ｃに対してシム１６が非対称に配置されている場合の荷電粒子線Ｂのビーム形状を示すシミュレーション結果である。図５（ａ）に示されるように、シムが加速平面の中心Ｃに対して略回転対称となるように配置された場合の荷電粒子線Ｂのビーム形状は、径方向（Ｘ軸方向）のビーム径が５．９ｍｍ、垂直方向（Ｚ軸方向）のビーム径が１１．５ｍｍであり、垂直方向に延びた楕円形状となっている。一方、図５（ｂ）に示されるように、加速平面の中心Ｃに対してシム１６が非対称に配置されている場合の荷電粒子線Ｂのビーム形状は、径方向（Ｘ軸方向）のビーム径が１２．８ｍｍ、垂直方向（Ｚ軸方向）のビーム径が１１．９ｍｍであり、円形状に近いビーム形状となっている。以上のシミュレーション結果から、加速平面の中心Ｃから所定距離内の領域Ｒにおいて、加速平面の中心Ｃに対してシム１６が非対称に配置されていることにより、荷電粒子線Ｂのビーム形状の変形を抑制できるので荷電粒子線Ｂのビーム形状を円形状に近づけることができ、フォイルストリッパーのフォイルへの熱負荷が低減されることが確認できる。
【００２８】
次に、再び図３を参照して、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線Ｂのビーム形状調整方法について説明する。本実施形態に係る荷電粒子線Ｂのビーム形状調整方法は、加速平面の中心Ｃから所定距離内の領域Ｒにおいて、複数のヒル１１のうち一のヒル１１に取り付けられたシム１６の少なくとも一部を取り外し、加速平面の中心Ｃを挟んで一のヒルと対向する他のヒル１１に取り付ける工程を含んでいる。すなわち、本実施形態では、一のヒル１１において略同一形状のシム１６の数を変更することによって厚さＴを調整している。
【００２９】
一般的な粒子加速器においては、図３の点線部に示されるように、ヒル１１Ａにもシム１６が配置されている。すなわち、加速平面の中心Ｃに対して略回転対称となるようにシム１６が配置されている。これに対し、本実施形態では、ヒル１１Ａに取り付けられていたシム１６を取り外し、ヒル１１Ａに対向するヒル１１Ｃに取り外したシム１６を取り付ける。これにより、ヒル１１Ａにはシム１６が取り付けられておらず、ヒル１１Ｃには２つのシム１６が取り付けられた状態となっている。このようにシム１６が取り付けられる位置を調整することにより、シム１６が取り付けられていないヒル１１Ａの近傍の磁場は弱くなり、シム１６が取り付けられたヒル１１Ｃの近傍の磁場は強くなる。より具体的には、シム１６が取り付けられていたヒル１１Ａの側面１４の位置を周方向の０°とし、シム１６が追加されたヒル１１Ｃの側面１４の位置を周方向の１８０°とすると、０°の位置で弱く、１８０°の位置で強い磁場が形成される。このため、ヒル１１Ａに取り付けられていたシム１６をヒル１１Ｃに取り付けた場合であっても、磁場の等時性を保つことができる。
【００３０】
上記のように、荷電粒子線Ｂのビーム形状調整方法は、加速平面の中心Ｃから所定距離内の領域Ｒにおいて、複数のヒル１１のうち一のヒル１１（ヒル１１Ａ）に取り付けられたシム１６の少なくとも一部を取り外し、加速平面の中心Ｃを挟んで一のヒル１１（ヒル１１Ａ）と対向する他のヒル１１（ヒル１１Ｃ）に取り付ける工程を含む。換言すると、荷電粒子線Ｂのビーム形状調整方法は、複数のヒル１１のうち一のヒル１１（ヒル１１Ａ）に取り付けられたシム１６の厚さＴを薄くし、加速平面の中心Ｃを挟んで一のヒル１１（ヒル１１Ａ）と対向する他のヒル１１（ヒル１１Ｃ）のシム１６の厚さＴを厚くする工程を含む。このように、シム１６が取り付けられる位置を変更してシム１６の厚さＴを調整することにより、径方向において、加速される荷電粒子Ｐの軌道の中心を加速平面の中心Ｃからずらすことができる。すなわち、中心Ｃから所定距離内の領域Ｒの近傍においてセンタリングが悪くすることができる。その結果、荷電粒子線Ｂのビーム形状が径方向に広がる。したがって、一対の磁極１０Ａ，１０Ｂが対向する垂直方向に荷電粒子Ｐを発散させる発散力が働く位置（すなわち、磁極１０Ａ，１０Ｂのヒル１１の径方向外側）から荷電粒子線Ｂを出射させる場合、垂直方向及び径方向の両方向において荷電粒子線Ｂが広がるので、荷電粒子線Ｂのビーム形状の変形を抑制することができる。
【００３１】
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、ヒル１１Ａにシム１６が取り付けられておらず、ヒル１１Ｃに２つのシム１６が取り付けられている例について説明したが、加速平面の中心Ｃを挟んで互いに対向するヒル１１に取り付けられたシム１６の厚さが非対称になっていればよく、磁場の等時性が保たれる範囲内で、シム１６の厚さは適宜変更可能である。例えば、ヒル１１Ｃに３つ以上のシム１６が取り付けられていてもよく、この場合、ヒル１１Ａには１つ又は２つのシム１６が取り付けられていてもよい。
【００３２】
また、上記の実施形態では、ヒル１１Ａに取り付けられるシム１６の厚さとヒル１１Ｃに取り付けられるシム１６の厚さとが互いに異なる例について説明したが、ヒル１１Ｂに取り付けられるシム１６の厚さとヒル１１Ｄに取り付けられるシム１６の厚さとも互いに異なっていてもよい。
【００３３】
また、上記の実施形態では、一のヒル１１において略同一形状のシム１６を取り付ける数を変更することによって厚さＴを調整する例について説明したが、例えば、異なる厚さを有するシムをシム１６と取り替えることによって厚さＴを調整してもよい。
【００３４】
また、上記の実施形態では、ヒル１１Ａから１つのシム１６を取り外してヒル１１Ｃに取り付ける方法について説明したが、ヒル１１Ａから複数のシム１６を取り外してヒル１１Ｃに取り付けてもよい。また、ヒル１１Ｂからシム１６を取り外してヒル１１Ｄに取り付けてもよい。
【００３５】
なお、フォイルストリッパー３０が配置される位置はヒル１１が対向する領域であればよく、シム１６が非対称に配置されたヒル１１の位置に限定されない。すなわち、上記の実施形態では、ヒル１１Ａとヒル１１Ｃとでシム１６の数が異なる構成となっているが、ヒル１１Ａが対向する領域、ヒル１１Ｂが対向する領域、ヒル１１Ｃが対向する領域、及びヒル１１Ｄが対向する領域のいずれの領域にフォイルストリッパー３０を配置してもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０Ａ，１０Ｂ…磁極、１１…ヒル、１２…バレー、１４，１５…側面、１６…シム、３０…フォイルストリッパー、１００…粒子加速器、Ｂ…荷電粒子線、Ｃ…中心、Ｐ…荷電粒子、Ｒ…領域。
【図１】
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【図２】
2019175767.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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