(57)【要約】【課題】電磁石電源の電流の異常低下時にも電磁石を正常に動作させるとともに、その間にビームの取出しを確実に停止させることが可能な加速器のビーム出射保護装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、加速器のビーム出射保護装置は、加速器の電磁石１に電流を供給する電磁石電源２と、電磁石電源２の出力側の両端に接続され、電磁石電源２の電流の異常低下時に電磁石１と導通可能なスイッチング素子としての保護スイッチ３と、電磁石電源２と直列に接続されて、電磁石電源２の電流の異常低下時に電磁石１に電流を供給可能な補助電源６と、保護スイッチ３と電磁石１との間に接続され、補助電源６の起動時に電磁石１に電流を供給するように整流する整流素子としてのダイオード５と、電磁石電源２の電流の異常低下時に電磁石電源２から停止信号を得て、補助電源６の電流供給中に加速器のビームを停止させるビーム停止装置８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速器の電磁石に電流を供給する電磁石電源と、
前記電磁石電源の出力側の両端に接続され、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石と導通可能なスイッチング素子と、
前記電磁石電源と直列に接続されて、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石に電流を供給可能な補助電源と、
前記スイッチング素子と前記電磁石との間に接続され、前記補助電源の起動時に前記電磁石に電流を供給するように整流する整流素子と、
前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石電源から停止信号を得て、前記補助電源の電流供給中に加速器のビームを停止させるビーム停止装置と、
を備えることを特徴とする加速器のビーム出射保護装置。
【請求項２】
前記補助電源は、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石を動作させる保護動作の間のみ動作させる容量としたことを特徴とする請求項１に記載の加速器のビーム出射保護装置。
【請求項３】
前記補助電源は、電力を蓄える蓄電装置を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の加速器のビーム出射保護装置。
【請求項４】
前記電磁石電源の電流計測信号を前記補助電源に出力し、前記補助電源は、起動と同時に前記電流計測信号に基づいて前記補助電源の電流を制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の加速器のビーム出射保護装置。
【請求項５】
非運用時に前記補助電源に対して起動信号を出力して前記補助電源を動作させて前記補助電源の異常の有無を確認するテスト装置を設けたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の加速器のビーム出射保護装置。
【請求項６】
前記スイッチング素子をダイオードとしたことを特徴とする請求項１に記載の加速器のビーム出射保護装置。
【請求項７】
ビームを周回させて所定のエネルギーまで加速するシンクロトロン加速器と、
前記シンクロトロン加速器の電磁石に電流を供給する電磁石電源と、
前記シンクロトロン加速器により加速されたビームを取り出す取出し機器と、
前記取出し機器により取り出されたビームを照射対象に照射する照射装置と、
前記電磁石電源の出力側の両端に接続され、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石と導通可能なスイッチング素子と、
前記電磁石電源と直列に接続されて、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石に電流を供給可能な補助電源と、
前記スイッチング素子と前記電磁石との間に接続され、前記補助電源の起動時に前記電磁石に電流を供給するように整流する整流素子と、
前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石電源から停止信号を得て、前記補助電源の電流供給中に加速器のビームを停止させるビーム停止装置と、
を備えることを特徴とする粒子線治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、荷電粒子ビーム(以下、単にビームという)を加速する加速器のビーム出射保護装置及びこれを用いた粒子線治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁場を用いた粒子加速器では、各種の電磁石を用いてビームの偏向や収束を行っている。シンクロトロン加速器の場合は、偏向電磁石によりビームが円形軌道を周回するようにし、四極電磁石によりビームを収束させる等、複数の種類の電磁石を備えている。このような電磁石には、それぞれ電磁石電源から電流が供給されて磁場を発生させる。シンクロトロン加速器では、ビームを加速する場合、低エネルギーでビームを入射させて磁場強度を増加させながら高周波電力によりビームにエネルギーを与えて加速する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような加速器を用いて高エネルギービームを発生させ、その高エネルギービームをがん治療に利用されるようになってきている。例えば、特許文献２には、このような粒子線治療装置におけるビーム出射装置の技術が記載されている。すなわち、この特許文献２には、医療用のビームをシンクロトロン加速器から取出し装置によってどのように取り出すかの技術が記載されている。
【０００４】
図８は従来の加速器システムの電磁石と電磁石電源との接続構成の一例を示す回路図である。
【０００５】
図８に示すように、加速器システムの電磁石１には、電磁石電源２が接続されている。この電磁石電源２は、その出力の両端に保護スイッチ３が接続されている。電磁石電源２は、電磁石１に電流を供給する。
【０００６】
このような加速器システムでは、電磁石電源２が何らかの原因で異常を検出すると、出力を停止するとともに、保護スイッチ３に保護信号４が出力される。保護スイッチ３は、保護信号４により導通（ＯＮ）させて電磁石電源２の出力を０として、電磁石１へ供給される電流が保護スイッチ３を還流しながら減衰する。このように保護スイッチ３を使用することで、電磁石１のインダクタンスによって発生する異常電圧から電磁石電源２を保護することができる。加速器システムでは、このような電磁石１と電磁石電源２を組み合わせた構成が複数設けられている。
【０００７】
しかし、図８に示す接続構成では、ビームの出射中に、加速器の特定の電磁石電源２が故障すると、瞬間的にビームが取り出されてしまい、計画外のビームが照射されてしまう問題がある。このような事態を回避するためには、例えば、特許文献３に記載されたように、電磁石電源を二重化して一方の電磁石電源が故障しても代替の他方の電磁石電源を動作させることが考えられる。
【０００８】
この特許文献３においては、直流電源（以下、主電源という）の交流入力が突然絶たれた場合（すなわち停電時）、急激な電流変化による電磁石への影響を発生させないように、直流可変電圧電源（以下、代替電源という）に切り替えるようにしている。すなわち、停電の場合に主電源は、出力電圧を発生せず、それと同時に代替電源への切り替えを行っている。
【０００９】
しかし、上記特許文献３は、主電源そのものの故障、特に整流素子の故障により出力端が短絡状態になった場合、代替電源を接続した瞬間に主電源の短絡箇所に過大な電流が流れて、必要な電圧を発生することができないばかりか、故障を拡大させる問題がある。したがって、上記特許文献３は、実際には加速器に採用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−１２４１４９号公報
【特許文献２】特開平１０−１６２９９９号公報
【特許文献３】特開平２−４７７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、一つの電磁石電源が故障等により異常を生じた場合、図８に示すようにその電磁石電源２は、出力端の保護スイッチ３を導通させて保護動作を行うことで、異常の拡大を防止しようとしている。しかし、それにより電磁石１の電流が突然に低下することで、他の設備に悪影響を与えるとともに、加速したビームを正常に停止することができないという問題を生ずることがある。
【００１２】
従来のシンクロトロン加速器では、電磁石の電流値が急激に低下することによる影響が小さくほとんど問題とされなかった。しかし、近年、高出力のビームを利用するケースやがん治療の用途が拡がり、ビームを正常に停止させられないことによって人体への予期しない放射線被曝が問題となる可能性も生じてきている。
【００１３】
シンクロトロン加速器で加速されて周回しているビームは、取出し装置により所定の時間をかけて制御しながらシンクロトロン加速器の外部に取り出されて利用される。このとき、シンクロトロン加速器を構成する電磁石の一つが電磁石電源の故障等により突然電流の低下を開始すると、ビームの取出し量を制御することができないほど、短時間に予定外の量のビームが取り出されるという問題がある。
【００１４】
また、上記特許文献３のように、代替電源を単に並列に接続する方法では、上述したように、電磁石電源の短絡事故等の故障に対処することができないという問題がある。
【００１５】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、電磁石電源の電流の異常低下時にも電磁石を正常に動作させるとともに、その間にビームの取出しを確実に停止させることが可能な加速器のビーム出射保護装置及び粒子線治療装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態に係る加速器のビーム出射保護装置は、加速器の電磁石に電流を供給する電磁石電源と、前記電磁石電源の出力側の両端に接続され、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石と導通可能なスイッチング素子と、前記電磁石電源と直列に接続されて、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石に電流を供給可能な補助電源と、前記スイッチング素子と前記電磁石との間に接続され、前記補助電源の起動時に前記電磁石に電流を供給するように整流する整流素子と、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石電源から停止信号を得て、前記補助電源の電流供給中に加速器のビームを停止させるビーム停止装置と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の実施形態に係る粒子線治療装置は、ビームを周回させて所定のエネルギーまで加速するシンクロトロン加速器と、前記シンクロトロン加速器の電磁石に電流を供給する電磁石電源と、前記シンクロトロン加速器により加速されたビームを取り出す取出し機器と、前記取出し機器により取り出されたビームを照射対象に照射する照射装置と、前記電磁石電源の出力側の両端に接続され、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石と導通可能なスイッチング素子と、前記電磁石電源と直列に接続されて、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石に電流を供給可能な補助電源と、前記スイッチング素子と前記電磁石との間に接続され、前記補助電源の起動時に前記電磁石に電流を供給するように整流する整流素子と、前記電磁石電源の電流の異常低下時に前記電磁石電源から停止信号を得て、前記補助電源の電流供給中に加速器のビームを停止させるビーム停止装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の実施形態によれば、電磁石電源の電流の異常低下時にも電磁石を正常に動作させるとともに、その間にビームの取出しを確実に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の加速器のビーム出射保護装置を示す回路図である。
【図２】第１実施形態の各信号等の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】第１実施形態を適用した粒子線治療装置を示す概略平面図である。
【図４】図３のシンクロトロンにおいて三次共鳴を用いたビーム振幅の増大を示す説明図である。
【図５】第２実施形態の加速器のビーム出射保護装置における補助電源を示す回路図である。
【図６】第３実施形態の加速器のビーム出射保護装置を示す回路図である。
【図７】第４実施形態の加速器のビーム出射保護装置における補助電源を示す回路図である。
【図８】従来の加速器システムの電磁石と電磁石電源との接続構成の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る加速器のビーム出射保護装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態の加速器のビーム出射保護装置を示す回路図である。図２は第１実施形態の各信号等の動作を示すタイミングチャートである。図３は第１実施形態を適用した粒子線治療装置を示す概略平面図である。図４は図３のシンクロトロンにおいて三次共鳴を用いたビーム振幅の増大を示す説明図である。
【００２２】
まず、本実施形態を適用した重粒子線治療装置について、図３に基づいて説明する。
【００２３】
図３に示すように、本実施形態を適用した粒子線治療装置は、水平面内に設置されたシンクロトロン加速器１０と、図示しないビーム入射系と、ビーム輸送系３０とを有する。
【００２４】
シンクロトロン加速器１０は、周回軌道形成用偏向電磁石（以下、単に形成用偏向電磁石ともいう。）１１と、周回ビーム収束用四極電磁石１２と、取出し機器としての出射用偏向器１３と、出射軌道調整用偏向電磁石（以下、単に調整用偏向電磁石ともいう。）１４と、出射用偏向電磁石１５と、高周波加速装置１６と、を備える。ここで、調整用偏向電磁石１４とは、バンプ電磁石のことである。
【００２５】
形成用偏向電磁石１１は、シンクロトロン加速器１０内に入射したビームを偏向して周回軌道を形成する。周回ビーム収束用四極電磁石１２は、ビームが安定して周回するように収束させる。出射用偏向器１３は、ビームの出射に遅い取り出し方法を用いて水平方向に取り出すときの入口となる。すなわち、出射用偏向器１３は、ビームを出射する際にビームの安定領域から外れた共鳴領域のビームを徐々に取り出すための入口となる。
【００２６】
調整用偏向電磁石１４は、ビームの周回方向に対して出射用偏向器１３の前後に配置されている。調整用偏向電磁石１４は、シンクロトロン加速器１０内からビームを出射する際に、ビームの周回軌道を出射用偏向器１３側に近付けて出射中のビームがシンクロトロン加速器１０内の他の構成機器と衝突するのを防止する。この出射用偏向器１３側に近付けたビーム軌道を以下、バンプ軌道という。
【００２７】
出射用偏向電磁石１５は、出射用偏向器１３から取り出されたビームをシンクロトロン加速器１０の外部に出射するために偏向する。高周波加速装置１６は、ビームを加速又は減速するための高周波電場を発生させる装置である。
【００２８】
ビーム輸送系３０は、シンクロトロン加速器１０の外側に配置されている。ビーム輸送系３０は、ビーム輸送系四極電磁石３１と、ビーム輸送系偏向電磁石３２と、照射装置３３とを備えている。
【００２９】
次に、本実施形態を適用した粒子線治療装置の作用を説明する。
【００３０】
まず、図示しないビーム入射系からシンクロトロン加速器１０にビームが入射すると、このビームは、高周波加速装置１６によって所定のエネルギーまで加速された後、出射用偏向電磁石１５によってシンクロトロン加速器１０の外側へ出射される。１回の入射ビームを複数のエネルギーで出射する必要がある場合には、更に高周波加速装置１６で加速あるいは減速した後に出射用偏向電磁石１５によってビームを出射し、これを要求される出射エネルギーの数に応じて繰り返す。
【００３１】
そして、シンクロトロン加速器１０から取り出されたビームは、ビーム輸送系３０のビーム輸送系四極電磁石３１及びビーム輸送系偏向電磁石３２を経て照射装置３３に輸送される。この照射装置３３により照射対象である、例えばがん患者の患部に照射されてがん治療に用いられる。
【００３２】
次に、本実施形態の加速器のビーム出射保護装置の構成を図１に基づいて説明する。
【００３３】
なお、従来の構成と同一又は対応する部分には、図８と同一の符号を用いて説明する。また、本実施形態の加速器のビーム出射保護装置は、図３に示す形成用偏向電磁石１１、周回ビーム収束用四極電磁石１２、調整用偏向電磁石１４、出射用偏向電磁石１５、ビーム輸送系四極電磁石３１、及びビーム輸送系偏向電磁石３２の全ての電磁石に適用可能である。そのため、図１では、これらの電磁石を纏めて電磁石１として説明する。
【００３４】
図１に示すように、電磁石１には、電磁石電源２が接続されている。この電磁石電源２出力側の両端には、スイッチング素子としての保護スイッチ３が接続されている。この保護スイッチ３と電磁石１との間には、整流素子としてのダイオード５が接続されている。補助電源６は、ダイオード５のアノード側及びカソード側の両端に接続されている。すなわち、補助電源６は、電磁石電源２と直列に接続されている。電磁石電源２には、ビーム停止装置８が接続されている。
【００３５】
電磁石電源２の故障等により電流が異常に低下した時には、電磁石電源２は、保護スイッチ３に保護信号４を、補助電源６に起動信号７を、ビーム停止装置８に停止信号９をそれぞれ出力する。
【００３６】
次に、本実施形態のビーム出射保護装置の動作を説明する。
【００３７】
図１に示すように、電磁石電源２の正常動作時には、電磁石電源２から電磁石１に電流が供給され、補助電源６は出力電圧を発生していない。図２に示すように、電磁石電源２が何らかの原因で故障して電流が異常に低下したことを検出すると、電磁石電源２から出力された保護信号４により保護スイッチ３を導通（ＯＮ）させる。この保護スイッチ３が導通すると、電磁石電源２の出力を０とすると同時に、補助電源６に起動信号７を出力する。この補助電源６は、ダイオード５の両端に電圧を発生させて、電流を低下させず正常動作時の電流を維持する。
【００３８】
同時に、電磁石電源２は、ビーム停止装置８に停止信号９を出力する。このビーム停止装置８は、通常の停止動作を行う。このビーム停止装置８による出射停止動作については、従来と同様に、各種の電源装置を停止する、ビーム出射装置から出射するビームを停止する、ビームを加速するための高周波電力の供給を停止する等の動作を安全に行う。ビームの出射停止動作を終了し、電磁石１の電流を維持する必要がなくなったタイミング（本実施形態では、約１０ｍｓ）で、補助電源６は出力を停止し、電磁石１の電流は徐々に減衰を開始する。
【００３９】
すなわち、電磁石電源２は、故障等により電流が異常に低下したと同時に保護信号４、起動信号７、及び停止信号９を出力し、ビーム出射の停止動作中は、補助電源６が動作することで電磁石１の電流は維持され、ビーム出射の停止動作の終了後に補助電源６の動作を停止させることで電磁石１の電流を低下させるようにしている。
【００４０】
なお、本実施形態において、補助電源６は、出力すべき電流値信号を起動信号７とともに電磁石電源２から得ることもできるし、また補助電源６の内部に設けたパターンメモリに記憶しておくこともできる。
【００４１】
次に、本実施形態の加速器のビーム出射保護装置の具体的な作用について説明する。
【００４２】
図３に示すように、シンクロトロン加速器１０で加速されて周回しているビームは、出射用偏向器１３により所定の時間をかけて制御しながらシンクロトロン加速器１０外に取り出されて利用される。
【００４３】
ビームの取出し時には、ビームを共鳴と呼ばれる不安定状態に近付け、周回ビームの安定領域を狭める。安定領域から外れた共鳴領域のビームは、振幅が増大される。そして、増大された振幅によって、ビームは、最終的にシンクロトロン加速器１０の外周側に配置された出射用偏向器１３の位置まで広がることで、外側へ取り出される。これは遅い取り出し方法として知られている。
【００４４】
三次共鳴を用いてビーム振幅を増大する状態を位相空間上で表したものが図４である。図４において、横軸が水平方向におけるビームの進行方向に垂直な方向（Ｘ軸方向）であり、縦軸がＸ軸方向の変位をビームの進行方向の変位で微分した微分値を示すＸ’軸である。
【００４５】
シンクロトロン加速器１０内を周回する多数の粒子のベータトロン振動の三次共鳴と、当該多数の粒子に対する六極磁場の摂動により、図４に示す横方向位相空間（横軸がＸ軸、縦軸がＸ’軸）上に見られるように、粒子線のビームは安定領域と共鳴領域とに分けられる。粒子線のビームにおける三角形で描かれた安定領域の外側は共鳴領域になるので、共鳴領域に入った粒子のベータトロン振幅は増大し、出射用偏向器１３によりシンクロトロン加速器１０から取り出される。
【００４６】
そして、シンクロトロン加速器１０から取り出されたビームは、ビーム輸送系３０のビーム輸送系四極電磁石３１及びビーム輸送系偏向電磁石３２を経て照射装置３３に輸送される。この照射装置３３により照射対象である患者の患部に照射されてがん治療に用いられる。
【００４７】
ところで、シンクロトロン加速器１０を構成する電磁石１の一つが電磁石電源２の故障等により突然電流の低下を開始すると、シンクロトロン加速器１０内における磁場が予め設定されている磁場からずれて磁場強度が低下し、上記安定領域が急激に狭くなる場合がある。すなわち、上記安定領域が急激に狭くなると、上記共鳴領域が急激に拡がる。この場合には、ビームの取出し量を制御することができないほど、短時間に予定外の量のビームが取り出されることとなる。
【００４８】
そのため、予定外の量のビームは、ビーム輸送系３０のビーム輸送系四極電磁石３１及びビーム輸送系偏向電磁石３２を経て照射装置３３に輸送される。この照射装置３３の照射対象ががん患者である場合は、照射装置３３によりがん患者の患部に予定外の量のビームが照射されることとなり、がん患者が被曝することとなる。
【００４９】
そこで、本実施形態では、電磁石電源２の故障により短絡状態となったとしても、補助電源６が電流を一定に制御することができるため、電磁石１の電流は維持されると同時に、電磁石電源２に過電流が生じることもない。電磁石１の電流が維持されている間にビームの停止信号９により、ビーム停止装置８は、ビームを確実に停止することができるので、異常なビームの供給や患者に対する不要な被曝の問題を回避することができる。
【００５０】
このように本実施形態によれば、電磁石電源２の電流の異常低下時にも電磁石１を正常に動作させるとともに、その間にビームの取出しを確実に停止することができる。そのため、異常なビームを供給することがなくなり、患者に対する不要な被曝を防止することが可能となる。
【００５１】
なお、本実施形態において、補助電源６は、上述したように電磁石電源２の電流の異常低下時に電磁石１を正常に動作させる保護動作の間のみ動作させるため、短時間の動作が可能な容量とすることができる。そのため、補助電源６の容量を小さくすることができるので、低価格化を図ることが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態では、スイッチング素子として保護スイッチ３を用いた例について説明したが、保護スイッチ３の代わりにダイオードを用いてもよい。この場合、上記のように電流の異常低下時は、電磁石電源２への電源電流の供給を遮断することによって発生電圧を０とする。
【００５３】
さらに、本実施形態では、整流素子としてダイオード５を用いた例について説明したが、これに限らず、例えば整流管，サイラトロン，水銀整流器等の電子管，シリコン，セレン等の半導体を用いた整流器（サイリスタ）等でも適用可能である。
【００５４】
（第２実施形態）
図５は第２実施形態の加速器のビーム出射保護装置における補助電源を示す回路図である。なお、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を付して異なる構成及び作用について説明する。その他の実施形態も同様とする。
【００５５】
図５に示すように、本実施形態の補助電源６は、蓄電装置６１、変換装置６２、この蓄電装置６１を充電する充電器６３、及び変換装置６２を制御する制御装置６４を備える。制御装置６４には、上記起動信号７の他、電磁石１に供給する電流の電流計測信号６５が入力される。
【００５６】
補助電源６は、上述したように一定時間のみ動作させるので、本実施形態では、蓄電装置６１に蓄えられた電力のみを利用して電流の供給を行う。なお、蓄電装置６１としては、コンデンサ、バッテリ、及び磁場エネルギー蓄積装置等が挙げられる。
【００５７】
また、制御装置６４は、電流計測信号６５に基づいて変換装置６２から印加される出力電圧を制御する。この変換装置６２としては、トランジスタ等のスイッチング素子が用いられる。電流計測信号６５は、ダイオード５に流れる電流の計測信号である。
【００５８】
このように本実施形態によれば、補助電源６が電力を蓄える蓄電装置６１を有することにより、停電時にも補助電源６を動作させることが可能となり、停電に起因する異常なビームの取り出しを回避することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
図６は第３実施形態の加速器のビーム出射保護装置を示す回路図である。
【００６０】
図６に示すように、本実施形態では、電磁石電源２から補助電源６に電流計測信号７１を出力する。この電流計測信号７１は、電磁石電源２が出力電流の制御を行うために用いている信号である。本実施形態では、この電流計測信号７１を補助電源６での電流制御にも利用するようにしている。
【００６１】
すなわち、本実施形態では、電磁石電源２は、補助電源６に対して電流計測信号７１を出力する。補助電源６は、起動と同時に電流計測信号７１に基づいて電流制御を行う。
【００６２】
したがって、本実施形態では、補助電源６の起動と同時に電流計測信号７１に基づいて電流を制御することにより、電磁石１に供給する電流の変動が抑制され、電磁石１の磁場のずれがなくなる。その結果、シンクロトロン加速器１０内における磁場が予め設定されている磁場に対してのずれが防止され、上記ビームの安定領域が狭くなって共鳴領域が拡がることがなくなる。
【００６３】
このように本実施形態によれば、補助電源６は、起動と同時に電流計測信号７１に基づいて電流制御を行うことにより、電磁石電源２の故障発生時に電流制御を連続して行うことができる。
【００６４】
したがって、本実施形態では、電磁石電源２から補助電源６への切替時の電流制御を連続して行うことができるため、電磁石１に供給する電流の変動を抑制することができる。
【００６５】
（第４実施形態）
図７は第４実施形態の加速器のビーム出射保護装置における補助電源を示す回路図である。
【００６６】
図６に示すように、本実施形態の補助電源６には、テスト装置６６が接続されている。補助電源６とテスト装置６６を合せて補助電源装置６０とする。テスト装置６６は、補助電源６から電磁石１に通電していない時（非運用時）に、定期的に補助電源装置６０を動作させて補助電源６で電圧を発生させて、その電圧が正常か否かを電圧計によりテストする。これにより補助電源６に異常がないことを確認することができる。
【００６７】
このように本実施形態によれば、テスト装置６６は、非運用時に補助電源６に対して起動信号を出力して補助電源６を動作させて補助電源６の異常の有無を確認することにより、補助電源６が故障していれば運用前に確認することができるので、より信頼性の高い電源装置を提供することができる。
【００６８】
（その他の実施形態）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６９】
例えば、前記第１実施形態では、電磁石１としてシンクロトロン加速器１０及びビーム輸送系３０の電磁石に適用した場合について説明したが、これに限らず図示しないビーム入射系の四極電磁石、偏向電磁石にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１…電磁石、２…電磁石電源、３…保護スイッチ（スイッチング素子）、４…保護信号、５…ダイオード（整流素子）、６…補助電源、７…起動信号、８…ビーム停止装置、９…停止信号、１０…シンクロトロン加速器、１１…周回軌道形成用偏向電磁石、１２…周回ビーム収束用四極電磁石、１３…出射用偏向器（取出し機器）、１４…出射軌道調整用偏向電磁石、１５…出射用偏向電磁石、１６…高周波加速装置、３０…ビーム輸送系、３１…ビーム輸送系四極電磁石、３２…ビーム輸送系偏向電磁石、３３…照射装置、６０…補助電源装置、６１…蓄電装置、６２…変換装置、６３…充電器、６４…制御装置、６５…電流計測信号、６６…テスト装置、７１…電流計測信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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