(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのポートに入射された高周波電磁波を中心軸線に対して対称配置された２つの供給路（１ｄ，１ｅ）を介して共振空洞（Ｓ０）に導入し、該共振空洞（Ｓ０）の高周波電磁波によって電子ビームを中心軸線方向に加速する１ポートダブルフィード方式の加速管において、
中心軸が同軸となるように複数連接することによって前記共振空洞（Ｓ０）を形成する同一外径かつ中空円筒状の加速セル（２）と、
当該加速セル（２）に中心軸が同軸となるように連接すると共に当該加速セル（２）と外径及び軸方向長さが同一の円筒状であって、外部から供給される高周波電磁波を共振空洞（Ｓ０）に対して中心軸線方向に隣接すると共に電子ビームを導入するための電子ビーム導入ポート（１ｃ）を囲むようにドーナッツ状に形成されるカップリング空洞（１ｂ）内に導き入れ、該カップリング空洞（１ｂ）から中心軸線に対して対称配置された２つの供給路（１ｄ，１ｅ）を介して前記共振空洞（Ｓ０）に導入するカップリングセル（１）と、を具備することを特徴とする加速管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に高周波（ＲＦ）電磁波を用いて電子等の荷電粒子を加速する加速管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の加速管は、ＲＦ電磁波を中空円筒状の加速管内に導く一方、加速管の中心軸線に沿って電子ビームを注入し、ＲＦ電磁波の電界の作用によって電子ビームを速管の中心軸線方向に加速するものである。このような加速管では、加速管内にＲＦ電磁波を導入する形式によって、１ポート１フィード方式、２ポートダブルフィード方式あるいは１ポートダブルフィード方式等がある。
【０００３】
１ポート１フィード方式は、加速管側面の一箇所にＲＦ電磁波導入用のポートを設け、該ポートから１つの供給路（フィード）を介して加速管内にＲＦ電磁波を導入するものであり、最も単純な構成を有するものである。これに対して、２ポートダブルフィード方式は、中心軸線に対して対称となる加速管側面の２箇所にポートを設け、各ポートから各々の供給路を経由してＲＦ電磁波を加速管内に導入するものである。この方式によれば、中心軸線に対して対称となる供給路からＲＦ電磁波が加速管内に導入されるので、加速管内における電界の中心軸線に対する対称性が良好となり、中心を通る電子ビームは半径方向に力を受けずまっすぐに加速される。
【０００４】
１ポートダブルフィード方式は、上記２方式の折衷方式であり、１つのポートに入射されたＲＦ電磁波を中心軸線に対して対称配置された２つの供給路を介して加速管内に導入するものである。この方式によれば、ポートが１つでよいために、ＲＦ電磁波の導入に係わる構成が１ポート１フィード方式と同様に単純であり、かつ供給路が中心軸線に対して対称配置されているので、加速管内における電界の対称性が良好となる。すなわち、この１ポートダブルフィード方式は、１ポート１フィード方式と２ポートダブルフィード方式の利点を併せ持つものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した加速管は、中空円筒状に形成された複数の加速セルを一列に連接して長尺円筒状の本体部を形成し、この本体部の一端にＲＦ電磁波を本体部内に導くと共に本体部の中心軸線に沿って電子ビームを注入するためのカップリングセルを接続することにより構成されている。例えば、特開平１１−１６６９８号公報には、このように構成された１ポート１フィード方式の加速管が開示されている。このような１ポート１フィード方式の加速管では、カップリングセルの内部構造が比較的単純なため、当該カップリングセルを加速セルと同一外形に形成することが可能である。
【０００６】
しかし、１ポートダブルフィード方式では、カップリングセル内に２つの供給路を形成する必要があるために、その内部形状が１ポート１フィード方式に比較して複雑であり、よってカップリングセルを加速セルと同一外形とすることが困難である。カップリングセルの外形が加速セルの外形よりも大型となる。加速管の組み立てにおいては、高精度に加工された各加速セル及びカップリングセルをＶブロック上に一列に並べて各加速セル及びカップリングセルの各々の内空中心が一致する状態とした上で、各加速セル及びカップリングセルを相互固定する。
カップリングセルの外形がレギュラーセルと同一でない場合には、各加速セルの内空中心に対してカップリングセルの内空中心を一致させるために煩雑な作業が必要であり、組立に時間を要する。
【０００７】
一方、加速管の据え付けやアライメントは、加速管の外形を基準として行われる。カップリングセルの外形が加速セルの外形よりも大型であると、加速管の据え付けやアライメントにおいてカップリングセルが邪魔となることがある。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、以下の点を目的とするものである。
（１）１ポートダブルフィード方式の加速管において外形を統一する。
（２）組立を容易化する。
（３）加速管の据え付けやアライメントを容易化する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明は、１つのポートに入射された高周波電磁波を中心軸線に対して対称配置された２つの供給路（１ｄ，１ｅ）を介して共振空洞（Ｓ０）に導入し、該共振空洞（Ｓ０）の高周波電磁波によって電子ビームを中心軸線方向に加速する１ポートダブルフィード方式の加速管において、中心軸が同軸となるように複数連接することによって前記共振空洞（Ｓ０）を形成する同一外径かつ中空円筒状の加速セル（２）と、当該加速セル（２）に中心軸が同軸となるように連接すると共に当該加速セル（２）と外径及び軸方向長さが同一の円筒状であって、外部から供給される高周波電磁波を共振空洞（Ｓ０）に対して中心軸線方向に隣接すると共に電子ビームを導入するための電子ビーム導入ポート（１ｃ）を囲むようにドーナッツ状に形成されるカップリング空洞（１ｂ）内に導き入れ、該カップリング空洞（１ｂ）から中心軸線に対して対称配置された２つの供給路（１ｄ，１ｅ）を介して前記共振空洞（Ｓ０）に導入するカップリングセル（１）と、を具備することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる加速管の一実施形態について詳しく説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態の断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は当該（ａ）におけるＡ−Ａ線横断面図である。この図において、符号１はカップリングセル、２は複数連接された加速セル、３は導波管（外部導波路）である。各加速セル２は、所定外径Ｄの中空円筒状に形成され、その中心軸が互いに同軸となるように連接されている。各加速セル２の中心軸方向の中間位置には、中心に円形状の開口窓２ａを有する区画壁２ｂがそれぞれ形成されている。本加速管内には、互いに隣り合う２つの区画壁２ｂによって加速セル２の中心軸方向に複数形成され、かつ、開口窓２ａによって連通する複数の共振空洞Ｓが形成されている。
【００１２】
カップリングセル１は、本発明の要部に該当するものであり、導波管３から供給される高周波電磁波を加速管内に導入させると共に、加速対称の電子ビームを加速管内に導入させるためのものである。このカップリングセル１は、図示するように、各加速セル２と同一の外径Ｄを有する円筒状に形成されていると共に、その中心軸が上記各加速セル２の中心軸と同軸となるように最端部に位置する加速セル２に連接されている。
【００１３】
さらに詳しくは、本実施形態のカップリングセル１は、その内部にカップリングアイリス１ａ、カップリング空洞１ｂ、電子ビーム導入ポート１ｃ及び２個のカップリングホール１ｄ，１ｅ（供給路）等が形成されている。カップリングアイリス１ａは、図示するようにカップリングセル１の側壁１ｆの一部に形成され、導波管３から供給される高周波電磁波の反射損失を抑える形状に形成されている。
【００１４】
カップリング空洞１ｂは、このようなカップリングアイリス１ａに連通する空洞であり、カップリングアイリス１ａを介して導波管３から供給される高周波電磁波をカップリングホール１ｄ，１ｅに供給するためのものである。このカップリング空洞１ｂは、カップリングセル１の円筒形状の側壁１ｆと当該側壁１ｆの端部にかつ中心にビーム導入口１ｇを有する外側壁１ｈと該外側壁１ｈと同一形状かつ内側に並行に設けられた内側壁１ｉと該内側壁１ｉと上記外側壁１ｈとに跨ってカップリングセル１の中心軸に沿って円筒形状に形成されたビーム導入壁１ｊとによって囲まれた空間として、側壁１ｆの内側に沿ったドーナツ状に形成されている。
【００１５】
電子ビーム導入ポート１ｃは、上記ビーム導入壁１ｊによって形成される空間であり、よってカップリングセル１の中心に中心軸に沿って形成されている。この電子ビーム導入ポート１ｃは、外部から供給される加速対象の電子ビームを本加速管内に導入するためのものである。このような電子ビーム導入ポート１ｃの一方は上記ビーム導入口１ｇによって外部に開口し、もう一方は上記内側壁１ｉとカップリングセル１に隣接する加速セル２の区画壁２ｂとによって形成される共振空洞Ｓ0（第１共振空洞）に開口している。
【００１６】
上記電子ビームは、カップリングセル１の中心軸つまり各加速セル２の中心軸と同軸の中心軸線Ｌに沿ってビーム導入口１ｇから本加速管内に入射されるようになっている。すなわち、電子ビームは、略円筒状の共振空洞Ｓ0，Ｓ及び開口窓２ａの中心に向かって外部から加速管内に入射されるようになっている。
【００１７】
また、カップリングホール１ｄ，１ｅは、カップリング空洞１ｂと第１共振空洞Ｓ0とを連通させるためのものであり、図１（ｂ）に示すように、内側壁１ｉ上において中心軸線Ｌに対して対称かつカップリングアイリス１ａに対して等距離である位置、つまり内側壁１ｉ上において中心軸線Ｌの左右に設けられた穴である。
なお、導波管３は、本加速管に高周波電磁波を供給するためのものであり、図示するように、その端部がカップリングアイリス１ａを取り囲むように側壁１ｆに取り付けられている。
【００１８】
このように、本加速管は、１つのカップリングアイリス１ａを介して外部から供給された高周波電磁波を２つのカップリングホール１ｄ，１ｅ（供給路）を介して第１共振空洞Ｓ0に導入し、この第１共振空洞Ｓ0に導入された高周波電磁波の電界及びこれに連接された複数の共振空洞Ｓに順次導入された高周波電磁波の電界よってビーム導入口１ｇから入射された電子ビームを加速管の中心軸線Ｌの方向（カップリングセル１とは逆の方向）に加速する１ポートダブルフィード方式の加速管である。
【００１９】
本加速管によれば、高周波電磁波を共振空洞Ｓ0に対して中心軸線Ｌの方向に隣接して設けられたカップリング空洞１ｂ内に導き入れ、該カップリング空洞１ｂから中心軸線Ｌに対して対称配置された２つのカップリングホール１ｄ，１ｅを介して共振空洞Ｓ0内に導入している。すなわち、共振空洞Ｓ0に対して中心軸線Ｌの方向に隣接した位置にカップリング空洞１ｂを設け、このような配置のカップリング空洞１ｂから共振空洞Ｓ0に高周波電磁波を導入するので、カップリングセル１の外径を小さく抑えることが可能であり、当該外径を容易に各加速セル２の外径と同一にすることができる。
【００２０】
例えば、共振空洞の外周にカップリング空洞を設け、このカップリング空洞から内側に位置する共振空洞に向けて形成された供給路を介して高周波電磁波を供給するような構成を採用した場合、本実施形態に比較してカップリングセルの外径が構造上どうしても大きくなる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる加速管によれば、１ポートダブルフィード方式の加速管においてカップリングセルの外径を容易に加速セルの外径と同一にすることが可能なので、加速管の外形を統一し、よって組立、据え付け及びアライメントを容易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の断面図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は当該（ａ）におけるＡ−Ａ線横断面図である。
【符号の説明】
１……カップリングセル
１ａ……カップリングアイリス
１ｂ……カップリング空洞
１ｃ……電子ビーム導入ポート
１ｄ，１ｅ……カップリングホール（供給路）
２……加速セル
２ａ……開口窓
２ｂ……区画壁
３……導波管（外部導波路）
Ｓ0，Ｓ……共振空洞
【図１】
0004572455.tif 000002