(57)【要約】【課題】空洞共振器内における加速ギャップであるドリフトチューブ間に発生する電圧のばらつきを抑制して当該電圧をほぼ一定にし、荷電粒子ビームの加速効率を向上する。【解決手段】複数のドリフトチューブのうちの第１のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交する方向に延長して上記空洞共振器の内周壁に配設された第１の支持体により、上記空洞共振器の内壁に片持ち支持され、上記第１のドリフトチューブと隣り合う第２のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交するとともに上記第１の支持体に対して垂直な方向に延長し上記第２のドリフトチューブを間に挟んで同一直線上に延長して位置する第２の支持体により、上記空洞共振器の内周壁に両側から支持されるようにした。【選択図】        図５
2007305496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞共振器内に高周波電力を導入し、前記空洞共振器内で中心軸上に沿って直線状に間隔をおいて支持された複数のドリフトチューブ間に電場を発生させることにより、荷電粒子ビームを加速するＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造において、
複数のドリフトチューブのうちの第１のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交する方向に延長して前記空洞共振器の内周壁に配設された第１の支持体により、前記空洞共振器の内壁に片持ち支持され、
前記第１のドリフトチューブと隣り合う第２のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交するとともに前記第１の支持体に対して垂直な方向に延長し前記第２のドリフトチューブを間に挟んで同一直線上に延長して位置する第２の支持体により、前記空洞共振器の内周壁に両側から支持された
ことを特徴とするＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造。
【請求項２】
空洞共振器内に高周波電力を導入し、前記空洞共振器内で中心軸上に沿って直線状に間隔をおいて支持された複数のドリフトチューブ間に電場を発生させることにより、荷電粒子ビームを加速するＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造において、
複数のドリフトチューブのうちの第１のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交する方向に延長して前記空洞共振器の内周壁に配設された第１の支持体により、前記空洞共振器の内壁に片持ち支持され、
前記第１のドリフトチューブと隣り合う第２のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交するとともに前記第１の支持体に対して所定の角度で傾斜し前記第２のドリフトチューブを間に挟んで延長して位置する第２の支持体により、前記空洞共振器の内周壁に両側から支持された
ことを特徴とするＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造。
【請求項３】
請求項２に記載のＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造において、
前記所定の角度は、任意に設定可能である
ことを特徴とするＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造。
【請求項４】
請求項３に記載のＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造において、
前記所定の角度は、０度乃至８０度である
ことを特徴とするＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載のＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造において、
前記第１の支持体は、複数の第１のドリフトチューブを支持し、前記複数の第１のドリフトチューブで共用化されるようにした
ことを特徴とするＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造。
【請求項６】
所定のドリフトチューブ配置を繰り返すように構成した空洞共振器内に高周波電力を導入し、前記ドリフトチューブ間に電場を発生させることにより、荷電粒子ビームを加速するＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造において、
ドリフトチューブ配置における所定数毎のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交する方向に延長して前記所定数毎のドリフトチューブを間に挟んで同一直線上に延長して位置する支持体により、前記空洞共振器の内周壁に両側から支持された
ことを特徴とするＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造に関し、さらに詳細には、空洞共振器内に高周波電力を導入し、空洞共振器内の中心軸上に間隔をおいて配設された複数の筒状電極であるドリフトチューブ間に形成される高周波の定在波または進行波が作る電場を利用して荷電粒子ビームを加速する方式のＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、イオンや陽子を加速するための装置として、一般にＲＦ線形加速器が知られている。
【０００３】
こうしたＲＦ線形加速器は、加速管として内部が空洞の円筒形状体を備えた空洞共振器を用いており、この空洞共振器の中心軸上に円筒形状の筒状電極であるドリフトチューブを複数個並べて配置した構成を備えている。
【０００４】
上記したＲＦ線形加速器において、空洞共振器を共振させると、中心軸方向に高周波電場が生じることになり、この中心軸に沿って、例えば、イオンビームを通過させると、イオンは高周波電場により加速されることになる。
【０００５】
ここで、図１（ａ）（ｂ）には、従来より知られたＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の一例が示されており、図１（ａ）は図１（ｂ）のＩＡ−ＩＡ線による断面図であり、一方、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩＢ−ＩＢ線による断面図である。
【０００６】
なお、本明細書においては、各図において同一あるいは相当する構成についてはそれぞれ共通の符号を付して示すものとし、重複する構成ならびに作用の説明については適宜に省略する。また。各図における各構成の寸法については、各図に図示した縮尺に従うものとする。
【０００７】
図１（ａ）（ｂ）に示す空洞共振器１０は、その中心軸Ｏ−Ｏ方向に沿って位置する両方の端面１２ａ、１２ｃの一部に孔１２ｂ、１２ｄをそれぞれ設けて開口させた銅製の略円筒形状体（この空洞共振器１０においては、円筒形状体の内部の半径を４０ｃｍとし、長さを１００ｃｍとした。）よりなり、後述するドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５、高周波電力源（図示せず。）および荷電粒子ビーム源（図示せず。）とともにＲＦ線形加速器を構成する。
【０００８】
こうした空洞共振器１０は、高周波電力源により供給される電力を導入可能であるように配置されており、また、荷電粒子ビーム源により供給される荷電粒子ビームが空洞共振器１０の中心軸Ｏ−Ｏ上に入射されるように配置されている。即ち、空洞共振器１０と荷電粒子ビーム源とは、空洞共振器１０の中心軸Ｏ−Ｏと荷電粒子ビーム源の中心軸とが同一直線上に並ぶように配置されている。
【０００９】
なお、図１においては空洞共振器１０の中心軸Ｏ−Ｏと荷電粒子ビーム源の中心軸とが同一直線上に並ぶ例を示しているが、一般的に空洞共振器と荷電粒子ビーム源との間に偏向磁石が配設されることがしばしばあり、空洞共振器中心軸と荷電粒子ビーム源の中心軸とが同一直線上に配置されない場合もある。
【００１０】
空洞共振器１０の端面１２ａには、その中心に孔１２ｂが穿設されており、孔１２ｂの中心と中心軸Ｏ−Ｏとが一致するように配置されている。
【００１１】
そして、端面１２ａにおける空洞共振器１０内部側には、円筒形状の筒状電極であるドリフトチューブ１４−１が、その開口部位と孔１２ｂとが連通するようにして配設されている。より詳細には、孔１２ｂの中心とドリフトチューブ１４−１の中心軸とが一致するように配置されており、従って、ドリフトチューブ１４−１の中心軸は中心軸Ｏ−Ｏに一致する。
【００１２】
さらに、空洞共振器１０内部側には、ドリフトチューブ１４−１と同様にその中心軸を中心軸Ｏ−Ｏに一致させて、ドリフトチューブ１４−１より所定の距離（この空洞共振器１０においては、約１２．５ｃｍとした。）だけ離れた位置にドリフトチューブ１４−２が配設されている。このドリフトチューブ１４−２は、図１（ａ）（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の上部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体１６ａによって支持されている。
【００１３】
さらにまた、空洞共振器１０内部側には、ドリフトチューブ１４−１、１４−２と同様にその中心軸を中心軸Ｏ−Ｏに一致させて、ドリフトチューブ１４−２より所定の距離（この空洞共振器１０においては、約１２．５ｃｍとした。）だけ離れた位置にドリフトチューブ１４−３が配設されている。このドリフトチューブ１４−３は、図１（ａ）（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の下部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体１６ｂによって支持されている。
【００１４】
また、空洞共振器１０内部側には、ドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３と同様にその中心軸を中心軸Ｏ−Ｏに一致させて、ドリフトチューブ１４−３より所定の距離（この空洞共振器１０においては、約１２．５ｃｍとした。）だけ離れたところにドリフトチューブ１４−４が配設されている。このドリフトチューブ１４−４は、ドリフトチューブ１４−２と同様に、図１（ａ）（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の上部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体１６ｃによって支持されている。
【００１５】
そして、端面１２ｃにおける空洞共振器１０内部側には、ドリフトチューブ１４−４より所定の距離（この空洞共振器１０においては、約１２．５ｃｍとした。）だけ離れた位置に、ドリフトチューブ１４−５がその開口部位と孔１２ｄとが連通するようにして配設されている。より詳細には、孔１２ｄの中心とドリフトチューブ１４−５の中心軸とが一致するように配置されており、従って、ドリフトチューブ１４−５の中心軸は中心軸Ｏ−Ｏに一致する。
【００１６】
即ち、この空洞共振器１０内において、ドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５は、その中心軸を中心軸Ｏ−Ｏに一致させて同一直線上に所定の間隔を開けて配置されており、また、ドリフトチューブ１４−２、１４−３、１４−４は、交互に１８０度位相を異にした位置関係にある支持体１６ａ、１６ｂ、１６ｃによって、空洞共振器１０の内周壁にそれぞれ支持されている。つまり、Ａ矢視においては、図１（ｂ）に示すように、空洞共振器１０の中心軸Ｏ−Ｏ上に配置されたドリフトチューブ１４−２、１４−３、１４−４を支持する支持体１６ａ、１６ｂ、１６ｃが、ドリフトチューブ１４−２、１４−３、１４−４を間に挟んで同一直線上に位置することになる。
【００１７】
以上の構成において、上記した支持構造によりドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５を内部に支持した空洞共振器１０を備えたＲＦ線形加速器を用いて荷電粒子を加速する際の動作について説明すると、まず、高周波電力源によって所定の周波数（例えば、１１０ＭＨｚである。）の電力を空洞共振器１０へ供給して、ドリフトチューブ間１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ（ドリフトチューブ間１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの距離は、それぞれ約１２．５ｃｍである。）のそれぞれに電場を発生させ、その状態を維持する。
【００１８】
次に、荷電粒子ビーム源より荷電粒子ビームを発生させ、その荷電粒子ビームを空洞共振器１０へ供給する。即ち、荷電粒子ビーム源より出射された荷電粒子ビームを、空洞共振器１０の端面１２ａに形成された孔１２ｂから空洞共振器１０内へ入射し、ドリフトチューブ１４−１を通過させる。ドリフトチューブ１４−１を通過してドリフトチューブ１４−１から飛び出した荷電粒子ビームは、ドリフトチューブ間１４ａを通過する間に空洞共振器１０にかけられた電圧を受けて加速され、ドリフトチューブ１４−２に入射する。
【００１９】
同様に、ドリフトチューブ１４−２を通過してドリフトチューブ１４−２から飛び出した荷電粒子ビームは、ドリフトチューブ間１４ｂを通過する間に空洞共振器１０にかけられた電圧を受けてさらに加速され、ドリフトチューブ１４−３に入射する。
【００２０】
そして、ドリフトチューブ１４−３を通過してドリフトチューブ１４−３から飛び出した荷電粒子ビームは、ドリフトチューブ間１４ｃを通過する間に空洞共振器１０にかけられた電圧を受けてさらに加速され、ドリフトチューブ１４−４に入射する。
【００２１】
次に、ドリフトチューブ１４−４を通過してドリフトチューブ１４−４から飛び出した荷電粒子ビームは、ドリフトチューブ間１４ｄを通過する間に空洞共振器１０にかけられた電圧を受けてさらに加速され、ドリフトチューブ１４−５に入射して、空洞共振器１０の端面１２ｃに形成された孔１２ｄから空洞共振器１０の外部へ出射することになる。
【００２２】
このようにして、空洞共振器１０内に荷電粒子ビームを通過させることにより、空洞共振器１０に入射したときの荷電粒子ビームよりも加速された荷電粒子ビームが得られる。
【００２３】
次に、図２（ａ）（ｂ）には、従来より知られたＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の他の例が示されており、図２（ａ）は図２（ｂ）のＩＩＡ−ＩＩＡ線による断面図であり、一方、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線による断面図である。
【００２４】
なお、この図２（ａ）（ｂ）に示す空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造と図１（ａ）（ｂ）に示した空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造とは、空洞共振器１０の内周壁へドリフトチューブ１４−２、１４−３、１４−４を支持する支持体の取り付け位置のみが異なる。
【００２５】
即ち、ドリフトチューブ１４−２は、図２（ａ）（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の上部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体２６ａと図２（ａ）（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の下部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体２６ａとによって支持されている。即ち、ドリフトチューブ１４−２は、図２（ａ）（ｂ）において、その上下方向から空洞共振器１０の内周壁に支持体２６ａにより支持されている。
【００２６】
従って、Ｂ矢視においては、図２（ｂ）に示すように、空洞共振器１０の中心軸Ｏ−Ｏ上に配置されたドリフトチューブ１４−２を支持する支持体２６ａが、ドリフトチューブ１４−２を間に挟んで同一直線上に位置することになる。
【００２７】
次に、ドリフトチューブ１４−３は、図２（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の左部に配設されたＺ軸方向に平行、即ち、支持体２６ａに対して垂直な支持体２６ｂと図２（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の右部に配設されたＺ軸方向に平行、即ち、支持体２６ａに対して垂直な支持体２６ｂとによって支持されている。即ち、ドリフトチューブ１４−３は、図２（ｂ）において、その左右方向から空洞共振器１０の内周壁に支持体２６ｂにより支持されている。
【００２８】
従って、Ｂ矢視においては、図２（ｂ）に示すように、空洞共振器１０の中心軸Ｏ−Ｏ上に配置されたドリフトチューブ１４−３を支持する支持体２６ｂが、ドリフトチューブ１４−３を間に挟んで同一直線上に位置することになる。
【００２９】
次に、ドリフトチューブ１４−４は、ドリフトチューブ１４−２と同様な構造により空洞共振器１０の内周壁に支持されている。より詳細には、ドリフトチューブ１４−４は、図２（ａ）（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の上部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体２６ｃと図２（ａ）（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の下部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体２６ｃとによって支持されている。即ち、ドリフトチューブ１４−４は、図２（ａ）（ｂ）において、その上下方向から空洞共振器１０の内周壁に支持体２６ｃにより支持されている。
【００３０】
従って、Ｂ矢視においては、図２（ｂ）に示すように、空洞共振器１０の中心軸Ｏ−Ｏ上に配置されたドリフトチューブ１４−４を支持する支持体２６ｃが、ドリフトチューブ１４−４を間に挟んで同一直線上に位置することになる。
【００３１】
なお、図２（ａ）（ｂ）に示す支持構造によりドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５を内部に支持した空洞共振器１０を備えたＲＦ線形加速器を用いて荷電粒子を加速する際の動作については、上記した図１（ａ）（ｂ）に示す支持構造によりドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５を内部に支持した空洞共振器１０を備えたＲＦ線形加速器を用いて荷電粒子を加速する際の動作と同様であるため、その説明については省略することとする。
【００３２】
また、図３には図１（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０内部に誘起される高周波電場（周波数は、１１０ＭＨｚとした。）の様子が示されており、また、図４には図２（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０内部に誘起される高周波電場の様子が示されている。なお、これら図３および図４に示した高周波電場は、電磁場シミュレーションのソフトウェア「ＭＡＦＩＡ」で算出したシミュレーション結果を示すものである。
【００３３】
ところで、上記した図１（ａ）（ｂ）あるいは図２（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０においては、ドリフトチューブ間１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄでそれぞれ発生する電圧が等しくないという問題点があった。
【００３４】
具体的には、空洞共振器１０の中央に配置されるドリフトチューブ１４−３の両端に発生するＲＦ電圧が、ドリフトチューブ１４−２と空洞共振器１０の内周壁との間に発生するＲＦ電圧やドリフトチューブ１４−４と空洞共振器１０の内周壁との間に発生するＲＦ電圧に比べ、２倍程度あるいはそれ以上に高くなるという問題点があった。
【００３５】
従って、従来の上記した図１（ａ）（ｂ）あるいは図２（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０を備えたＲＦ線形加速器においては、要求される加速電圧が高い場合には、ドリフトチューブ１４−３両端の電場の放電限界で加速電圧が決まってしまっていた。
【００３６】
このため、ドリフトチューブ１４−３両端の加速電圧を１とすれば、加速ギャップたるドリフトチューブ間が１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの４箇所あるにもかかわらず、全体の加速電圧は３程度あるいはそれ以下にならざるを得ず、荷電粒子ビームの加速効率に劣るものであった。
【００３７】
また、こうしたドリフトチューブ間に発生する電圧が一定ではないという問題点は、多数のドリフトチューブを並べたような長い構造を有する空洞共振器においても見られ、空洞共振器内における端面に近いドリフトチューブ間に発生する電圧は、空洞共振器内における中心部に近いドリフトチューブ間に発生する電圧よりも低いという傾向が指摘されていた。
【００３８】
このような空洞共振器内における電圧の分布は、空洞共振器内に発生する高周波電磁場の大域的な特徴によって決定され、図１（ａ）（ｂ）あるいは図２（ａ）（ｂ）に示す従来のドリフトチューブの支持構造によってでは、空洞共振器内における電圧の分布を自由に変えるのが困難であるという問題点があった。
【００３９】
なお、本願出願人が特許出願時に知っている先行技術は、上記において説明したようなものであって文献公知発明に係る発明ではないため、記載すべき先行技術情報はない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４０】
本発明は、上記したような従来の技術の有する種々の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空洞共振器内における加速ギャップであるドリフトチューブ間に発生する電圧のばらつきを抑制して当該電圧をほぼ一定にし、荷電粒子ビームの加速効率を向上したＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造を提供しようとするものである。
【００４１】
また、本発明の目的とするところは、空洞共振器内における加速ギャップであるドリフトチューブ間に発生する電圧を自由に変化することを可能にして、空洞共振器内において複雑な電圧分布を実現することができるようにしたＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００４２】
上記目的を達成するために、本発明は、ＲＦ線形加速器の空洞共振器内部に配設する複数のドリフトチューブを支持する支持体の配置を改良したものである。
【００４３】
こうした本発明によれば、ドリフトチューブ間に発生する電圧のばらつきを抑制して当該電圧をほぼ一定にすることができ、荷電粒子ビームの加速効率を向上することができる。
【００４４】
また、こうした本発明によれば、ドリフトチューブ間に発生する電圧を比較的自由に変えることが可能となるので、空洞共振器内において複雑な電圧分布を実現することができるようになる。
【００４５】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、空洞共振器内に高周波電力を導入し、上記空洞共振器内で中心軸上に沿って直線状に間隔をおいて支持された複数のドリフトチューブ間に電場を発生させることにより、荷電粒子ビームを加速するＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造において、複数のドリフトチューブのうちの第１のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交する方向に延長して上記空洞共振器の内周壁に配設された第１の支持体により、上記空洞共振器の内壁に片持ち支持され、上記第１のドリフトチューブと隣り合う第２のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交するとともに上記第１の支持体に対して垂直な方向に延長し上記第２のドリフトチューブを間に挟んで同一直線上に延長して位置する第２の支持体により、上記空洞共振器の内周壁に両側から支持されるようにしたものである。
【００４６】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、空洞共振器内に高周波電力を導入し、上記空洞共振器内で中心軸上に沿って直線状に間隔をおいて支持された複数のドリフトチューブ間に電場を発生させることにより、荷電粒子ビームを加速するＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造において、複数のドリフトチューブのうちの第１のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交する方向に延長して上記空洞共振器の内周壁に配設された第１の支持体により、上記空洞共振器の内壁に片持ち支持され、上記第１のドリフトチューブと隣り合う第２のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交するとともに上記第１の支持体に対して所定の角度で傾斜し上記第２のドリフトチューブを間に挟んで延長して位置する第２の支持体により、上記空洞共振器の内周壁に両側から支持されるようにしたものである。
【００４７】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項２に記載の発明において、上記所定の角度は任意に設定可能であるようにしたものである。
【００４８】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記所定の角度は０度乃至８０度であるようにしたものである。
【００４９】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の発明において、上記第１の支持体は、複数の第１のドリフトチューブを支持し、上記複数の第１のドリフトチューブで共用化されるようにしたものである。
【００５０】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、所定のドリフトチューブ配置を繰り返すように構成した空洞共振器内に高周波電力を導入し、上記ドリフトチューブ間に電場を発生させることにより、荷電粒子ビームを加速するＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造において、ドリフトチューブ配置における所定数毎のドリフトチューブは、空洞共振器の中心軸と直交する方向に延長して上記所定数毎のドリフトチューブを間に挟んで同一直線上に延長して位置する支持体により、上記空洞共振器の内周壁に両側から支持されるようにしたものである。
【発明の効果】
【００５１】
本発明は、以上説明したように構成されているので、空洞共振器内における加速ギャップであるドリフトチューブ間に発生する電圧のばらつきを抑制して当該電圧をほぼ一定にすることができ、そのため荷電粒子ビームの加速効率を向上することができるようになり、結果として荷電粒子ビームを加速するために必要とされる空洞共振器の数を著しく低減することが可能となるという優れた効果を奏する。
【００５２】
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、空洞共振器内における加速ギャップであるドリフトチューブ間に発生する電圧を自由に変化することが可能になり、空洞共振器内において複雑な電圧分布を実現することができるようになるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００５４】
まず、図５（ａ）（ｂ）には、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第１の実施の形態が示されており、図５（ａ）は図５（ｂ）のＶＡ−ＶＡ線による断面図であり、一方、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶＢ−ＶＢ線による断面図である。
【００５５】
なお、この図５（ａ）（ｂ）に示す空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造と図１（ａ）（ｂ）あるいは図２（ａ）（ｂ）に示した空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造とは、空洞共振器１０の内周壁へドリフトチューブ１４−２、１４−３、１４−４を支持する支持体の取り付け位置のみが異なる。
【００５６】
即ち、ドリフトチューブ１４−２は、図５（ａ）（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の上部に配設されたＹ軸方向に平行に延長する支持体１６０ａによって片持ち支持されている。即ち、ドリフトチューブ１４−２は、図５（ａ）（ｂ）において、その上方向から空洞共振器１０の内周壁に支持体１６０ａにより支持されている。
【００５７】
次に、ドリフトチューブ１４−３は、図５（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の左部に配設されたＺ軸方向に平行、即ち、支持体１６０ａに対して垂直な方向に延長する支持体１６０ｂと図５（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の右部に配設されたＺ軸方向に平行、即ち、支持体１６０ａに対して垂直な方向に延長する支持体１６０ｂとによって支持されている。即ち、ドリフトチューブ１４−３は、図５（ｂ）において、その左右方向の両側から空洞共振器１０の内周壁に支持体１６０ｂにより支持されている。
【００５８】
従って、Ｃ矢視においては、図５（ｂ）に示すように、空洞共振器１０の中心軸Ｏ−Ｏ上に配置されたドリフトチューブ１４−３を支持する支持体１６０ｂが、ドリフトチューブ１４−３を間に挟んで同一直線上に延長して位置することになる。
【００５９】
次に、ドリフトチューブ１４−４は、ドリフトチューブ１４−２と同様な構造により空洞共振器１０の内周壁に支持されている。より詳細には、ドリフトチューブ１４−４は、図５（ａ）（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の上部に配設されたＹ軸方向に平行に延長する支持体１６０ｃによって片持ち支持されている。即ち、ドリフトチューブ１４−４は、図５（ａ）（ｂ）において、その上方向から空洞共振器１０の内周壁に支持体１６０ｃにより支持されている。
【００６０】
なお、図５（ａ）（ｂ）に示す支持構造によりドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５を内部に支持した空洞共振器１０を備えたＲＦ線形加速器を用いて荷電粒子を加速する際の動作については、上記した図１（ａ）（ｂ）に示す支持構造によりドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５を内部に支持した空洞共振器１０を備えたＲＦ線形加速器を用いて荷電粒子を加速する際の動作と同様であるため、その説明については省略することとする。
【００６１】
次に、図６には図５（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０内部に誘起される高周波電場（周波数は、１１０ＭＨｚとした。）の様子が示されている。なお、この図６に示した高周波電場は、電磁場シミュレーションのソフトウェア「ＭＡＦＩＡ」で算出したシミュレーション結果を示すものである。
【００６２】
この図６と図３あるいは図４とを比較すると、図１（ａ）（ｂ）あるいは図２（ａ）（ｂ）に示した従来のドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０においては、高周波電場が空洞共振器１０の中心部に存在するドリフトチューブ間１４ｂ、１４ｃに多く存在しているのに対して、図５（ａ）（ｂ）に示した本発明によるドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０においては、空洞共振器１０内に高周波電場が均一に存在し、各ドリフトチューブ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ間に存在している電場に偏りが少ない。
【００６３】
次に、図７（ａ）（ｂ）には、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第２の実施の形態が示されており、図７（ａ）は図７（ｂ）のＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線による断面図であり、一方、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線による断面図である。
【００６４】
なお、この図７（ａ）（ｂ）に示す空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造と図５（ａ）（ｂ）に示した空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造とは、空洞共振器１０の内周壁へドリフトチューブ１４−２、１４−４を支持する支持体の取り付け構造のみが異なる。
【００６５】
この図７（ａ）（ｂ）に示す空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造においては、空洞共振器１０の上部内周壁の中央に支持体２６０ａが配設されており、ドリフトチューブ１４−２、１４−４は共通の支持体２６０ａにより支持されている。
【００６６】
より詳細には、この支持体２６０ａは、Ｄ矢視において略Λ字形状を備えていて、上部分が空洞共振器１０の内周壁に取り付けられている。
【００６７】
一方、上部２６０ａａから２又に分岐された一方の分岐部２６０ａｂ−１はドリフトチューブ１４−２に取り付けられて、中心軸Ｏ−Ｏ上にドリフトチューブ１４−２を支持している。同様に、上部２６０ａａから２又に分岐された他方の分岐部２６０ａｂ−２はドリフトチューブ１４−４に取り付けられて、中心軸Ｏ−Ｏ上にドリフトチューブ１４−４を支持している。
【００６８】
上記のようにして、空洞共振器１０内部に配設された２つのドリフトチューブ１４−２および１４−４は、同一の支持体２６０ａを共用化して空洞共振器１０内の中心軸Ｏ−Ｏ上に支持されている。
【００６９】
なお、図７（ａ）（ｂ）に示す支持構造によりドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５を内部に支持した空洞共振器１０を備えたＲＦ線形加速器を用いて荷電粒子を加速する際の動作については、上記した図１（ａ）（ｂ）に示す支持構造によりドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５を内部に支持した空洞共振器１０を備えたＲＦ線形加速器を用いて荷電粒子を加速する際の動作と同様であるため、その説明については省略することとする。
【００７０】
次に、図８には図７（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０内部に誘起される高周波電場（周波数は、１１０ＭＨｚとした。）の様子が示されている。なお、この図８に示した高周波電場は、電磁場シミュレーションのソフトウェア「ＭＡＦＩＡ」で算出したシミュレーション結果を示すものである。
【００７１】
この図８と図３あるいは図４とを比較すると、図５（ａ）（ｂ）に示すドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０内部に誘起される高周波電場の様子を示す図６の場合と同様に、図１（ａ）（ｂ）あるいは図２（ａ）（ｂ）に示した従来のドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０においては、高周波電場が空洞共振器１０の中心部に存在するドリフトチューブ間１４ｂ、１４ｃに多く存在しているのに対して、図７（ａ）（ｂ）に示した本発明によるドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器１０においては、空洞共振器１０内に高周波電場が均一に存在し、各ドリフトチューブ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ間に存在している電場に偏りが少ない。
【００７２】
従って、図７（ａ）（ｂ）に示すドリフトチューブの支持構造は、図５（ａ）（ｂ）に示すドリフトチューブの支持構造と同様に、ドリフトチューブ間における電圧の比を均一にして電圧分布をほぼ一定にすることが可能である。従って、全てのドリフトチューブ間に放電限界の電圧を発生させることができ、加速効率を上げることができる。
【００７３】
ここで、図９には、図７（ａ）（ｂ）に示した本発明によるドリフトチューブの支持構造（本発明技術）のシミュレーション結果である図８に示した電場の状態の時の条件で得られた数値を示した。その数値としては、ＲＦ線形加速器の性能を示すシャントインピーダンスと、エネルギー損失の大小を示すパラメータであるＱ値と、空洞共振器内部の電圧の比とを示している。なお、ここでシャントインピーダンスは、ドリフトチューブ間に発生する電圧の和の２乗を、消費電力の２倍で割ったものとして定義している。
【００７４】
また、図９においては、図７（ａ）（ｂ）に示す本発明によるドリフトチューブの支持構造と図１（ａ）（ｂ）ならびに図２（ａ）（ｂ）に示す従来のドリフトチューブの支持構造とを比較するために、図８に示した電場の状態の時の条件で得られた数値ととともに、図１（ａ）（ｂ）に示す従来のドリフトチューブの支持構造（第１の従来技術）のシミュレーション結果である図３に示した電場の状態の時の条件で得られた数値と、図２（ａ）（ｂ）に示す従来のドリフトチューブの支持構造（第２の従来技術）のシミュレーション結果である図４に示した電場の状態の時の条件で得られた数値とを示した。
【００７５】
この図９の図表を参照すると、第１の従来技術と第２の従来技術とにおいては、両者の電圧の比は同じ値であるが、ＲＦ線形加速器としての効率は第１の従来技術の方が上回っている。また、第１の従来技術は、本発明技術よりもＲＦ線形加速器として効率がよい値を示しているが、電圧の比は２．４３と幅があるため放電限界にしたとき加速電圧が低くなってしまう。
【００７６】
一方、本発明技術は、電圧の比が１．２４と低いため、ドリフトチューブ間１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの電圧の分布のばらつきを抑えて一定に保つことが可能となり、放電限界にしたとき加速電圧の低下を防止することができるようになる。
【００７７】
従って、本発明技術は、第１の従来技術ならびに第２の従来技術と比較すると、空洞共振器１０内の電圧の分布をより平準化することが可能であり、その様子は図８に示された高周波電場の状態図にも示されている。
【００７８】
こうした図５（ａ）（ｂ）に示す本発明によるドリフトチューブの支持構造によれば、ドリフトチューブ間に発生する電圧を比較的自由に変えることができ、例えば、電圧分布をほぼ一定にすることが可能である。従って、全てのドリフトチューブ間に放電限界の電圧を発生させることができ、加速効率を上げることができる。
【００７９】
次に、図１０（ａ）（ｂ）には、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第３の実施の形態が示されており、図１０（ａ）は図１０（ｂ）のＸＡ−ＸＡ線による断面図であり、一方、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸＢ−ＸＢ線による断面図である。
【００８０】
なお、この図１０（ａ）（ｂ）に示す空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造と図７（ａ）（ｂ）に示した空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造とは、空洞共振器１０の内周壁へドリフトチューブ１４−３を支持する支持体の取り付け構造のみが異なる。
【００８１】
この図１０（ａ）（ｂ）に示す空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造においては、空洞共振器１０の内周壁と係合するとともにドリフトチューブ１４−３と係合して、空洞共振器１０内の中心軸Ｏ−Ｏ上にドリフトチューブ１４−３を支持する支持体３６０ｂを備えている。この支持体３６０ｂは、空洞共振器１０の内周壁への設置角度（設置角度とは、本明細書においては支持体３６０ｂのＺ軸からの回転角αを意味するものとする。）を任意に設定することができるようになされている。
【００８２】
より詳細には、ドリフトチューブ１４−３は、図１０（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の左部に配設された支持体３６０ｂと図１０（ｂ）において空洞共振器１０の内周壁の右部に配設された支持体３６０ｂとによって支持されている。即ち、ドリフトチューブ１４−３は、図１０（ｂ）において、その左右方向から空洞共振器１０の内周壁に支持体３６０ｂにより支持されている。
【００８３】
そして、これら一対の支持体３６０ｂは、空洞共振器１０の内周壁への設置角度を任意に設定することができるように構成されている。換言すれば、一対の支持体３６０ｂは、支持体２６０ａに対して所定の角度をもって傾斜して配置可能となされている。
【００８４】
ここで、支持体３６０ｂの空洞共振器１０の内周壁への設置角度は、Ｚ軸方向に沿った状態（図１０（ａ）（ｂ）における水平方向に平行な状態）である「α＝０（度）」から「α＝８０（度）」まで変化することができる。
【００８５】
この支持体３６０ｂの設置角度、即ち、回転角αを変化させることにより、空洞共振器１０内部の電圧の分布を変化することができる。
【００８６】
ここで、図１１には、支持体３６０ｂの設置角度、即ち、回転角αを変化させた場合におけるシミュレーション結果が示されている。なお、このシミュレーション結果は、電磁場シミュレーションのソフトウェア「ＭＡＦＩＡ」で算出したものであり、図１１においては、支持体３６０ｂの設置角度、即ち、回転角αの変化毎に、空洞共振器内部の電圧の比、周波数、Ｑ値およびシャントインピーダンスの値が示されている。
【００８７】
図１１を参照すると、支持体３６０ｂの設置角度（回転角α）を変化させると、その変化に伴って電圧の比と周波数とＱ値とシャントインピーダンスとがそれぞれ変化する。
【００８８】
従って、この図１１に示すような数値を計算した図表を作成し、所望の周波数および所望の電圧の比から支持体３６０ｂの設置角度（回転角α）を選択することにより、所望の条件で加速するＲＦ線形加速器を得ることが可能になる。即ち、支持体３６０ｂの設置角度（回転角α）を変化させることにより、ドリフトチューブ間に発生する電圧を自由に変化することが可能になる。
【００８９】
上記において説明したように、本発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態、第３の実施の形態によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造を用いると、ドリフトチューブ間における電圧の比を空洞共振器内で一定に近い値にすることが可能である。
【００９０】
ところで、所定のドリフトチューブ配置を繰り返すように構成した空洞共振器が知られている。このような空洞共振器においても、本発明によれば以下に説明するように、ドリフトチューブ間における電圧の比のばらつきを抑えて平準化することが可能になる。
【００９１】
即ち、図１２（ａ）には、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第４の実施の形態が示されており、この第４の実施の形態においては、空洞共振器４００内に、図８（ａ）（ｂ）に示す本発明の第２の実施の形態によるドリフトチューブ配置が２組設けられている。
【００９２】
空洞共振器４００においては、図１２（ａ）において左方に位置する一方の組のドリフトチューブ配置におけるドリフトチューブ１４−５と図１２（ａ）において右方に位置する他方の組のドリフトチューブ配置におけるドリフトチューブ１４−１とを構成するドリフトチューブ４０２が、支持体４０４により支持されている。
【００９３】
より詳細には、ドリフトチューブ４０２は、図１２（ａ）において空洞共振器４００の内周壁の上部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体４０４と図１２（ａ）において空洞共振器４００の内周壁の下部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体４０４とによって支持されている。即ち、ドリフトチューブ４０２は、図１２（ａ）において、その上下方向から空洞共振器４００の内周壁に支持体４０４により支持されている。
【００９４】
上記のようにしてドリフトチューブ４０２を支持した空洞共振器４００を用いて、周波数１０６．６９ＭＨｚの高周波電力により荷電粒子ビームを加速する場合に空洞共振器４００内部に形成される高周波電場の様子が、図１２（ｂ）に示されている。
【００９５】
図１２（ｂ）に示されているように、空洞共振器４００内における各ドリフトチューブ間における電場はほぼ均一になっている。
【００９６】
また、図１４（ａ）には、計算で得られた空洞共振器４００の各ドリフトチューブ間における電圧の値が示されている。この図１４（ａ）からも、空洞共振器４００内におけるドリフトチューブ間における電圧の値はほぼ一定であることがわかる。
【００９７】
このように、本発明の第４の実施の形態によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造を用いると、所定のドリフトチューブ配置を繰り返すように構成した空洞共振器内部のドリフトチューブ間の電圧をほぼ一定にすることができ、荷電粒子ビームの加速効率を高めることが可能になり、結果として使用する空洞共振器の数を減らすことができる。
【００９８】
なお、図９の図表に示す値に基づいて、ドリフトチューブ間に最大５００ｋＶの電圧を発生させたときに空洞共振器１台で発生する加速電圧の計算を行うと、図５および図６に示す本発明の第１の実施の形態によるドリフトチューブの支持構造においては、ドリフトチューブ間１４ｂ、１４ｃに発生する電圧を５００ｋＶとすることができた。この場合に、ドリフトチューブ１４−２あるいはドリフトチューブ１４−４と空洞共振器１０の内周壁との間に発生する電圧は、５００／１．２４＝４００ｋＶとなる。
【００９９】
従って、空洞共振器１台あたり「（５００＋４００）×２＝１８００（ｋＶ）」の加速電圧が得られることになる。
【０１００】
一方、図３ならびに図４にシミュレーション結果を示す従来の技術によるドリフトチューブの支持構造を用いて上記と同じ計算を行うと、空洞共振器１台あたりの加速電圧はいずれも１４００ｋＶと算出される。
【０１０１】
このように、本発明によるドリフトチューブの支持構造を用いると、従来の技術によるドリフトチューブの支持構造を用いる場合よりも高い加速電圧を得ることができ、空洞共振器の数を減らすことが可能になる。
【０１０２】
なお、本発明によるドリフトチューブの支持構造は、例えば、超伝導体で構成されたＲＦ線形加速器に適用すると極めて有効である。
【０１０３】
即ち、超伝導を利用したＲＦ線形加速器は、放電限界まで電圧を上げて使用されることが多いが、本発明によるドリフトチューブの支持構造を用いると、上記したようにドリフトチューブ間の全ての加速ギャップに放電限界の電圧を発生させることができるため、加速効率を上がることができるようになる。
【０１０４】
また、近年のＲＦ線形加速器では、ドリフトチューブ間の電圧分布を変えて設計されるものも多いが、このような場合にも本発明によるドリフトチューブの支持構造を利用することにより設計の裕度を広げることができる。
【０１０５】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（６）に示すように変形することができるものである。
【０１０６】
（１）上記した実施の形態においては、５つのドリフトチューブ１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５を用いたが、ドリフトチューブの数は５つに限られるものではなく、設計に応じて適宜の数を選択することができる。ドリフトチューブの数を適宜に設定した場合には、隣り合うドリフトチューブを支持する支持構造が、それぞれ上記した実施の形態において示した支持構造となるようにすればよい。
【０１０７】
（２）上記した実施の形態においては、支持体２６０ａの形状を略Λ字形状としたが、これに限られるものではないことは勿論であり、略コ字形状のものを用いるようにしてもよい。
【０１０８】
（３）上記した実施の形態においては、空洞共振器４００内におけるドリフトチューブ配置として、５つのドリフトチューブよりなる図７（ａ）（ｂ）に示す本発明の第２の実施の形態によるドリフトチューブ配置をその単位構造として用いたが、これに限られるものではないことは勿論であり、設計に応じて適宜の数のドリフトチューブよりなるドリフトチューブ配置をその単位構造として選択することができる。例えば、ドリフトチューブ配置の単位構造は、図１３（ａ）に示すように３つのドリフトチューブよりなるものでもよい。
【０１０９】
即ち、図１３（ａ）には、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第５の実施の形態が示されており、この図１３（ａ）に示した空洞共振器５００は、ドリフトチューブ配置の単位構造として、ドリフトチューブ５０２−１、５０２−２、５０２−３の３つのドリフトチューブを備えており、これらドリフトチューブ５０２−１、５０２−２、５０２−３よりなる単位構造を４つ備えている。
【０１１０】
空洞共振器５００においては、図１３（ａ）において単位構造の右方に位置するドリフトチューブ５０２−３と図１３（ａ）において単位構造の左方に位置するドリフトチューブ５０２−１とを構成するドリフトチューブ５０４が、支持体５０６により支持されている。
【０１１１】
より詳細には、ドリフトチューブ５０４は、図１３（ａ）において空洞共振器５００の内周壁の上部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体５０６と図１３（ａ）において空洞共振器５００の内周壁の下部に配設されたＹ軸方向に平行な支持体５０６とによって支持されている。即ち、ドリフトチューブ５０４は、図１３（ａ）において、その上下方向から空洞共振器５００の内周壁に支持体５０６により支持されている。
【０１１２】
上記のようにしてドリフトチューブ５０４を支持した空洞共振器５００を用いて、周波数１２２．４７ＭＨｚの高周波電力により荷電粒子ビームを加速する場合に空洞共振器５００内部に形成される高周波電場の様子が、図１３（ｂ）に示されている。
【０１１３】
図１３（ｂ）に示されているように、空洞共振器５００内における各ドリフトチューブ間における電場はほぼ均一になっている。
【０１１４】
また、図１４（ｂ）には、計算で得られた空洞共振器５００の各ドリフトチューブ間における電圧の値が示されている。この図１４（ｂ）からも、空洞共振器５００内におけるドリフトチューブ間における電圧の値はほぼ一定であることがわかる。
【０１１５】
このように、本発明の第５の実施の形態によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造を用いると、所定のドリフトチューブ配置を繰り返すように構成した空洞共振器内部のドリフトチューブ間の電圧をほぼ一定にすることができ、荷電粒子ビームの加速効率を高めることが可能になり、結果として使用する空洞共振器の数を減らすことができる。
【０１１６】
（４）上記した実施の形態においては、空洞共振器は銅製であったが、これに限られるものではないことは勿論であり、空洞共振器は金属材料であれば適宜の材料を設計に応じて選択することができる。
【０１１７】
（５）上記した実施の形態においては、ドリフトチューブ間の距離は均一であったが、これに限られるものではないことは勿論であり、設計に応じてドリフトチューブ間の距離を均一でないようにしてもよい。
【０１１８】
（６）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（５）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、放射線治療や標識化合物の製造または原子力工学などの分野において用いるＲＦ線形加速器に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】図１（ａ）（ｂ）は、従来より知られたＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の一例を示し、図１（ａ）は図１（ｂ）のＩＡ−ＩＡ線による断面図であり、一方、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩＢ−ＩＢ線による断面図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）は、従来より知られたＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の他の例を示し、図２（ａ）は図２（ｂ）のＩＩＡ−ＩＩＡ線による断面図であり、一方、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩＢ−ＩＩＢ線による断面図である。
【図３】図３は、図１（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器内部に誘起される高周波電場の態様を示す説明図である。
【図４】図４は、図２（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器内部に誘起される高周波電場の態様を示す説明図である。
【図５】図５（ａ）（ｂ）は、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第１の実施の形態を示し、図５（ａ）は図５（ｂ）のＶＡ−ＶＡ線による断面図であり、一方、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶＢ−ＶＢ線による断面図である。
【図６】図６は、図５（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器内部に誘起される高周波電場の態様を示す説明図である。
【図７】図７（ａ）（ｂ）は、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第２の実施の形態を示し、図７（ａ）は図７（ｂ）のＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線による断面図であり、一方、図７（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線による断面図である。
【図８】図８は、図７（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器内部に誘起される高周波電場の態様を示す説明図である。
【図９】図９は、図３、図４および図８に示す高周波電場におけるシャントインピーダンス、Ｑ値および電圧の比の値を示した図表である。
【図１０】図１０（ａ）（ｂ）は、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第３の実施の形態を示し、図１０（ａ）は図１０（ｂ）のＸＡ−ＸＡ線による断面図であり、一方、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸＢ−ＸＢ線による断面図である。
【図１１】図１１は、図１０（ａ）（ｂ）に示したドリフトチューブの支持構造を備えた空洞共振器内部に誘起される空洞共振器内部における電圧の比、周波数、Ｑ値およびシャントインピーダンスの値を示した図表である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第４の実施の形態を示し、図８（ａ）に相当する断面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）に示したＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線による断面から観察した場合における空洞共振器内に形成される高周波電場の態様を示す説明図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明によるＲＦ線形加速器における空洞共振器へのドリフトチューブの支持構造の第５の実施の形態を示し、図１２（ａ）に相当する断面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に示したＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線による断面から観察した場合における空洞共振器内に形成される高周波電場の態様を示す説明図である。
【図１４】図１４（ａ）は、図１２（ａ）に示した空洞共振器の周波数１０６．６９ＭＨｚのときの各ドリフトチューブ間における電圧の値、Ｑ値およびシャントインピーダンス（Ｒｓ）を示したものである。図１４（ｂ）は、図１３（ａ）に示した空洞共振器の周波数１２２．４７ＭＨｚのときの各ドリフトチューブ間における電圧の値、Ｑ値およびシャントインピーダンス（Ｒｓ）を示したものである。
【符号の説明】
【０１２１】
１０、４００、５００      空洞共振器
１２ａ、１２ｃ    面
１２ｂ、１２ｄ      孔
１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５、４０２、５０２−１、５０２−２、５０２−３、５０４      ドリフトチューブ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ      ドリフトチューブ間
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃ、２６０ａ、３６０ｂ、４０４、５０６      支持体
２６０ａａ      上部
２６０ａｂ−１、２６０ａｂ−２      分岐部
【図１】
2007305496.tif 000003
【図２】
2007305496.tif 000004
【図５】
2007305496.tif 000005
【図７】
2007305496.tif 000006
【図９】
2007305496.tif 000007
【図１０】
2007305496.tif 000008
【図１１】
2007305496.tif 000009
【図１４】
2007305496.tif 000010
【図３】
2007305496.tif 000011
【図４】
2007305496.tif 000012
【図６】
2007305496.tif 000013
【図８】
2007305496.tif 000014
【図１２】
2007305496.tif 000015
【図１３】
2007305496.tif 000016