(57)【要約】【課題】  設計が容易であり、直流高電圧電源を使用しなくても、高エネルギーのイオンビームを得ることができる荷電粒子加速器を提供する。【解決手段】  荷電粒子加速器３００は、荷電粒子を発生する荷電粒子発生源３３０と、所定の電圧が印加されることにより、荷電粒子を一方向に加速させる複数の導電性の電極板Ｐ１〜Ｐ２４と、電極板Ｐ１〜Ｐ２４のそれぞれに電圧を印加するパルス電源３１０と、パルス電源３１０が電極板Ｐ１〜Ｐ２４に印加する電圧を制御する制御部３２０とを備え、電極Ｐ１〜Ｐ２４は等間隔に配置され、制御部３２０は、荷電粒子発生源３３０により発生した荷電粒子が、電極板Ｐ１及びＰ２の間に引込まれ、隣接する電極板の間に形成される電界により、一方向に加速されるように、電極板Ｐ１〜Ｐ２４のそれぞれに電圧を印加するように、パルス電源３１０を制御する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子を発生する荷電粒子発生源と、
所定の電圧が印加されることにより、前記荷電粒子を所定の軸に沿って一方向に加速させる、３以上の複数の導電性の電極板と、複数の前記電極板のそれぞれに電圧を印加するパルス電源と、
前記パルス電源が複数の前記電極板に印加する電圧を制御する制御部とを備え、
複数の前記電極板は、前記所定の軸に沿って等間隔に配置され、
前記制御部は、前記荷電粒子発生源により発生した荷電粒子が、前記電極板の間に引込まれ、隣接する前記電極板の間に形成される電界により、前記一方向に加速されるように、複数の前記電極板のそれぞれに電圧を印加するように、前記パルス電源を制御する、荷電粒子加速装置。
【請求項２】
複数の前記電極板は、前記所定の軸に沿って、順に第１の加速区間、第２の加速区間、及び第３の加速区間を形成し、
前記荷電粒子発生源が発生した荷電粒子は、前記第１の加速区間に引込まれ、前記第１の加速区間に配置された前記電極板の間に形成される電界により、前記一方向に加速され、
前記第１の加速区間を通過した前記荷電粒子は、前記第２の加速区間に配置された前記電極板の間に形成される電界により、集束され、
前記第２の加速区間を通過した前記荷電粒子は、前記第３の加速区間に配置された前記電極板の間に形成される電界により、前記一方向に加速され、
前記第１の加速区間に配置された前記電極板には、前記一方向に沿って均一な電位勾配を生じるように、前記パルス電源から電圧が印加され、
前記第２の加速区間に配置された前記電極板には、前記一方向に沿って電位勾配が交互に逆になる電界を生じるように、前記パルス電源から電圧が印加され、
前記第３の加速区間に配置された前記電極板には、前記一方向に沿って均一な電位勾配を生じるように、前記パルス電源から電圧が印加される、請求項１に記載の荷電粒子加速装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記荷電粒子により形成されるイオンビームのバンチの先頭部が、前記第２の加速区間と前記第３の加速区間との境界に到達するタイミングで、複数の前記電極板のそれぞれに印加されている電圧の正負が反転するように、前記パルス電源を制御する、請求項２に記載の荷電粒子加速装置。
【請求項４】
前記パルス電源は、前記制御部からの制御信号が入力され、相互に正負が異なる電圧を出力する第１端子及び第２端子を有する電源セルを複数備え、
複数の前記電源セルは、１の前記電源セルの前記第１端子と、前記１の電源セルに隣接する電源セルの前記第２端子とが接続されることにより、直列接続され、
前記電源セルは、前記制御信号のレベルが反転されることにより、前記第１端子の電圧の正負を反転させ、且つ、前記第２端子の電圧の正負を反転させる、請求項１〜３の何れかに記載の荷電粒子加速装置。
【請求項５】
複数の前記電源セルのそれぞれの前記第１端子は、同時に同じ電圧を出力し、
複数の前記電源セルのそれぞれの前記第２端子は、同時に同じ電圧を出力し、
前記パルス電源は、前記第１端子及び前記端子の相互接続ノードから、１つの前記電源セルの前記第１端子及び前記第２端子間の電圧の整数倍の電圧を、前記電極板に印加し得る、請求項４に記載の荷電粒子加速装置。
【請求項６】
前記荷電粒子発生源と複数の前記電極板から構成される加速管とを複数備え、
前記加速管を構成する前記電極板の配置は、複数の前記加速管相互において同じであり、
複数の前記加速管相互において、対応する前記電極板は相互に電気的に接続される、請求項１〜５の何れかに記載の荷電粒子加速器。
【請求項７】
複数の前記荷電粒子発生源のそれぞれにより荷電粒子を発生させるタイミングを、独立に制御するタイミング制御部をさらに備える、請求項６に記載の荷電粒子加速器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子を加速して高エネルギーの荷電粒子ビーム（イオンビーム）を得る荷電粒子加速器に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子を加速する荷電粒子加速器が知られている。例えば、下記特許文献１は、図１５に示すように構成された荷電粒子加速器を開示している。この荷電粒子加速器１は、荷電粒子を発生する荷電粒子発生源２と、荷電粒子を加速する加速電圧を印加するための加速電源３Ａ、３Ｂと、加速電源３Ａ、３Ｂにスイッチ４Ａ、４Ｂを介して接続され、荷電粒子を順次通過させて加速させるための一対の加速電圧印加用電極板５Ａ、５Ｂと、一対の加速電圧印加用電極板５Ａ、５Ｂの間に分圧回路による加速勾配を形成するように配列され接続された分圧用電極板６Ａ、６Ｂと、荷電粒子を加速電圧印加用電極板５Ａ、５Ｂ及び分圧用電極板６Ａ、６Ｂを順次通過させて加速させるように所定のタイミングでスイッチ４Ａ、４Ｂをオンオフ制御する制御部７と、を備えている。更に、２対の加速電圧印加用電極板５Ｃ、５Ｄ、及び５Ｅ、５Ｆが、ギャップＧ２、Ｇ３を介して荷電粒子進行経路上に３対配列され、それぞれが、共通の電源バスＢ１、Ｂ２を通じて、加速電源３Ａ、３Ｂとスイッチ４Ｃ、４Ｄ、及び４Ｅ、４Ｆを介して接続されている。
【０００３】
荷電粒子加速器１は、制御部７により、荷電粒子発生源２により発生したイオンを引出して加速するために、電極板５Ａ、６Ａ、６Ｂ及び５Ｂに、この方向にイオンが加速されるように電圧を印加する（プラスイオンであれば、順に電位が低くなるように印加する）。電極板５Ｃ、６Ｃ、６Ｄ及び５Ｄ、並びに、５Ｅ、６Ｅ、６Ｆ及び５Ｆに関しても同様に、電圧を印加する。これにより、イオン群は、電極５Ａから電極５Ｂの間で加速される。その後、イオン群の先頭部が電極５Ｂに到達したタイミングで、電極板５Ａ、６Ａ、６Ｂ及び５Ｂの電位勾配を維持したまま、電極板５Ａ、６Ａ、６Ｂ及び５Ｂに、それまで印加していた電圧と逆の電圧を印加する。これにより、さらにイオンが電極板５Ａからに引込まれることが防止され、所定の広がりを有する、即ち後端を有するイオンビームのクラスタ即ちバンチが形成され、加速される。なお、分圧抵抗９Ａ〜９Ｃにより、電極板５Ａ、６Ａ、６Ｂ及び５Ｂには、イオンを集束させるような電圧が印加され、バンチは半径方向に集束されながら加速される。
【０００４】
バンチが、電極板５Ｂを抜けた後、電極板５Ｃを通過し、電極板５Ｃに入力すると、電極板５Ａ、６Ａ、６Ｂ及び５Ｂにより加速されたのと同様に、電極板５Ｃ、６Ｃ、６Ｄ及び５Ｄにより、加速される。同様に、分圧抵抗９Ｄ〜９Ｆにより、電極板５Ｃ、６Ｃ、６Ｄ及び５Ｄには、イオンを集束させるような電圧が印加され、バンチは半径方向に集束されながら加速される。
【０００５】
バンチの終端部が、電極板５Ｃに到達したタイミングで、電極板５Ｃ、６Ｃ、６Ｄ及び５Ｄの電位勾配を維持したまま、電極板５Ｃ、６Ｃ、６Ｄ及び５Ｄに印加していた電圧と逆の電圧を印加する。なお、分圧抵抗９Ｄ〜９Ｆにより、電極板５Ｃ、６Ｃ、６Ｄ及び５Ｄには、イオンを集束させるような電圧が印加され、バンチは半径方向に集束されながら加速される。
【０００６】
同様にして、バンチの終端部が、電極板５Ｅに到達したタイミングで、電極板５Ｅ、６Ｅ、６Ｆ及び５Ｆの電位勾配を維持したまま、電極板５Ｅ、６Ｅ、６Ｆ及び５Ｆに印加していた電圧と逆の電圧を印加する。なお、分圧抵抗９Ｇ〜９Ｉにより、電極板５Ｅ、６Ｅ、６Ｆ及び５Ｆには、イオンを集束させるような電圧が印加され、バンチは半径方向に集束されながら加速される。
【０００７】
バンチの終端部が、電極板５Ｅに到達したタイミングで、電極板５Ｅ、６Ｅ、６Ｆ及び５Ｆに逆の電圧を印加するときに、電極板５Ａ、６Ａ、６Ｂ及び５Ｂに、最初に印加していたのと同じ電圧を印加することにより、イオン源により発生させた次のイオン群を、引込み、上記と同様に加速する。
【０００８】
このようにして、荷電粒子加速器１は、分圧回路を形成する分圧用電極板を設けたことにより、一対の加速電圧印加用電極板及びそれらの間の分圧用電極板を順次通過している間にもイオンビームが加速勾配により常に加速されるとともにイオンビームを維持するための集束電界が形成され、イオンビームの発散を抑えることができる。１０００ｍＡを超えるような大電流のイオンビームをイオン源から引き出した場合でも、加速管の内壁にイオンビームを衝突させることなく、加速させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５６８６４５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１の荷電粒子加速器は、複数の電極板の間隔を適切に調整し、且つ分圧抵抗９Ａ〜９Ｉにより、イオンビーム集束電位を発生させるので、設計が容易ではない。また、分圧抵抗９Ａ〜９Ｉ等により部品点数が多くなる。また、加速電源３Ａ、３Ｂとして、直流高電圧電源が必要であり、例えばコッククロフト型電源が使用されるが、コッククロフト型電源は出力電圧が高くなると非常に高価になる。
【００１１】
本発明は、斯かる事情を鑑みてなされたものであり、設計が容易であり、百ｋＶを超えるような直流高電圧電源を使用しなくても、高エネルギーのイオンビームを得ることができる荷電粒子加速器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】
【００１２】
本発明に係る荷電粒子加速器は、荷電粒子を発生する荷電粒子発生源と、所定の電圧が印加されることにより、荷電粒子を所定の軸に沿って一方向に加速させる、３以上の複数の導電性の電極板と、複数の電極板のそれぞれに電圧を印加するパルス電源と、パルス電源が複数の電極板に印加する電圧を制御する制御部とを備える。複数の電極板は、所定の軸に沿って等間隔に配置され、制御部は、荷電粒子発生源により発生した荷電粒子が、電極板の間に引込まれ、隣接する前記電極板の間に形成される電界により、一方向に加速されるように、複数の電極板のそれぞれに電圧を印加するように、パルス電源を制御する。
【００１３】
好ましくは、複数の電極板は、所定の軸に沿って、順に第１の加速区間、第２の加速区間、及び第３の加速区間を形成し、荷電粒子発生源が発生した荷電粒子は、第１の加速区間に引込まれ、第１の加速区間に配置された電極板の間に形成される電界により、一方向に加速され、第１の加速区間を通過した荷電粒子は、第２の加速区間に配置された電極板の間に形成される電界により、集束され、第２の加速区間を通過した荷電粒子は、第３の加速区間に配置された電極板の間に形成される電界により、一方向に加速され、第１の加速区間に配置された電極板には、一方向に沿って均一な電位勾配を生じるように、パルス電源から電圧が印加され、第２の加速区間に配置された電極板には、一方向に沿って電位勾配が交互に逆になる電界を生じるように、パルス電源から電圧が印加され、第３の加速区間に配置された電極板には、一方向に沿って均一な電位勾配を生じるように、パルス電源から電圧が印加される。
【００１４】
好ましくは、制御部は、荷電粒子により形成されるイオンビームのバンチの先頭部が、第２の加速区間と第３の加速区間との境界に到達するタイミングで、複数の電極板のそれぞれに印加されている電圧の正負が反転するように、パルス電源を制御する。
【００１５】
好ましくは、パルス電源は、制御部からの制御信号が入力され、相互に正負が異なる電圧を出力する第１端子及び第２端子を有する電源セルを複数備え、複数の電源セルは、１の電源セルの第１端子と、１の電源セルに隣接する電源セルの第２端子とが接続されることにより、直列接続され、電源セルは、制御信号のレベルが反転されることにより、第１端子の電圧の正負を反転させ、且つ、第２端子の電圧の正負を反転させる。
【００１６】
好ましくは、複数の電源セルのそれぞれの第１端子は、同時に同じ電圧を出力し、複数の電源セルのそれぞれの第２端子は、同時に同じ電圧を出力し、パルス電源は、第１端子及び端子の相互接続ノードから、１つの電源セルの第１端子及び第２端子間の電圧の整数倍の電圧を、電極板に印加し得る。
【００１７】
好ましくは、上記の荷電粒子加速器は、荷電粒子発生源と複数の電極板から構成される加速管とを複数備え、加速管を構成する電極板の配置は、複数の加速管相互において同じであり、複数の加速管相互において、対応する電極板は相互に電気的に接続される。
【００１８】
好ましくは、上記の荷電粒子加速器は、複数の荷電粒子発生源のそれぞれにより荷電粒子を発生させるタイミングを、独立に制御するタイミング制御部をさらに備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、従来のように、コッククロフト型の直流高電圧電源を使用することも、分圧抵抗により電極板に印加する電圧を調整することもなく、イオンビームを生成することができる。したがって、従来よりも小型で、低価格の荷電粒子加速器を実現することができる。
【００２０】
また、加速管を構成する複数の電極板の間隔は等間隔であるので、従来よりも設計が容易である。
【００２１】
パルス電源は、複数のパルス電源セルを直列接続したパルス電源モジュールを、複数直列接続し、隣接するパルス電源モジュール間の接続ノードの電圧を、各出力端子から出力可能な構造になっているので、設計に応じて、各電極板に、適切な出力端子から電圧を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る荷電粒子加速器を示す概略構成図である。
【図２】図１に示した電極板の配置を示す斜視図である。
【図３】図１に示した荷電粒子加速器の前段部分を示す概略構成図である。
【図４】図１に示した荷電粒子加速器の中段部分を示す概略構成図である。
【図５】図１に示した荷電粒子加速器の後段部分を示す概略構成図である。
【図６】第１パルス電源の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図６のパルス電源モジュールの内部構成を示すブロック図である。
【図８】図７のパルス電源セルの内部構成を示す回路図である。
【図９】第１〜第３パルス電源の制御信号を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る荷電粒子加速器を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る荷電粒子加速器を構成するパルス電源の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る荷電粒子加速器における制御信号とパルス電源の出力信号とを示すタイミングチャートである。
【図１３】荷電粒子加速器の変形例を示す概略構成図である。
【図１４】パルス電源セルの変形例を示すブロック図である。
【図１５】従来の荷電粒子加速器を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。以下において、同一の部品には同一の参照番号を付してある。それらの名称及び機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る荷電粒子加速器１００は、第１パルス電源１１１、第２パルス電源１１２、第３パルス電源１１３、イオン源１１０、制御部１２０、容器１３０、及び複数の電極板Ｐを備えている。容器１３０及び複数の電極板Ｐは、加速管を構成する。イオン源１１０は、制御部１２０の制御を受けて、所定のタイミングでビームシャッタを開放してイオンを出力する。第１パルス電源１１１、第２パルス電源１１２、第３パルス電源１１３は制御部１２０の制御を受けて、複数の電極板Ｐのそれぞれに所定のタイミングで適切な電圧を印加する。これにより、イオン源１１０近傍に放出されたイオンは、電極板Ｐ間に生じた電界により加速され、加速管からイオンビームＩＢとして出力される。
【００２５】
図２を参照して、加速管を構成する複数の電極板Ｐは、同じ形状（ドーナツ状（同心円の外径Ｄ１及び内径Ｄ２）の厚さｔの平板）であり、中心が同一直線上に位置し、等間隔Ｗになるように配置されている。イオンビーム引出電流の値によるが、例えばＤ１＝９０〜３００（ｍｍ）、Ｄ２＝５０〜２６０（ｍｍ）、Ｗ＝３０〜２００（ｍｍ）、ｔ＝０．５〜３（ｍｍ）である。電極板Ｐは、導電性であればよく、例えばステンレスで形成され得る。なお、これに限定されない。
【００２６】
容器１３０は、複数の電極板Ｐを収容する円筒状に形成され、内部に真空を形成する。容器１３０は、例えばポリエチレンで形成される。素材はこれに限定されない。
【００２７】
加速管は、３つの部分から構成される。図３を参照して、前段部分は電極板Ｐ１〜Ｐ１５を備えている。これらには、第１パルス電源１１１から所定の電圧が供給される。後述するように、第１パルス電源１１１は、３６個の端子Ｔ１〜Ｔ３６を備え、それぞれの端子から同時に異なる電圧を出力する。各端子の出力電圧は、端子番号に比例する。電極板Ｐ１〜Ｐ４には、それぞれ端子Ｔｎ（ｎ＝９、１８、２７及び３６）と、９の整数倍の番号の端子に接続されている。これにより、後述するように、電極板Ｐ１〜Ｐ４には線形な電圧が印加され、区間Ｇ１には電位勾配が一定の電界が形成される。電極板Ｐ５〜Ｐ１２は交互に端子Ｔ３３及び端子Ｔ３６に接続されている。奇数番号の電極板Ｐは端子Ｔ３３に接続され、偶数番号の電極板Ｐは端子Ｔ３６に接続されている。これにより、電極板Ｐ４〜Ｐ１２の間（区間Ｓ１）では、電位勾配の方向が交互に逆になる電界が発生する。電極板Ｐ１３、Ｐ１４及びＰ１５は、それぞれ端子Ｔ２４、端子Ｔ１２及び端子Ｔ０（接地）に接続されている。これにより、区間Ｇ２Ａにも、電位勾配が一定の電界が形成される。
【００２８】
図４を参照して、中段部分は電極板Ｐ１５〜Ｐ３３を備えている。これらには、第２パルス電源１１２から所定の電圧が供給される。なお、上記では、電極板Ｐ１５が前段部分を構成するとして説明したが、便宜上、電極板Ｐ１５は、中段部分をも構成するとして説明する（電極板Ｐ１５が２つあるわけではない）。
【００２９】
後述するように、第２パルス電源１１２は、第１パルス電源１１１と同様に構成されており、３６個の端子Ｔ１〜Ｔ３６を備え、各端子の出力電圧は端子番号に比例する。電極板Ｐ１５〜Ｐ１８には、端子Ｔ０（接地）、端子Ｔ１２、端子Ｔ２４、端子Ｔ３６と、１２の整数倍の番号の端子に接続されている。これにより、区間Ｇ２Ｂには、電位勾配が一定の電界が形成される。電極板Ｐ１９〜Ｐ３０は交互に端子Ｔ３３及び端子Ｔ３６に接続されている。奇数番号の電極板Ｐは端子Ｔ３３に接続され、偶数番号の電極板Ｐは端子Ｔ３６に接続されている。これにより、電極板Ｐ１８〜Ｐ３０の間（区間Ｓ２）では、電位勾配の方向が交互に逆になる電界が発生する。電極板Ｐ３１、Ｐ３２及びＰ３３は、それぞれ端子Ｔ２４、端子Ｔ１２及び端子Ｔ０（接地）に接続されている。これにより、これらの間（区間Ｇ３Ａ）にも、電位勾配が一定の電界が形成される。
【００３０】
図５を参照して、後段部分は電極板Ｐ３３〜Ｐ５３を備えている。これらには、第３パルス電源１１３から所定の電圧が供給される。なお、上記では、電極板Ｐ３３が中段部分を構成するとして説明したが、便宜上、電極板Ｐ３３は、後段部分をも構成するとして説明する（電極板Ｐ３３が２つあるわけではない）。
【００３１】
第３パルス電源１１３も、第１パルス電源１１１と同様に構成されており、３６個の端子Ｔ１〜Ｔ３６を備え、各端子の出力電圧は端子番号に比例する。電極板Ｐ３３〜Ｐ３５には、端子Ｔ０（接地）、端子Ｔ１８、端子Ｔ３６と、１８の整数倍の番号の端子に接続されている。これにより、区間Ｇ３Ｂには、電位勾配が一定の電界が形成される。電極板Ｐ３６〜Ｐ５０は交互に端子Ｔ３３及び端子Ｔ３６に接続されている。偶数番号の電極板Ｐは端子Ｔ３３に接続され、奇数番号の電極板Ｐは端子Ｔ３６に接続されている。これにより、電極板Ｐ３５〜Ｐ５０の間（区間Ｓ３）では、電位勾配の方向が交互に逆になる電界が発生する。電極板Ｐ５１、Ｐ５２及びＰ５３は、それぞれ端子Ｔ２４、端子Ｔ１２及び端子Ｔ０（接地）に接続されている。これにより、これらの間（区間Ｇ４）にも、電位勾配が一定の電界が形成される。
【００３２】
図６を参照して、第１パルス電源１１１は、３６個のパルス電源モジュール２００、タイミング制御回路２１０、及び光ファイバー２１３を備えている。タイミング制御回路２１０は、パルス発生器２１１、及び、パルス電源モジュール２００の数（３６）の２倍（７２）のＥＯ変換器２１２を備えている。各ＥＯ変換器２１２には、パルス発生器２１１の出力ＮＯＵＴ又はＰＯＵＴが入力される。ＥＯ変換器２１２は、入力される電気信号を光信号に変換して出力する。各パルス電源モジュール２００において、ＮＯＵＴが入力される１つのＥＯ変換器２１２の出力、及び、ＰＯＵＴが入力される１つのＥＯ変換器２１２の出力が、それぞれＮ＄ＯＮ端子及びＰ＄ＯＮ端子に入力される。各パルス電源モジュール２００は２つの出力端子ＭＡ及びＭＢを有し、３６個のパルス電源モジュール２００は、隣接する端子ＭＡ及びＭＢが接続されて、直列に接続されている。３６個のパルス電源モジュール２００の一端に位置するパルス電源モジュール２００（図６の最も下側のパルス電源モジュール２００）の端子ＭＢは、端子Ｔ０に接続され、端子Ｔ０は接地されている。３６個のパルス電源モジュール２００の他端に位置するパルス電源モジュール２００（図６の最も上側のパルス電源モジュール２００）の端子ＭＡは、端子Ｔ３６に接続されている。端子ＭＡ及びＭＢの接続ノードは、端子Ｔ１〜Ｔ３５に接続されている。
【００３３】
第２パルス電源１１２及び第３パルス電源１１３も、図６に示した第１パルス電源１１１と同様に構成されている。
【００３４】
図７を参照して、パルス電源モジュール２００は、４個のパルス電源セル２３０、ＯＥ変換器２４０及び２４１、ＤＣ／ＤＣ変換器２５０、並びにリチウム電池２５１を備えている。Ｎ＄ＯＮ端子は、光ケーブル２４２を介してＯＥ変換器２４０に接続され、ＯＥ変換器２４０の出力端は、各パルス電源セル２３０のＮ＄ＯＵＴに接続されている。Ｐ＄ＯＮ端子は、光ケーブル２４３を介してＯＥ変換器２４１に接続され、ＯＥ変換器２４１の出力端は、各パルス電源セル２３０のＰ＄ＯＵＴに接続されている。ＯＥ変換器２４０及び２４１は、入力される光信号を電気信号に変換して出力する。
【００３５】
リチウム電池２５１は、例えば、容量６０Ｗｈであり、ＤＣ３．７Ｖを出力する。ＤＣ／ＤＣ変換器２５０は、リチウム電池２５１から供給されるＤＣ電圧を所定の電圧に変換し、ＯＥ変換器２４０、光ケーブル２４２、及び各パルス電源セル２３０のＰＷ＄ＧＡＴＥ端子に供給する。ＯＥ変換器２４０及び２４１を囲む点線の矩形は、それらへの電力供給を示す。４個のパルス電源セル２３０は、隣接するＣＡ端子及びＣＢ端子が接続されて、直列接続されている。４個のパルス電源セル２３０の一端に位置するパルス電源セル２３０（図７の最も下側のパルス電源セル２３０）のＣＢ端子は、ＭＢ端子に接続されている。４個のパルス電源セル２３０の他端に位置するパルス電源セル２３０（図７の最も上側のパルス電源セル２３０）のＣＡ端子は、ＭＡ端子に接続されている。
【００３６】
図８を参照して、パルス電源セル２３０は、ＦＥＴ２７１〜２７４、ゲートドライバ２８１〜２８４、ＤＣ／ＤＣ変換器２９０及び２９１、並びに、リチウム電池２９２及び２９３を備えている。ＦＥＴ２７１〜２７４は、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。ＦＥＴ２７１〜２７４は、ＳｉＣ−ＭＩＳＦＥＴ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ  Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であってもよい。ゲートドライバ２８１〜２８４は、例えば絶縁耐圧ＤＣ７ｋＶの絶縁型ゲートドライバである。
【００３７】
Ｎ＄ＯＵＴ端子は、ゲートドライバ２８２及びゲートドライバ２８３の入力端子に接続されている。ゲートドライバ２８２及びゲートドライバ２８３の出力端子は、ＦＥＴ２７２及びＦＥＴ２７３のゲートＧに接続されている。Ｐ＄ＯＵＴ端子は、ゲートドライバ２８１及びゲートドライバ２８４の入力端子に接続されている。ゲートドライバ２８１及びゲートドライバ２８４の出力端子は、ＦＥＴ２７１及びＦＥＴ２７４のゲートＧに接続されている。
【００３８】
リチウム電池２９２及び２９３は、例えば、電池容量６０Ｗｈであり、ＤＣ３．７Ｖを出力する。ＤＣ／ＤＣ変換器２９０は、リチウム電池２９２から供給されるＤＣ電圧（例えばＤＣ＋３．７Ｖ）から正の高電圧（例えば、ＤＣ＋５５０Ｖ）を生成し、ＦＥＴ２７１及びＦＥＴ２７３のドレインＤに供給する。ＤＣ／ＤＣ変換器２９１は、リチウム電池２９３から供給されるＤＣ電圧（例えばＤＣ＋３．７Ｖ）から負の高電圧（例えば、ＤＣ−５５０Ｖ）を生成し、ＦＥＴ２７２及びＦＥＴ２７４のソースＳに供給する。ＦＥＴ２７１のソースＳ及びＦＥＴ２７２のドレインＤは共に端子ＣＡに接続されている。ＦＥＴ２７３のソースＳ及びＦＥＴ２７４のドレインＤは共に端子ＣＢに接続されている。
【００３９】
ＰＷ＄ＧＡＴＥ端子は、ゲートドライバ２８１〜２８４の電源ラインに接続される。ゲートドライバ２８１〜２８４を囲む点線の矩形は、それらの電源ラインへの接続を示す。
【００４０】
図６〜８のように構成されていることにより、パルス電源セル２３０のＣＡ端子及びＣＢ端子の出力値により、パルス電源モジュール２００のＭＡ端子及びＭＢ端子の出力値が決まり、パルス電源モジュール２００の端子Ｔ１〜Ｔ３６の出力値が決まる。
【００４１】
具体的には、制御部１２０の制御を受けて、パルス発生器２１１がＮＯＵＴをハイレベル（以下、Ｈという）、ＰＯＵＴをローレベル（以下、Ｌという）にすると、各パルス電源モジュール２００のＮ＄ＯＮがＨ、Ｐ＄ＯＮがＬになる。これにより、各パルス電源モジュール２００において、各パルス電源セル２３０のＮ＄ＯＵＴがＨ、Ｐ＄ＯＵＴがＬになる（図７参照）。これにより、各パルス電源セル２３０のＦＥＴ２７２及びＦＥＴ２７３がＯＮし、ＦＥＴ２７１及びＦＥＴ２７４がＯＦＦし、端子ＣＡからは、ＤＣ／ＤＣ変換器２９１の出力電圧（−５５０Ｖ）が出力され、端子ＣＢからは、ＤＣ／ＤＣ変換器２９０の出力電圧（＋５５０Ｖ）が出力される（図８参照）。ここで、３６個のパルス電源モジュール２００のうち、一端のパルス電源モジュール２００（図６の最も下側のパルス電源モジュール２００）の端子ＭＢは接地されているので、そのパルス電源モジュール２００を構成する４個のパルス電源セル２３０のうち、一端のパルス電源セル２３０（図７の最も下側のパルス電源セル２３０）の端子ＣＢは接地されている。したがって、このパルス電源セル２３０は、端子ＣＢを０Ｖとして、端子ＣＡは−１１００Ｖになる。したがって、このパルス電源セル２３０に接続された次段のパルス電源セル２３０（図７の下から２番目）の端子ＣＡは、端子ＣＢ（−１１００Ｖ）からさらに１１００Ｖ低い、−２２００Ｖになる。同様にして、図７の下から３番目のパルス電源セル２３０の端子ＣＡは、−３３００Ｖになり、図７の最も上側のパルス電源セル２３０の端子ＣＡは、−４４００Ｖになる。即ち、図６の最も下側のパルス電源モジュール２００の端子ＭＡ（端子Ｔ１）は、−４４００Ｖになる。同様にして、各パルス電源モジュール２００の端子ＭＡは、端子ＭＢよりも４４００Ｖ低い電圧になる。したがって、ＮＯＵＴをＨ、ＰＯＵＴをＬに設定すると、端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３６）の電圧は、−４４００×ｎ（Ｖ）となる。
【００４２】
制御部１２０の制御を受けて、パルス発生器２１１がＮＯＵＴをＨ、ＰＯＵＴをＬに設定すると、各パルス電源セル２３０のＦＥＴ２７１及びＦＥＴ２７４がＯＮし、ＦＥＴ２７２及びＦＥＴ２７３がＯＦＦする（図８参照）。これにより、各パルス電源セル２３０の端子ＣＡからは、ＤＣ／ＤＣ変換器２９０の出力電圧（＋５５０Ｖ）が出力され、端子ＣＢからは、ＤＣ／ＤＣ変換器２９１の出力電圧（−５５０Ｖ）が出力される。したがって、図６の最も下側のパルス電源モジュール２００のＭＡ端子（端子Ｔ１）は、＋４４００Ｖになる。直列接続されたパルス電源モジュール２００により、端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３６）の電圧は、＋４４００×ｎ（Ｖ）となる。
【００４３】
このように、ＮＯＵＴ及びＰＯＵＴを相互に反転したレベルに設定することにより、第１パルス電源１１１の端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３６）からは、−４４００×ｎ（Ｖ）又は＋４４００×ｎ（Ｖ）の電圧が出力される。第２パルス電源１１２及び第３パルス電源１１３に関しても、同様である。
【００４４】
このように構成された荷電粒子加速器１００において、イオンを加速してイオンビームＩＢを生成するための第１パルス電源１１１、第２パルス電源１１２、及び第３パルス電源１１３の制御タイミングを図９に示す。
【００４５】
時刻ｔ０で、制御部１２０は、イオン源１１０からイオンの放出を開始する。ここでは、プラスイオンが放出されるとする。同時に、制御部１２０は、第１パルス電源１１１、第２パルス電源１１２、及び第３パルス電源１１３のそれぞれのパルス発生器２１１を制御して、ＮＯＵＴをＨ、ＰＯＵＴをＬにする。これにより、端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３６）の電圧は、−４４００×ｎ（Ｖ）になり、イオン群が区間Ｇ１に引込まれて、加速される。その後、イオン群は区間Ｓ１で、加速減速を繰返し、集束される。この集束は、公知のアインツェルレンズ効果によるものである。
【００４６】
イオン群の先頭部が電極板Ｐ４に到達したタイミング（時刻ｔ１）で、制御部１２０は、第１パルス電源１１１のパルス発生器２１１を制御して、ＮＯＵＴをＬ、ＰＯＵＴをＨにする。これにより、第１パルス電源１１１の端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３６）の電圧は、＋４４００×ｎ（Ｖ）になり、イオン群は、区間Ｇ２Ａ及びＧ２Ｂで加速される。なお、イオン源１１０で発生したイオンは、区間Ｇ１に引込まれなくなる。これにより、イオン群は、後端を有するイオンビームのクラスタすなわちバンチを形成する。
【００４７】
バンチの後端部が電極板Ｐ１８に到達したタイミング（時刻ｔ２）で、制御部１２０は、第２パルス電源１１２のパルス発生器２１１を制御して、ＮＯＵＴをＬ、ＰＯＵＴをＨにする。これにより、第２パルス電源１１２の端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３６）の電圧は、＋４４００×ｎ（Ｖ）になり、バンチは、区間Ｓ２で、加速減速を繰返し、集束される。さらに、バンチは、区間Ｇ３Ａ及びＧ３Ｂで加速される。
【００４８】
バンチの後端部が電極板Ｐ３５に到達したタイミング（時刻ｔ３）で、制御部１２０は、第３パルス電源１１３のパルス発生器２１１を制御して、ＮＯＵＴをＬ、ＰＯＵＴをＨにする。これにより、第３パルス電源１１３の端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３６）の電圧は、＋４４００×ｎ（Ｖ）になり、バンチは、区間Ｓ３で、加速減速を繰返し、集束される。さらに、バンチは、区間Ｇ４で加速された後、イオンビームＩＢとして外部に放出される。
【００４９】
このように、荷電粒子加速器１００は、最大出力電圧±１５８．４ｋＶ（＝４×３６×１．１ｋＶ）のパルス電源を３台使用することにより、イオンビームを約９５０ｋｅＶまで加速することができる。
【００５０】
時刻ｔ３の後、所定のタイミングで、第１パルス電源１１１、第２パルス電源１１２、及び第３パルス電源１１３のパルス発生器２１１の出力（ＮＯＵＴ及びＰＯＵＴ）を時刻ｔ０と同じ状態に戻し、その後、上記と同様に制御すれば、次のイオンビームＩＢを出力することができる。
【００５１】
このように、荷電粒子加速器１００により、従来の荷電粒子加速器（図１５参照）と同様に、イオンビームＩＢを生成することができる。荷電粒子加速器１００においては、電極板Ｐの間隔は等間隔であるので、従来よりも設計が容易である。また、従来のように、コッククロフト型の直流高電圧電源を使用することも、分圧抵抗により電極板に印加する電圧を調整することも必要ない。
【００５２】
第１パルス電源１１１、第２パルス電源１１２及び第３パルス電源１１３はそれぞれ、複数（上記では４個）のパルス電源セル２３０を直列接続したパルス電源モジュール２００を、複数（上記では３６個）直列接続し、パルス電源モジュール２００間の接続ノードの電圧を端子Ｔｎから出力可能な構造になっているので、加速管の設計（電極板Ｐの数、Ｄ１、Ｄ２、ｔ、Ｗ）に応じた電圧を、適切な端子Ｔｎから各電極板Ｐに供給することができる。また、パルス電源モジュール２００を構成するパルス電源セル２３０の数を変更すること、及び、第１パルス電源１１１〜第３パルス電源１１３を構成するパルス電源モジュール２００の数を変更することにより、加速管の設計に、より柔軟に対応することができる。例えば、パルス電源モジュールは、１つのパルス電源セルから構成されていてもよい。
【００５３】
上記では、リチウム電池２５１、２９２及び２９３（図７及び図８参照）を使用する場合を説明したが、これに限定されず、任意の種類の一次電池を使用することができる。ニッケル水素電池等の二次電池であってもよい。
【００５４】
上記では、時刻ｔ３で、第３パルス電源１１３に関してのみ、パルス発生器２１１の出力（ＮＯＵＴ及びＰＯＵＴ）を反転させた。しかし、これに限定されない。時刻ｔ３で、制御部１２０が、第１パルス電源１１１及び第２パルス電源１１２を制御して、パルス発生器２１１の出力を反転（ＮＯＵＴをＬ、ＰＯＵＴをＨにする）させてもよい。そのようにすれば、次のイオン群が区間Ｇ１に引込まれ、連続してイオンビームＩＢを出力することができる。この場合、第３パルス電源１１３のパルス発生器２１１の出力（ＮＯＵＴ及びＰＯＵＴ）を時刻ｔ０と同じ状態に戻すのは、例えば時刻ｔ１に対応するタイミングで行えばよい。
【００５５】
（第２の実施の形態）
図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る荷電粒子加速器３００は、パルス電源３１０、制御部３２０、イオン源３３０、容器３４０、及び複数の電極板Ｐを備えている。容器３４０及び複数の電極板Ｐは、加速管を構成する。イオン源３３０は、制御部３２０の制御を受けて、所定のタイミングでビームシャッタを開放し、イオンを出力する。パルス電源３１０は制御部３２０の制御を受けて、複数の電極板Ｐのそれぞれに所定のタイミングで適切な電圧を印加する。これにより、イオン源３３０近傍に放出されたイオンは、電極板Ｐ間に生じた電界により加速され、イオンビームＩＢとして出力される。
【００５６】
本実施の形態においては、加速管は、第１の実施の形態と同様に構成されている。但し、第１の実施の形態とは異なり、２４枚の電極板Ｐを備えている。また、本実施の形態においては、パルス電源は１台であり、後述するように端子Ｔ０及び端子Ｔ１〜Ｔ３００の出力端子を有する。端子Ｔ１〜Ｔ３００の出力電圧は、端子番号に比例する。
【００５７】
電極板Ｐ１〜Ｐ２４は、パルス電源３１０の端子Ｔ１〜Ｔ３００中の所定の端子に接続されている。即ち、電極板Ｐ１〜Ｐ５は、それぞれ端子Ｔｎ（ｎ＝３３、６６、９９、１３２及び１６５）と、３３の整数倍の番号の端子に接続されている。これにより、電極板Ｐ１〜Ｐ５には線形な電圧が印加される。電極板Ｐ６〜Ｐ９には、それぞれ端子Ｔｎ（ｎ＝１９７、２３０、２６３及び３００）と、３３の整数倍に近い番号の端子に接続されている。これにより、電極板Ｐ５〜Ｐ９にも略線形な電圧が印加される。これにより、区間Ｇ１には電位勾配が略一定の電界が形成される。なお、電極板Ｐ６〜Ｐ９が正確に３３の整数倍になっていないのは、イオン源の近く（電極板Ｐ１〜Ｐ５）ではイオンビームの速度が遅いため集束電界の影響を受けやすく厳密に電界（電位勾配）を作る必要があるが、電極板Ｐ８付近ではイオンビームの速度もかなり速くなっており、電界（電位勾配）の値が多少変わってもエンベロープが影響を受けにくいためである。
【００５８】
電極板Ｐ１０〜Ｐ１８は交互に端子Ｔ２９５及び端子Ｔ３００に接続されている。奇数番号の電極板Ｐは端子Ｔ３００に接続され、偶数番号の電極板Ｐは端子Ｔ２９５に接続されている。これにより、電極板Ｐ９〜Ｐ１８２の間（区間Ｓ１）では、電位勾配の方向が交互に逆になる電界が発生する。
【００５９】
電極板Ｐ１９〜Ｐ２４は、それぞれ端子Ｔｎ（ｎ＝２５０、２００、１５０、１００、５０及び０）と、５０の整数倍の番号の端子に接続されている。これにより、区間Ｇ２には、電位勾配が略一定の電界が形成される。なお、区間Ｇ２においてはイオンビームの速度がかなり速いため、上記したように、電界（電位勾配）の値が多少変わってもエンベロープが影響を受けにくいので、電界（電位勾配）が一定である精度はそれほど高くなくてもよい。
【００６０】
図１１を参照して、パルス電源３１０は、図６の第１パルス電源１１１と同様に構成されている。図１１のパルス電源３１０が、図６の第１パルス電源１１１と異なるのは、３００個のパルス電源モジュール２００が直列接続され、対応する２００組のＥＯ変換器２１２と、端子Ｔ０〜Ｔ３００とを備える点だけである。図１１の各パルス電源モジュール２００は図７のように構成され、パルス電源セル２３０は図８のように構成されている。したがって、ＮＯＵＴ及びＰＯＵＴを相互に反転したレベルに設定することにより、パルス電源３１０の端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３００）からは、−４４００×ｎ（Ｖ）又は＋４４００×ｎ（Ｖ）の電圧が出力される。
【００６１】
このように構成された荷電粒子加速器３００において、イオンを加速してイオンビームＩＢを生成するためのパルス電源３１０の制御タイミングを図１２に示す。なお、図１２において、ＰＯＵＴ及びＮＯＵＴの位置は、図９と逆になっている。
【００６２】
制御部３２０は、パルス電源３１０のパルス発生器２１１を制御して、ＰＯＵＴをＨ、ＮＯＵＴをＬにした状態（端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３００）の電圧は＋４４００×ｎ（Ｖ））で、イオン源３３０からイオンの放出を開始させる。ここでは、プラスイオンが放出されるとする。制御部３２０は、時刻ｔ１で、ＰＯＵＴをＬにし、その直後の時刻ｔ２で、ＮＯＵＴをＨにする。これにより、端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３００）の電圧は、−４４００×ｎ（Ｖ）になり、イオン源３３０により発生したイオン群は区間Ｇ１に引込まれて、加速される。その後、イオン群は区間Ｓ１で、加速減速を繰り返し、集束される。
【００６３】
その後、所定の時刻ｔ３（図１２では時刻ｔ２から１００ｎｓ経過後）で、制御部３２０は、パルス電源３１０のパルス発生器２１１を制御して、ＮＯＵＴをＬにし、その直後の時刻ｔ４で、ＰＯＵＴをＨにする。時刻ｔ３は、イオン群の先頭部が電極板Ｐ１８付近に到達したタイミングである。これにより、パルス電源３１０の端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３００）の電圧は、＋４４００×ｎ（Ｖ）になり、イオン群は、区間Ｇ２で加速され、加速管からイオンビームＩＢとして出力される。なお、イオン源３３０で発生したイオンは、区間Ｇ１に引込まれなくなる。これにより、イオン群は、後端を有するイオンビームのクラスタすなわちバンチを形成する。
【００６４】
その後、制御部３２０は、所定時間（図１２では１μｓ）経過後、時刻ｔ１〜ｔ４と同様に、ＰＯＵＴ及びＮＯＵＴのレベルを制御する。これにより、イオン源３３０により放出されたイオンが区間Ｇ１に引込まれて、加速され、イオンビームＩＢとして出力される。
【００６５】
このように、荷電粒子加速器３００は、所定の期間（例えば１００ｎｓ）、ＮＯＵＴをＨにし、ＰＯＵＴをＬにすることを、所定の周期（例えば１μｓ）で繰返すことにより、イオン源３３０により放出されたイオンを、連続してイオンビームＩＢとして出力することができる。
【００６６】
荷電粒子加速器３００においては、第１の実施の形態と同様に、電極板Ｐの間隔は等間隔であるので、従来よりも設計が容易である。また、従来のように、コッククロフト型の直流高電圧電源を使用することも、分圧抵抗により電極板に印加する電圧を調整することも必要ない。
【００６７】
なお、周期１μｓ、ＮＯＵＴをＨにし、ＰＯＵＴをＬにする期間１００ｎｓ、及び、図１０に示した、各電極板Ｐと端子Ｔｎとの接続関係は一例であり、これに限定されない。加速管の設計（電極板Ｐの数、Ｄ１、Ｄ２、ｔ、Ｗ）に応じて、適宜変更され得る。
【００６８】
また、パルス電源３１０は、第１の実施の形態の第１パルス電源１１１と同様に、パルス電源モジュール２００を構成するパルス電源セル２３０の数を変更すること、及び、パルス電源３１０を構成するパルス電源モジュール２００の数を変更することにより、加速管の設計に、より柔軟に対応することができる。例えば、パルス電源モジュールは、１つのパルス電源セルから構成されていてもよい。
【００６９】
（第１の変形例）
図１３を参照して、３つの加速管を備えて、荷電粒子加速器を構成することができる。荷電粒子加速器４００は、パルス電源３１０、制御部３２２、イオン源３３０〜３３２、容器３４０〜３４２、及びイオン源制御装置４１０を備えている。制御部３２２は、パルス電源３１０及びイオン源制御装置４１０を制御する。イオン源制御装置４１０は、イオン源３３０〜３３２のそれぞれのビームシャッタを個別に制御して、イオンを出力させる。
【００７０】
イオン源３３０、容器３４０、及び複数の電極板Ｐで構成される加速管は、第２の実施の形態と同様に構成され、各電極板Ｐは、第２の実施の形態（図１０参照）と同様に、パルス電源３１０の端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３００）の所定の端子に接続されている。イオン源３３１、容器３４１、及び複数の電極板Ｐで構成される加速管、並びに、イオン源３３２、容器３４２、及び複数の電極板Ｐで構成される加速管も、第２の実施の形態と同様に構成されている。３つの加速管において、対応する電極板Ｐは相互に接続されている。
【００７１】
このように構成され、制御部３２２が、パルス電源３１０を第２の実施の形態と同様に制御する（図１２参照）ことにより、荷電粒子加速器４００は、３つの加速管からそれぞれイオンビームＩＢ１〜ＩＢ３を出力することができる。
【００７２】
また、荷電粒子加速器４００では、イオン源制御装置４１０は、イオン源３３０〜３３２のそれぞれのビームシャッタを個別に制御することができるので、各加速管の加速電流値（イオンビームＩＢの強度）を独立に加減することができる。
【００７３】
加速管の数は、図１３に示した３に限定されない。２つの加速管、又は４つ以上の加速管を備え、対応する電極板Ｐを相互に接続し、各電極板Ｐをパルス電源３１０の端子Ｔｎ（ｎ＝１〜３００）の所定の端子に接続してもよい。
【００７４】
（第２の変形例）
パルス電源セルは、図１４のように構成されてもよい。パルス電源セル５００が、図８のパルス電源セル２３０と異なる点は、リチウム電池２９２及び２９３に代えて、ワイヤレス給電装置５１０及び５１１を備えている点だけである。ワイヤレス給電装置５１０及び５１１は、電磁誘導方式又は電波方式（光を含む）等の公知の非接触電力伝送により、無線で電力を供給する。ワイヤレス給電装置５１０及び５１１は、例えば、入力されるＤＣ１２Ｖを、ＤＣ／ＤＣ変換器２９０及び２９１に供給する。これにより、荷電粒子加速器４００は、図８のパルス電源セル２３０と同様に機能する。
【００７５】
図８のパルス電源セル２３０は、リチウム電池２９２及び２９３が放電してしまうと、稼働できなくなるので、連続して使用可能な時間が制限される。これに対して、パルス電源セル５００は、ワイヤレス給電装置５１０及び５１１を備えているので、外部から電力を連続的に供給することができ、時間的な制限がなくなる。
【００７６】
以上、実施の形態を説明することにより本発明を説明したが、上記した実施の形態は例示であって、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１００    荷電粒子加速器
１１０    イオン源
１１１    第１パルス電源
１１２    第２パルス電源
１１３    第３パルス電源
１２０    制御部
１３０    容器
２００    パルス電源モジュール
２１０    タイミング制御回路
２１１    パルス発生器
２１２    ＥＯ変換器
２１３    光ファイバー
２３０    パルス電源セル
２４０、２４１    ＯＥ変換器
２４２、２４３    光ケーブル
２５０    ＤＣ／ＤＣ変換器
２５１    リチウム電池
２７１、２７２、２７３、２７４    ＦＥＴ
２８１、２８２、２８３、２８４    ゲートドライバ
２９０、２９１    ＤＣ／ＤＣ変換器
２９２、２９３    リチウム電池
３００    荷電粒子加速器
３１０    パルス電源
３２０    制御部
３３０    イオン源
３４０    容器
４００    荷電粒子加速器
３２２    制御部
３３１、３３２    イオン源
３４１、３４２    容器
４１０    イオン源制御装置
５００    パルス電源セル
５１０、５１１    ワイヤレス給電装置
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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