(57)【要約】【課題】  ステムと円筒型空洞の電気的接触を取りながらドリフトチューブ間の平行度と位置調整を高精度にできるドリフトチューブ型加速器を提供することを課題とする。【解決手段】  貫通穴を有する円筒型空洞と、円筒型空洞に入射された荷電粒子の通過位置に取り付けられるチューブ状のドリフトチューブと、ドリフトチューブを固定するステムとを有し、円筒型空洞の内部に複数のドリフトチューブを配置し、ドリフトチューブ間に高周波電場を発生させ、ドリフトチューブ中心を通過する荷電粒子を加速する型のドリフトチューブ型加速器において、円筒型空洞の貫通穴の壁とステムとの間に設置され、可動可能な構成を有する固定部材と、固定部材とステムとの間に設置される接続子とを備え、固定部材を可動することで、接触子を介して円筒型空洞とステムとの間の電気的接続を取ることによって、上記課題を解決できる。【選択図】図１
2009205939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通穴を有する円筒型空洞と、前記円筒型空洞に入射された荷電粒子の通過位置に取り付けられるチューブ状のドリフトチューブと、前記ドリフトチューブを固定するステムとを有し、
前記円筒型空洞の内部に複数の前記ドリフトチューブを配置し、該ドリフトチューブ間に高周波電場を発生させ、該ドリフトチューブ中心を通過する荷電粒子を加速する型のドリフトチューブ型加速器において、
前記円筒型空洞の貫通穴の壁と前記ステムとの間に設置され、移動可能な構成を有する固定部材と、
前記固定部材と前記ステムとの間に設置される接続子とを備え、
前記固定部材を可動とすることで、前記接触子を介して前記円筒型空洞と前記ステムとの間の電気的接続を取るように構成したことを特徴とするドリフトチューブ型加速器。
【請求項２】
請求項１に記載のドリフトチューブ型加速器において、
前記ステムの中心軸に垂直な面と前記固定部材との間に前記接続子を設置したことを特徴とするドリフトチューブ型加速器。
【請求項３】
請求項１に記載のドリフトチューブ型加速器において、
前記接触子が、チューブ状断面のリング形状であることを特徴とするドリフトチューブ型加速器。
【請求項４】
請求項１に記載のドリフトチューブ型加速器において、
前記接触子が、Ｃ型断面のリング形状であることを特徴とするドリフトチューブ型加速器。
【請求項５】
請求項１に記載のドリフトチューブ型加速器において、
前記接触子が、くし型円盤状の形状であることを特徴とするドリフトチューブ型加速器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波電場を用いて荷電粒子を加速する加速器に関し、特にドリフトチューブを用いて加速する加速器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ライナック型加速器は、大型の物理実験から粒子線治療システムなどの医療用加速器としても使用されるようになり、応用の範囲が広がっている。
【０００３】
ライナック型加速器の中でも、ドリフトチューブ型加速器は、一般に、中心に穴のあいたチューブ状のドリフトチューブを円筒型空洞の中心軸に沿って複数個配置し、これに円筒型空洞に設けられた高周波電力供給口より電力供給ループで高周波を加えることでドリフトチューブ間に高周波電場を発生させ、ドリフトチューブの中心を通過する荷電粒子を加速している。このとき、効率よく荷電粒子を加速するためには、ドリフトチューブの位置やドリフトチューブ間のギャップ，平行度等を精度よく組み立てる必要がある。また高周波電場をドリフトチューブ間に効率よく発生させるためにドリフトチューブを支えるステムと円筒型空洞との確実な電気的接触が必要である。
【０００４】
ドリフトチューブの位置決め，位置調整が容易にでき、ステムと円筒型空洞の電気的接触を確保する方法として、円環状金属の板を用いてつめ付フランジで固定する方法について特許文献１に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９６９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術は、円環状板の変形によってステムの位置を調整するもので、円環状板の変形によって真空シール部への不均一な力が作用し、真空漏洩が発生しやすいことについて考慮されていなかった。また、上記方法では、ドリフトチューブを調整する際、ビーム加速軸方向あるいは横方向に平行に移動しにくいため、ドリフトチューブ間のギャップに傾斜ができ、発生する高周波電場が不均一になり、荷電粒子の加速性能が低下してしまうことについて考慮されていなかった。
【０００７】
本発明の目的は、ステムと円筒型空洞の電気的接触を取りながらドリフトチューブ間の平行度と位置調整を高精度にできるドリフトチューブ型加速器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明の特徴は、貫通穴を有する円筒型空洞と、円筒型空洞に入射された荷電粒子の通過位置に取り付けられるチューブ状のドリフトチューブと、ドリフトチューブを固定するステムとを有し、円筒型空洞の内部に複数のドリフトチューブを配置し、ドリフトチューブ間に高周波電場を発生させ、ドリフトチューブ中心を通過する荷電粒子を加速する型のドリフトチューブ型加速器において、円筒型空洞の貫通穴の壁とステムとの間に設置され、可動可能な構成を有する固定部材と、固定部材とステムとの間に設置される接続子とを備え、固定部材を可動することで、接触子を介して円筒型空洞とステムとの間の電気的接続を取るように構成したことにある。
【０００９】
さらに、ステムの中心軸と垂直な面と可動する固定部材との間に接触子を設置することによってステムの移動と電気的接触をスムーズにできるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ステムと円筒型空洞の電気的接触を取りながら、ドリフトチューブ間の平行度と位置調整を高精度にできる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例のドリフトチューブ型加速器１００の構成を図４に示す。ドリフトチューブ型加速器１００は、棒状のステム１，高周波電力供給口２２を有する円筒型空洞２，中心に穴の開いたチューブ状のドリフトチューブ２１，電力供給ループ２３を備える。ドリフトチューブ２１は、円筒型空洞２の中心軸に沿って複数個設けられる。円筒型空洞２には、ステム及びドリフトチューブ２１を取り付けるための複数の貫通穴が設けられている。ステム１は、ドリフトチューブ２１に取り付けられ、円筒型空洞２の貫通穴壁に固定される。ステム１を円筒型空洞２の貫通穴壁に固定することで、ドリフトチューブ２１が固定される。高周波電場を供給する電力供給ループ２３が、高周波電力供給口２２内に設けられる。
【００１３】
荷電粒子が、ビーム軸２４に沿って円筒型空洞２に入射するとドリフトチューブ２１内を通過する。電力供給ループ２３が高周波を印加することによってドリフトチューブ２１間に高周波電場が生成され、ドリフトチューブ２１の中心（ビーム軸）を通過する荷電粒子を加速する。
【００１４】
図１を用いて、ステム１の取り付け構成を説明する。図１は、本実施例のドリフトチューブ型加速器１００におけるステム１の取付け部の断面を示した図である。図１の紙面下方が円筒型空洞２の中心であり、ドリフトチューブ２１が取り付けてある方向である。
【００１５】
ステム１の取付け部には、第１のブロック（固定部材）３，押さえ板４，第２のブロック（固定部材）５，第１の接触子８，第２の接触子９，Ｏリング６，７が備えられる。ドリフトチューブ２１の位置調整には、ドリフトチューブ２１に取り付けられたステム１と、図１には図示していないが、紙面上方に別に設けられた調整機構を用いて調整する。また、押さえ板４や第１のブロック３を用いてドリフトチューブ２１の位置を調整することも可能である。
【００１６】
ドリフトチューブ２１は、ステム１に固定され、円筒型空洞２の壁に設けられた貫通穴を通して円筒型空洞２の内部より外側へ取り付ける。ステム１にはリング状の第１の接触子８が、上部より取り付けられる。第１の接続子８を取り付けたステム１の面が、第２のブロック５と面するように第２のブロックを配置する。つまり、第１の接触子８は、ステム１と第２のブロック５との間に設置され、この間の電気的接触を取る機能を有する。第２の接触子は、円筒型空洞２の貫通穴の側面の周上にリング状に取り付けられる。第２の接触子９は、第２のブロック５と円筒型空洞２の貫通穴の壁面が面する部分に取り付けられ、第２のブロック５と円筒型空洞２との電気的接触をとる機能を有する。第２のブロックと円筒型空洞２の貫通穴の壁面とが面する部分にＯリング７を取り付ける。Ｏリング７によって真空シールを行う。第２のブロック５は、紙面上下に移動可能な構造となっている。図示していないが、別途設けられた調整機構によりステム１の調整を行った後、押さえ板４に設けられたボルト受け部に押さえ板固定ボルト１１を挿入して設置し、押さえ板４を円筒型空洞２に押さえ板固定ボルト１１で固定する。さらに、押さえ板４に設けられた他のボルト受け部に接触子固定ボルト１０を挿入すると、接触子固定ボルト１０が第２のブロック５に接触する。接触子固定ボルト１０が第２のブロック５を押し、第１の接触子８を介してステム１との電気的接触を取る。第１の接触子８はステム１の中心軸に垂直な面Ｆ面と第２のブロック５の間に設置されるため、ドリフトチューブ２１の位置調整等の際にステム１の紙面横方向や垂直方向などの位置が移動したとしても、これらの電気的接触を確保することができる。また、第２のブロック５が上下移動可能な構成であるため、ドリフトチューブ２１の位置調整等の際にステム１が紙面上下方向にずれた場合であっても、電気的接触を確保することができる。尚、本実施例は、荷電粒子ビームの進行方向にもドリフトチューブ２１の位置調整をすることが可能である。この場合も、電気的接触を確保できる。その後は、第１のブロック３をステム１と押さえ板４の間に取り付けて固定する。第１のブロック３には外側面にねじが切られており、押さえ板４にも同様のねじを切ることで、第１のブロック３をねじ込み、第１のブロック３の内側に設けたＯリング６で、ステム１と第２のブロック５との真空シールを行っている。
【００１７】
接触子固定ボルト１０のかわりに第１のブロック３をねじ込むことで第１のブロック３を固定するようにしても良い。また、第１のブロック３にねじを切る代わりにボルト等により別途固定しても同様の効果を得ることができる。押さえ板４および第１のブロック３は一体あるいは別々に移動でき、位置合わせを終えたステム１の中心に合わせてから固定される。
【００１８】
本実施例では、第１の接触子８の断面が円形パイプ状のものを使用した場合の例を示した。第１の接触子８の断面形状はチューブ状（中空）でなくとも良く、圧力を加えたときに、弾力性があり、電気的接触が確実に取れるものであれば円形断面やチューブ状に限定するものではない。またチューブ内部や表面にばね材を挿入して弾力性を付加したものでも良い。第１の接触子８の材質は電気抵抗が小さいほど良く、たとえば銅，銀，金などを使用することができる。その他に弾力性のある材質の表面に銅，金，銀メッキを施しても同様の効果がある。また弾力性が大きくない金属でも上記のようにメッキを施し、さらに内部に弾力性のある材質、たとえばばね材等を挿入して弾力性を強化しても良い。
【００１９】
また、本実施例では、第２の接触子９は、薄板をアーチ状にした断面のものを使用しているが、第１の接触子８と同様の形状，材質のものでも良い。
【００２０】
以上のように構成することによって、位置調整されたステム１を動かすことなくステム１と円筒型空洞２との電気的接触を第１のブロック３を介して取ることができるため、ドリフトチューブ２１間の平行度と位置調整を高精度にできる効果がある。
【実施例２】
【００２１】
以下に、本発明の他の実施例のドリフトチューブ型加速器を、図２を用いて説明する。図２は、ステム１と第２のブロック（固定部材）５との間の構成を詳細に示す図である。本実施例のドリフトチューブ型加速器は、実施例１の第１の接触子８の代わりにＣ形断面接触子１２を用いた場合の実施例を示したものである。図示していない部分は、実施例１のドリフトチューブ型加速器１００の構成と同じであり省略する。ステム１と第２のブロック５間にＣ型断面接触子１２を切り欠き面がステム１の方向になるように設置した。高周波電流は金属表面を流れるため、ステム１の表面にはできるだけ伝播の障害となるような突起は避けるようにするため切り欠き部はステム１の方向とした。Ｃ型断面接触子１２の形状をＣ型断面にすることにより、弾性力を強化できる効果が期待できる。さらに、Ｃ型断面内部に高弾性力の材質を挿入することでより電気的接触が確実に確保することができる。Ｃ型断面接触子１２の材質については実施例１と同様であり省略する。
【００２２】
本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００２３】
以下に、本発明の他の実施例のドリフトチューブ型加速器を、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、ステム１と第２のブロック（固定部材）５との間の構成を詳細に示す構成図である。本実施例のドリフトチューブ型加速器は、実施例１の第２の接触子９の代わりに、くし形円盤状接触子１３を用いた場合の実施例を示したものである。図示していない部分は、実施例１のドリフトチューブ型加速器１００の構成と同じであり省略した。図３（ｂ）は、くし型円盤状接触子１３を上から見た図を示した図である。円盤状の板に外周から中心に向かって複数個の切り込みをいれ、この部分を凸に曲げ、接触部とし、曲げによる弾性力を得るように構成した。くし型円盤状接触子１３の材質，表面加工については実施例１と同様であり省略する。
【００２４】
本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好適な一実施例であるドリフトチューブ型加速器のステム設置部分を表す断面図である。
【図２】ステムと円筒型空洞の電気的接触を取る手段としてＣ型断面接触子を用いた場合の断面図である。
【図３】ステムと円筒型空洞の電気的接触を取る手段としてくし型円盤状接触子を用いた場合の断面図である。
【図４】本発明のドリフトチューブ型加速器の全体概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  ステム
２  円筒型空洞
３  第１のブロック
４  押さえ板
５  第２のブロック
６，７  Ｏリング
８  第１の接触子
９  第２の接触子
１０  接触子固定ボルト
１１  押さえ板固定ボルト
１２  Ｃ型断面接触子
１３  くし型円盤状接触子
２１  ドリフトチューブ
２２  高周波電力供給口
２３  電力供給ループ
２４  ビーム軸
【図１】
2009205939.tif 000003
【図２】
2009205939.tif 000004
【図３】
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【図４】
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