(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の加速キャビティ，前記加速キャビティを接続する特定キャビティからなる加速管であって、
前記特定キャビティが、特定モードで励振されているとき前記特定キャビティの外壁の軸方向に直角な断面を電流が通過しない面を有し、且つ該面を分割接合面とし、さらに、接続フランジが形成された特定キャビティと、
前記接続フランジの接合面に配置されるガスケットと、および
前記特定キャビティの前記接続フランジを固定する固定手段と、
から構成したことを特徴とする加速管。
【請求項２】
１以上の加速キャビティ，前記加速キャビティを接続する特定キャビティからなる加速管において、
前記特定キャビティが、特定モードで励振されているとき前記特定キャビティの外壁の軸方向に直角な断面を電流が通過しない面を有し、且つ該面を分割接合面とし、さらに、接続フランジが形成された特定キャビティと、
前記接続フランジの接合面に配置されるガスケットと、
前記特定キャビティの前記接続フランジを固定する固定手段と、および
前記特定キャビティの中心軸の電子群が前記特定キャビティ内を通過する開口の回りで前記特定キャビティ内に突出させられ、前記特定キャビティ内の電界を前記分割接合面から離れて前記外壁の壁面に集中させる円筒から構成した加速管。
【請求項３】
請求項１または２記載の加速管において、前記特定キャビティにおける前記特定モードはＴＭ011 モードである加速管。
【請求項４】
請求項１，２または３記載の加速管において、前記分割接合面は前記特定キャビティの外壁に設けられた前記接続フランジ面間に形成されるように構成した加速管。
【請求項５】
前記ガスケットは、前記接続フランジ面に配置され、接続フランジをボルトで締め付ける際に前記接続フランジのナイフエッジで押圧されて固定されるように構成した請求項４記載の加速管。
【請求項６】
請求項１，２または３記載の加速管において、前記加速管は定在波線形加速管または進行波線形加速管である加速管。
【請求項７】
請求項６記載の加速管において、前記特定キャビティは、定在波線形加速管のキャビティと進行波線形加速管のキャビティ間に形成されている加速管。
【請求項８】
請求項６記載の加速管において、前記加速管は、オンアクシス定在波線形加速管である加速管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のキャビティを備える加速管を特定のキャビティで軸方向に分割して構成し、組立可能にした加速管に関する。さらに詳しく言えば、組立が容易で高い精度で多数キャビティの加速管の製造を可能にする構造の加速管を提供することにある。
【０００２】
【従来の技術】
まず従来の加速管の構成例を図面を参照して説明する。図７は、従来のサイドカップル形加速管を示す斜視図である。この従来のサイドカップル形加速管は、シャントインピーダンスが高く、したがって加速器の小形化が可能になる。そして安定した動作が得られる。
【０００３】
すなわち、このサイドカップル形加速器の構造では、曲形マグネットが削除されているから、加速器の長さを短くすることができる。この加速管において、電子銃の陰極で発生する電子は陰極と陽極間に印加する直流電圧により加速され、マイクロ波電界により励起された加速キャビティ８の中に直接注入され、その電界により破線の軸方向に加速される。
【０００４】
このマイクロ波電力は、結合キャビティ６にπ／２モードで磁気的に結合されている結合開口部５を通して加速キャビティ８に伝送される。これらのキャビティに磁気的に効率よく結合するために、この結合キャビティ６の配置は、電子をよく加速する場の領域にあるビーム軸より離れた位置に設定されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この電子でＸ線ターゲットを叩き、必要なＸ線の強度を得るために、この電子群が所定の速度に加速するためにこの加速キャビティを多段に接続する方法がとられる。キャビティは空洞の製作加工上、キャビティの内径の最大部分で分離されている。
【０００６】
そのため、このキャビティの多段接続される加速管において、通常図７に示す加速キャビティの内径の最大部分の接続部１で接合する方法が行われる。通常、加速キャビティ内部のマイクロ波のモードはＴＭ010 のモードが使われる。このために、加速キャビティの接続部の内壁に、マイクロ波の電流が流れるので、接続部の内壁部分の導電性を高くしなければならない。このように接続部の内壁の導電率を高くすること、キャビティ内部の真空度を保つために気密性を維持するために、この部分の接合方法には、高温度の金蝋接合方法が利用されている。
【０００７】
このようなキャビティを多段に構成する加速管の構造の製作には、必然的に大きい電気炉が必要になる。そのために、当然加速管の組み立て用装置が大形になり、多額な設備投資が必要になる。これが、加速管のコストをアップしている原因の一つとなっている。
本発明の目的は、多段のキャビティの接続を金蝋で接合する方法を回避できる加速管の構造を提供することにある。
本発明のさらに詳細な目的は、キャビティの構造を改良して、キャビティ内部のマイクロ波電流が、機械的接合部（前記分割面近傍）に流れない構造の加速管を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明による請求項１記載の加速管は、１以上の加速キャビティ，前記加速キャビティを接続する特定キャビティからなる加速管であって、
前記特定キャビティが、特定モードで励振されているとき前記特定キャビティの外壁の軸方向に直角な断面を電流が通過しない面を有し、且つ該面を分割接合面とし、さらに、接続フランジが形成された特定キャビティと、
前記接続フランジの接合面に配置されるガスケットと、および
前記特定キャビティの前記接続フランジを固定する固定手段と、
から構成されている。
【０００９】
本発明による請求項２記載の加速管は、１以上の加速キャビティ，前記加速キャビティを接続する特定キャビティからなる加速管において、
前記特定キャビティが、特定モードで励振されているとき前記特定キャビティの外壁の軸方向に直角な断面を電流が通過しない面を有し、且つ該面を分割接合面とし、さらに、接続フランジが形成された特定キャビティと、
前記接続フランジの接合面に配置されるガスケットと、
前記特定キャビティの前記接続フランジを固定する固定手段と、および
前記特定キャビティの中心軸の電子群が前記特定キャビティ内を通過する開口の回りで前記特定キャビティ内に突出させられ、前記特定キャビティ内の電界を前記分割接合面から離れて前記外壁の壁面に集中させる円筒から構成されている。
【００１０】
本発明による請求項３記載の加速管は、請求項１または２記載の加速管において、前記特定キャビティにおける前記特定モードはＴＭ011 モードである。
【００１１】
本発明による請求項４記載の加速管は、請求項１，２または３記載の加速管において、前記分割接合面は前記特定キャビティの外壁に設けられた前記接続フランジ面間に形成されるように構成されている。
【００１２】
本発明による請求項５記載の加速管は、請求項４記載の加速管において、前記ガスケットは、前記接続フランジ面に配置され、接続フランジをボルトで締め付ける際に前記接続フランジのナイフエッジで押圧されて固定されるように構成されている。
【００１３】
本発明による請求項６記載の加速管は、請求項１，２または３記載の加速管において、前記加速管は定在波線形加速管または進行波線形加速管である。
【００１４】
本発明による請求項７記載の加速管は、請求項６記載の加速管において、前記特定キャビティは、定在波線形加速管のキャビティと進行波線形加速管のキャビティ間に形成されて構成されている。
【００１５】
本発明による請求項８記載の加速管は、請求項６記載の加速管において、前記加速管は、オンアクシス定在波線形加速管である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面等を参照して本発明による装置の実施の形態を説明する。図１は、本発明による加速管の第１の実施例を示す概略断面図である。この加速管はキャビティの接続部を持つ定在波線形加速管である。この高電界小形加速管の多段のキャビティは、複数のキャビティを備える加速管において、特定のキャビティ１１で軸方向に分割するために、キャビティ外壁の軸方向に電流が発生しない部分に分割接合面１１ｄを設けて構成してある。そしてこの分割接合面１１ｄは、前述の図７に示す金蝋の溶接の接続部１に変えて機械的に接触接続する構造になっている。
【００１７】
図２Ａは、前記定在波線形加速管のキャビティ接続部の長手方向（進行方向）断面、図２Ｂは同じく短手方向（進行方向に直角方向）断面図である。フランジ１５、１５をボルト１６で締め付ける構成となっている。これにより機械的に取り外しが可能になる。このフランジ１５の内面（接合面）にはナイフエッジ１８Ｂが形成されている。ＯＨＣ(Oxygen Free High Conductive Copper)銅のガスケット１８Ａが対のフランジ１５の１５間に配置され、ボルト１６で締め付けると、ＯＨＣ銅ガスケット１８Ａにナイフエッジ１８Ｂの先端が噛み込んで気密に接合されキャビティ内部の真空が保持される。この接続部は、特定のキャビティ１１の構造によりこの接続部にマイクロ波電流が流れないので、気密性のみに重点をおけばよい。
【００１８】
以下本発明の構造において、その電気的動作を図１を参照して説明する。
キャビティを励起するマイクロ波の電力は、導波管窓２４を通して導波管２５に供給される。さらにこの電力はカプラ・キャビティ９に入力され、このキャビティを励起する。この電力はさらに左の結合キャビティ６を通過し、左隣の加速キャビティ８を励起する。このように電力は左側の各キャビティを励起する。また同様にカプラ・キャビティ９から右側の各キャビティも励起される。図において、１００、１０１、１０２は同相加速電界であり、１１０、１１１、１１２は逆相加速電界である。
【００１９】
そこで、加速管のキャビティがＴＭ011 モードで動作する場合、各キャビティの電界の位相は、それぞれ隣りのキャビティの電界の位相と１８０度異なる。
すなわち電界１０１と電界１１０の位相は１８０度異なるように、励起される。このように、各キャビティが励起されると、電子群は右方向に加速され、最後に光速に近い速度までに加速される。
【００２０】
マイクロ波の自由空間での波長をλ0 とすると、フランジ１５部の内部にあるキャビティの寸法は約半波長すなわち約λ0/２になる。また隣りの各加速キャビティの中央部からの軸方向の間隔は約一波長すなわち約λ0 になる。
とくに、図１に示すように、接続部に関連するキャビティ１１は、他のキャビティと異なる構造である。この加速管の軸方向に対して垂直方向に切った断面図は図２Ｂに示される。フランジ１５の外周付近にはボルト１６を通す孔１７が空いている。さらに内周側にマイクロ波電力を通すための結合開口部１２がある。
さらに内側に円筒状の筒１３がある。筒１３の内径側に電子群が通過する孔１４がある構造である。
【００２１】
このような構造にすれば、励起するマイクロ波の電界は、円筒状の筒１３の外側の面とキャビティ１１の内壁とに電界が集中する。よって接続部の近傍に位置するキャビティの壁面では、電流は流れない状態になる。このことは、前述したように接続部に電流が流れ込まない状態、あるいは流れ込ませる必要がないことを示している。
【００２２】
図３は、本発明のキャビティの接続部を持つ定在波線形加速管の第２の実施例を示す概略断面図である。この実施例はフランジ１５部の内部にあるキャビティの寸法は約１波長すなわち約λ0 にしている。その他については先に図１等を参照して説明した第１の実施例と異ならない。
【００２３】
図４は、本発明によるキャビティの接続部を持つオンアクシス定在波線形加速管の実施例を示す概略図である。特定のキャビティで軸方向に分割するために、前記加速管は、オンアクシス定在波線形加速管とし、キャビティ外壁の軸方向に電流が発生しない部分に分割接合面を設けて構成してある。
なおオンアクシス定在波線形加速管およびサイドカップル定在波加速管は当業者に周知のものである。これらは以下の非特許文献１において対比して説明されている。
【非特許文献１】
医療用電子加速器（Medical Electron Accelerator
McGraw Hill 1993)の76頁から80頁  マクグローヒル社
【００２４】
図５は、本発明によるキャビティ接続部を持つ定在波線形加速管と進行波加速管を組み合わせた加速管の実施例を示す概略図である。
この実施例も、特定のキャビティで軸方向に分割するために、前記接続部を定在波線形加速管のキャビティと前記進行波加速管のキャビティ間に設けられるキャビティに形成し、前記キャビティ外壁の軸方向に電流が発生しない部分に分割接合面を設けて構成してある。
【００２５】
図６は、本発明によるキャビティの接続部を持つ２種類の進行波加速管を組み合わせた加速管の実施例を示す概略図である。
この実施例も特定のキャビティで軸方向に分割するために、前記加速管は、進行波加速管とし、キャビティ外壁の軸方向に電流が発生しない部分に分割接合面を設けて構成されている。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明による加速管は、キャビティ外壁の軸方向に電流が発生しない部分に分割接合面を設けて構成してある。したがって、その接続部分に、電気的な接触抵抗を極小にするために、溶接等の特段の配慮をする必要がない。よって、真空度を保つシール方法に重点をおくことができる。製造上、製作しやすくコスト削減になる。またメンテナンスも容易になるのでシステムの信頼性も向上する。
【００２７】
各段に接続するキャビティはそれぞれ同じ寸法になるので、製作時には、同寸のキャビティを作成するので、ユニット化できる。このことにより、寸法の正確さ、機密性の信頼性と同時にコストダウンできる利点があげられる。またキャビティの段数を自由に変えることができる。そのために、Ｘ線発生の応用において、Ｘ線の強さや装置の小形化などに対応できる加速管が可能になる利点がある。
【００２８】
本発明の小形加速管においてキャビティの接続部をＯリングで接続する方法を用いることで、加速管のコストダウンとキャビティの段数の自由な説定による装置の小形化とキャビティのユニット化により寸法の正確さ、機密性の信頼性の向上などで大きい効果が得られる。同調するマイクロ波のモードにより、キャビティ内の電界は軸の領域に集中しているので、接続部に流れる電流は極めて少ないので、このキャビティの接続部を金属Ｏリングを用いて接続してもキャビティのシャントインピーダンスが高く維持され、加速管の特性の低下はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるキャビティの接続部を持つ定在波線形加速管の第１の実施例を示す概略断面図である。
【図２Ａ】  本発明の前記定在波線形加速管のキャビティ接続部の長手方向（進行方向）断面構造図である。
【図２Ｂ】  本発明の前記定在波線形加速管のキャビティ接続部の短手方向（進行方向に直角方向）断面図である。
【図３】  本発明の他のキャビティの接続部を持つ定在波線形加速管の第２の実施例を示す概略断面図である。
【図４】  本発明によるキャビティの接続部を持つオンアクシス定在波線形加速管の実施例を示す概略断面図である。
【図５】  本発明によるキャビティ接続部を持つ定在波線形加速管と進行波加速管を組み合わせた加速管の実施例を示す概略断面図である。
【図６】  本発明によるキャビティの接続部を持つ２本の進行波加速管を組み合わせた加速管の実施例を示す概略断面図である。
【図７】  従来の定在波線形加速管を斜視図である。
【符号の説明】
１  溶接の接続部
５  結合開口部
６  結合キャビティ
８  加速キャビティ
９  カプラ・キャビティ
１１  接続部のキャビティ
１１ｄ  キャビティの分割面
１２  結合開口部
１３  円筒状の筒
１４  電子通過孔
１５  フランジ
１６  ボルト
１７  ボルト用孔
１８Ａ  ガスケット（Ｏリング）
１８Ｂ  ナイフエッジ
２４  導波管窓
２５  導波管
１００、１０１、１０２  同相加速電界
１１０、１１１、１１２  逆相加速電界
【図１】
0003824493.tif 000002
【図２Ａ】
0003824493.tif 000003
【図２Ｂ】
0003824493.tif 000004
【図３】
0003824493.tif 000005
【図４】
0003824493.tif 000006
【図５】
0003824493.tif 000007
【図６】
0003824493.tif 000008
【図７】
0003824493.tif 000009