(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電隔壁と、
上記静電隔壁と対向して配置された対向電極と、
上記静電隔壁と異なる材料により、基底部、上記基底部の両端に立設された一対の側部及び上記側部の端部に配設された端面からなる構造に形成されるとともに上記静電隔壁を固定するための静電隔壁固定枠と、
上記静電隔壁と上記静電隔壁固定枠とを固定するための複数の固定ボルトと、
上記複数の固定ボルトを取り付けるため上記静電隔壁固定枠の上記端面に設けられた複数の第一の穴と、
上記複数の固定ボルトに対応して上記静電隔壁に設けられた複数の第二の穴とを備え、
上記静電隔壁と上記対向電極との間に発生する電場によって荷電粒子を偏向し、上記静電隔壁を介して二つの荷電粒子軌道を分離もしくは融合する静電偏向器において、
上記複数の第一の穴の内少なくとも一つの穴の周囲に形成された溝と、
上記溝にはめ込まれたスペーサとを備え、
上記複数の第二の穴の内上記スペーサに対応する穴はその直径が上記スペーサの直径よりも大きくなるように形成され、
上記スペーサは上記静電隔壁固定枠から突出する部分の高さが上記静電隔壁の厚さよりも高くなるように形成されていることを特徴とする静電偏向器。
【請求項２】
静電隔壁固定枠の端面は、荷電粒子軌道方向に沿った曲面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の静電偏向器。
【請求項３】
静電隔壁固定枠の端面に沿った形状に形成され、静電隔壁を静電隔壁固定枠の端面とで挟み込む形で押さえ付ける押さえ板を備え、スペーサの上記静電隔壁固定枠から突出する部分の高さを、上記静電隔壁の厚さと上記押さえ板の厚さを合計したものよりも高くなるように変更することを特徴とする請求項２記載の静電偏向器。
【請求項４】
静電隔壁と、
上記静電隔壁と対向して配置された対向電極と、
上記静電隔壁と異なる材料により、基底部、上記基底部の両端に立設された一対の側部及び上記側部の端部に配設された端面からなる構造に形成されるとともに上記静電隔壁を固定するための静電隔壁固定枠と、
上記静電隔壁と上記静電隔壁固定枠とを固定するための複数の固定ボルトと、上記複数の固定ボルトを取り付けるため上記静電隔壁固定枠の上記端面に設けられた複数の第一の穴とを備え、
上記静電隔壁と上記対向電極との間に発生する電場によって荷電粒子を偏向し、上記静電隔壁を介して二つの荷電粒子軌道を分離もしくは融合する静電偏向器において、
上記端面に沿った形状に形成された押さえ金具と、
上記押さえ金具に設けられた複数の第三の穴と、
上記第三の穴に取り付けられる複数の押し付けボルトとを備え、
上記固定ボルトは、上記押さえ金具と上記静電隔壁固定枠の上記端面とで上記静電隔壁を挟み込む形で第一の穴に締め付けられ、
上記押し付けボルトの先端部で上記静電隔壁を上記静電隔壁固定枠の上記端面に押し付けていることを特徴とする静電偏向器。
【請求項５】
静電隔壁固定枠の基底部の厚さを少なくとも側部の厚さよりも薄くしたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の静電偏向器。
【請求項６】
静電隔壁固定枠の基底部に複数の穴を開けたことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の静電偏向器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、円形加速器や荷電粒子蓄積リングにおいて、荷電粒子の取り込みを行う入射装置や荷電粒子の取り出しを行う出射装置に用いられる静電偏向器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の静電偏向器は、例えば、「第１１回加速器科学シンポジウムプロシーディング（１９９７）ｐ．５９−６１」などに開示されている。図１１は従来の静電偏向器の構成を示す図であり、荷電粒子軌道に対して垂直な方向の断面図である。図において、１０１はタングステンなどの材料からなるセプタム電極（静電隔壁）、１０２はセプタム電極１０１に対向して配置された対向電極、１０３はセプタム電極１０１を固定するための台となるセプタム電極固定枠（静電隔壁固定枠）、１０４はセプタム電極１０１をセプタム電極固定枠１０３に固定するための固定ボルトである。
【０００３】
次に動作について説明する。
図１２は図１１の静電偏向器を出射装置に使用した場合の荷電粒子の偏向動作を模式的に表した模式図であり、図１３は図１１の静電偏向器を入射装置に使用した場合の荷電粒子の偏向動作を模式的に表した模式図である。図において、１０５は加速器（図示省略）内の荷電粒子の加速軌道、１０６は当該加速軌道から上記加速器外に出射される荷電粒子の出射軌道であり、１０７は上記加速器内の上記加速軌道へ入射される荷電粒子の入射軌道である。これらの図に沿って動作の説明を行う。
【０００４】
まず、出射装置に使用した場合において、対向電極１０２に負の高電圧を印加し、セプタム電極１０１を接地する。この時、セプタム電極１０１と対向電極１０２との間に電位差が生じ、これにより電場が発生する。加速器内を周回する加速軌道１０５上の荷電粒子は、図１２に示すように上記電場によりセプタム電極１０１と対向電極１０２との間に偏向され、荷電粒子の出射軌道１０６に沿って上記加速器から出射される。
【０００５】
入射装置に使用した場合において、上記出射装置と同様に対向電極１０２に負の高電圧を印加し、セプタム電極１０１を接地してセプタム電極１０１と対向電極１０２との間に電位差を生じさせ、これにより両電極１０１，１０２間に電場を発生させる。セプタム電極１０１と対向電極１０２との間を進行する荷電粒子の入射軌道は図１３に示すように上記電場により偏向されて加速器（図示省略）内を周回する加速軌道１０５に入射される。
なお、以上は荷電粒子の符号が正の場合であり、符号が負の場合は対向電極は陽極として用いられ、印加電圧も正となる。
【０００６】
図１４は従来の静電偏向器のその他の構成を示す図であり、荷電粒子軌道に対して垂直な方向の断面図である。図において、１１１はタングステンなどの材料からなるセプタム電極（静電隔壁）、１１２はセプタム電極１１１に対向して配置された対向電極であり、１１３はセプタム電極１１１を固定するための台となるセプタム電極固定枠、１１４はセプタム電極１１１をセプタム電極固定枠１１３に固定するための固定ボルトである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の静電偏向器は以上のように構成されているので、セプタム電極１０１，１１１と対向電極１０２，１１２との間にできるだけ高電圧が印加できるようにするために、セプタム電極１０１，１１１には破壊電場強度の高いタングステン，モリブデン等の材料が使用され、セプタム電極固定枠１０２，１１２には加工性の良いアルミニウム等が使用される。
【０００８】
加速器を動作させる際、その内部が高真空であることが要求される。しかしながら、セプタム電極１０１，１１１等には付着物が存在し、静電偏向器が設置される真空容器内部を真空に引く際にこれがガスとなり放出さるので、ガス放出量が低減されなくなり、高真空を実現するための障害となる。このため、静電偏向器が設置される真空容器内部を真空に引く際に、ベーキングにより真空容器全体を加熱し、これによってガス放出量を低減させる必要がある。しかしながら、加熱をすると、セプタム電極１０１，１１１の材料とセプタム電極固定枠１０２，１１２の材料との違いにより熱膨張差が生じ、軌道をさえぎらないように薄く形成されているセプタム電極１０１，１１１に熱応力が加わり塑性変形してしまう。このため、２００度程度の高温でのベーキングができず、ガス放出量を低減することができず、動作を開始してもガスが放出されることになって電極間に放電が発生し、ガス放出による放電頻度が減少するまで長時間を要するという課題があった。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ベーキングなどの高温時において、セプタム電極とセプタム電極固定枠との熱膨張差を吸収する構造とし、高温状態となってもセプタム電極に塑性変形が生じない静電偏向器を得ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る静電偏向器は、静電隔壁と、上記静電隔壁と対向して配置された対向電極と、上記静電隔壁と異なる材料により、基底部、上記基底部の両端に立設された一対の側部及び上記側部の端部に配設された端面からなる構造に形成されるとともに上記静電隔壁を固定するための静電隔壁固定枠と、上記静電隔壁と上記静電隔壁固定枠とを固定するための複数の固定ボルトと、上記複数の固定ボルトを取り付けるため上記静電隔壁固定枠の上記端面に設けられた複数の第一の穴と、上記複数の固定ボルトに対応して上記静電隔壁に設けられた複数の第二の穴とを備え、上記静電隔壁と上記対向電極との間に発生する電場によって荷電粒子を偏向し、上記静電隔壁を介して二つの荷電粒子軌道を分離もしくは融合する静電偏向器において、上記複数の第一の穴の内少なくとも一つの穴の周囲に形成された溝と、上記溝にはめ込まれたスペーサとを備え、上記複数の第二の穴の内上記スペーサに対応する穴はその直径が上記スペーサの直径よりも大きくなるように形成され、上記スペーサは上記静電隔壁固定枠から突出する部分の高さが上記静電隔壁の厚さよりも高くなるように形成されているものである。
【００１１】
この発明に係る静電偏向器の静電隔壁固定枠の端面は、荷電粒子軌道方向に沿った曲面に形成されるようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る静電偏向器は、静電隔壁固定枠の端面に沿った形状に形成され、静電隔壁を静電隔壁固定枠とで挟み込む形で押さえ付ける押さえ板を備えるようにしたものである。
【００１３】
この発明に係る静電偏向器は、静電隔壁と、上記静電隔壁と対向して配置された対向電極と、上記静電隔壁と異なる材料により、基底部、上記基底部の両端に立設された一対の側部及び上記側部の端部に配設された端面からなる構造に形成されるとともに上記静電隔壁を固定するための静電隔壁固定枠と、上記静電隔壁と上記静電隔壁固定枠とを固定するための複数の固定ボルトと、上記複数の固定ボルトを取り付けるため上記静電隔壁固定枠の上記端面に設けられた複数の第一の穴を備え、上記静電隔壁と上記対向電極との間に発生する電場によって荷電粒子を偏向し、上記静電隔壁を介して二つの荷電粒子軌道を分離もしくは融合する静電偏向器において、上記端面に沿った形状に形成された押さえ金具と、上記押さえ金具に設けられた複数の第三の穴と、上記第三の穴に取り付けられる複数の押し付けボルトとを備え、上記固定ボルトは、上記押さえ金具と上記静電隔壁固定枠の上記端面とで上記静電隔壁を挟み込む形で第一の穴に締め付けられ、上記押し付けボルトの先端部で上記静電隔壁を上記静電隔壁固定枠の上記端面に押し付けているものである。
【００１４】
この発明に係る静電偏向器は、静電隔壁固定枠の基底部の厚さを少なくとも側部の厚さよりも薄くしたものである。
【００１５】
この発明に係る静電偏向器は、静電隔壁固定枠の基底部に複数の穴を開けたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す斜視図である。図において、１はセプタム電極（静電隔壁）、２は基底部２ａ、基底部２ａの両端に立設された一対の側部２ｂ及び側部２ｂの端部に配設された端面２ｃからなる構造に形成されるとともにセプタム電極１を固定するための台となるセプタム電極固定枠（静電隔壁固定枠）、３ａ，３ｂはセプタム電極１をセプタム電極固定枠２の端面２ｃに固定するための固定ボルト、４は静電偏向器を通過する荷電粒子軌道であり、静電偏向器を加速器（図示省略）の出射装置として使用する場合は荷電粒子の出射軌道となり、静電偏向器を加速器の入射装置として使用する場合は荷電粒子の入射軌道となる。
セプタム電極１と対向電極（図示省略）との間にできるだけ高電圧を印加するために、セプタム電極１には破壊電場強度の高いタングステン，モリブデン等の材料が使用され、セプタム電極固定枠２には加工性の良いアルミニウム等の材料が使用されている。
また、セプタム電極固定枠２の端面２ｃには、固定ボルト３ａ，３ｂを取り付けるために複数の第一の穴が設けられ、セプタム電極１には、固定ボルト３ａ，３ｂに対応して複数の第二の穴が設けられている。
【００１７】
図２は図１のセプタム電極ユニットの固定ボルト３ａ，３ｂの配設位置における断面図である。図において、５はステンレス，アルミニウム等の材料によって形成されるカラー（スペーサ）であり、セプタム電極固定枠２の固定ボルト３ｂを取り付けるための第一の穴の周囲に形成された溝にはめ込まれ、セプタム電極固定枠２から突出した部分の高さがセプタム電極１の厚さよりも高くなるように調整されている。また、セプタム電極１に設けられた複数の第二の穴の内カラー５に対応する穴は、その直径がカラー５の直径よりも大きい穴として形成されている。このため、固定ボルト３ｂによってセプタム電極１をセプタム電極固定枠２に固定する際、固定ボルト３ｂの軸方向には固定されるものの、固定ボルト３ｂの軸方向と垂直な方向には可動するようになっている。
静電偏向器はセプタム電極ユニットと対向電極によって構成され、ここでは、対向電極はセプタム電極１とセプタム電極固定枠２とによってできる空洞の中に配置されているものとして説明するが、空洞の外に配置することも可能である。なお、加速器内部において、静電偏向器は一方の側部２ｂを底面とするように配設される。
【００１８】
次に動作について説明する。
加速器の動作には高真空が要求されるが、セプタム電極１等には付着物が存在し、これがガスとなり放出され、高真空を実現するための障害となる。このため、静電偏向器が設置される真空容器内部を真空に引く際に、ベーキングにより真空容器全体を（例えば、２００度に）加熱し、セプタム電極１等からのガス放出量を低減させる。
【００１９】
図１の静電偏向器を加速器の出射装置に使用した場合において、対向電極に負の高電圧を印加し、セプタム電極１を接地する。この時、セプタム電極１と対向電極との間に電位差が生じ、これにより電場が発生する。加速器内を周回する荷電粒子は、上記電場によりセプタム電極１と対向電極との間に偏向され、荷電粒子軌道４に沿って上記加速器から出射される。
図１の静電偏向器を加速器の入射装置に使用した場合において、上記出射装置と同様に対向電極に負の高電圧を印加し、セプタム電極１を接地して、セプタム電極１と対向電極との間に電位差を生じさせ、これにより電場を発生させる。セプタム電極１と対向電極との間を進行する荷電粒子は上記電場により偏向されて荷電粒子軌道４に沿って上記加速器に入射される。
なお、以上は荷電粒子の符号が正の場合であり、符号が負の場合は対向電極は陽極として用いられ、印加電圧も正となる。
【００２０】
加速器の動作前において、静電偏向器が設置される真空容器内部の真空度を上げるために、真空容器全体を（例えば、２００度に）ベーキングして脱ガス処理を行う。また、加速器の動作時において、セプタム電極１に荷電粒子が当たることによってセプタム電極１は加熱され、セプタム電極固定枠２には荷電粒子が当たらず加熱されない。
このような高温時において、セプタム電極１の材料とセプタム電極固定枠２の材料とが異なるために熱膨張差が生じ、熱応力によってセプタム電極１が変形してしまう恐れがあるが、固定ボルト３ｂとカラー５によって、セプタム電極１はセプタム電極固定枠２に対して、固定ボルト３ｂの軸方向と垂直な方向に可動するようになっているため、熱応力を吸収することができ、塑性変形することがない。
【００２１】
なお、図１では固定ボルト３ｂとカラー５による固定を２箇所としているが、少なくとも１箇所を固定ボルト３ａにより完全に固定し、残りを固定ボルト３ｂとカラー５による固定としてもよい。この場合、熱膨張差を吸収する方向に幅を持たせることができる。
また、カラー５の形状は円筒形だけでなく、セプタム電極１をセプタム電極固定枠２に対して、固定ボルト３ｂの軸方向には固定されるものの、固定ボルト３ｂの軸方向と垂直な方向には可動するように固定できるような高さを有する物であれば、どのような形状でも良い。また、セプタム電極１におけるカラー５に対応した第二の穴は円だけでなく、その直径が熱応力を吸収する方向にカラー５の直径よりも大きく形成されていれば、楕円や長穴など、どのような形状でもよい。
【００２２】
以上のように、この実施の形態１の静電偏向器によれば、セプタム電極１と、上記セプタム電極１と対向して配置した対向電極と、上記セプタム電極１と異なる材料により、基底部２ａ、上記基底部２ａの両端に立設された一対の側部２ｂ及び上記側部２ｂの端部に配設された端面２ｃからなる構造に形成されるとともに上記セプタム電極１を固定するためのセプタム電極固定枠２と、上記セプタム電極１と上記セプタム電極固定枠２とを固定するための複数の固定ボルト３ａ，３ｂと、上記複数の固定ボルト３ａ，３ｂを取り付けるため上記セプタム電極固定枠２の上記端面２ｃに設けられた複数の第一の穴と、上記複数の固定ボルト３ａ，３ｂに対応して上記セプタム電極１に設けられた複数の第二の穴とを備え、上記セプタム電極１と上記対向電極との間に発生する電場によって荷電粒子を偏向し、上記セプタム電極１を介して二つの荷電粒子軌道を分離もしくは融合する静電偏向器において、上記複数の第一の穴の内少なくとも一つの穴の周囲に形成された溝と、上記溝にはめ込まれたカラー５とを備え、上記複数の第二の穴の内上記カラー５に対応する穴はその直径が上記カラー５の直径よりも大きくなるように形成され、上記カラー５は上記セプタム電極固定枠２から突出する部分の高さが上記セプタム電極１の厚さよりも高くなるように形成されているように構成したので、高温時において、セプタム電極１とセプタム電極固定枠２との材料の違いによる熱膨張差によって発生した熱応力を吸収し、セプタム電極１の塑性変形を防ぐことができるため、加速器を動作させる前における高温でのベーキングを可能とし、セプタム電極１等から放出されるガスを低減させることにより高真空で加速器を動作させることができる効果がある。
【００２３】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す斜視図であり、図４は図３のセプタム電極ユニットの固定ボルト３ａ，３ｂの配設位置における断面図である。図において、図１，２と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。６はセプタム電極（静電隔壁）、７は基底部７ａ、基底部７ａの両端に立設された一対の側部７ｂ及び側部７ｂの端部に配設された端面７ｃからなる構造に形成されるとともにセプタム電極６を固定するための台となるセプタム電極固定枠（静電隔壁固定枠）である。８は静電偏向器を通過する荷電粒子軌道であり、静電偏向器を加速器（図示省略）の出射装置として使用する場合は荷電粒子の出射軌道となり、静電偏向器を加速器の入射装置として使用する場合は荷電粒子の入射軌道となる。
セプタム電極固定枠７の端面７ｃは、荷電粒子軌道方向に沿った曲面に形成されている。また、固定ボルト３ａによる完全固定を２箇所とし、固定ボルト３ｂ及びカラー５による固定ボルト３ｂの軸方向のみの固定を４箇所とすることにより、セプタム電極６はセプタム電極固定枠７の端面７ｃに湾曲形状に固定されている。
【００２４】
次に動作について説明する。
この実施の形態２による静電偏向器の動作において、高温時における熱応力の吸収以外の動作は実施の形態１の静電偏向器の動作と同じであるのでその説明を省略する。
ベーキングなどの高温時において、セプタム電極６の材料とセプタム電極固定枠７の材料とが異なるために熱膨張差が生じ、熱応力によってセプタム電極６が変形してしまう恐れがあるが、固定ボルト３ｂとカラー５を複数箇所に設けることによって、セプタム電極６は湾曲形状を保ったまま、セプタム電極固定枠７に対して、固定ボルト３ｂの軸方向と垂直な方向に可動するため、熱応力を吸収することができ、塑性変形することがない。
【００２５】
以上のように、この実施の形態２の静電偏向器によれば、セプタム電極固定枠７の端面７ｃは、荷電粒子軌道方向に沿った曲面に形成されているので、セプタム電極６を荷電粒子軌道方向に沿った曲面に形成できるという効果がある。
【００２６】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す斜視図であり、図６は図５のセプタム電極ユニットの固定ボルト３ａ，３ｂの配設位置における断面図である。図において、図３，４と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。９はセプタム電極固定枠７の端面７ｃに沿った形状に形成され、セプタム電極６をセプタム電極固定枠７とで挟み込む形で押さえ付ける押さえ板であり、セプタム電極６とセプタム電極固定枠７によって形成される空洞部分に掛からない大きさに形成されている。実施の形態２の静電偏向器は、固定ボルト３ａ，３ｂを使用してセプタム電極６とセプタム電極固定枠７とを直接固定していたが、この実施の形態３による静電偏向器は、押さえ板９とセプタム電極固定枠７との間にセプタム電極６を挟み込み、固定ボルト３ａ，３ｂにより固定している。このため、カラー５の高さは、セプタム電極固定枠７から突出した部分の高さがセプタム電極６の厚さと押さえ板９の厚さを合計したものよりも高くなるように調整されている。
【００２７】
次に動作について説明する。
この実施の形態３による静電偏向器の動作において、高温時における熱応力の吸収以外の動作は実施の形態２の静電偏向器の動作と同じであるのでその説明を省略する。
ベーキングなどの高温時において、セプタム電極６の材料とセプタム電極固定枠７の材料とが異なるために熱膨張差が生じ、熱応力によってセプタム電極６が変形してしまう恐れがあるが、固定ボルト３ｂとカラー５を複数箇所に設けることによって、セプタム電極６は湾曲形状を保ったまま、セプタム電極固定枠７に対して、固定ボルト３ｂの軸方向と垂直な方向に可動するため、熱応力を吸収することができ、塑性変形することがない。このとき、押さえ板９によって、セプタム電極６の各固定ボルト３ａ，３ｂ間にも各固定ボルト３ａ，３ｂによる押さえる力が加わるため、精度良く荷電粒子軌道方向に沿った曲面に保つことができる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態３の静電偏向器によれば、セプタム電極固定枠７の端面７ｃに沿った形状に形成され、セプタム電極６をセプタム電極固定枠７とで挟み込む形で押さえ付ける押さえ板９を備え、カラー５の上記セプタム電極固定枠７から突出する部分の高さを、上記セプタム電極６の厚さと上記押さえ板９の厚さを合計したものよりも高くなるように変更するように構成したので、実施の形態２の構成と比較して、セプタム電極６をより精度良く荷電粒子軌道方向に沿った曲面に保つことができるという効果がある。
【００２９】
実施の形態４．
図７はこの発明の実施の形態４による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す斜視図であり、図８は図７のセプタム電極ユニットの固定ボルト１１及び押し付けボルト１２の配設位置における断面図である。図において、図５，６と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。１０はセプタム電極固定枠７の端面７ｃに沿った曲面に形成された押さえ金具であり、セプタム電極６とセプタム電極固定枠７によって形成される空洞部分に掛からない大きさに形成されている。１１はセプタム電極６を押さえ金具１０とセプタム電極固定枠７の端面７ｃとで挟み込む形で固定するための固定ボルト、１２は押さえ金具１０に取り付け、その先端部でセプタム電極６をセプタム電極固定枠７の端面７ｃに押さえ付ける押し付けボルトである。
なお、セプタム電極固定枠７の端面７ｃには、固定ボルト１１を取り付けるために複数の第一の穴が設けられ、セプタム電極６には、固定ボルト１１に対応して複数の第二の穴が設けられ、押さえ金具１０には、押し付けボルト１２を取り付けるために複数の第三の穴が設けられている。
実施の形態３の静電偏向器は、押さえ板９とセプタム電極固定枠７の端面７ｃとの間にセプタム電極６を挟み込む形で固定ボルト３ａ，３ｂにより固定していたが、この実施の形態４の静電偏向器は、固定ボルト１１によってセプタム電極６を押さえ金具１０とセプタム電極固定枠７の端面７ｃとで挟み込み固定し、押さえ金具１０の第三の穴に取り付けられた押し付けボルト１２の先端部でセプタム電極６をセプタム電極固定枠７の端面７ｃに押さえ付ける。このため、押し付けボルト１２の締め付け具合により、セプタム電極６はセプタム電極固定枠７に対して、押し付けボルト１２の軸方向に対しては固定されるが、押し付けボルト１２の軸方向と垂直な方向には固定されないように調整されている。
【００３０】
次に動作について説明する。
この実施の形態４による静電偏向器の動作において、高温時における熱応力の吸収以外の動作は実施の形態３の静電偏向器の動作と同じであるのでその説明を省略する。
ベーキングなどの高温時において、セプタム電極６の材料とセプタム電極固定枠７の材料とが異なるために熱膨張差が生じ、熱応力によってセプタム電極６が変形してしまう恐れがあるが、押し付けボルト１２はセプタム電極６をセプタム電極固定枠７に対して、押し付けボルト１２の軸方向に対しては固定され、押し付けボルト１２の軸方向と垂直な方向には固定されないように締め付けられているので、セプタム電極６は湾曲形状を保ったまま、セプタム電極固定枠７に対して、押し付けボルト１２の軸方向と垂直な方向に可動するため、熱応力を吸収することができ、塑性変形することがない。
【００３１】
以上のように、この実施の形態４の静電偏向器によれば、セプタム電極６と、上記セプタム電極６と対向して配置された対向電極と、上記セプタム電極６と異なる材料により、基底部７ａ、上記基底部７ａの両端に立設された一対の側部７ｂ及び上記側部７ｂの端部に配設された端面７ｃからなる構造に形成されるとともに上記セプタム電極６を固定するためのセプタム電極固定枠７と、上記セプタム電極６と上記セプタム電極固定枠７とを固定するための複数の固定ボルト１１と、上記複数の固定ボルト１１を取り付けるため上記セプタム電極固定枠７の端面７ｃに設けられた複数の第一の穴とを備え、上記セプタム電極６と上記対向電極との間に発生する電場によって荷電粒子を偏向し、上記セプタム電極６を介して二つの荷電粒子軌道を分離もしくは融合する静電偏向器において、上記端面７ｃに沿った形状に形成された押さえ金具１０と、上記押さえ金具１０に設けられた複数の第三の穴と、上記第三の穴に取り付けられる複数の押し付けボルト１２とを備え、上記固定ボルト１１は、上記押さえ金具１０と上記セプタム電極固定枠７の端面７ｃとで上記セプタム電極６を挟み込む形で第一の穴に締め付けられ、上記押し付けボルト１２の先端部で上記セプタム電極６を上記セプタム電極固定枠７の端面７ｃに押し付けているように構成したので、高温時において、セプタム電極６とセプタム電極固定枠７との材料の違いによる熱膨張差によって発生した熱応力を吸収し、セプタム電極６の塑性変形を防ぐことができるため、加速器を動作させる前における高温でのベーキングを可能とし、セプタム電極６等から放出されるガスを低減させることにより高真空で加速器を動作させることができる効果に加えて、セプタム電極６を荷電粒子軌道方向に沿った曲面に形成できるという効果がある。
【００３２】
実施の形態５．
図９はこの発明の実施の形態５による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す構成図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。１３は基底部１３ａ、基底部１３ａの両端に立設された一対の側部１３ｂ及び側部１３ｂの端部に配設された端面１３ｃからなる構造に形成されるとともにセプタム電極１を固定するための台となるセプタム電極固定枠（静電隔壁固定枠）であり、基底部１３ａの厚さを少なくとも側部１３ｂよりも薄くしたことにより、セプタム電極固定枠１３の基底部１３ａの剛性を調整している。
【００３３】
次に動作について説明する。
この実施の形態５による静電偏向器の動作において、高温時における熱応力の吸収以外の動作は実施の形態１の静電偏向器の動作と同じであるのでその説明を省略する。
ベーキングなどの高温時において、セプタム電極１の材料とセプタム電極固定枠１３の材料とが異なるために熱膨張差が生じ、熱応力によってセプタム電極１が変形してしまう恐れがあるが、セプタム電極固定枠１３の基底部１３ａの厚さを少なくとも側部１３ｂよりも薄くしたことにより、セプタム電極固定枠１３の基底部１３ａの剛性を適当に低下させてあるので、図９の破線部のようにセプタム電極固定枠１３の基底部１３ａが弾性変形し熱応力を吸収することができ、塑性変形することがない。
【００３４】
なお、この実施の形態５による静電偏向器のセプタム電極固定枠１３のような構造は実施の形態１〜４の静電偏向器すべてに適用させることができる。
【００３５】
以上のように、この実施の形態５の静電偏向器によれば、セプタム電極固定枠１３の基底部１３ａの厚さを少なくとも側部１３ｂの厚さよりも薄くしたので、高温時において、セプタム電極１とセプタム電極固定枠１３との材料の違いによる熱膨張差によって発生した熱応力を吸収し、セプタム電極１の塑性変形を防ぐことができるため、加速器を動作させる前における高温でのベーキングを可能とし、セプタム電極１等から放出されるガスを低減させることにより高真空で加速器を動作させることができる効果がある。
【００３６】
実施の形態６．
図１０はこの発明の実施の形態６による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す構成図である。図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すのでその説明を省略する。１４は基底部１４ａ、基底部１４ａの両端に立設された一対の側部１４ｂ及び側部１４ｂの端部に配設された端面１４ｃからなる構造に形成されるとともにセプタム電極１を固定するための台となるセプタム電極固定枠（静電隔壁固定枠）である。１５はセプタム電極固定枠１４の基底部１４ａに開けられた複数の穴であり、セプタム電極固定枠１４の基底部１４ａの剛性を調整するためのものである。
【００３７】
次に動作について説明する。
この実施の形態６による静電偏向器の動作において、高温時における熱応力の吸収以外の動作は実施の形態１の静電偏向器の動作と同じであるのでその説明を省略する。
ベーキングなどの高温時において、セプタム電極１の材料とセプタム電極固定枠１４の材料とが異なるために熱膨張差が生じ、熱応力によってセプタム電極１が変形してしまう恐れがあるが、セプタム電極固定枠１４の基底部１４ａに複数の穴１５を開けたことにより、セプタム電極固定枠１４の基底部１４ａの剛性が適当に低下するので、セプタム電極固定枠１４の基底部１４ａが弾性変形し熱応力を吸収することができ、塑性変形することがない。
【００３８】
なお、この実施の形態６による静電偏向器のセプタム電極固定枠１４のような構造は実施の形態１〜４の静電偏向器すべてに適用させることができる。
【００３９】
以上のように、この実施の形態６の静電偏向器によれば、セプタム電極固定枠１４の基底部１４ａに複数の穴１５を開けたので、高温時において、セプタム電極１とセプタム電極固定枠１４との材料の違いによる熱膨張差によって発生した熱応力を吸収し、セプタム電極１の塑性変形を防ぐことができるため、加速器を動作させる前における高温でのベーキングを可能とし、セプタム電極１等から放出されるガスを低減させることにより高真空で加速器を動作させることができる効果がある。
【００４０】
以上において、カラーの代わりに、セプタム電極固定枠にカラーと同じ高さの突起部を設けることによっても、カラーを取り付けたことと同様の効果が得られるが、セプタム電極固定枠の機械加工が難しくなる。また、カラーは取り外しが可能であるので、後で高さの調整を行うことができるという効果がある。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、静電隔壁と、上記静電隔壁と対向して配置された対向電極と、上記静電隔壁と異なる材料により、基底部、上記基底部の両端に立設された一対の側部及び上記側部の端部に配設された端面からなる構造に形成されるとともに上記静電隔壁を固定するための静電隔壁固定枠と、上記静電隔壁と上記静電隔壁固定枠とを固定するための複数の固定ボルトと、上記複数の固定ボルトを取り付けるため上記静電隔壁固定枠の上記端面に設けられた複数の第一の穴と、上記複数の固定ボルトに対応して上記静電隔壁に設けられた複数の第二の穴とを備え、上記静電隔壁と上記対向電極との間に発生する電場によって荷電粒子を偏向し、上記静電隔壁を介して二つの荷電粒子軌道を分離もしくは融合する静電偏向器において、上記複数の第一の穴の内少なくとも一つの穴の周囲に形成された溝と、上記溝にはめ込まれたスペーサとを備え、上記複数の第二の穴の内上記スペーサに対応する穴はその直径が上記スペーサの直径よりも大きくなるように形成され、上記スペーサは上記静電隔壁固定枠から突出する部分の高さが上記静電隔壁の厚さよりも高くなるように形成されているように構成したので、高温時において、静電隔壁と静電隔壁固定枠との材料の違いによる熱膨張差によって発生した熱応力を吸収し、静電隔壁の塑性変形を防ぐことができるため、加速器を動作させる前における高温でのベーキングを可能とし、静電隔壁等から放出されるガスを低減させることにより高真空で加速器を動作させることができる効果がある。
【００４２】
この発明によれば、静電隔壁固定枠の端面は、荷電粒子軌道方向に沿った曲面に形成されるように構成したので、静電隔壁を荷電粒子軌道方向に沿った曲面に形成できるという効果がある。
【００４３】
この発明によれば、静電隔壁固定枠の端面に沿った形状に形成され、静電隔壁を静電隔壁固定枠とで挟み込む形で押さえ付ける押さえ板を備えるようにしたので、静電隔壁をより精度良く荷電粒子軌道方向に沿った曲面に保つことができるという効果がある。
【００４４】
この発明によれば、静電隔壁と、上記静電隔壁と対向して配置された対向電極と、上記静電隔壁と異なる材料により、基底部、上記基底部の両端に立設された一対の側部及び上記側部の端部に配設された端面からなる構造に形成されるとともに上記静電隔壁を固定するための静電隔壁固定枠と、上記静電隔壁と上記静電隔壁固定枠とを固定するための複数の固定ボルトと、上記複数の固定ボルトを取り付けるため上記静電隔壁固定枠の上記端面に設けられた複数の第一の穴を備え、上記静電隔壁と上記対向電極との間に発生する電場によって荷電粒子を偏向し、上記静電隔壁を介して二つの荷電粒子軌道を分離もしくは融合する静電偏向器において、上記端面に沿った形状に形成された押さえ金具と、上記押さえ金具に設けられた複数の第三の穴と、上記第三の穴に取り付けられる複数の押し付けボルトとを備え、上記固定ボルトは、上記押さえ金具と上記静電隔壁固定枠の上記端面とで上記静電隔壁を挟み込む形で第一の穴に締め付けられ、上記押し付けボルトは、その先端部で上記静電隔壁を上記静電隔壁固定枠の上記端面に押し付けているようにしたので、高温時において、静電隔壁と静電隔壁固定枠との材料の違いによる熱膨張差によって発生した熱応力を吸収し、静電隔壁の塑性変形を防ぐことができるため、加速器を動作させる前における高温でのベーキングを可能とし、静電隔壁等から放出されるガスを低減させることにより高真空で加速器を動作させることができる効果に加えて、静電隔壁を荷電粒子軌道方向に沿った曲面に形成できるという効果がある。
【００４５】
この発明によれば、静電隔壁固定枠の基底部の厚さを少なくとも側部の厚さよりも薄くしたので、高温時において、静電隔壁と静電隔壁固定枠との材料の違いによる熱膨張差によって発生した熱応力を吸収し、静電隔壁の塑性変形を防ぐことができるため、加速器を動作させる前における高温でのベーキングを可能とし、静電隔壁等から放出されるガスを低減させることにより高真空で加速器を動作させることができる効果がある。
【００４６】
この発明によれば、静電隔壁固定枠の基底部に複数の穴を開けたので、高温時において、静電隔壁と静電隔壁固定枠との材料の違いによる熱膨張差によって発生した熱応力を吸収し、静電隔壁の塑性変形を防ぐことができるため、加速器を動作させる前における高温でのベーキングを可能とし、静電隔壁等から放出されるガスを低減させることにより高真空で加速器を動作させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す斜視図である。
【図２】  図１のセプタム電極ユニットの固定ボルト３ａ，３ｂの配設位置における断面図である。
【図３】  この発明の実施の形態２による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す斜視図である。
【図４】  図３のセプタム電極ユニットの固定ボルト３ａ，３ｂの配設位置における断面図である。
【図５】  この発明の実施の形態３による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す斜視図である。
【図６】  図５のセプタム電極ユニットの固定ボルト３ａ，３ｂの配設位置における断面図である。
【図７】  この発明の実施の形態４による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す斜視図である。
【図８】  図７のセプタム電極ユニットの固定ボルト１１及び押し付けボルト１２の配設位置における断面図である。
【図９】  この発明の実施の形態５による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す構成図である。
【図１０】  この発明の実施の形態６による静電偏向器を構成するセプタム電極ユニットの構成を示す構成図である。
【図１１】  従来の静電偏向器の構成を示す図である。
【図１２】  図１１の静電偏向器を出射装置に使用した場合の荷電粒子の偏向動作を模式的に表した模式図である。
【図１３】  図１１の静電偏向器を入射装置に使用した場合の荷電粒子の偏向動作を模式的に表した模式図である。
【図１４】  従来の静電偏向器のその他の構成を示す図であり、荷電粒子軌道に対して垂直な方向の断面図である。
【符号の説明】
１，６  セプタム電極（静電隔壁）、２，７，１３，１４  セプタム電極固定枠（静電隔壁固定枠）、２ａ，７ａ，１３ａ，１４ａ  基底部、２ｂ，７ｂ，１３ｂ，１４ｂ  側部、２ｃ，７ｃ，１３ｃ，１４ｃ，  端面、３ａ，３ｂ，１１固定ボルト、４，８  荷電粒子軌道、５  カラー（スペーサ）、９  押さえ板、１０  押さえ金具、１１  固定ボルト、１２  押し付けボルト、１５  穴。
【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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