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JP2000068100A - Charged particle beam generator - Google Patents

Charged particle beam generator

Info

Publication number
JP2000068100A
JP2000068100A JP10241535A JP24153598A JP2000068100A JP 2000068100 A JP2000068100 A JP 2000068100A JP 10241535 A JP10241535 A JP 10241535A JP 24153598 A JP24153598 A JP 24153598A JP 2000068100 A JP2000068100 A JP 2000068100A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
synchrotrons
charged particle
particle beam
beam generator
synchrotron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10241535A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiko Yamaguchi
晶子 山口
Takahito Tozawa
隆人 利沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10241535A priority Critical patent/JP2000068100A/en
Publication of JP2000068100A publication Critical patent/JP2000068100A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a current value of the extracted charged particle beam and the extracted frequency and widen the range of the selection of the irradiation methods in a charged particle beam generater, having synchrotrons for energizing the deflected electromagnet by using a resonance power source, with circularly accelerating the charged particles by using a plurality of synchrotrons. SOLUTION: A charged particles beam is accelerated and extracted by using a plurality of synchrotrons mounted coaxially along a direction vertical to a rotary face of the charged particles. Here, the deflecting electromagnets 7, 7 mounted on the synchrotrons 3, 3 comprise the specifications common to the upper and lower synchrotrons 3, 3, and the lattices (arrangement of the electromagnets) are also made the same as each another. With such a structure, the current value of the charged particles beam can be increased and the deriving period of the beam can be shortened, so that the irradiation method of the beam can be determined from a wider range of selection.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シンクロトロンを
用いて加速された荷電粒子ビームを発生させる荷電粒子
ビーム発生装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a charged particle beam generator for generating a charged particle beam accelerated by using a synchrotron.

【0002】[0002]

【従来の技術】シンクロトロンにより高エネルギーにま
で加速させた荷電粒子を照射する装置のひとつに、陽子
によるがんの治療システムがある。図9はそのシステム
構成を示すもので、イオン源1で生成された荷電粒子ビ
ームは入射器2で加速されてシンクロトロン3に入射さ
れる。シンクロトロン3でさらに加速されたビームは出
射されてビーム輸送系4を通り、照射装置5へと導かれ
て対象OBに照射される。
2. Description of the Related Art As one of devices for irradiating charged particles accelerated to high energy by a synchrotron, there is a cancer treatment system using protons. FIG. 9 shows the system configuration. The charged particle beam generated by the ion source 1 is accelerated by the injector 2 and is incident on the synchrotron 3. The beam further accelerated by the synchrotron 3 is emitted, passes through the beam transport system 4, is guided to the irradiation device 5, and is irradiated on the target OB.

【0003】このようなシステムで使用される陽子シン
クロトロンについて例をあげて説明する。図10にKE
Kブースターシンクロトロンを示す。入射器2である程
度加速された荷電粒子は、入射用電磁石6を用いてシン
クロトロンに入射される。その後、偏向電磁石7を用い
て曲げられた荷電粒子は円軌道を周回する。その間にR
Fキャビティ8から電気的なエネルギーを得て加速され
る。そして、必要なエネルギーまで加速された荷電粒子
は、出射用電磁石9により出射される。
[0003] The proton synchrotron used in such a system will be described by way of example. FIG. 10 shows KE.
3 shows the K Booster Synchrotron. The charged particles accelerated to some extent by the injector 2 are incident on the synchrotron using the incident electromagnet 6. After that, the charged particles bent using the bending electromagnet 7 orbit. Meanwhile R
Electric energy is obtained from the F cavity 8 and accelerated. The charged particles accelerated to the required energy are emitted by the emission electromagnet 9.

【0004】上記シンクロトロンで荷電粒子が安定して
円軌道を周回するためには、荷電粒子ビームを収束しな
くてはならず、そのために一般に偏向電磁石7とは別に
四極電磁石10を用いている。
In order for charged particles to orbit stably in a circular orbit in the synchrotron, the charged particle beam must be converged. For this purpose, a quadrupole electromagnet 10 is generally used separately from the bending electromagnet 7. .

【0005】図11はビームを収束させるための四極電
磁石10の磁極形状と発生する磁場とを上記偏向電磁石
7の場合と比較して示すもので、図11(a)が偏向電
磁石7の場合、図11(b)が四極電磁石10の場合で
ある。図11(a)に示すように、コア7aとコイル7
bとで構成される偏向電磁石7にあっては、図示するよ
うな形状の二極磁場7cが磁極7dによって形成され
る。
FIG. 11 shows the magnetic pole shape of the quadrupole electromagnet 10 for converging the beam and the generated magnetic field in comparison with the case of the deflection electromagnet 7. FIG. FIG. 11B shows the case of the quadrupole electromagnet 10. As shown in FIG. 11A, the core 7a and the coil 7
b, a dipole magnetic field 7c having a shape as shown is formed by the magnetic pole 7d.

【0006】これに対して、図11(b)に示すように
鉄コア10aとコイル10bとで構成される四極電磁石
10にあっては、図示するような形状の四極磁場10c
が磁極10dによって形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 11B, in a quadrupole electromagnet 10 composed of an iron core 10a and a coil 10b, a quadrupole magnetic field 10c having a shape as shown in FIG.
Is formed by the magnetic pole 10d.

【0007】しかしながら、シンクロトロンを小型化し
たい場合や制御を簡素化したい場合等には、上記四極電
磁石10を用いず、代わってビームを偏向させるための
二極成分だけでなく四極成分も併せ持つコンバインド型
偏向電磁石を用いてビームの偏向と収束を行なってい
る。
However, when it is desired to reduce the size of the synchrotron or to simplify the control, the combined use of not only the quadrupole electromagnet 10 but also a quadrupole component as well as a dipole component for deflecting the beam is used instead. The beam is deflected and converged using a type bending electromagnet.

【0008】図12はKEKブースターシンクロトロン
に用いられるコンバインド型偏向電磁石11の構成を示
すものである。上記図11(a)で示した如く二極成分
の磁場7cのみを生ずる磁極7dがフラットで平行な形
状をしていたのに対し、本図に示すようにコンバインド
型偏向電磁石11の磁極11bは四極成分の磁場11a
も生ずるように傾斜がつけてある。
FIG. 12 shows the configuration of a combined bending electromagnet 11 used in a KEK booster synchrotron. As shown in FIG. 11A, the magnetic pole 7d that generates only the dipole component magnetic field 7c has a flat and parallel shape, whereas the magnetic pole 11b of the combined bending electromagnet 11 has a magnetic pole 11b as shown in FIG. Quadrupole magnetic field 11a
Are also inclined so that the

【0009】このようなコンバインド型偏向電磁石11
を用いたシンクロトロンでは、四極電磁石とその電源が
不要であるために全体の構成を小型化することができ
る。また、粒子の加速に合わせて偏向磁石と四極電磁石
との間の励磁量を調整するための電源のトラッキングが
不要で、制御が容易になるという利点も有している。
Such a combined type bending electromagnet 11
In the synchrotron using the device, since the quadrupole electromagnet and its power supply are unnecessary, the overall configuration can be reduced in size. In addition, there is an advantage that tracking of a power supply for adjusting the amount of excitation between the deflecting magnet and the quadrupole electromagnet in accordance with the acceleration of the particles is unnecessary, and control is facilitated.

【0010】シンクロトロンは、偏向電磁石の磁場強度
とRFキャビティに発生する加速電圧を調整することに
より、数秒から数十分の1秒の運転周期で入射された荷
電粒子を加速するものである。通常この運転は繰返し行
なわれるものであって、その繰返し数を運転周波数と呼
称する。
The synchrotron accelerates charged particles that are incident at an operation cycle of several seconds to several tens of seconds by adjusting the magnetic field strength of the bending electromagnet and the accelerating voltage generated in the RF cavity. Usually, this operation is performed repeatedly, and the number of repetitions is called an operation frequency.

【0011】偏向電磁石7の磁場強度は、この運転周期
の間に高速で変化させなければならないため、その励磁
パターンはサイン波や三角波、台形波である。運転周波
数を高くすると、三角波や台形波のパターンを作ること
は難しくなるため、サイン波で励振する共振電源を用い
ることが多くなる。しかるに、偏向電磁石7の励磁電流
は必要な磁場と磁石の形状により決定され、一方必要な
電圧Vは運転周波数をω、インダクタンスをL、電流を
IとするとV=ωLIとなり、運転周波数に比例する。
ωが大きいと電圧が大きくなるため、共振電源を用いて
も運転周波数には限界があり、現存するものでは50H
z程度が最高である。一般にKEKブースターの運転周
波数は20Hzである。
Since the magnetic field strength of the bending electromagnet 7 must be changed at high speed during this operation cycle, its excitation pattern is a sine wave, a triangular wave, or a trapezoidal wave. When the operating frequency is increased, it becomes difficult to form a triangular wave or trapezoidal wave pattern, so that a resonance power supply excited by a sine wave is often used. However, the exciting current of the bending electromagnet 7 is determined by the required magnetic field and the shape of the magnet, while the required voltage V is V = ωLI, where ω is the operating frequency, L is the inductance, and I is the current, and is proportional to the operating frequency. .
When ω is large, the voltage becomes large, so even if a resonance power supply is used, the operating frequency is limited.
z is the highest. Generally, the operating frequency of the KEK booster is 20 Hz.

【0012】図13(a)に偏向電磁石7が9台の場合
の電源の電気回路構成を示す。チョークトランス12で
交流電源からパワーをフィードする。チョークトランス
のインダクタンスと共振コンデンサ13により交流のエ
ネルギーを貯える。
FIG. 13A shows an electric circuit configuration of a power supply in a case where the number of the bending electromagnets 7 is nine. Power is fed from the AC power supply by the choke transformer 12. AC energy is stored by the inductance of the choke transformer and the resonance capacitor 13.

【0013】また、入射時の荷電粒子は運動量Pを持つ
ため、P=eBρより有限の磁場の大きさを持つ。した
がって、直流電源でバイアス電流を流さなければならな
い。直流電源に接続する部分はイレギュラーなチョーク
トランス14で接続されているが、交流的には他のトラ
ンスと同等である。共振電源の波形を図13(b)に示
す。
Further, since the charged particle at the time of incidence has a momentum P, it has a finite magnetic field strength from P = eBρ. Therefore, a bias current must be supplied by a DC power supply. The part connected to the DC power supply is connected by an irregular choke transformer 14, but is equivalent to other transformers in terms of AC. FIG. 13B shows the waveform of the resonance power supply.

【0014】がん治療用に荷電粒子ビームを照射する方
法にはいくつかあり、現在用いられている方法はビーム
を腫瘍の形状程度に拡大して照射する方法である。将来
的には図14で説明するように、図14(1)で示す腫
瘍の形状15に合わせて、図14(b)に示すような点
状のビームスポット16を照射する方法が考えられてい
る。しかしながら、現存する共振電源を用いたシンクロ
トロンでは、腫瘍の範囲をカバーするには運転周波数が
小さすぎ、時間がかかるために採用することができない
とされている。
There are several methods of irradiating a charged particle beam for cancer treatment, and the method currently used is a method of irradiating a beam by enlarging the beam to the shape of a tumor. In the future, as will be described with reference to FIG. 14, a method of irradiating a point-like beam spot 16 as shown in FIG. 14B according to the shape 15 of the tumor shown in FIG. I have. However, it is said that an existing synchrotron using a resonance power source cannot be adopted because the operating frequency is too low to cover the range of the tumor and it takes time.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】上述した如く荷電粒子
ビーム発生装置においては、照射方法の選択の幅を広げ
ようとしても、取り得る運転周波数の範囲が非常に狭い
ため、実際に可能な照射方法の選択の幅がきわめて限定
されてしまうという不具合があった。
As described above, in the charged particle beam generator, even if an attempt is made to expand the range of selection of the irradiation method, the range of possible operating frequencies is very narrow, so that the irradiation method which can be actually used is There was a problem that the range of selection was extremely limited.

【0016】本発明は上記のような実情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、より広い運転周波
数に対応した、照射方法の選択の幅を十分広いものとす
ることが可能な荷電粒子ビーム発生装置を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to enable a wide range of irradiation method selections corresponding to a wider operating frequency. An object of the present invention is to provide a charged particle beam generator.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
共振電源を用いて偏向電磁石を励磁するシンクロトロン
を有する荷電粒子ビーム発生装置において、複数台の上
記シンクロトロンを用いて荷電粒子を周回、加速させる
ことを特徴とした。
According to the first aspect of the present invention,
A charged particle beam generator having a synchrotron that excites a bending electromagnet using a resonance power supply is characterized in that charged particles are circulated and accelerated using a plurality of the synchrotrons.

【0018】このような構成とすれば、シンクロトロン
を複数台用いることにより、取出された荷電粒子ビーム
の電流値、取出し周波数を高くすることができるため、
照射方法の選択の幅を広げることができる。
With such a configuration, the current value and the extraction frequency of the extracted charged particle beam can be increased by using a plurality of synchrotrons.
The range of selection of the irradiation method can be widened.

【0019】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、上記複数台すべてのシンクロトロンを
同じ運転周波数で運転することを特徴とした。このよう
な構成とすれば、上記請求項1記載の発明の作用に加え
て、シンクロトロンを複数台用いて同じ運転周波数で運
転することにより、複数分の一の周期でビームが取出せ
るため、より照射方法の選択の幅を広げることができ
る。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, all of the plurality of synchrotrons are operated at the same operation frequency. With such a configuration, in addition to the operation of the invention described in claim 1, by operating at the same operation frequency using a plurality of synchrotrons, a beam can be extracted at a fraction of a cycle. The range of selection of the irradiation method can be further expanded.

【0020】請求項3記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、上記複数台のシンクロトロンの各運転
周期の位相を異ならせることを特徴とした。このような
構成とすれば、上記請求項1記載の発明の作用に加え
て、シンクロトロンを複数台用いて運転周波数の位相を
異ならせることにより、ビームの取出し周波数が整数倍
になるため、より照射方法の選択の幅を広げることがで
きる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the phases of the respective operation cycles of the plurality of synchrotrons are made different. With this configuration, in addition to the operation of the first aspect of the present invention, the phase of the operating frequency is made different by using a plurality of synchrotrons, so that the beam extraction frequency becomes an integral multiple. The range of selection of the irradiation method can be widened.

【0021】請求項4記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、上記複数台すべてのシンクロトロンで
共通仕様の偏向電磁石を使用することを特徴とした。こ
のような構成とすれば、上記請求項1記載の発明の作用
に加えて、偏向電磁石を共通仕様とすることにより、同
一電源で励磁することが可能でシステムが簡略化でき
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, all of the plurality of synchrotrons use a common bending electromagnet. With such a configuration, in addition to the operation of the first aspect of the invention, by using a common specification for the bending electromagnet, excitation can be performed with the same power supply, and the system can be simplified.

【0022】請求項5記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、上記複数台すべてのシンクロトロンで
共通のラティスを用いることを特徴とした。このような
構成とすれば、請求項1記載の発明の作用に加えて、共
通のラティスを用いることで性質が揃ったビームを取出
すことができるため、より照射方法の選択の幅を広げる
ことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a common lattice is used by all of the plurality of synchrotrons. With such a configuration, in addition to the operation of the invention described in claim 1, a beam with uniform properties can be extracted by using a common lattice, so that the range of selection of the irradiation method can be further expanded. it can.

【0023】請求項6記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、上記複数台のシンクロトロンを粒子の
回転面と垂直方向に設置することを特徴とした。このよ
うな構成とすれば、上記請求項1記載の発明の作用に加
えて、それぞれのシンクロトロンを粒子の回転面と垂直
方向に設置することで全体の設置面積が小さくて済み、
シンクロトロンの建屋が小型化できる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of synchrotrons are installed in a direction perpendicular to the plane of rotation of the particles. With such a configuration, in addition to the operation of the above-described claim 1, the entire installation area can be reduced by installing each synchrotron in a direction perpendicular to the rotation plane of the particles,
The synchrotron building can be downsized.

【0024】請求項7記載の発明は、上記請求項3記載
の発明において、上記シンクロトロンは2台からなり、
それらの運転周期の位相差を半周期とすることを特徴と
した。
According to a seventh aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the synchrotron comprises two units,
It is characterized in that the phase difference between the operation cycles is set to a half cycle.

【0025】このような構成とすれば、上記請求項3記
載の発明の作用に加えて、シンクロトロンを2台用いて
それぞれのシンクロトロンの運転周期の位相を半周期ず
らすことにより、2倍の周期でビームを取出すことがで
き、間隔のそろった、扱いやすいビームを得ることがで
きるため、より照射方法の選択の幅を広げることができ
る。
With this configuration, in addition to the operation of the third aspect of the present invention, the operation cycle of each synchrotron is shifted by a half period by using two synchrotrons, thereby doubling the operation period. Beams can be taken out periodically, and uniform and easy-to-handle beams can be obtained, so that a wider range of irradiation methods can be selected.

【0026】請求項8記載の発明は、上記請求項7記載
の発明において、上記2台のシンクロトロン中の第1の
シンクロトロンの電磁石電源系のチョークのインダクタ
ンスを第2のシンクロトロンの電磁石で置換し、該第1
及び第2のシンクロトロンを1つの電源系で励磁するこ
とを特徴とした。
The invention according to claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the choke inductance of the electromagnet power supply system of the first synchrotron of the two synchrotrons is controlled by the electromagnet of the second synchrotron. Replacing the first
And the second synchrotron is excited by one power supply system.

【0027】このような構成とすれば、上記請求項7記
載の発明の作用に加えて、シンクロトロンを2台用いて
その偏向電磁石電源のチョークのインダクタンスを第2
シンクロトロンの電磁石で置換し、それぞれのシンクロ
トロンを逆位相で加速することで2倍の周波数でビーム
を取出すことができると共に電源の構成を簡素化するこ
とができ、さらに二系統間の位相調整も不要となる。
According to this structure, in addition to the effect of the seventh aspect of the present invention, the inductance of the choke of the power supply of the bending electromagnet is reduced by using two synchrotrons.
By replacing the magnets with synchrotrons and accelerating each synchrotron in opposite phases, it is possible to extract beams at twice the frequency, simplify the power supply configuration, and adjust the phase between the two systems. Is also unnecessary.

【0028】請求項9記載の発明は、上記請求項1記載
の発明において、上記シンクロトロンにコンバインド型
偏向電磁石を用いることを特徴とした。このような構成
とすれば、上記請求項1記載の発明の作用に加えて、偏
向電磁石をコンバインド型とすることでビームの取出し
周波数が高くなりと共に、四極電磁石が不要となるので
小型で制御が容易となる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a combined bending electromagnet is used for the synchrotron. With such a configuration, in addition to the operation of the first aspect of the present invention, since the bending electromagnet is of a combined type, the beam extraction frequency is increased, and a quadrupole electromagnet is not required, so that the size and control are small. It will be easier.

【0029】請求項10記載の発明は、上記請求項1記
載の発明において、隣接するシンクロトロンでRFキャ
ビティを共有することを特徴とした。このような構成と
すれば、上記請求項1記載の発明の作用に加えて、隣接
するシンクロトロンでRFキャビティを共有することに
より、RF加速システムが簡略化できる。
According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, adjacent synchrotrons share an RF cavity. With such a configuration, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the RF acceleration system can be simplified by sharing the RF cavity between adjacent synchrotrons.

【0030】請求項11記載の発明は、上記請求項1記
載の発明において、上記複数台のシンクロトロンで入射
器を共有することを特徴とした。このような構成とすれ
ば、上記請求項1記載の発明の作用に加えて、システム
全体の構成が簡略化でき、制御も容易となる。
An eleventh aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, the plurality of synchrotrons share an injector. With such a configuration, in addition to the operation of the first aspect of the present invention, the configuration of the entire system can be simplified and the control can be facilitated.

【0031】請求項12記載の発明は、上記請求項1記
載の発明において、上記複数台のシンクロトロンで入出
射機器を共有することを特徴とした。このような構成と
すれば、上記請求項1記載の発明の作用に加えて、それ
ぞれのシンクロトロンの入出射機器を共有することでシ
ステムの構成を簡略化することができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the plurality of synchrotrons share an input / output device. With such a configuration, in addition to the operation of the invention described in claim 1, the configuration of the system can be simplified by sharing the input / output devices of the respective synchrotrons.

【0032】請求項13記載の発明は、上記請求項1記
載の発明において、上記複数台のシンクロトロンで出射
後にビームが通る輸送系と照射装置を共有することを特
徴とした。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the irradiation apparatus is shared with a transport system through which a beam passes after the plurality of synchrotrons emit light.

【0033】このような構成とすれば、上記請求項1記
載の発明の作用に加えて、それぞれのビーム輸送系と照
射装置を共有することで照射装置のシステムが簡略化で
きると共に、照射時の荷電粒子ビームの取出し周波数を
上げることができる。
With such a configuration, in addition to the operation of the first aspect of the present invention, the system of the irradiation apparatus can be simplified by sharing the irradiation apparatus with the respective beam transport systems, and the irradiation time can be reduced. The extraction frequency of the charged particle beam can be increased.

【0034】請求項14記載の発明は、上記請求項1記
載の発明において、上記複数台のシンクロトロンの少な
くとも一部の運転周期の位相差が等間隔となるように設
定し、それら運転周期の位相差を設定したシンクロトロ
ンに関しては出射後にビームが通る輸送系と照射装置を
共有することを特徴とした。このような構成とすれば、
上記請求項1記載の発明の作用に加えて、照射装置のシ
ステム構成を簡略化することができる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least a part of the plurality of synchrotrons is set such that a phase difference between at least a part of the operation cycles is equal, and the operation cycles of the plurality of synchrotrons are equal. The synchrotron with the phase difference set is characterized by sharing the irradiation system with the transport system through which the beam passes after emission. With such a configuration,
In addition to the effect of the first aspect of the invention, the system configuration of the irradiation device can be simplified.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図1乃至
図8を参照して説明する。(第1の実施の形態)図1は
本発明の第1の実施の形態に係るシンクロトロンの構成
を示すもので、個々のシンクロトロン自体の構成は上記
図9、図10に示したものとほぼ同様であるので、同一
部分には同一符号を付してその説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. (First Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of a synchrotron according to a first embodiment of the present invention. The configuration of each synchrotron itself is the same as that shown in FIGS. Since they are almost the same, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0036】しかして、荷電粒子の回転面と垂直方向に
沿って同軸的に設置した複数台、例えば2台のシンクロ
トロン3,3を用いて荷電粒子ビームを加速し、取出す
ものとする。このとき、シンクロトロン3,3に設置す
る各偏向電磁石7,7は上下のシンクロトロン3,3で
共通の仕様であり、ラティス(電磁石の配置)も同一と
する。
It is assumed that the charged particle beam is accelerated and extracted by using a plurality of, for example, two synchrotrons 3, 3 coaxially arranged along the direction perpendicular to the rotational plane of the charged particles. At this time, the bending electromagnets 7, 7 installed in the synchrotrons 3, 3 have the same specifications for the upper and lower synchrotrons 3, 3, and the lattices (electromagnet arrangement) are also the same.

【0037】上記のような構成とすれば、複数台、例え
ば2台のシンクロトロン3,3を用いて荷電粒子を加速
するため、荷電粒子ビームの電流値を上げ、ビームの取
出し周期をより短いものとすることができるため、該ビ
ームの照射方法をより広い選択肢の中から得ることがで
きる。
With the above configuration, the charged particles are accelerated by using a plurality of, for example, two synchrotrons 3, 3, so that the current value of the charged particle beam is increased and the beam extraction cycle is shortened. Therefore, the irradiation method of the beam can be obtained from a wider range of options.

【0038】また、偏向電磁石を共通仕様とすることで
同一電源による励磁が可能となり、システム構成を簡略
化することができる。さらに、上記シンクロトロン3,
3で共通のラティスを用いることとしたため、性質が揃
ったビームを取出すことができ、より照射方法の選択の
幅を広げることができる。
Further, by using a common bending electromagnet specification, excitation by the same power supply becomes possible, and the system configuration can be simplified. Furthermore, the above-mentioned synchrotron 3,
Since a common lattice is used in Step 3, a beam with uniform properties can be obtained, and the range of irradiation method selection can be further expanded.

【0039】また、それぞれのシンクロトロン3,3を
粒子の回転面と垂直の方向に同軸的に設置することで全
体の設置面積が小さくて済み、シンクロトロン3,3の
建屋を小型化することができる。
Further, by installing the respective synchrotrons 3 and 3 coaxially in the direction perpendicular to the plane of rotation of the particles, the entire installation area can be reduced, and the building of the synchrotrons 3 and 3 can be downsized. Can be.

【0040】(第2の実施の形態)図2(a)は本発明
の第2の実施の形態に係る電磁石の励磁パターンを示す
もので、シンクロトロンの基本的な構成は上記図1に示
した場合と同様であるので、同一部分には同一符号を持
ってその図示及び説明は省略するものとする。
(Second Embodiment) FIG. 2A shows an excitation pattern of an electromagnet according to a second embodiment of the present invention. The basic configuration of a synchrotron is shown in FIG. Therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals, and their illustration and description are omitted.

【0041】ここに図示する如く、荷電粒子はサイン波
で励磁されており、荷電粒子はタイミングT1で入射
後、傾きが正の部分で加速し、最大エネルギーで出射す
る場合にピーク値付近のタイミングT2で出射する。
As shown in the figure, the charged particles are excited by a sine wave, and the charged particles are accelerated at a portion where the slope is positive after being incident at the timing T1, and are emitted near the peak value when emitted at the maximum energy. Emitted at T2.

【0042】図2(b)に示すように複数台、例えば4
つのシンクロトロン3,3,…を同じ運転周波数で運転
すると、ビームの取出し周波数が4倍に上がり、かつビ
ームの間隔がそろった使いやすいビームを供給すること
ができる。したがって、より照射方法の選択の幅が広
く、安定なビームを供給することが可能となる。
As shown in FIG. 2 (b), a plurality of
When the three synchrotrons 3, 3,... Are operated at the same operation frequency, the beam extraction frequency is quadrupled, and an easy-to-use beam with uniform beam intervals can be supplied. Therefore, the irradiation method can be more widely selected and a stable beam can be supplied.

【0043】また、複数台のシンクロトロン3,3,…
の運転周波数の位相を異ならせることで、ビームの取出
し周波数が整数倍になるため、さらに照射方法の選択の
幅を広げることができる。
A plurality of synchrotrons 3, 3,...
By making the phases of the operating frequencies different, the beam extraction frequency becomes an integral multiple, so that the range of selection of the irradiation method can be further expanded.

【0044】(第3の実施の形態)図3(a)は本発明
の第3の実施の形態に係る電磁石の共振電源を示すもの
で、シンクロトロン自体の基本的な構成については上記
図1に示した場合と同様であるので、同一部分には同一
符号を持ってその図示及び説明は省略するものとする。
(Third Embodiment) FIG. 3A shows a resonance power supply for an electromagnet according to a third embodiment of the present invention. The basic configuration of the synchrotron itself is shown in FIG. Therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals and their illustration and description are omitted.

【0045】しかして、この図3(a)のチョークトラ
ンス12に使われているインダクタンスを電磁石のイン
ダクタンス20,20,…に置換することにより図3
(b)のような回路になり、それぞれの偏向電磁石7,
7,…の電流の位相は逆位相となる。交流をフィードす
るため、新たにチョークトランス12を設置する。直流
をフィードするために、直流阻止コンデンサ21,21
を設置する。
By replacing the inductance used in the choke transformer 12 of FIG. 3A with the inductances 20, 20,.
The circuit becomes as shown in FIG.
The phases of the currents 7,... Are opposite to each other. A choke transformer 12 is newly installed to feed the alternating current. DC feed capacitors 21 and 21 are used to feed DC.
Is installed.

【0046】共振電源のチョークのインダクタンスを第
2シンクロトロン3のインダクタンスに置換することに
より半分の周期でビームを取出すことができると共に、
電源の回路構成も簡素化することができ、さらに二系統
間の位相調整も不要となる。
By replacing the inductance of the choke of the resonance power supply with the inductance of the second synchrotron 3, it is possible to extract a beam with a half cycle,
The circuit configuration of the power supply can be simplified, and phase adjustment between the two systems is not required.

【0047】(第4の実施の形態)図4は本発明の第4
実施の形態に係るシンクロトロンの構成について示すも
ので、基本的には上記図1に示した場合と同様であるの
で、同一部分には同一符号を持ってその説明は省略する
ものとする。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
It shows the configuration of the synchrotron according to the embodiment, which is basically the same as the case shown in FIG. 1, and therefore, the same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0048】しかして、図示する如く2つのシンクロト
ロン3,3の偏向電磁石(7,7)をコンバインド型偏
向電磁石11,11とし、補正用を除く四極電磁石を設
置しない。
Thus, as shown in the figure, the bending electromagnets (7, 7) of the two synchrotrons 3, 3 are combined bending electromagnets 11, 11, and no quadrupole electromagnet is installed except for correction.

【0049】コンバインド型偏向電磁石11,11を用
いることで、ビームの取出し周波数が高くなりと共に、
上述したように四極電磁石が不要となるので、装置が小
型で制御が容易なものとなる。
The use of the combined type bending electromagnets 11 increases the beam extraction frequency,
As described above, since the quadrupole electromagnet is not required, the device is small and easy to control.

【0050】(第5の実施の形態)図5(a)は本発明
の第5の実施の形態に係るシンクロトロンの構成につい
て示すもので、基本的には上記図4に示したものと同様
であるので、同一部分には同一符号を持ってその説明は
省略するものとする。
(Fifth Embodiment) FIG. 5A shows a configuration of a synchrotron according to a fifth embodiment of the present invention, which is basically the same as that shown in FIG. Therefore, the same portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.

【0051】しかして、2つのシンクロトロン3,3の
RFキャビティ8′を共有するものとし、これら2つの
シンクロトロン3,3の運転周波数の位相が180度異
なっているものとする。
It is assumed that the RF cavities 8 'of the two synchrotrons 3 and 3 are shared, and that the phases of the operating frequencies of the two synchrotrons 3 and 3 are different by 180 degrees.

【0052】RFキャビティ8′は、図5(b)に示す
ようにフェライト80の間に2本のビームダクト81,
81を通し、フェライト80に生じる磁場によって空胴
を通る荷電粒子に電気的エネルギーを与えるもので、図
示するようにフェライト80は2つのシンクロトロンの
ビームダクト81を取囲むように設置される。
The RF cavity 8 ′ has two beam ducts 81, between ferrites 80, as shown in FIG.
Electric energy is given to charged particles passing through the cavity by the magnetic field generated in the ferrite 80 through the ferrite 80, and the ferrite 80 is installed so as to surround the beam ducts 81 of the two synchrotrons as shown in the figure.

【0053】2つのシンクロトロン3,3の位相が18
0度異なっていれば、第1のシンクロトロン3で加速さ
れた荷電粒子が出射された後に、第2のシンクロトロン
3に荷電粒子が入射され、それぞれのシンクロトロン
3,3で加速される荷電粒子は同時にRFキャビティ
8′を通過することはないため、上記した構造が実現可
能である。RFキャビティ8′を共有することにより、
RFキャビティ8′の制御系が1台分で済み、RF加速
システムが簡略化、小型化することができる。
The phase of the two synchrotrons 3, 3 is 18
If they differ by 0 degrees, after the charged particles accelerated by the first synchrotron 3 are emitted, the charged particles are incident on the second synchrotron 3 and charged by the respective synchrotrons 3. Since the particles do not pass through the RF cavity 8 'at the same time, the above-described structure is feasible. By sharing the RF cavity 8 ',
Only one control system for the RF cavity 8 'is required, and the RF acceleration system can be simplified and downsized.

【0054】(第6の実施の形態)図6は本発明の第6
の実施の形態に係るシンクロトロンの構成について示す
もので、基本的には上記図4に示したものと同様である
ので、同一部分には同一符号を持ってその説明は省略す
るものとする。
(Sixth Embodiment) FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention.
This shows the configuration of the synchrotron according to the present embodiment, which is basically the same as that shown in FIG. 4 above. Therefore, the same parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0055】しかして、2つのシンクロトロン3,3が
イオン源1と入射器2を共有し、振分け電磁石82で2
つのシンクロトロン3,3に荷電粒子ビームを振分けて
いる。入射器2を共有することにより制御やメンテナン
スが1台で済み、装置の構成も小型となる。
The two synchrotrons 3 and 3 share the ion source 1 and the injector 2, and the two
The charged particle beam is distributed to two synchrotrons 3 and 3. By sharing the injector 2, only one control and maintenance is required, and the configuration of the apparatus is reduced.

【0056】(第7の実施の形態)図7は本発明の第7
の実施の形態に係るシンクロトロンの側面構成について
示すもので、シンクロトロン自体の構成は基本的に上記
図6に示したものと同様であるので、同一部分には同一
符号を持ってその説明は省略するものとする。
(Seventh Embodiment) FIG. 7 shows a seventh embodiment of the present invention.
This shows the side configuration of the synchrotron according to the embodiment, and the configuration of the synchrotron itself is basically the same as that shown in FIG. 6 above. It shall be omitted.

【0057】しかして、2つのシンクロトロン3,3は
入射用電磁石6と出射用電磁石9とを共有し、荷電粒子
のビームは水平方向から入出射されるものとする。ビー
ムを入射する場合、入射用電磁石6で曲げられることに
より入射軌道84に乗った荷電粒子は振分け電磁石82
aで2つのシンクロトロン3,3に振分けられ、それぞ
れキッカー電磁石83a,83aで曲げられることによ
り周回軌道85,85に乗る。その後は周回軌道85,
85を通って加速され、出射の際にはキッカー電磁石8
3b,83bで周回軌道85,85から曲げられ、振分
け電磁石82bで曲げられることにより出射軌道86に
乗り、出射用電磁石9によって出射される。
Thus, the two synchrotrons 3 and 3 share the input electromagnet 6 and the output electromagnet 9, and the beam of charged particles is assumed to enter and exit from the horizontal direction. When the beam is incident, the charged particles on the incident trajectory 84 by being bent by the incident electromagnet 6 are distributed by the electromagnet 82.
At a, they are distributed to the two synchrotrons 3 and 3 and are bent by the kicker electromagnets 83a and 83a, respectively, to get on the orbits 85 and 85. After that, orbit 85,
85, and kicker electromagnet 8
The beams are bent from the orbits 85 and 85 at 3b and 83b, and are bent by the distribution electromagnets 82b to ride on the emission orbit 86 and are emitted by the emission electromagnet 9.

【0058】このように、複数台のシンクロトロンの入
出射機器を共有することによって各機器がそれぞれ1台
で済むため、制御やメンテナンスが容易となり、且つ装
置の構成を小型化することができる。
As described above, by sharing the input / output device of a plurality of synchrotrons, only one device is required, so that control and maintenance are easy, and the configuration of the device can be downsized.

【0059】(第8の実施の形態)図8は本発明の第8
の実施の形態に係るシンクロトロンの構成について示す
もので、基本的には上記図6に示したものと同様である
ので、同一部分には同一符号を持ってその説明は省略す
るものとする。
(Eighth Embodiment) FIG. 8 shows an eighth embodiment of the present invention.
This shows the configuration of the synchrotron according to the present embodiment, which is basically the same as that shown in FIG. 6, so that the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0060】しかして、2つのシンクロトロン3,3が
振分け電磁石82により照射装置5を共有するものと
し、且つ2つのシンクロトロン3,3の運転周期の位相
差が等間隔、この場合は180度となるように設定す
る。
It is assumed that the two synchrotrons 3 and 3 share the irradiation device 5 by the distribution electromagnet 82, and that the phase difference between the operation cycles of the two synchrotrons 3 and 3 is equal, in this case, 180 degrees. Set so that

【0061】このように、照射装置5を共有すること
で、照射装置5のシステムが簡略化できると共に、照射
時の荷電粒子ビームの取出し周波数を2倍に上げること
ができる。
As described above, by sharing the irradiation device 5, the system of the irradiation device 5 can be simplified and the extraction frequency of the charged particle beam at the time of irradiation can be doubled.

【0062】また、上記のような位相差を設けること
で、荷電粒子ビームの照射装置5における通過タイミン
グが一致してしまうようなことがなく、照射装置5を共
有することができるものである。なお、本発明は上記第
1乃至第8の実施の形態に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施すること
ができるものとする。
Further, by providing the above-described phase difference, the irradiation devices 5 can be shared without causing the passage timings of the charged particle beams in the irradiation devices 5 to coincide with each other. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described first to eighth embodiments, and can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0063】[0063]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、シンクロ
トロンを複数台用いることにより、取出された荷電粒子
ビームの電流値、取出し周波数を高くすることができる
ため、照射方法の選択の幅を広げることができる。
According to the first aspect of the present invention, by using a plurality of synchrotrons, it is possible to increase the current value and the extraction frequency of the extracted charged particle beam. Can be expanded.

【0064】請求項2記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明の効果に加えて、シンクロトロンを複数台
用いて同じ運転周波数で運転することにより、複数分の
一の周期でビームが取出せるため、より照射方法の選択
の幅を広げることができる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, by operating a plurality of synchrotrons at the same operation frequency, the beam is emitted at a fractional period. Can be taken out, so that the range of selection of the irradiation method can be further expanded.

【0065】請求項3記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明の効果に加えて、シンクロトロンを複数台
用いて運転周波数の位相を異ならせることにより、ビー
ムの取出し周波数が整数倍になるため、より照射方法の
選択の幅を広げることができる。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the phase of the operating frequency is made different by using a plurality of synchrotrons, so that the beam extraction frequency becomes an integral multiple. Therefore, the range of selection of the irradiation method can be further expanded.

【0066】請求項4記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明の効果に加えて、偏向電磁石を共通仕様と
することにより、同一電源で励磁することが可能でシス
テムが簡略化できる。
According to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, by using a common bending electromagnet, excitation can be performed with the same power supply, and the system can be simplified. .

【0067】請求項5記載の発明によれば、請求項1記
載の発明の効果に加えて、共通のラティスを用いること
で性質が揃ったビームを取出すことができるため、より
照射方法の選択の幅を広げることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, a beam having uniform properties can be obtained by using a common lattice. The width can be expanded.

【0068】請求項6記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明の効果に加えて、それぞれのシンクロトロ
ンを粒子の回転面と垂直方向に設置することで全体の設
置面積が小さくて済み、シンクロトロンの建屋が小型化
できる。
According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the total installation area can be reduced by installing each synchrotron in a direction perpendicular to the plane of rotation of the particles. The synchrotron building can be downsized.

【0069】請求項7記載の発明によれば、上記請求項
3記載の発明の効果に加えて、シンクロトロンを2台用
いてそれぞれのシンクロトロンの運転周期の位相を半周
期ずらすことにより、2倍の周期でビームを取出すこと
ができ、間隔のそろった、扱いやすいビームを得ること
ができるため、より照射方法の選択の幅を広げることが
できる。
According to the seventh aspect of the invention, in addition to the effect of the third aspect of the invention, the operation cycle of each synchrotron is shifted by a half cycle by using two synchrotrons, thereby achieving a 2 Beams can be taken out at twice the frequency, and uniform and easy-to-handle beams can be obtained, so that the range of choice of irradiation method can be further expanded.

【0070】請求項8記載の発明によれば、上記請求項
7記載の発明の効果に加えて、シンクロトロンを2台用
いてその偏向電磁石電源のチョークのインダクタンスを
第2シンクロトロンの電磁石で置換し、それぞれのシン
クロトロンを逆位相で加速することで2倍の周波数でビ
ームを取出すことができると共に電源の構成を簡素化す
ることができ、さらに二系統間の位相調整も不要とな
る。
According to the eighth aspect of the invention, in addition to the effect of the seventh aspect of the present invention, the inductance of the choke of the bending electromagnet power supply is replaced by the electromagnet of the second synchrotron using two synchrotrons. However, by accelerating the respective synchrotrons in opposite phases, it is possible to extract a beam at twice the frequency, simplify the configuration of the power supply, and eliminate the need for phase adjustment between the two systems.

【0071】請求項9記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明の効果に加えて、偏向電磁石をコンバイン
ド型とすることでビームの取出し周波数が高くなりと共
に、四極電磁石が不要となるので小型で制御が容易とな
る。
According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, by using a combined type of bending electromagnet, the beam extraction frequency is increased and a quadrupole electromagnet is not required. Therefore, it is small and easy to control.

【0072】請求項10記載の発明によれば、上記請求
項1記載の発明の効果に加えて、隣接するシンクロトロ
ンでRFキャビティを共有することにより、RF加速シ
ステムが簡略化できる。
According to the tenth aspect, in addition to the effect of the first aspect, the RF acceleration system can be simplified by sharing the RF cavity between adjacent synchrotrons.

【0073】請求項11記載の発明によれば、上記請求
項1記載の発明の効果に加えて、システム全体の構成が
簡略化でき、制御も容易となる。請求項12記載の発明
によれば、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、そ
れぞれのシンクロトロンの入出射機器を共有することで
システムの構成を簡略化することができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, the configuration of the entire system can be simplified and the control can be facilitated. According to the twelfth aspect, in addition to the effect of the first aspect, the configuration of the system can be simplified by sharing the input / output devices of the respective synchrotrons.

【0074】請求項13記載の発明によれば、上記請求
項1記載の発明の効果に加えて、それぞれのビーム輸送
系と照射装置を共有することで照射装置のシステムが簡
略化できると共に、照射時の荷電粒子ビームの取出し周
波数を上げることができる。請求項14記載の発明によ
れば、上記請求項1記載の発明の効果に加えて、照射装
置のシステム構成を簡略化することができる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect of the present invention, the system of the irradiation apparatus can be simplified by sharing the irradiation apparatus with each beam transport system, and the irradiation can be simplified. The extraction frequency of the charged particle beam at the time can be increased. According to the fourteenth aspect, in addition to the effect of the first aspect, the system configuration of the irradiation apparatus can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1の実施の形態に係る概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram according to a first embodiment.

【図2】第2の実施の形態における概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram according to a second embodiment.

【図3】第3の実施の形態における概念図。FIG. 3 is a conceptual diagram according to a third embodiment.

【図4】第4の実施の形態における概念図。FIG. 4 is a conceptual diagram according to a fourth embodiment.

【図5】第5の実施の形態における概念図。FIG. 5 is a conceptual diagram according to a fifth embodiment.

【図6】第6の実施の形態における概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram according to a sixth embodiment.

【図7】第7の実施の形態における概念図。FIG. 7 is a conceptual diagram according to a seventh embodiment.

【図8】第8の実施の形態における概念図。FIG. 8 is a conceptual diagram according to an eighth embodiment.

【図9】従来のがん治療用ビーム照射装置の概念図。FIG. 9 is a conceptual diagram of a conventional beam irradiation apparatus for cancer treatment.

【図10】従来のシンクロトロンの概念図。FIG. 10 is a conceptual diagram of a conventional synchrotron.

【図11】従来の偏向電磁石と四極電磁石の断面図。FIG. 11 is a sectional view of a conventional bending electromagnet and a quadrupole electromagnet.

【図12】従来のコンバインド型偏向電磁石の断面図。FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional combined bending electromagnet.

【図13】従来のシンクロトロンに設置される電磁石の
電気回路の概略図。
FIG. 13 is a schematic diagram of an electric circuit of an electromagnet installed in a conventional synchrotron.

【図14】望まれるビーム照射方法の概念図。FIG. 14 is a conceptual diagram of a desired beam irradiation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオン源 2…入射器 3…シンクロトロン 4…ビーム輸送系 5…照射装置 6…入射用電磁石 7…偏向電磁石 8,8′…RFキャビティ 9…出射用電磁石 10…四極電磁石 11…コンバインド型偏向電磁石 12…チョークトランス 13…共振コンデンサ 14…直流電源接続用チョークトランス 15…腫瘍の形状 16…ビームスポット 20…電磁石のインダクタンス 21…直流阻止コンデンサ 80…フェライト 81…ビームダクト 82…振分け電磁石 83…キッカー電磁石 84…入射軌道 85…周回軌道 86…出射軌道 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion source 2 ... Injector 3 ... Synchrotron 4 ... Beam transport system 5 ... Irradiation device 6 ... Injection electromagnet 7 ... Bending electromagnet 8, 8 '... RF cavity 9 ... Emission electromagnet 10 ... Quadrupole electromagnet 11 ... Combined type Bending electromagnet 12 Choke transformer 13 Resonant capacitor 14 Choke transformer for DC power supply connection 15 Tumor shape 16 Beam spot 20 Electromagnet inductance 21 DC blocking capacitor 80 Ferrite 81 Beam duct 82 Distributing electromagnet 83 Kicker magnet 84 ... incident orbit 85 ... circular orbit 86 ... outgoing orbit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G085 AA13 AA18 BA02 BA14 BA15 BA19 CA17 CA18 EA07 4C082 AA01 AC05 AE01 AG01 AG02 AG03 AG60 AT01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G085 AA13 AA18 BA02 BA14 BA15 BA19 CA17 CA18 EA07 4C082 AA01 AC05 AE01 AG01 AG02 AG03 AG60 AT01

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共振電源を用いて偏向電磁石を励磁する
シンクロトロンを有する荷電粒子ビーム発生装置におい
て、 複数台の上記シンクロトロンを用いて荷電粒子を周回、
加速させることを特徴とした荷電粒子ビーム発生装置。
1. A charged particle beam generator having a synchrotron that excites a bending electromagnet using a resonance power supply, wherein a plurality of the synchrotrons are used to orbit charged particles.
A charged particle beam generator characterized by being accelerated.
【請求項2】 上記複数台すべてのシンクロトロンを同
じ運転周波数で運転することを特徴とした請求項1記載
の荷電粒子ビーム発生装置。
2. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein all of the plurality of synchrotrons are operated at the same operation frequency.
【請求項3】 上記複数台のシンクロトロンの各運転周
期の位相を異ならせることを特徴とした請求項1記載の
荷電粒子ビーム発生装置。
3. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein the phases of each operation cycle of said plurality of synchrotrons are made different.
【請求項4】 上記複数台すべてのシンクロトロンで共
通仕様の偏向電磁石を使用することを特徴とした請求項
1記載の荷電粒子ビーム発生装置。
4. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein a bending electromagnet having a common specification is used in all of the plurality of synchrotrons.
【請求項5】 上記複数台すべてのシンクロトロンで共
通のラティスを用いることを特徴とした請求項1記載の
荷電粒子ビーム発生装置。
5. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein a common lattice is used by all of the plurality of synchrotrons.
【請求項6】 上記複数台のシンクロトロンを粒子の回
転面と垂直方向に設置することを特徴とした請求項1記
載の荷電粒子ビーム発生装置。
6. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein the plurality of synchrotrons are installed in a direction perpendicular to the plane of rotation of the particles.
【請求項7】 上記シンクロトロンは2台からなり、そ
れらの運転周期の位相差を半周期とすることを特徴とし
た請求項3記載の荷電粒子ビーム発生装置。
7. The charged particle beam generator according to claim 3, wherein said synchrotron comprises two units, and a phase difference between their operation periods is set to a half period.
【請求項8】 上記2台のシンクロトロン中の第1のシ
ンクロトロンの電磁石電源系のチョークのインダクタン
スを第2のシンクロトロンの電磁石で置換し、該第1及
び第2のシンクロトロンを1つの電源系で励磁すること
を特徴とした請求項7記載の荷電粒子ビーム発生装置。
8. An inductance of a choke of an electromagnet power supply system of a first synchrotron of the two synchrotrons is replaced by an electromagnet of a second synchrotron, and the first and second synchrotrons are replaced by one. The charged particle beam generator according to claim 7, wherein the excitation is performed by a power supply system.
【請求項9】 上記シンクロトロンにコンバインド型偏
向電磁石を用いることを特徴とした請求項1記載の荷電
粒子ビーム発生装置。
9. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein a combined bending electromagnet is used for the synchrotron.
【請求項10】 隣接するシンクロトロンでRFキャビ
ティを共有することを特徴とした請求項1記載の荷電粒
子ビーム発生装置。
10. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein an RF cavity is shared by adjacent synchrotrons.
【請求項11】 上記複数台のシンクロトロンで入射器
を共有することを特徴とした請求項1記載の荷電粒子ビ
ーム発生装置。
11. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein said plurality of synchrotrons share an injector.
【請求項12】 上記複数台のシンクロトロンで入出射
機器を共有することを特徴とした請求項1記載の荷電粒
子ビーム発生装置。
12. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein the input / output device is shared by the plurality of synchrotrons.
【請求項13】 上記複数台のシンクロトロンで出射後
にビームが通る輸送系と照射装置を共有することを特徴
とした請求項1記載の荷電粒子ビーム発生装置。
13. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein the irradiation apparatus is shared with a transport system through which the beam passes after being emitted by the plurality of synchrotrons.
【請求項14】 上記複数台のシンクロトロンの少なく
とも一部の運転周期の位相差が等間隔となるように設定
し、それら運転周期の位相差を設定したシンクロトロン
に関しては出射後にビームが通る輸送系と照射装置を共
有することを特徴とした請求項1記載の荷電粒子ビーム
発生装置。
14. The synchrotron in which at least a part of the operation cycles of the plurality of synchrotrons are set so that the phase differences of the operation cycles are at equal intervals, and for the synchrotron in which the phase differences of the operation cycles are set, the transport through which the beam passes after emission. 2. The charged particle beam generator according to claim 1, wherein the irradiation unit is shared with the system.
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