电磁波发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供电磁波发生装置。实现可以产生大强度的Ｘ射线，并且可以高速切换所发生的Ｘ射线的能量的，小型低成本的电磁波发生装置。在由圆形加速器组成的电磁波发生装置中，构成圆形加速器的偏转电磁铁由于根据其形状相对入射或者加速电子具有聚焦功能，因而该加速器在电子的入射、加速的全过程中在其半径方向的规定范围中具有稳定的电子回旋轨道，在该稳定的电子回旋轨道上设置标靶，依照该标靶的设置位置，设置回旋的电子束与上述标靶碰撞的区域，和不与上述标靶碰撞的区域，通过控制偏转电磁铁的致偏磁场以及电子束加速的两时间变化模型，使电子在这些区域之间一边回旋一边移动，通过和上述标靶碰撞而发生Ｘ射线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用一边在加速器内描画圆形轨道一边回旋的电子产生X射线等电磁波的电磁波发生装置。
技术介绍
在利用圆形加速装置的以往的电磁波发生装置中，有利用采用了电子回旋加速器(Betatron)加速原理的加速装置(简称为电子回旋加速器加速装置)的装置(非专利文献1(加速器科学(宇称物理学讲义)「龟井亮，木原元央合著」(丸善株式会社)平成5年9月20日发行(ISBN 4-621-03873-7 C3342)。第4章电子回旋加速器P39～P43))，以及利用了电子存储环的装置(专利文献1(专利号码第2796071号))。在利用了电子回旋加速器加速装置的电磁波发生装置中，入射到该装置内的电子束一边在同一半径轨道上回旋一边加速，在到达规定的能量的时刻，使轨道发生变化，其结果，碰撞设置在该变化后的轨道上的标靶，产生X射线。(非专利文献1)另外，利用了电子存储环的电磁波发生装置由入射器和电子存储环构成，加速到规定的能量的电子束从入射器入射到电子存储环，在同一环内的一定轨道上回旋。在回旋轨道上配置标靶，通过与回旋电子的碰撞产生X射线。(专利文献1)在这样的电磁波发生装置中存在以下的问题。在利用了电子回旋加速器加速装置的电磁波发生装置(非专利文献1)中，因在加速装置内回旋的电子相互间的库仑反作用力的影响，大电流加速较困难。其结果，加速电子束的强度与使用了直线加速器的电磁波发生装置相比还弱1～2位左右。另外，在该类型的加速装置中，虽然电子束在回旋中被加速器加速到规定能量，但在此期间回旋轨道是一定的，为了与标靶碰撞需要使电子束的轨道挪动到配置有X射线发生用的标靶的位置上。但是，从回旋轨道错开的电子束其后无法稳定回旋，使其反复碰撞标靶这一点是困难的。由于这样的原因，发生X射线强度低，几乎无法把利用了电子回旋加速器加速装置的电磁波发生装置适用到工业、医疗应用领域。另外，为了得到能量不同的X射线，需要改变与标靶碰撞的电子束的能量，而在电子回旋加速器加速装置中，把轨道改变到与标靶碰撞的轨道的电子束其后无法稳定地回旋，其结果电子丢失。因而，为了发生下一个X射线，必须再次从入射、加速开始进行，不能高速切换发生能量不同的X射线。而且，因为每次入射的电子束位置不一定能够正确再现，所以碰撞标靶的电子束位置有微妙的偏差。因此，即使想要以可移动体为对象采用高速能量差分法等实施精密测量，也因X射线能量切换的高速性、每次入射的光源位置的再现性的问题而致使应对困难。另外，即使不要求高速性的情况下，在采用能量差分法进行测量的情况，碰撞到标靶的电子束位置的微妙偏差也使X射线发生源位置产生偏差，难以进行精密的测定。在利用电子存储环的电磁波发生装置(专利文献1)中，因为电子束的回旋轨道基本上没有改变，所以可以使电子束反复碰撞标靶，因此在X射线强度这一点上虽然与电子回旋加速器加速装置的情况相比得到改善，但取得大的入射电流值困难，以及，通过用把电子加速到规定能量的入射器和电子存储环来构成从而致使装置大型化，所以构成设备多，控制也变得复杂。因此成本变高，利用领域也受到限制。另外，存储环虽然具有把回旋电子束的能量保持在规定的值的功能，但不具有改变该能量的功能，为了改变它，需要在入射器中改变电子的加速能量入射到存储环。因而，这种情况下，和电子回旋加速器加速装置的情况一样，高速切换发生能量不同的X射线这一点困难，和电子回旋加速器加速装置的情况一样在其适用领域中产生限制。而且，如果使存储环具有加速功能，并作为同步加速器装置来使用，则可以改变已在加速装置内回旋的电子束的能量，但保证能量切换的高速性困难，进一步成问题的是在该装置中，因为在加速中电子束的回旋轨道也是一定轨道，所以在加速途中为了避免和标靶的碰撞，必须在回旋轨道外配置标靶。在这种情况下，回旋电子束在碰撞标靶后，不能稳定地回旋，和电子回旋加速器的情况一样，使反复碰撞标靶是困难的。本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，实现与以往相比能够发生强度高的X射线，能够高速切换发生X射线的能量的小型并且低成本的电磁波发生装置。
技术实现思路
本专利技术的电磁波发生装置以及电磁波发生方法，在由圆形加速器组成的电磁波发生装置中，其中圆形加速器包括发生电子的电子发生单元；从上述电子发生单元入射电子的入射单元；加速上述入射的电子的加速单元；产生用于使上述入射或者使加速电子偏转的致偏磁场的偏转电磁铁；使经过上述加速的电子碰撞而产生电磁波的标靶，所述电磁波发生装置的特征在于上述偏转电磁铁根据其形状对入射或者加速电子具有聚焦功能，上述加速器根据所具有的上述聚焦功能的偏转电磁铁，在电子的入射、加速的全过程中在该加速器的半径方向的规定范围中具有稳定的电子回旋加速器轨道，上述标靶设置在上述稳定的电子回旋轨道上，依照该标靶的设置位置，在上述稳定的电子回旋轨道的范围内，设置回旋的电子束与上述标靶碰撞的区域，和与之相邻的不与上述标靶碰撞的至少1个区域，通过控制偏转电磁铁的致偏磁场以及电子束加速的两时间变化模型，使电子回旋轨道在这些区域之间移动，通过上述标靶和回旋电子束碰撞而产生电磁波。如果采用本专利技术的电磁波发生装置，因为能够使在不同轨道上稳定回旋的电子反复碰撞标靶，所以可以产生大强度的X射线，另外，还能够高速切换发生不同能量的X射线。因此，能够在短时间得到X射线的拍摄图像。另外，还可以高速取得由不同的能量的X射线产生的多个X射线拍摄图像，能够提供适宜于高速能量差分法的X射线发生源。附图说明图1表示本专利技术的电磁波发生装置的构成例子1。图2表示本专利技术的电磁波发生装置的构成例子2。图3是致偏磁场和加速磁心磁场的时间变化模型1。图4表示电子束能量和X射线的能量谱线。图5是致偏磁场和加速磁心磁场的时间变化模型2。图6是致偏磁场和加速磁心磁场的时间变化模型3。具体实施例方式实施方式1图1、图2是分别表示实施方式1的电磁波发生装置的构成例1和构成例2的图。无论哪个例子在使用AG(Alternatig Gradient)聚焦加速器(图1根据非专利文献2(H.Tanaka，T.Nakanishi，”DESIGNAND CONSTRUCTION OF A SPIRAL MAGNET FOR A HYBRIDACCELERATOR”，Proceedings of the 1st Annual Meeting of ParticleAccelerator Society of Japan and the 29th Linear Accelerator Meetingin Japan(August4-6，2004，Funabashi Japan)，465p-467p)，图2根据专利文献2(专利公开号码2004-296164))这一点上是共同的，通过进行发挥其特征的规定的控制，能够实现高性能的电磁波发生装置。在图1中，11是发生电子束的电子发生单元，12是以在与纸面垂直的方向上夹着电子束行进轨道的形状，并且具有发生与纸面垂直方向的磁场的磁极的螺旋形状的螺旋磁极，13是回程磁轭，螺旋磁极12和回程磁轭13，虽然省略了记述但和围绕磁极的线圈形成偏转电磁铁(以下，称为螺旋偏转电磁铁)。14是发生用于加速回旋的电子束的交流磁场的加速磁心，15是通过和回旋电子束碰撞发生X射线的标靶，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁波发生装置，由圆形加速器组成，该圆形加速器包括：发生电子的电子发生单元；从上述电子发生单元入射电子的入射单元；加速上述入射的电子的加速单元；产生用于使上述入射或者使加速电子偏转的致偏磁场的偏转电磁铁；使经过上述加速的电子碰撞而产生电磁波的标靶，所述电磁波发生装置的特征在于：　　　　上述偏转电磁铁根据其形状对入射或者加速电子具有聚焦功能，上述加速器通过具有上述聚焦功能的偏转电磁铁，具有在电子的入射、加速的全过程中在该加速器的半径方向的规定范围中稳定的电子回旋轨道，上述标靶设置在上述稳定的电子回旋轨道上，依照该标靶的设置位置，在上述稳定的电子回旋轨道的范围内，设置回旋的电子束与上述标靶碰撞的区域，和与之相邻的不与上述标靶碰撞的至少１个区域，通过控制偏转电磁铁的致偏磁场以及电子束加速的两时间变化模型，使电子回旋轨道在这些区域之间移动，通过上述标靶和回旋电子束碰撞而产生电磁波。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中博文，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]