超导线圈装置、超导加速器以及粒子射线治疗装置制造方法及图纸

根据实施方式，超导线圈装置(20)具备在将被卷绕成环状的超导线材的被卷绕一周的部分作为一个匝(25)时，由多个匝(25)形成的至少一个超导线圈(23)，超导线圈(23)形成沿着呈管状的管状构造部(21)的外周面的形状，匝(25)具有沿着管状构造部(21)的轴向延伸的线圈长条部(27)，线圈长条部(27)的配置方式在产生主磁场的主磁场产生区域(51A)和产生校正用的磁场的磁场校正区域(51C)中相互不同。磁场校正区域(51C)中相互不同。磁场校正区域(51C)中相互不同。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超导线圈装置、超导加速器以及粒子射线治疗装置


[0001]本专利技术的实施方式涉及超导技术。

技术介绍

[0002]将碳离子等粒子束照射到患者的病灶组织(癌)而进行治疗的粒子射线治疗技术备受关注。根据该粒子射线治疗技术，能够不损伤正常组织而精确地仅杀死病灶组织。因此，与手术或者药物治疗等相比对患者造成的负担较少，还能够期待患者在治疗后提早重返社会。为了治疗处于体内的较深位置的癌细胞，需要使粒子束加速。一般来说，使粒子束加速的装置大致分为两类。一种是以直线状配置加速装置的线形加速器。另一种是以圆形状配置使射束轨道弯曲的偏转装置并且在圆轨道的一部分配置加速装置的圆形加速器。特别是，在使用碳或者质子等重粒子的情况下，通常是使用线形加速器进行刚生成射束之后的低能带的加速并使用圆形加速器进行高能带的加速的方式。
[0003]通过将对粒子束的外形进行控制的四极电磁体、使射束轨道弯曲的偏转电磁体以及对射束轨道的偏移进行校正的转向电磁体(日文：
ステアリング
電磁石)等依次排列，构成使粒子束一边环绕一边加速的圆形加速器。在这样的加速器中，如果环绕的粒子的质量或者能量增大，则磁刚性(磁场引起的弯曲困难程度)增大，因此，射束轨道半径变大。其结果会导致装置整体大型化。如果装置大型，那么设备间(日文：建屋)等附带设备也会变得大型，不能在城市地区等设置范围有限制的场所导入装置。此外，为了抑制装置的大型化，需要增大偏转电磁体所产生的磁场强度。在通常的偏转电磁体中，由于铁芯的磁饱和的影响，难以产生超过1.5T的磁场。因此，要求将能够实现高磁场化并且能够实现圆形加速器的小型化的超导技术应用于偏转电磁体。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开平10
‑
144521号公报
[0007]非专利文献
[0008]非专利文献1：“Field Computation for Accelerator Magnets(加速器磁体的场计算)”Stephan Russenschuck WiLEY
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VCH

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的课题
[0010]以往的加速器用的超导线圈通常是鞍型线圈。在现有技术中，为了产生均匀的磁场，即为了降低高阶多极分量，在线圈端部，在超导线材彼此之间设置隔件(日文：
スペーサ
)(间隙)。因此，存在线圈端部延长、超导线圈大型化这一课题。
[0011]此外，在现有技术中，为了抵消线圈端部所产生的非正常磁场，还存在追加校正用线圈的方法。该方法也需要在主线圈的外侧重叠校正用线圈，因此，存在超导线圈在径向、轴向或者该两方向上大型化这一课题。
[0012]本专利技术的实施方式是考虑这样的情况而完成的，因此，其目的在于提供能够实现超导线圈装置的小型化的超导技术。
附图说明
[0013]图1是表示本实施方式的粒子射线治疗装置的示意图。
[0014]图2是表示圆形加速器的俯视图。
[0015]图3是表示第一层的超导线圈的俯视图。
[0016]图4是表示第一层的超导线圈的侧视图。
[0017]图5是图4的V
‑
V剖视图。
[0018]图6是图4的VI
‑
VI剖视图。
[0019]图7是表示第二层的超导线圈的俯视图。
[0020]图8是表示第二层的超导线圈的侧视图。
[0021]图9是图8的IX
‑
IX剖视图。
[0022]图10是图8的X
‑
X剖视图。
[0023]图11是表示将第一层与第二层的超导线圈重合的状态的俯视图。
[0024]图12是表示将第一层与第二层的超导线圈重合的状态的侧视图。
[0025]图13是表示变形例的超导线圈的分解立体图。
[0026]图14是表示以往的超导线圈的俯视图。
具体实施方式
[0027]本专利技术的实施方式的超导线圈装置具备在将被卷绕成环状的超导线材的被卷绕一周的部分作为一个匝时，由多个所述匝形成的至少一个超导线圈，所述超导线圈成为沿着呈管状的管状构造部的外周面的形状，所述匝具有沿着所述管状构造部的轴向延伸的线圈长条部，所述线圈长条部的配置方式在产生主磁场的主磁场产生区域和产生校正用的磁场的磁场校正区域中相互不同。
[0028]通过本专利技术的实施方式，提供了能够实现超导线圈装置的小型化的超导技术。
[0029]以下，一边参照附图，一边对超导线圈装置、超导加速器以及粒子射线治疗装置的实施方式详细地进行说明。
[0030]图1的附图标记1是本实施方式的粒子射线治疗装置。该粒子射线治疗装置1是使粒子束B加速、并将该粒子束B照射到作为靶的患部T而进行治疗的射束照射装置。
[0031]粒子射线治疗装置1将带电粒子、例如负介子、质子、氦离子、碳离子、氖离子、硅离子或者氩离子用作治疗照射用的粒子束B。
[0032]粒子射线治疗装置1具备射束产生装置2、射束加速装置3、射束输送装置4、射束照射装置5、以及将这些装置相连并供粒子束B通过的真空管道6。
[0033]真空管道6将其内部维持为真空状态。通过使粒子束B通过该真空管道6的内部，抑制了粒子束B与空气的散射导致的射束损失。该真空管道6一直延续到患者的患部T的位置的紧前。通过了真空管道6的粒子束B被照射到患者的患部T。
[0034]射束产生装置2是产生粒子束B的装置。例如是将使用电磁波或者激光等生成的离子引出的装置。
[0035]射束加速装置3设置在射束产生装置2的下游侧。该射束加速装置3是将粒子束B加速到成为规定的能量为止的装置。该射束加速装置3例如由前级加速器和后级加速器这两级构成。作为前级加速器，可使用漂移管直线加速器(Drift Tube Linac，DTL)或者高频四极线形加速器(日文：高周波四重極型線形加速器，RFQ)构成的线形加速器7。作为后级加速器，可使用由同步加速器或者回旋加速器构成的圆形加速器8。由线形加速器7和圆形加速器8形成粒子束B的射束轨道。
[0036]射束输送装置4设置在射束加速装置3的下游侧。该射束输送装置4是将被加速后的粒子束B输送到作为被照射物的患者的患部T的装置。该射束输送装置4以真空管道6为轴，由偏转装置、聚束/扩散装置、六极装置、射束轨道校正装置及其控制装置等构成。
[0037]射束照射装置5设置在射束输送装置4的下游。该射束照射装置5对粒子束B的射束轨道进行控制，以使通过射束输送装置4后的规定的能量的粒子束B准确地入射到患者的患部T的设定的照射点，并且监视患部T中的粒子束B的照射位置以及照射线量。
[0038]另外，可在射束加速装置3和射束输送装置4中使用能够实现高磁场化并且能够实现小型化的超导技术。在本实施方式中，作为超导技术的应用例，例示射束加速装置3的圆形加速器8。即，本实施方式的粒子射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超导线圈装置，其特征在于，具备在将被卷绕成环状的超导线材的被卷绕一周的部分作为一个匝时，由多个所述匝形成的至少一个超导线圈，所述超导线圈成为沿着呈管状的管状构造部的外周面的形状，所述匝具有沿着所述管状构造部的轴向延伸的线圈长条部，所述线圈长条部的配置方式在产生主磁场的主磁场产生区域和产生校正用的磁场的磁场校正区域中相互不同。2.根据权利要求1所述的超导线圈装置，其特征在于，在所述管状构造部的侧视时，所述线圈长条部的所述磁场校正区域的部分在所述管状构造部的周向上位移。3.根据权利要求1或者2所述的超导线圈装置，其特征在于，所述线圈长条部的所述磁场校正区域的部分位移到所述超导线圈的内周侧。4.根据权利要求1～3中任一项所述的超导线圈装置，其特征在于，所述线圈长条部的端部成为所述磁场校正区域的部分。5.根据权利要求4所述的超导线圈装置，其特征在于，所述匝具有从所述线圈长条部沿着所述管状构造部的周向延伸的线圈端部，所述磁场校正区域产生至少抵消在所述线圈端部产生的不需要的磁场分量的磁场。6.根据权利要求1～5中任一项所述的超导线圈装置，其特征在于，在所述主磁场产...

【专利技术属性】
技术研发人员：高山茂贵，折笠朝文，水岛康太，岩田佳之，阿部康志，藤本哲也，
申请(专利权)人：国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构，
类型：发明
国别省市：