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発明の名称 放射光誘導装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−239400
公開日 平成7年(1995)9月12日
出願番号 特願平6−30477
出願日 平成6年(1994)2月28日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 (外2名)
発明者 生越 満
要約 目的
放射光誘導装置に係り、放射光の集光により放射光の利用効率を向上させるとともに、放射光の強さの調整を可能にする。

構成
加速リングの真空チャンバーの外側壁に、放射光誘導ケーシングを連設して放射光を誘導するための装置として、放射光誘導ケーシングの内部に、各接線方向に放出される放射光を焦点に集光させる集光ミラーが配される。
特許請求の範囲
【請求項1】 加速リングの真空チャンバー(1)の外側壁(1a)に、放射光誘導ケーシング(3)を連設して放射光(Y)を誘導するための装置であって、放射光誘導ケーシングの内部に、各接線方向に放出される放射光を焦点に集光させる集光ミラー(11)が配されることを特徴とする放射光誘導装置。
【請求項2】 集光ミラー(11)が、放射光誘導ケーシング(3)の内側壁(3a)に配されることを特徴とする請求項1記載の放射光誘導装置。
【請求項3】 集光ミラー(11)が、平面鏡であることを特徴とする請求項1または2記載の放射光誘導装置。
【請求項4】 集光ミラー(11)が、凹面鏡であることを特徴とする請求項1または2記載の放射光誘導装置。
【請求項5】 集光ミラー(11)が、支持板(12)の内表面に一体に配されるとともに、支持板が放射光誘導ケーシング(3)の内部に、曲率を調整可能に取り付けられ、放射光誘導ケーシングと集光ミラーとの間に、支持板の屈曲量を設定する鏡面曲率調整手段(20)が配されることを特徴とする請求項4記載の放射光誘導装置。
【請求項6】 鏡面曲率調整手段(20)が、放射光誘導ケーシング(3)の内部に放射光誘導ケーシングを気密に貫通して配される調整ロッド(21)と、該調整ロッドの繰り出し量により屈曲される支持板(12)を内部に固定する固定部材(13)とを具備することを特徴とする請求項5記載の放射光誘導装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放射光誘導装置に係り、特に放射光発生装置から放射される複数方向の放射光を集光させて、放射光の利用効率を向上させる技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】放射光発生装置は、荷電粒子のビーム軌道を偏向磁石の磁場によって曲げることにより、該ビーム軌道の接線方向に、シンクロトロン放射光: SOR(X線等)を発生させるものである。
【0003】放射光発生装置及びその関連技術として、■特開平1−183098号、■特開平1−186796号、■特開平1−186797号等が提案されている。
【0004】これらの公報には、図3に示すように、加速リングの一部を構成する真空チャンバー1における湾曲部の外側壁1aに、ビーム軌道2の一つの接線方向または複数の接線方向に延びる放射光誘導管3を連設して、放射光Yを誘導する技術等が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、放射光Yの誘導時にあって、放射光Yは、真空チャンバー1の内部におけるビーム軌道2の湾曲部において接線方向に放出されて扇状に広がるために、湾曲部の角度θに対応する範囲の放射光Yを、開口幅Wの放射光誘導ケーシング3に取り込むことができるが、放射光誘導ケーシング3における開口幅Wは有限であり、かつ、開口幅Wを大きくしても、放射光Yが拡散してしまうために、放射光Yの利用効率の点で不十分なものであった。
【0006】本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、放射光の集光により放射光の利用効率を向上させるとともに、放射光の強さの調整を可能にするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための手段として、加速リングの真空チャンバーの外側壁に、放射光誘導ケーシングを連設して放射光を誘導するための装置として、放射光誘導ケーシングの内部に、各接線方向に放出される放射光を焦点に集光させる集光ミラーが配される。集光ミラーは、放射光誘導ケーシングの内側壁に配され、平面鏡や凹面鏡によって構成され、また、複数の平面鏡や凹面鏡の組み合わせが採用される。集光ミラーは、放射光誘導ケーシングの内部に、曲率を調整可能に取り付けられ、放射光誘導ケーシングと集光ミラーとの間に、支持板の屈曲量を設定する鏡面曲率調整手段が配される。鏡面曲率調整手段が、放射光誘導ケーシングの内部に放射光誘導ケーシングを気密に貫通して配される調整ロッドと、該調整ロッドの繰り出し量により屈曲される支持板を内部に固定する固定部材とを具備し、調整ロッドの繰り出し手段として、ねじによる送り機構が採用される。
【0008】
【作用】ビーム軌道の湾曲部から、各接線方向に放射光が放出されると、開口範囲の放射光が、放射光誘導ケーシングの内部に取り込まれる。この際に、放射光誘導ケーシングの内壁部の集光ミラーにより、各接線方向に放出される放射光が、焦点に集光させられる。放射光誘導ケーシングの中に、角度の異なる方向に取り込まれた各放射光は、平面鏡や凹面鏡状態の集光ミラー、あるいは複数の平面鏡や凹面鏡の組み合わせによって、焦点に集光させられて量的に大きな放射光となる。集光ミラーにあっては、鏡面曲率調整手段により、支持板の屈曲量、曲率が調整され、焦点の位置、放射光量の設定がなされる。鏡面曲率調整手段における調整ロッドの繰り出し量により、放射光誘導ケーシングの内部に対して気密性を保持したまま、固定部材から離間した位置で支持板の屈曲度合いが操作され、集光ミラーの曲率が調整される。ねじによる送り機構が採用される場合には、外部からの回転操作によって、集光ミラーの曲率の調整がなされる。
【0009】
【実施例】本発明に係る放射光誘導装置の一実施例について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1及び図2において、符号3aは内側壁、3bは貫通穴、11は集光ミラー、12は支持板、13は固定部材、20は鏡面曲率調整手段、21は調整ロッド、22は真空接続部、23はつまみ、24は目盛である。
【0010】図1及び図2に示すように、前記放射光誘導ケーシング3が、真空チャンバー1の外側壁1aに対して、ビーム軌道2の接線方向に沿って接続状態に配される場合、ビーム軌道2に対して近い方の内側壁3aに、放射光Yの誘導方向に間隔を空けて内側壁3aを貫通した状態の貫通穴3bが配される。なお、図2例にあっては、放射光誘導ケーシング3の両側壁の開口幅Wが特に大きくなるように設定されており、この設定を容易にするために、図3例と比較して、内側壁3aが開いた状態となっている。
【0011】前記集光ミラー11は、放射光誘導ケーシング3の内側壁3aの内面に配されて、放射光Yを焦点Fに集光させるもので、図1例にあっては、放射光誘導ケーシング3の長手方向に沿って配される長板状とされ、SiC等の材料によって形成される長尺状の支持板12の内表面に、金、プラチナ等の反射効率の良好な金属を蒸着して鏡面仕上げしたもの等が適用される。該支持板12の両端部は、その背面が前述した貫通穴3bを覆うように位置合わせされる。
【0012】前記固定部材13は、支持板12の長手方向の中央部等を内側壁3aに固定するもので、図1に示すように、薄板状の金属板のプレス加工品等が適用される。
【0013】前記鏡面曲率調整手段20は、放射光誘導ケーシング3と集光ミラー11との間に配され、支持板12の屈曲状態を調整するために配されるもので、貫通穴3bを貫通した状態に配され支持板12の背面を押して湾曲状態に弾性変形させる調整ロッド21と、該調整ロッド21を囲んだ状態で貫通穴3bとの間を密封しかつ内側壁3aの表面と直交する方向に調整ロッド21の移動を許容するダイヤフラム等を有する真空接続部22と、該真空接続部22を介してその外側に配され回転操作によってねじ部を経由する等により調整ロッド21の直線往復運動に変換するつまみ23と、該つまみ23の近傍に配されその回転量を読み取るための目盛24及び指標とを具備している。
【0014】このように構成されている放射光誘導装置では、図1の矢印や図2の破線の矢印で示すように、荷電粒子ビーム(粒子ビーム)をビーム軌道2に乗せて光速に近い速度で駆動している状態において、粒子ビームを偏向電磁石の磁場によって曲げたときに、その湾曲部分の接線方向にシンクロトロン放射光が発生する。
【0015】これらの放射光Yは、放射光誘導ケーシング3の開口幅Wの範囲だけ内部に取り込まれて、一つの接線方向の放射光Yが直接焦点Fに達するものの、他の方向の放射光Yは、放射光誘導ケーシング3の両側壁に対して傾斜した状態で進行する。放射光Yの進行方向に集光ミラー11が介在していると、放射光Yが集光ミラー11で反射して、集光ミラー11による誘導方向、つまり、焦点に集光させられる。
【0016】鏡面曲率調整手段20におけるつまみ23の回転操作により、調整ロッド21を繰り出し、支持板12の背面を押して弾性変形状態として集光ミラー11を凹面状態とすると、複数方向の放射光Yが集光ミラー11で反射して、焦点Fに集光させられることになる。この場合の焦点Fの位置は、支持板12の屈曲量、曲率によって調整され、また、放射光量は、集光ミラー11の大きさ(長さ)、数等によって設定される。
【0017】支持板12の屈曲状況は、鏡面曲率調整手段20の操作によって行なわれるが、貫通穴3bの部分は、真空接続部22によって放射光誘導ケーシング3の内部に対して気密性を保持したまま真空状態を損なうことなく、調整ロッド21の繰り出し量に基づく集光ミラー11の凹面曲率調整がなされる。
【0018】したがって、放射光誘導ケーシング3の焦点Fの位置には、複数の放射光Yが集光して、光量の大きな放射光Yを得ることが容易になる。かつ、光量を調整する場合には、鏡面曲率調整手段20の操作により焦点Fの位置をずらすこと等によってなし得て、制御された放射光Yにより所期の利用がなされることになる。
【0019】〔他の実施態様〕本発明に係る放射光誘導装置にあっては、以下の技術を包含する。
a)焦点Fを複数設置して複数箇所で放射光Yの利用を行なうこと。
b)集光ミラー11を複数の平面鏡を組み合わせて構成し、焦点Fの位置を固定すること。
c)複数の平面鏡を組み合わせて集光ミラー11を構成した場合にあって、平面鏡の角度を変えて焦点Fの位置を調整する手段を付加すること。
d)平面鏡と凹面鏡とを組み合わせて集光ミラー11を構成し、主として凹面鏡の曲率の調整を行なうこと。
e)放射光誘導ケーシング3の外側壁に対しても集光ミラー11を配し、集光効率を高めること。
【0020】
【発明の効果】本発明に係る放射光誘導装置によれば、以下の効果を奏する。
(1) 放射光誘導ケーシングの内部に、各接線方向に放出される放射光を焦点に集光させる集光ミラーが配されることにより、従来利用されずに両側壁に衝突していた放射光を焦点に導き、放射光の有効利用を図ることができる。
(2) 集光ミラーによって複数方向の放射光を焦点に導くことにより、放射光が放射光誘導ケーシングの両側壁に衝突することを少なくし、発熱の防止やガス分子の放出等の悪影響の発生を抑制することができる。
(3) 集光ミラーを、平面鏡や凹面鏡によって構成し、また、これらの組み合わせによって構成することにより、放射光の集光範囲を大きくして量的に大きな放射光を焦点に集光させることができる。
(4) 放射光誘導ケーシングの内部に、集光ミラーの曲率を調整する鏡面曲率調整手段を配することにより、屈曲量、曲率を調整して、焦点の位置、放射光量の設定の自由度を高めることができる。
(5) 放射光誘導ケーシングを気密に貫通する調整ロッドを繰り出て集光ミラーの曲率の調整を行なうことにより、外部から放射光の焦点位置や強さを自由に制御することができる。




 

 


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