粒子加速器の製造方法
【課題】真空炉で１回加熱するだけで、加速管と接続部材とをリークを生じることなく確実に接合する粒子加速器の製造方法の提供。
【解決手段】接続部材（導波管接続部材２２０、真空引き管接続部材２２２）と加速管の外周部との接合面にロウ材が配されるとともに、接続部材に設けられた貫通孔２２０ｄ、２２２ｄを介して、加速管の外周部に設けられたねじ穴２９０、２９２にねじを螺合させることにより接続部材を加速管の外周部に仮止めする工程と、加速管の外周部に仮止めされた接続部材の接合面と加速管の外周部とを押しつけ合うように弾性力を付与させた状態で、接続部材を保持治具によって保持する工程と、保持治具によって保持された接続部材と加速管とを真空炉に導入して加熱する工程と、を含む。
【解決手段】接続部材（導波管接続部材２２０、真空引き管接続部材２２２）と加速管の外周部との接合面にロウ材が配されるとともに、接続部材に設けられた貫通孔２２０ｄ、２２２ｄを介して、加速管の外周部に設けられたねじ穴２９０、２９２にねじを螺合させることにより接続部材を加速管の外周部に仮止めする工程と、加速管の外周部に仮止めされた接続部材の接合面と加速管の外周部とを押しつけ合うように弾性力を付与させた状態で、接続部材を保持治具によって保持する工程と、保持治具によって保持された接続部材と加速管とを真空炉に導入して加熱する工程と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子等の荷電粒子を加速する粒子加速器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療器具や食品等の滅菌、樹脂の架橋や硬化、悪性腫瘍等の病巣の除去等、様々な分野で利用されている電子線照射装置（例えば、特許文献１、２）が知られている。このような電子線照射装置は、カソード電極と加速器を備えており、カソード電極に電力を供給することでカソード電極から熱電子を放出し、その熱電子を加速器で加速して被照射物に照射する。
【０００３】
電子等の荷電粒子を加速する加速器のうち、荷電粒子を直線上で加速する線形（リニアック）加速器は、内部に複数の区画形成された空間が配された加速管を含んで構成されている。このような加速管を製造する場合、内部に孔が配された複数のセルを積層し、その後、積層したセルを真空炉に導入して加熱することで、各セルの接触部分が拡散接合（真空下や不活性ガス雰囲気下で、接合する材料同士を密着させ、加圧、加熱することで、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する技術）されて１つの加速管となる。なお、真空炉を利用して加速管を製造する場合、各セルの接触部分における表面状態によっては、拡散接合がなされない場合もある。したがって、バックアップとして、各セル間にロウ材を配しておき、拡散接合と並行して各セルをロウ付することも行われている。
【０００４】
また、加速管の外周部には、高周波電源ユニットからの高周波電圧を伝送する導波管が接続されている（例えば、特許文献３）。したがって、加速管には、導波管と加速管とを接続するための導波管接続部材が接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４９９９８号公報
【特許文献２】特開２００３−１３９８９８号公報
【特許文献３】特開平５−２１７６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、加速管と導波管接続部材とを接合する場合、加速管と導波管接続部材等の接続部材との間にロウ材を配し、真空炉で１０００℃程度まで加熱する。この際、リークを生じることなく接合されるように、加速管と接続部材とをステンレスのワイヤで巻き回して仮固定した後に真空炉に導入していた。
【０００７】
しかし、真空炉内は１０００℃程度まで加熱されるため、加熱時にワイヤが緩んでしまったり、締まりすぎたりして、加速管と接続部材とが適切に接合されず、リークが生じることがあった。このように、加速管と接続部材との間にリークが生じた場合には、加速管を真空炉で再度加熱してロウ付しなければならない。
【０００８】
このとき、２回目の加熱時には、１回目に利用したロウ材が溶融しないように、１回目の加熱時と異なるロウ材、すなわち１回目の加熱時に利用したロウ材よりも融点の低いロウ材を利用しなければならず、部品点数が多くなりコストが上昇してしまう。
【０００９】
また真空炉を利用して接合する場合、真空炉内を１０００℃程度と非常に高温にする必要があるため、２回も真空炉を利用すると、電力が著しく消費されてしまい、コスト高となってしまう。また一旦真空炉で１０００℃程度まで加熱されたものを放冷するには、１日程度を要するため、真空炉で２回加熱を行って加速器を製造する場合、少なくとも２日程度といった長時間を要することになる。
【００１０】
このように、加速管と接続部材とを接合する際にリークが生じると、当然のこととしてコストが上昇するとともに製造期間が長期化するため、１回の加熱処理でリークが生じないように、確実に加速管と接続部材とを接合することが望まれている。
【００１１】
そこで本発明は、このような課題に鑑み、加速管と接続部材とを仮固定する際に工夫することで、加速管と接続部材とをリークを生じることなく確実に接合することが可能な粒子加速器の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の粒子加速器の製造方法は、荷電粒子を加速する加速管と、高周波電源から印加される高周波電圧を加速管に供給するための導波管、または、加速管の内部を真空状態に減圧可能な真空ポンプの真空引き管を加速管の外周部に接合するための接続部材と、を備えた粒子加速器の製造方法であって、接続部材と加速管の外周部との接合面にロウ材が配されるとともに、接続部材に設けられた貫通孔を介して、加速管の外周部に設けられたねじ穴にねじを螺合させることにより接続部材を加速管の外周部に仮止めする工程と、加速管の外周部に仮止めされた接続部材の接合面と加速管の外周部とを押しつけ合うように弾性力を付与させた状態で、接続部材を保持治具によって保持する工程と、保持治具によって保持された接続部材と加速管とを真空炉に導入して加熱する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
内部に空洞が形成された複数のセルを、ロウ材を介して積層して連結することにより加速管を組み付ける工程を含み、接続部材は、複数のセルが積層されて組み付けられた加速管の外周部に仮止めされ、保持治具によって保持された接続部材と加速管とを真空炉に導入して加熱する工程において、複数のセルが拡散接合して加速管が形成されるとともに、加速管に接続部材が接合されてもよい。
【００１４】
接続部材を加速管の外周部に仮止めする工程では、導波管および加速管を接続する導波管接続部材と、真空引き管および加速管を接続する真空引き管接続部材とを、加速管の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めし、接続部材を保持治具によって保持する工程では、加速管の外周部に、導波管接続部材の接合面および真空引き管接続部材の接合面を押しつけ合うように弾性力を付与するとともに、導波管接続部材および真空引き管接続部材によって加速管を挟持してもよい。
【００１５】
接続部材を保持治具によって保持する工程では、加速管の外周部に当接するダミー部材を接続部材に対して加速管の周方向に１８０度位相をずらして配置し、加速管の外周部に、導波管接続部材の接合面およびダミー部材の当接面を押しつけ合うように弾性力を付与するとともに、導波管接続部材およびダミー部材によって加速管を挟持してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、加速管と接続部材とを仮固定する際に工夫することで、加速管と接続部材とをリークを生じることなく確実に接合することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子線照射装置の外観斜視図である。
【図２】図１におけるＹ軸方向から電子線照射装置を見た図である。
【図３】加速器の構成を説明するための説明図である。
【図４】本実施形態にかかる粒子加速器の製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図５】加速管の全体構成を説明するための説明図である。
【図６】入力フランジを説明するための説明図である。
【図７】第２セルを説明するための説明図である。
【図８】第２セルを説明するための説明図である。
【図９】第２セルを説明するための説明図である。
【図１０】エンドセルを説明するための説明図である。
【図１１】カップラーセルを説明するための説明図である。
【図１２】カップラーセルを説明するための説明図である。
【図１３】カップラーセルを説明するための説明図である。
【図１４】出力フランジを説明するための説明図である。
【図１５】加速管を保持するための保持治具を説明するための説明図である。
【図１６】ロウ溝を説明するための説明図である。
【図１７】導波管接続部材を説明するための説明図である。
【図１８】真空引き管接続部材を説明するための説明図である。
【図１９】仮止め工程を説明するための説明図である。
【図２０】保持治具による導波管接続部材および導波管接続部材の加速管への保持を説明するための説明図である。
【図２１】図２０における保持治具付近の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１９】
本実施形態では、電子を加速する粒子加速器を例に挙げて説明する。以下、まず、粒子加速器を含んで構成される電子線照射装置について説明し、続いて、粒子加速器の製造方法について詳述する。
【００２０】
（電子線照射装置１００）
図１は、電子線照射装置１００の外観斜視図であり、図２は、図１におけるＹ軸方向から電子線照射装置１００を見た図である。なお、図１では、理解を容易にするために電子線照射装置１００を支持する支持機構を省略する。
【００２１】
図１および図２に示すように、電子線照射装置１００は、カソード電源１０４と、電子銃１１０と、高周波ユニット１１２と、導波管１１４と、プリバンチャ１１６と、粒子加速器２００と、スキャンホーン１２０とを備えて構成されている。なお、電子銃１１０、プリバンチャ１１６、粒子加速器２００、スキャンホーン１２０は、内部空間（真空室）が連続しており、この内部空間は、イオンポンプ等の真空ポンプ１０２で高真空状態から超高真空状態（例えば、１０Ｅ−５Ｐａ以下）に維持される。
【００２２】
電子線照射装置１００において、電子銃１１０から放出された熱電子は、プリバンチャ１１６、粒子加速器２００で加速され、スキャンホーン１２０を通過して、コンベア等で構成される搬送装置１０で搬送される被照射物Ｗに向かって図１中Ｚ軸方向に照射される。以下、電子線照射装置１００の各機能部について詳述する。
【００２３】
（電子銃１１０）
電子銃１１０は、例えば、三極管電子銃であり、カソード電源（交流電源）１０４から供給された電力によってカソード電極を加熱し、パルス状に印加された高電圧のグリッド電圧（引出電圧）により、電子線を放出する。
【００２４】
（高周波ユニット１１２、導波管１１４）
高周波ユニット１１２は、クライストロン等で構成される高周波増幅器１１２ａと、高周波増幅器１１２ａに電力を供給する高周波電源１１２ｂとを含んで構成され、導波管１１４を通じてプリバンチャ１１６および粒子加速器２００を構成する加速管２１０に、例えばＳバンドに相当する３ＧＨｚのパルス状の高周波電力を供給する。導波管１１４は、セラミック等で構成されたＲＦ窓１１４ａ、１１４ｂを通じて、高周波増幅器１１２ａから増幅されて供給される高周波の電圧を加速管２１０に供給する。導波管１１４におけるＲＦ窓１１４ａとＲＦ窓１１４ｂの間には、六フッ化硫黄（ＳＦ６）等の絶縁ガスが充填されており、高周波増幅器１１２ａで増幅されて出力された電圧によって導波管１１４が放電してしまう事態を回避する。なおＲＦ窓１１４ａ、１１４ｂはＳＦ６と真空とを隔てる境界の役割を果たす。
【００２５】
（プリバンチャ１１６）
プリバンチャ１１６は、電子銃１１０と粒子加速器２００の間に設けられ、導波管１１４を通じて高周波ユニット１１２に接続されている。プリバンチャ１１６は、電子銃１１０から入射された電子線をバンチング（密度圧縮（速度変調））して、加速管２１０に送出する。具体的に説明すると、プリバンチャ１１６内は、高周波増幅器１１２ａから供給された高周波の電圧によって高周波電界が形成されており、プリバンチャ１１６を通過した電子線は、バンチングされて加速管２１０に入射する。プリバンチャ１１６で電子線をバンチングすることにより、加速管２１０で加速された電子線のエネルギーの分散を小さくすることができ、電子線のエネルギーの均一性を向上させることが可能となる。
【００２６】
ここで、プリバンチャ１１６によって圧縮された電子線の加速管２１０への入射タイミングが、加速管２１０における高周波の正位相と同期したときのみ、電子線は加速管２１０で効率よく加速される。したがって、プリバンチャ１１６から加速管２１０への電子線の入射タイミングを調整するために、プリバンチャ１１６の高周波導入部１１６ａには、不図示の位相調整手段が設けられている。また、電子線の圧縮率（バンチングされた電子線の長さ）も加速管２１０による加速効率に影響するため、すなわち、電子線の長さが短い程、加速効率が向上する。したがって、供給する高周波の強度を調整して電子線の長さを調整するために、プリバンチャ１１６の高周波導入部１１６ａには、不図示の減衰（アッテネータ）手段が設けられている。
【００２７】
（粒子加速器２００）
粒子加速器２００は、電子を加速する加速管２１０と、導波管１１４と加速管２１０とを接続する導波管接続部材２２０と、真空ポンプ１０２と加速管２１０とを接続する真空引き管接続部材２２２とを含んで構成される。
【００２８】
図３は、加速管２１０の構成を説明するための説明図である。本実施形態では、粒子加速器２００として、定在波型の線形（リニアック）加速器を例に挙げて説明しているが、電子を加速できればよく、進行波型の線形加速器を採用することもできる。
【００２９】
図３に示すように、電子銃１１０から放出される電子線（図３中、黒い塗つぶしで示す）は、図３中Ｚ軸方向に広がった状態で放出され、プリバンチャ１１６の内部空間に入射される。そして、プリバンチャ１１６によるバンチング機能により、電子線は、Ｚ軸方向に圧縮されて加速管２１０に入射される。
【００３０】
ここで、加速管２１０は、内部に複数の加速空間２３０（図３中、２３０ａ〜２３０ｃで示す）を有している。図３では理解を容易にするために、加速空間２３０を３個として簡略化して説明するが、後述するように本実施形態の加速管２１０は３１個の加速空間２３０を有する。
【００３１】
高周波電源１１２から導波管接続部材２２０を通じて加速管２１０に高周波の電圧（例えば、３ＧＨｚ）が供給されると、複数の加速空間２３０が空間共振器として機能し、空間共振器内に時間的に変化する電界が生じる。そして、この時間的に変化する電界で電子線を加速する。
【００３２】
具体的に説明すると、加速管２１０の加速空間２３０は、高周波電源１１２から導入される高周波の電圧によって、例えば、時刻ｔ０に空間電荷が正（＋）になっている箇所２３２ａは、図３（ｂ）に示すように、次の時刻ｔ１には空間電荷が負（−）になる。電子は負の電荷を帯びているので、空間電荷が正に帯電している箇所（正位相の箇所）に引き寄せられる。ここで、電子線の速度と加速空間２３０における正に帯電するタイミングが同期するように、高周波電源１１２から供給される電圧の周波数と、加速空間２３０の距離Ｌが設計されているため、電子線は加速管２１０内で徐々に加速され、最終的には、例えば１０ＭｅＶ程度まで加速されて、スキャンホーン１２０に入射される。なお、電子銃１１０から所定数の加速空間２３０の距離Ｌ（加速空間２３０における電子線の進行方向（図３中Ｚ軸方向）の距離）は、電子銃１１０から遠ざかるに従って徐々に長くなるように構成され、以降の加速空間２３０の距離Ｌは、所定長さに維持されるように構成される。加速空間２３０の距離Ｌについては、後に具体的に説明する。
【００３３】
（スキャンホーン１２０）
スキャンホーン１２０は、その内部空間が加速管２１０と連結され、加速管２１０の出口付近に設けられたスキャン電磁石１２２と、加速管２１０と連結する端部と対向する端部に設けられた電子線取出部１２４とを含んで構成される（図１、図２参照）。
【００３４】
スキャン電磁石１２２は、加速管２１０から入射された電子線を水平方向（図１中Ｘ軸方向）に走査（スキャン）する。電子線の進行方向は鉛直方向（図１中Ｚ軸方向）であるため、スキャン電磁石１２２が鉛直方向に進行する電子線を水平方向に走査することにより、水平方向に幅のある被照射物Ｗに確実に電子線を照射することができる。
【００３５】
電子線取出部１２４は、例えば、５０μｍ程度の厚みのＴｉ箔で構成され、内部空間と、大気とを隔てる境界の役割を果たす。そして、電子線取出部１２４から大気中に取り出された電子線は、被照射物Ｗに照射される。
【００３６】
こうして、電子銃１１０で放出された電子線は、粒子加速器２００で加速されて、電子線取出部１２４を通じて、被照射物Ｗに照射される。以下、電子等の荷電粒子を加速する粒子加速器２００の製造方法について説明する。
【００３７】
図４は、本実施形態にかかる粒子加速器２００の製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【００３８】
図４に示すように、粒子加速器２００の製造方法は、加速管２１０を組み付ける工程（加速管組付工程）Ｓ３００と、組み付けた加速管２１０に接続部材（導波管接続部材２２０、真空引き管接続部材２２２）を仮止めする工程（仮止め工程）Ｓ３０２、加速管２１０に仮止めした接続部材を保持治具によって保持する工程（保持工程）Ｓ３０４、保持治具よって保持された接続部材と加速管２１０とを真空炉に導入して加熱する工程（加熱工程）Ｓ３０６とを含む。以下、各工程について説明する。
【００３９】
（加速管組付工程Ｓ３００）
まず、内部に空洞が形成された複数のセル（後述する入力フランジ２５０、バンチングセル２５２、レギュラーセル２５４、２５８、カップラーセル２５６、エンドセル２６０、出力フランジ２６２）を、ロウ材を介して積層して連結することにより、加速管２１０を組み付ける。なお、以下に説明する各セルには、各セル同士の位置決めを行うためのピンを挿入する穴が設けられているが記載を省略する。また、各セルの他のセルと当接する面は鏡面に研磨されている。
【００４０】
図５は、加速管２１０の全体構成を説明するための説明図である。図５に示すように、加速管２１０は、プリバンチャ１１６に接続される側から順に、入力フランジ２５０、第１セル＃１〜第７セル＃７で構成されるバンチングセル２５２、第８セル＃８〜第１５セル＃１５で構成されるレギュラーセル２５４、第１６セル＃１６で構成されるカップラーセル２５６、第１７セル＃１７〜第３０セル＃３０で構成されるレギュラーセル２５８、第３１セル＃３１で構成されるエンドセル２６０、出力フランジ２６２が連結されて構成される。以下、各セル具体的な構成について説明する。
【００４１】
（入力フランジ２５０）
図６は、入力フランジ２５０を説明するための説明図であり、図６（ａ）は、入力フランジ２５０をプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩ（ｂ）−ＶＩ（ｂ）断面図であり、図６（ｃ）は、入力フランジ２５０をスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。
【００４２】
入力フランジ２５０は、銅およびステンレス（ＳＵＳ）の２層構造で構成され、図６に示すように、プリバンチャ１１６と接続するための接続部２５０ａと、後述する導水管を形成する導水孔２５０ｂと、プリバンチャ１１６から入射される電子線が通過する空洞２５０ｃとを含んで構成される。また入力フランジ２５０には、他のセルと積層したときに鉛直下方向に臨む面にロウ材を嵌入するためのロウ溝２５０ｄが形成されている。他のセルと積層したときに鉛直下方向に臨む面ロウ溝２５０ｄが形成される理由については、他のセルのロウ溝とともに後に詳述する。なお、入力フランジ２５０におけるステンレス（ＳＵＳ）で構成される層に接続部２５０ａが形成され、入力フランジ２５０における銅で構成される層にロウ溝２５０ｄが形成されている。
【００４３】
（バンチングセル２５２、レギュラーセル２５４、２５８、エンドセル２６０、カップラーセル２５６）
バンチングセル２５２は、銅で構成され、プリバンチャ１１６から入射された電子線をさらに圧縮して加速する機能を有する。レギュラーセル２５４、２５８、エンドセル２６０およびカップラーセル２５６は、銅で構成され、バンチングセル２５２で圧縮された電子線をさらに加速する機能を有する。バンチングセル２５２と、レギュラーセル２５４、２５８とは、電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さが異なるが、構成は実質的に等しいので、ここでは、第２セル＃２を例に挙げて説明する。
【００４４】
図７から図９は、第２セル＃２を説明するための説明図であり、図７（ａ）は、第２セル＃２を構成する第２セル＃２Ｌをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩ（ｂ）−ＶＩＩ（ｂ）断面図であり、図７（ｃ）は、第２セル＃２Ｌをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。また、図８（ａ）は、第２セル＃２を構成する第２セル＃２Ｒをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩ（ｂ）−ＶＩＩＩ（ｂ）断面図であり、図８（ｃ）は、第２セル＃２Ｒをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。
【００４５】
図７および図８に示すように、第２セル＃２Ｌおよび第２セル＃２Ｒは、導水管を形成する導水孔２７０と、電子線が通過する空洞２７２とを含んで構成される。また第２セル＃２Ｌおよび第２セル＃２Ｒには、他のセルと積層したときに鉛直下方向に臨む面、すなわち、図５に示す状態でスキャンホーン１２０に臨む方向に、ロウ溝２７４が形成されている。ロウ溝２７４は、導水孔２７０を囲んで形成されている。
【００４６】
第２セル＃２は、図９に示すように、１組の第２セル＃２Ｌおよび第２セル＃２Ｒで構成される。つまり、第２セル＃２Ｌの空洞２７２と、第２セル＃２Ｒの空洞２７２とで、１つの加速空間２３０が形成されることになる。
【００４７】
なお、第１セル＃１は、第２セル＃２Ｒと実質的に等しい構成である。また、第１０セル＃１０および第２７セル＃２７には、粒子加速器２００を電子線照射装置１００の構成装置として利用する際に、粒子加速器２００を支持する台座に粒子加速器２００を固定するための部材を仮止めするためのねじ穴が設けられている。
【００４８】
図１０は、エンドセルを説明するための説明図であり、図１０（ａ）は、エンドセル２６０を構成する第３１セル＃３１Ｒをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸ（ｂ）−Ｘ（ｂ）断面図であり、図１０（ｃ）は、エンドセル２６０を構成する第３１セル＃３１Ｒをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。なお、エンドセル２６０を構成する第３１セル＃３１Ｌは、第２セル＃２Ｌと実質的に等しい構成であるため説明を省略する。
【００４９】
図１０に示すように、第３１セル＃３１Ｒは、第２セル＃２Ｒと同様に、導水管を形成する導水孔２７０と、電子線が通過する空洞２７２と、を含み、さらに、水を導水孔２７０に供給するための水供給管を仮止めするための穴２７６（例えば、エンドセル２６０の周方向に１０個）が設けられている。また第３１セル＃３１Ｒには、出力フランジ２６２と積層したときに鉛直下方向に臨む面、すなわち、図５に示す状態でスキャンホーン１２０に臨む方向に、ロウ溝２７４が形成されている。ロウ溝２７４は、導水孔２７０を囲んで形成されている。
【００５０】
図１１から図１３は、カップラーセル２５６を説明するための説明図であり、図１１（ａ）は、カップラーセル２５６を構成するカップラーセル２５６Ｌをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１１（ｂ）は、カップラーセル２５６Ｌをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）のＸＩ（ｃ）−ＸＩ（ｃ）断面図であり、図１１（ｄ）は、図１１（ｂ）のＸＩ（ｄ）−ＸＩ（ｄ）断面図である。また、図１２（ａ）は、カップラーセル２５６を構成するカップラーセル２５６Ｒをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１２（ｂ）は、カップラーセル２５６Ｒをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のＸＩＩ（ｃ）−ＸＩＩ（ｃ）断面図であり、図１２（ｄ）は、図１２（ａ）のＸＩＩ（ｄ）−ＸＩＩ（ｄ）断面図である。
【００５１】
図１１および図１２に示すように、カップラーセル２５６Ｌおよびカップラーセル２５６Ｒは、銅で構成されており、導水管を形成する導水孔２８０と、電子線が通過する空洞２８２と、ロウ溝２８４と、導波管１１４から供給される高周波電圧が導入される電圧導入孔２８６と、加速管２１０の内部空間と真空ポンプ１０２とを連通させるための真空孔２８８と、導波管接続部材２２０を仮止めするためのねじ穴２９０と、真空引き管接続部材２２２を仮止めするためのねじ穴２９２が設けられている。ここでもロウ溝２８４は、他のセルと積層したときに鉛直下方向に臨む面に形成されており、ロウ溝２８４は、空洞２８２と導水孔２８０を囲んで形成されている。
【００５２】
カップラーセル２５６は、図１３に示すように、１組のカップラーセル２５６Ｌおよびカップラーセル２５６Ｒで構成される。つまり、カップラーセル２５６Ｌの空洞２８２と、カップラーセル２５６Ｒの空洞２８２とで、１つの加速空間２３０が形成されることになる。
【００５３】
続いて、バンチングセル２５２、レギュラーセル２５４、２５８、エンドセル２６０、カップラーセル２５６の電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さについて説明する。バンチングセル２５２は、プリバンチャ１１６から電子線の加速方向に遠ざかるにつれて、電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さが長くなるように構成される。具体的に説明すると、バンチングセル２５２において、電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の、第１セル＃１の長さをＬ１、第２セル＃２の長さをＬ２、第３セル＃３の長さをＬ３、第４セル＃４および第５セル＃５の長さをＬ４、第６セル＃６および第７セル＃７の長さをＬ６とすると、バンチングセル２５２は、Ｌ１<Ｌ２<Ｌ３<Ｌ４<Ｌ６の関係を満たすように構成される。これは、プリバンチャ１１６から入射された電子線は、３０ＫｅＶ程度であり、バンチングセル２５２で２ＭｅＶ程度まで加速するためである。
【００５４】
一方、２ＭｅＶ以上は、光速と等しい速度に換算することができる。したがって、第８セル＃８〜第１５セル＃１５までのレギュラーセル２５４と、第１６セル＃１６であるカップラーセル２５６、第１７セル＃１７〜第３０セル＃３０までのレギュラーセル２５８、第３１セル＃３１であるエンドセル２６０の電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さＬＸを実質的に等しくすることができる。なお、第１セル＃１に入射される３０ｋｅＶの電子線の移動速度より、第８セル＃８入射される２ＭｅＶの電子線の移動速度（光速）は、はるかに速いため、所定の期間に移動する距離が長くなる。したがって、レギュラーセル２５４、２５８、カップラーセル２５６、エンドセル２６０の電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さＬＸは第７セル＃７の長さよりも長く形成される。
【００５５】
（出力フランジ２６２）
図１４は、出力フランジ２６２を説明するための説明図であり、図１４（ａ）は、出力フランジ２６２をプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＸＩＶ（ｂ）−ＸＩＶ（ｂ）断面図であり、図１４（ｃ）は、出力フランジ２６２をスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。
【００５６】
図１４に示すように、出力フランジ２６２は、ステンレス（ＳＵＳ）、または、銅およびステンレス（ＳＵＳ）の２層構造で構成され、スキャンホーン１２０と接続するための接続部２６２ｂと、後述する挿通棒４１０を挿通させるための挿通孔２６２ａと、電子線が通過する空洞２６２ｃとを含んで構成される。ここでは、出力フランジ２６２がステンレス（ＳＵＳ）で構成される例について説明する。
【００５７】
以上説明した、各セル（入力フランジ２５０、バンチングセル２５２、レギュラーセル２５４、２５８、エンドセル２６０、カップラーセル２５６）に形成されたロウ溝２５０ｄ、２７４、２８４にロウ材を嵌めこみ、ロウ材を介して各セルを積層する。ここで利用されるロウ材は、金、パラジウム、銀等を含んで構成されるロウ材である。
【００５８】
そして、各セルが積層されて構成された加速管２１０は、保持治具で保持される。図１５は、加速管２１０を保持するための保持治具４００を説明するための説明図である。なお、図１５（ｂ）中、理解を容易にするために、各セルにおける導水孔、挿通孔以外の構成の記載を省略する。
【００５９】
図１５（ａ）に示すように、保持治具４００は、ステンレス（ＳＵＳ）、または、耐高温材料（例えば、インコネル（登録商標）やセラミック等）で構成され、挿通棒４１０と、上部加速管押え板４１２ａと、下部加速管押え板４１２ｂと、バネ押え板４１４と、バネ４１６と、吊り下げ板４１８とを含んで構成される。挿通棒４１０は、後述するナット４２０ａ、４２０ｂと螺合する溝（タップ）が切られている。なお、ここでは、挿通棒４１０、ナット４２０ａ、４２０ｂをインコネル（登録商標）で構成し、バネ４１６をセラミックで構成し、上部加速管押え板４１２ａ、下部加速管押え板４１２ｂ、バネ押え板４１４、吊り下げ板４１８をステンレス（ＳＵＳ）で構成する例について説明する。
【００６０】
このように、荷重がかかる挿通棒４１０、ナット４２０ａ、４２０ｂをインコネル（登録商標）で構成することで、クリープ現象の発生を抑制し、破断が生じる事態を回避することができる。また、バネ４１６をセラミックで構成することで、高温に曝したとしてもバネ剛性を維持することができる。
【００６１】
まず、各セルに設けられた導水孔２５０ｂ、２７０、２８０が連通することで構成された導水管２４０、および、出力フランジ２６２に設けられた挿通孔２６２ａに挿通棒４１０を挿通する。そして、下部加速管押え板４１２ｂに設けられた挿通孔を鉛直（図１５中Ｚ軸方向）上方向に向かって、挿通棒４１０に挿入し、加速管２１０の下部（出力フランジ２６２）に当接させ、ナット４２０ａで固定する。
【００６２】
続いて、上部加速管押え板４１２ａに設けられた挿通孔を、鉛直下方向に向かって挿通棒４１０に挿入し、加速管２１０の上部（入力フランジ２５０）に当接させる。そして、上部加速管押え板４１２ａの上方からバネ４１６を挿通棒４１０に挿入し、バネ４１６の上方からバネ押え板４１４の挿通孔に挿通棒４１０を挿入して、バネ押え板４１４をナット４２０ｂで固定する。ここで、ナット４２０ｂを鉛直下方向に向かって絞めていくと、バネ押え板４１４が鉛直下方（図１５中、白抜き矢印で示す）に移動する。そうすると、バネ４１６の弾性力が鉛直下方に付与され、上部加速管押え板４１２ａに鉛直下方の力がかかる。そうすると、上部加速管押え板４１２ａと下部加速管押え板４１２ｂとの距離が縮み、加速管２１０を挟持することになる。
【００６３】
このようにして、保持治具４００を用いて、ロウ材を介して複数のセルを積層して連結することにより、加速管２１０を組み付ける。また、上述したように、ロウ溝２５０ｄ、２７４、２８４は、保持治具４００を用いて連結したときに、各セルにおける、鉛直下方向に臨む面に設けられる。
【００６４】
図１６は、ロウ溝を説明するための説明図である。図１６では、レギュラーセル２５４に設けられたロウ溝２７４を例に挙げて説明する。図１６では、特に、第１３セル＃１３、第１２セル＃１２、第１１セル＃１１を示している。保持治具４００を用いて各セルを連結すると、鉛直下方向から、出力フランジ２６２、第３１セル＃３１（エンドセル２６０）、第３０セル＃３０（レギュラーセル２５８）、…、第１６セル＃１６（カップラーセル２５６）、…第１３セル＃１３（レギュラーセル２５４）、第１２セル＃１２（レギュラーセル２５４）、第１１セル＃１１（レギュラーセル２５４）、…、第１セル＃１（バンチングセル２５２）、入力フランジ２５０の順で鉛直上方向に積層される。
【００６５】
ここで図１６に示すように、ロウ溝２７４は、保持治具４００に保持されて積層されたときに鉛直下方向に臨む面２７４ａに設けられる。これは、後述する加熱工程Ｓ３０６において、保持治具４００に保持させたまま加速管２１０を加熱すると、ロウ溝２７４に嵌めこまれたロウ材が溶融して自重によって鉛直下方に移動するためである。つまり、鉛直下方（図１６中、Ｚ軸方向）に向かって開口したロウ溝２７４にロウ材を嵌めこんでおけば、溶融したときに、その自重によって、ロウ溝２７４から鉛直下方に当接されたセルに向かって（図１６に示す拡大図では、第１１セル＃１１Ｌのロウ溝２７４から第１１セル＃１１Ｒに向かって）、ロウ材が溶融することになる。したがって、セル同士を確実にロウ付けすることが可能となる。なお、ここでは、図１６を用いてロウ溝２７４について説明したが、ロウ溝２５０ｄ、２８４についても同様の効果を得ることができる。
【００６６】
（仮止め工程Ｓ３０２）
仮止め工程Ｓ３０２は、加速管組付工程Ｓ３００において組み付けられた加速管２１０のうち、カップラーセル２５６に導波管接続部材２２０と真空引き管接続部材２２２とを仮止めする工程である。
【００６７】
図１７は、導波管接続部材２２０を説明するための説明図であり、図１７（ａ）は、導波管接続部材２２０を説明するための断面図を示し、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示すＸ軸方向から導波管接続部材２２０を見た図を示す。
【００６８】
図１７に示すように、導波管接続部材２２０は、銅、または、銅およびステンレス（ＳＵＳ）の２層構造で構成され、導波管１１４から供給される高周波電圧を加速管２１０に導入するための電圧導入孔２２０ａと、挿通孔２２０ｂと、ロウ溝２２０ｃと、貫通孔２２０ｄとを含んで構成される。貫通孔２２０ｄは、導波管接続部材２２０とカップラーセル２５６とを当接させると、カップラーセル２５６におけるねじ穴２９０と連通するように形成されている。なお、ここでは、導波管接続部材２２０が銅およびステンレスの２層構造で構成される例について説明し、導波管接続部材２２０におけるステンレスで構成される層に挿通孔２２０ｂが形成され、導波管接続部材２２０における銅で構成される層にロウ溝２２０ｃと、貫通孔２２０ｄとが形成される。
【００６９】
図１８は、真空引き管接続部材２２２を説明するための説明図であり、図１８（ａ）は、真空引き管接続部材２２２を説明するための断面図を示し、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すＸ軸方向から真空引き管接続部材２２２を見た図を示す。
【００７０】
図１８に示すように、真空引き管接続部材２２２は、銅、または、銅およびステンレス（ＳＵＳ）の２層構造、または、ステンレス（ＳＵＳ）で構成され、加速管２１０の内部空間と真空ポンプ１０２とを連通させるための真空孔２２２ａと、挿通孔２２２ｂと、ロウ溝２２２ｃと、貫通孔２２２ｄとを含んで構成される。貫通孔２２２ｄは、真空引き管接続部材２２２とカップラーセル２５６とを当接させると、カップラーセル２５６におけるねじ穴２９２と連通するように形成されている。なお、ここでは、真空引き管接続部材２２２がステンレス（ＳＵＳ）で構成される例について説明する。
【００７１】
図１９は、仮止め工程Ｓ３０２を説明するための説明図である。仮止め工程Ｓ３０２では、まず、導波管接続部材２２０における、カップラーセル２５６（加速管２１０）の外周部と接合する面（接合面）に設けられたロウ溝２２０ｃと、真空引き管接続部材２２２におけるカップラーセル２５６の外周部と接合する面に設けられたロウ溝２２２ｃとにロウ材を配しておく。そして、図１９に示すように、貫通孔２２０ｄを介して、カップラーセル２５６の外周部に設けられたねじ穴２９０にねじを螺合させることにより、導波管接続部材２２０をカップラーセル２５６の外周部に仮止めする。また、貫通孔２２２ｄを介して、カップラーセル２５６の外周部に設けられたねじ穴２９２にねじを螺合させることにより、真空引き管接続部材２２２を、カップラーセル２５６の外周部に仮止めする。ここで、導波管接続部材２２０と、真空引き管接続部材２２２とは、カップラーセル２５６の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めされる。
【００７２】
また、仮止め工程Ｓ３０２では、第１０セル＃１０および第２７セル＃２７に台座を仮止めし、第３１セル＃３１には、水を導水孔２７０に供給するための水供給管を仮止めする。
【００７３】
（保持工程Ｓ３０４）
保持工程Ｓ３０４は、加速管２１０（カップラーセル２５６）の外周部に仮止めされた導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２を保持治具５００で保持する工程である。
【００７４】
図２０は、保持治具５００による導波管接続部材２２０および導波管接続部材２２０の加速管２１０への保持を説明するための説明図であり、図２１は、図２０における保持治具５００付近の詳細図である。図２１に示すように、保持治具５００は、ステンレス（ＳＵＳ）、または、耐高温材料（例えば、インコネル（登録商標）やセラミック等）で構成され、挿通棒５１０と、導波管接続部材２２０を押さえる押え板５１２ａと、真空引き管接続部材２２２を押さえる押え板５１２ｂと、バネ５１６を押さえる押え板５１４ａ、５１４ｂ、バネ５１６とを含んで構成される。挿通棒５１０は、後述するナット５２０ａ、５２０ｂと螺合する溝（タップ）が切られている。
【００７５】
なお、ここでは、挿通棒５１０、ナット５２０ａ、５２０ｂをインコネル（登録商標）で構成し、バネ５１６をセラミックで構成し、押え板５１２ａ、５１２ｂ、５１４ａ、５１４ｂをステンレス（ＳＵＳ）で構成する例について説明する。
【００７６】
このように、荷重がかかるおそれのある挿通棒５１０、ナット５２０ａ、５２０ｂをインコネル（登録商標）で構成することで、クリープ現象の発生を抑制し、破断が生じる事態を回避することができる。また、バネ５１６をセラミックで構成することで、高温に曝したとしてもバネ剛性を維持することができる。
【００７７】
まず、押え板５１２ａを導波管接続部材２２０に当接させ、押え板５１２ｂを真空引き管接続部材２２２に当接させた状態で、押え板５１２ａに設けられた挿通孔５２２ａと、押え板５１２ｂに設けられた挿通孔５２２ｂとに挿通棒５１０を挿入する。ここで、上述したように、導波管接続部材２２０と、真空引き管接続部材２２２とは、加速管２１０の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めされているので、１本の挿通棒５１０が挿通孔５２２ａと挿通孔５２２ｂとを挿通することになる。
【００７８】
そして、押え板５１２ａの導波管接続部材２２０と当接している面と対向する面にバネ５１６が当接するように、バネ５１６を挿通棒５１０に挿入し、押え板５１２ｂの真空引き管接続部材２２２と当接している面と対向する面にバネ５１６が当接するように、バネ５１６を挿通棒５１０に挿入する。
【００７９】
続いて、バネ５１６を押え板５１２ａまたは押え板５１２ｂと挟むように、押え板５１４ａ、５１４ｂの挿通孔５２２ａ、５２２ｂを挿通棒５１０に挿入して、押え板５１４ａ、５１４ｂをナット５２０ａ、５２０ｂで固定する。
【００８０】
ここで、ナット５２０ａ、５２０ｂを加速管２１０に向かって絞めていくと、押え板５１４ａ、５１４ｂが加速管２１０に移動する。そうすると、バネ５１６の弾性力が、加速管２１０の外周部に導波管接続部材２２０の接合面が圧接する方向（図２１中、白抜き矢印で示す）と、加速管２１０の外周部に真空引き管接続部材２２２の接合面が圧接する方向（図２１中、黒い塗りつぶしの矢印で示す）に付与される。つまり、加速管２１０の外周部と導波管接続部材２２０の接合面とを押しつけ合うように、また、加速管２１０の外周部と真空引き管接続部材２２２の接合面とを押しつけ合うように弾性力を付与する。そうすると、押え板５１２ａと押え板５１２ｂとの距離が縮み、導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２によって加速管２１０が挟持されることになる。
【００８１】
なお、上述したように、導波管接続部材２２０と、真空引き管接続部材２２２とは、加速管２１０の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めされているので、押え板５１２ａと押え板５１２ｂのみで、導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２を加速管２１０に保持させることができる。
【００８２】
そうすると、図２０に示すように、各セルが連結されてなる加速管２１０と、加速管２１０に仮止めされた台座４５０と、水供給管４７０と、加速管２１０に仮止めされ、かつ保持治具５００によって保持された導波管接続部材２２０と、真空引き管接続部材２２２とが一体となって保持される。
【００８３】
（加熱工程Ｓ３０６）
加熱工程は、保持治具４００、５００によって保持された加速管２１０、導波管接続部材２２０、真空引き管接続部材２２２を真空炉に導入して１０００℃程度まで加熱する工程である。具体的に説明すると、図２０に示す、吊り下げ板４１８に設けられた吊り下げ孔４１８ａを真空炉の部材に吊り下げて、真空炉に加速管２１０を固定して加熱する。
【００８４】
上述したように、各セルの他のセルと当接する面は鏡面に研磨されているため、加熱工程Ｓ３０６を経ることで、複数のセルが拡散接合して、加速空間２３０が外部（大気）と隔離された加速管２１０が形成される。また、各セルの他のセルと当接する面の研磨が十分でなく、拡散接合が為されなかったとしても、各セルの間に配されたロウ材が溶融し、各セル間の空隙を埋めることができる。
【００８５】
さらに、導波管接続部材２２０は、導波管接続部材２２０とカップラーセル２５６との間に配されたロウ材が溶融することによって、加速管２１０（カップラーセル２５６）と接合される。真空引き管接続部材２２２は、真空引き管接続部材２２２とカップラーセル２５６との間に配されたロウ材が溶融することによって、加速管２１０（カップラーセル２５６）と接合される。ここで、仮止め工程Ｓ３０２と保持工程Ｓ３０４を経ることにより、導波管接続部材２２０と真空引き管接続部材２２２をカップラーセル２５６の外周部に確実に保持させることができ、真空炉で加熱したとしても、導波管接続部材２２０や真空引き管接続部材２２２が加速管２１０（カップラーセル２５６）からずれてしまう事態を回避することができる。したがって、真空炉による１回の加熱で、導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２の双方をカップラーセル２５６と確実に接合することが可能となる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態にかかる粒子加速器２００の製造方法によれば、加速管組付工程Ｓ３００、仮止め工程Ｓ３０２、保持工程Ｓ３０４を経ることで、真空炉で１回加熱するだけで、リークを生じることのない加速管２１０の形成、および、リークが生じない、加速管２１０と導波管接続部材２２０、真空引き管接続部材２２２の接合を遂行することができる。したがって、真空炉の利用に費やしていたコストを削減することができる。また真空炉の利用回数が低減することから、粒子加速器２００の製造時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００８７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８８】
例えば、上述した実施形態では、荷電粒子として電子を加速する粒子加速器２００の製造方法を例に挙げて説明したが、陽子やイオン化した原子を加速する粒子加速器の製造方法にも適用できる。
【００８９】
また、上述した実施形態では、導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２にロウ溝２７４、２８４が形成されているが、カップラーセル２５６の外周部にロウ溝２７４、２８４が形成されてもよい。
【００９０】
さらに、上述した実施形態では、定在波型の線形（リニアック）加速器を例に挙げて説明したが、進行波型の線形加速器の製造に本発明の粒子加速器の製造方法を適用することもできる。進行波型の線形加速器の場合、加速管に導波管接続部材が２つ接合されることになる。このとき、一方の導波管接続部材は、その接合面に対して、加速管の周方向に１８０度位相をずらした位置に真空引き管接続部材が接合されるが、他方の導波管接続部材は、その接合面に対して、加速管の周方向に１８０度位相をずらした位置に真空引き管接続部材等の他の接続部材が配されない。
【００９１】
この場合、加速管の外周部に当接するダミー部材を、導波管接続部材に対して加速管の周方向に１８０度位相をずらして配置しておく。そうすると、上述した保持治具５００の押え板５１２ａが導波管接続部材に、押え板５１２ｂがダミー部材に当接することにより、バネ５１６によって、加速管の外周部に、導波管接続部材の接合面およびダミー部材の当接面を押しつけ合うように弾性力を付与され、導波管接続部材およびダミー部材によって加速管が挟持されることになる。
【００９２】
また、上述した実施形態の出力フランジ２６２に構成された挿通孔２６２ａは、接合後にステンレス（ＳＵＳ）ピースが挿入された後、溶接され、封止されるとよい。
【００９３】
さらに、上部加速管押え板４１２ａ、下部加速管押え板４１２ｂ、押え板５１２ａ、５１２ｂにおける、加速管２１０と接触する面に、窒化ホウ素（ＢＮ）等の耐高温性の剥離材を塗布したり、セラミック板を挟んだりすることで、不要な接合を回避してもよい。また、挿通棒４１０、５１０、ナット４２０ａ、４２０ｂ、５２０ａ、５２０ｂのタップには、焼き付けを防止するための、窒化ホウ素（ＢＮ）等の耐高温性の剥離材を塗布してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、電子等の荷電粒子を加速する粒子加速器の製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
Ｓ３００ …加速管組付工程
Ｓ３０２ …仮止め工程
Ｓ３０４ …保持工程
Ｓ３０６ …加熱工程
２００ …粒子加速器
２１０ …加速管
２２０ …導波管接続部材（接続部材）
２２２ …真空引き管接続部材（接続部材）
４００、５００ …保持治具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子等の荷電粒子を加速する粒子加速器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療器具や食品等の滅菌、樹脂の架橋や硬化、悪性腫瘍等の病巣の除去等、様々な分野で利用されている電子線照射装置（例えば、特許文献１、２）が知られている。このような電子線照射装置は、カソード電極と加速器を備えており、カソード電極に電力を供給することでカソード電極から熱電子を放出し、その熱電子を加速器で加速して被照射物に照射する。
【０００３】
電子等の荷電粒子を加速する加速器のうち、荷電粒子を直線上で加速する線形（リニアック）加速器は、内部に複数の区画形成された空間が配された加速管を含んで構成されている。このような加速管を製造する場合、内部に孔が配された複数のセルを積層し、その後、積層したセルを真空炉に導入して加熱することで、各セルの接触部分が拡散接合（真空下や不活性ガス雰囲気下で、接合する材料同士を密着させ、加圧、加熱することで、接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する技術）されて１つの加速管となる。なお、真空炉を利用して加速管を製造する場合、各セルの接触部分における表面状態によっては、拡散接合がなされない場合もある。したがって、バックアップとして、各セル間にロウ材を配しておき、拡散接合と並行して各セルをロウ付することも行われている。
【０００４】
また、加速管の外周部には、高周波電源ユニットからの高周波電圧を伝送する導波管が接続されている（例えば、特許文献３）。したがって、加速管には、導波管と加速管とを接続するための導波管接続部材が接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３４９９９８号公報
【特許文献２】特開２００３−１３９８９８号公報
【特許文献３】特開平５−２１７６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、加速管と導波管接続部材とを接合する場合、加速管と導波管接続部材等の接続部材との間にロウ材を配し、真空炉で１０００℃程度まで加熱する。この際、リークを生じることなく接合されるように、加速管と接続部材とをステンレスのワイヤで巻き回して仮固定した後に真空炉に導入していた。
【０００７】
しかし、真空炉内は１０００℃程度まで加熱されるため、加熱時にワイヤが緩んでしまったり、締まりすぎたりして、加速管と接続部材とが適切に接合されず、リークが生じることがあった。このように、加速管と接続部材との間にリークが生じた場合には、加速管を真空炉で再度加熱してロウ付しなければならない。
【０００８】
このとき、２回目の加熱時には、１回目に利用したロウ材が溶融しないように、１回目の加熱時と異なるロウ材、すなわち１回目の加熱時に利用したロウ材よりも融点の低いロウ材を利用しなければならず、部品点数が多くなりコストが上昇してしまう。
【０００９】
また真空炉を利用して接合する場合、真空炉内を１０００℃程度と非常に高温にする必要があるため、２回も真空炉を利用すると、電力が著しく消費されてしまい、コスト高となってしまう。また一旦真空炉で１０００℃程度まで加熱されたものを放冷するには、１日程度を要するため、真空炉で２回加熱を行って加速器を製造する場合、少なくとも２日程度といった長時間を要することになる。
【００１０】
このように、加速管と接続部材とを接合する際にリークが生じると、当然のこととしてコストが上昇するとともに製造期間が長期化するため、１回の加熱処理でリークが生じないように、確実に加速管と接続部材とを接合することが望まれている。
【００１１】
そこで本発明は、このような課題に鑑み、加速管と接続部材とを仮固定する際に工夫することで、加速管と接続部材とをリークを生じることなく確実に接合することが可能な粒子加速器の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の粒子加速器の製造方法は、荷電粒子を加速する加速管と、高周波電源から印加される高周波電圧を加速管に供給するための導波管、または、加速管の内部を真空状態に減圧可能な真空ポンプの真空引き管を加速管の外周部に接合するための接続部材と、を備えた粒子加速器の製造方法であって、接続部材と加速管の外周部との接合面にロウ材が配されるとともに、接続部材に設けられた貫通孔を介して、加速管の外周部に設けられたねじ穴にねじを螺合させることにより接続部材を加速管の外周部に仮止めする工程と、加速管の外周部に仮止めされた接続部材の接合面と加速管の外周部とを押しつけ合うように弾性力を付与させた状態で、接続部材を保持治具によって保持する工程と、保持治具によって保持された接続部材と加速管とを真空炉に導入して加熱する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１３】
内部に空洞が形成された複数のセルを、ロウ材を介して積層して連結することにより加速管を組み付ける工程を含み、接続部材は、複数のセルが積層されて組み付けられた加速管の外周部に仮止めされ、保持治具によって保持された接続部材と加速管とを真空炉に導入して加熱する工程において、複数のセルが拡散接合して加速管が形成されるとともに、加速管に接続部材が接合されてもよい。
【００１４】
接続部材を加速管の外周部に仮止めする工程では、導波管および加速管を接続する導波管接続部材と、真空引き管および加速管を接続する真空引き管接続部材とを、加速管の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めし、接続部材を保持治具によって保持する工程では、加速管の外周部に、導波管接続部材の接合面および真空引き管接続部材の接合面を押しつけ合うように弾性力を付与するとともに、導波管接続部材および真空引き管接続部材によって加速管を挟持してもよい。
【００１５】
接続部材を保持治具によって保持する工程では、加速管の外周部に当接するダミー部材を接続部材に対して加速管の周方向に１８０度位相をずらして配置し、加速管の外周部に、導波管接続部材の接合面およびダミー部材の当接面を押しつけ合うように弾性力を付与するとともに、導波管接続部材およびダミー部材によって加速管を挟持してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、加速管と接続部材とを仮固定する際に工夫することで、加速管と接続部材とをリークを生じることなく確実に接合することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】電子線照射装置の外観斜視図である。
【図２】図１におけるＹ軸方向から電子線照射装置を見た図である。
【図３】加速器の構成を説明するための説明図である。
【図４】本実施形態にかかる粒子加速器の製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図５】加速管の全体構成を説明するための説明図である。
【図６】入力フランジを説明するための説明図である。
【図７】第２セルを説明するための説明図である。
【図８】第２セルを説明するための説明図である。
【図９】第２セルを説明するための説明図である。
【図１０】エンドセルを説明するための説明図である。
【図１１】カップラーセルを説明するための説明図である。
【図１２】カップラーセルを説明するための説明図である。
【図１３】カップラーセルを説明するための説明図である。
【図１４】出力フランジを説明するための説明図である。
【図１５】加速管を保持するための保持治具を説明するための説明図である。
【図１６】ロウ溝を説明するための説明図である。
【図１７】導波管接続部材を説明するための説明図である。
【図１８】真空引き管接続部材を説明するための説明図である。
【図１９】仮止め工程を説明するための説明図である。
【図２０】保持治具による導波管接続部材および導波管接続部材の加速管への保持を説明するための説明図である。
【図２１】図２０における保持治具付近の詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１９】
本実施形態では、電子を加速する粒子加速器を例に挙げて説明する。以下、まず、粒子加速器を含んで構成される電子線照射装置について説明し、続いて、粒子加速器の製造方法について詳述する。
【００２０】
（電子線照射装置１００）
図１は、電子線照射装置１００の外観斜視図であり、図２は、図１におけるＹ軸方向から電子線照射装置１００を見た図である。なお、図１では、理解を容易にするために電子線照射装置１００を支持する支持機構を省略する。
【００２１】
図１および図２に示すように、電子線照射装置１００は、カソード電源１０４と、電子銃１１０と、高周波ユニット１１２と、導波管１１４と、プリバンチャ１１６と、粒子加速器２００と、スキャンホーン１２０とを備えて構成されている。なお、電子銃１１０、プリバンチャ１１６、粒子加速器２００、スキャンホーン１２０は、内部空間（真空室）が連続しており、この内部空間は、イオンポンプ等の真空ポンプ１０２で高真空状態から超高真空状態（例えば、１０Ｅ−５Ｐａ以下）に維持される。
【００２２】
電子線照射装置１００において、電子銃１１０から放出された熱電子は、プリバンチャ１１６、粒子加速器２００で加速され、スキャンホーン１２０を通過して、コンベア等で構成される搬送装置１０で搬送される被照射物Ｗに向かって図１中Ｚ軸方向に照射される。以下、電子線照射装置１００の各機能部について詳述する。
【００２３】
（電子銃１１０）
電子銃１１０は、例えば、三極管電子銃であり、カソード電源（交流電源）１０４から供給された電力によってカソード電極を加熱し、パルス状に印加された高電圧のグリッド電圧（引出電圧）により、電子線を放出する。
【００２４】
（高周波ユニット１１２、導波管１１４）
高周波ユニット１１２は、クライストロン等で構成される高周波増幅器１１２ａと、高周波増幅器１１２ａに電力を供給する高周波電源１１２ｂとを含んで構成され、導波管１１４を通じてプリバンチャ１１６および粒子加速器２００を構成する加速管２１０に、例えばＳバンドに相当する３ＧＨｚのパルス状の高周波電力を供給する。導波管１１４は、セラミック等で構成されたＲＦ窓１１４ａ、１１４ｂを通じて、高周波増幅器１１２ａから増幅されて供給される高周波の電圧を加速管２１０に供給する。導波管１１４におけるＲＦ窓１１４ａとＲＦ窓１１４ｂの間には、六フッ化硫黄（ＳＦ６）等の絶縁ガスが充填されており、高周波増幅器１１２ａで増幅されて出力された電圧によって導波管１１４が放電してしまう事態を回避する。なおＲＦ窓１１４ａ、１１４ｂはＳＦ６と真空とを隔てる境界の役割を果たす。
【００２５】
（プリバンチャ１１６）
プリバンチャ１１６は、電子銃１１０と粒子加速器２００の間に設けられ、導波管１１４を通じて高周波ユニット１１２に接続されている。プリバンチャ１１６は、電子銃１１０から入射された電子線をバンチング（密度圧縮（速度変調））して、加速管２１０に送出する。具体的に説明すると、プリバンチャ１１６内は、高周波増幅器１１２ａから供給された高周波の電圧によって高周波電界が形成されており、プリバンチャ１１６を通過した電子線は、バンチングされて加速管２１０に入射する。プリバンチャ１１６で電子線をバンチングすることにより、加速管２１０で加速された電子線のエネルギーの分散を小さくすることができ、電子線のエネルギーの均一性を向上させることが可能となる。
【００２６】
ここで、プリバンチャ１１６によって圧縮された電子線の加速管２１０への入射タイミングが、加速管２１０における高周波の正位相と同期したときのみ、電子線は加速管２１０で効率よく加速される。したがって、プリバンチャ１１６から加速管２１０への電子線の入射タイミングを調整するために、プリバンチャ１１６の高周波導入部１１６ａには、不図示の位相調整手段が設けられている。また、電子線の圧縮率（バンチングされた電子線の長さ）も加速管２１０による加速効率に影響するため、すなわち、電子線の長さが短い程、加速効率が向上する。したがって、供給する高周波の強度を調整して電子線の長さを調整するために、プリバンチャ１１６の高周波導入部１１６ａには、不図示の減衰（アッテネータ）手段が設けられている。
【００２７】
（粒子加速器２００）
粒子加速器２００は、電子を加速する加速管２１０と、導波管１１４と加速管２１０とを接続する導波管接続部材２２０と、真空ポンプ１０２と加速管２１０とを接続する真空引き管接続部材２２２とを含んで構成される。
【００２８】
図３は、加速管２１０の構成を説明するための説明図である。本実施形態では、粒子加速器２００として、定在波型の線形（リニアック）加速器を例に挙げて説明しているが、電子を加速できればよく、進行波型の線形加速器を採用することもできる。
【００２９】
図３に示すように、電子銃１１０から放出される電子線（図３中、黒い塗つぶしで示す）は、図３中Ｚ軸方向に広がった状態で放出され、プリバンチャ１１６の内部空間に入射される。そして、プリバンチャ１１６によるバンチング機能により、電子線は、Ｚ軸方向に圧縮されて加速管２１０に入射される。
【００３０】
ここで、加速管２１０は、内部に複数の加速空間２３０（図３中、２３０ａ〜２３０ｃで示す）を有している。図３では理解を容易にするために、加速空間２３０を３個として簡略化して説明するが、後述するように本実施形態の加速管２１０は３１個の加速空間２３０を有する。
【００３１】
高周波電源１１２から導波管接続部材２２０を通じて加速管２１０に高周波の電圧（例えば、３ＧＨｚ）が供給されると、複数の加速空間２３０が空間共振器として機能し、空間共振器内に時間的に変化する電界が生じる。そして、この時間的に変化する電界で電子線を加速する。
【００３２】
具体的に説明すると、加速管２１０の加速空間２３０は、高周波電源１１２から導入される高周波の電圧によって、例えば、時刻ｔ０に空間電荷が正（＋）になっている箇所２３２ａは、図３（ｂ）に示すように、次の時刻ｔ１には空間電荷が負（−）になる。電子は負の電荷を帯びているので、空間電荷が正に帯電している箇所（正位相の箇所）に引き寄せられる。ここで、電子線の速度と加速空間２３０における正に帯電するタイミングが同期するように、高周波電源１１２から供給される電圧の周波数と、加速空間２３０の距離Ｌが設計されているため、電子線は加速管２１０内で徐々に加速され、最終的には、例えば１０ＭｅＶ程度まで加速されて、スキャンホーン１２０に入射される。なお、電子銃１１０から所定数の加速空間２３０の距離Ｌ（加速空間２３０における電子線の進行方向（図３中Ｚ軸方向）の距離）は、電子銃１１０から遠ざかるに従って徐々に長くなるように構成され、以降の加速空間２３０の距離Ｌは、所定長さに維持されるように構成される。加速空間２３０の距離Ｌについては、後に具体的に説明する。
【００３３】
（スキャンホーン１２０）
スキャンホーン１２０は、その内部空間が加速管２１０と連結され、加速管２１０の出口付近に設けられたスキャン電磁石１２２と、加速管２１０と連結する端部と対向する端部に設けられた電子線取出部１２４とを含んで構成される（図１、図２参照）。
【００３４】
スキャン電磁石１２２は、加速管２１０から入射された電子線を水平方向（図１中Ｘ軸方向）に走査（スキャン）する。電子線の進行方向は鉛直方向（図１中Ｚ軸方向）であるため、スキャン電磁石１２２が鉛直方向に進行する電子線を水平方向に走査することにより、水平方向に幅のある被照射物Ｗに確実に電子線を照射することができる。
【００３５】
電子線取出部１２４は、例えば、５０μｍ程度の厚みのＴｉ箔で構成され、内部空間と、大気とを隔てる境界の役割を果たす。そして、電子線取出部１２４から大気中に取り出された電子線は、被照射物Ｗに照射される。
【００３６】
こうして、電子銃１１０で放出された電子線は、粒子加速器２００で加速されて、電子線取出部１２４を通じて、被照射物Ｗに照射される。以下、電子等の荷電粒子を加速する粒子加速器２００の製造方法について説明する。
【００３７】
図４は、本実施形態にかかる粒子加速器２００の製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【００３８】
図４に示すように、粒子加速器２００の製造方法は、加速管２１０を組み付ける工程（加速管組付工程）Ｓ３００と、組み付けた加速管２１０に接続部材（導波管接続部材２２０、真空引き管接続部材２２２）を仮止めする工程（仮止め工程）Ｓ３０２、加速管２１０に仮止めした接続部材を保持治具によって保持する工程（保持工程）Ｓ３０４、保持治具よって保持された接続部材と加速管２１０とを真空炉に導入して加熱する工程（加熱工程）Ｓ３０６とを含む。以下、各工程について説明する。
【００３９】
（加速管組付工程Ｓ３００）
まず、内部に空洞が形成された複数のセル（後述する入力フランジ２５０、バンチングセル２５２、レギュラーセル２５４、２５８、カップラーセル２５６、エンドセル２６０、出力フランジ２６２）を、ロウ材を介して積層して連結することにより、加速管２１０を組み付ける。なお、以下に説明する各セルには、各セル同士の位置決めを行うためのピンを挿入する穴が設けられているが記載を省略する。また、各セルの他のセルと当接する面は鏡面に研磨されている。
【００４０】
図５は、加速管２１０の全体構成を説明するための説明図である。図５に示すように、加速管２１０は、プリバンチャ１１６に接続される側から順に、入力フランジ２５０、第１セル＃１〜第７セル＃７で構成されるバンチングセル２５２、第８セル＃８〜第１５セル＃１５で構成されるレギュラーセル２５４、第１６セル＃１６で構成されるカップラーセル２５６、第１７セル＃１７〜第３０セル＃３０で構成されるレギュラーセル２５８、第３１セル＃３１で構成されるエンドセル２６０、出力フランジ２６２が連結されて構成される。以下、各セル具体的な構成について説明する。
【００４１】
（入力フランジ２５０）
図６は、入力フランジ２５０を説明するための説明図であり、図６（ａ）は、入力フランジ２５０をプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩ（ｂ）−ＶＩ（ｂ）断面図であり、図６（ｃ）は、入力フランジ２５０をスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。
【００４２】
入力フランジ２５０は、銅およびステンレス（ＳＵＳ）の２層構造で構成され、図６に示すように、プリバンチャ１１６と接続するための接続部２５０ａと、後述する導水管を形成する導水孔２５０ｂと、プリバンチャ１１６から入射される電子線が通過する空洞２５０ｃとを含んで構成される。また入力フランジ２５０には、他のセルと積層したときに鉛直下方向に臨む面にロウ材を嵌入するためのロウ溝２５０ｄが形成されている。他のセルと積層したときに鉛直下方向に臨む面ロウ溝２５０ｄが形成される理由については、他のセルのロウ溝とともに後に詳述する。なお、入力フランジ２５０におけるステンレス（ＳＵＳ）で構成される層に接続部２５０ａが形成され、入力フランジ２５０における銅で構成される層にロウ溝２５０ｄが形成されている。
【００４３】
（バンチングセル２５２、レギュラーセル２５４、２５８、エンドセル２６０、カップラーセル２５６）
バンチングセル２５２は、銅で構成され、プリバンチャ１１６から入射された電子線をさらに圧縮して加速する機能を有する。レギュラーセル２５４、２５８、エンドセル２６０およびカップラーセル２５６は、銅で構成され、バンチングセル２５２で圧縮された電子線をさらに加速する機能を有する。バンチングセル２５２と、レギュラーセル２５４、２５８とは、電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さが異なるが、構成は実質的に等しいので、ここでは、第２セル＃２を例に挙げて説明する。
【００４４】
図７から図９は、第２セル＃２を説明するための説明図であり、図７（ａ）は、第２セル＃２を構成する第２セル＃２Ｌをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩ（ｂ）−ＶＩＩ（ｂ）断面図であり、図７（ｃ）は、第２セル＃２Ｌをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。また、図８（ａ）は、第２セル＃２を構成する第２セル＃２Ｒをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩ（ｂ）−ＶＩＩＩ（ｂ）断面図であり、図８（ｃ）は、第２セル＃２Ｒをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。
【００４５】
図７および図８に示すように、第２セル＃２Ｌおよび第２セル＃２Ｒは、導水管を形成する導水孔２７０と、電子線が通過する空洞２７２とを含んで構成される。また第２セル＃２Ｌおよび第２セル＃２Ｒには、他のセルと積層したときに鉛直下方向に臨む面、すなわち、図５に示す状態でスキャンホーン１２０に臨む方向に、ロウ溝２７４が形成されている。ロウ溝２７４は、導水孔２７０を囲んで形成されている。
【００４６】
第２セル＃２は、図９に示すように、１組の第２セル＃２Ｌおよび第２セル＃２Ｒで構成される。つまり、第２セル＃２Ｌの空洞２７２と、第２セル＃２Ｒの空洞２７２とで、１つの加速空間２３０が形成されることになる。
【００４７】
なお、第１セル＃１は、第２セル＃２Ｒと実質的に等しい構成である。また、第１０セル＃１０および第２７セル＃２７には、粒子加速器２００を電子線照射装置１００の構成装置として利用する際に、粒子加速器２００を支持する台座に粒子加速器２００を固定するための部材を仮止めするためのねじ穴が設けられている。
【００４８】
図１０は、エンドセルを説明するための説明図であり、図１０（ａ）は、エンドセル２６０を構成する第３１セル＃３１Ｒをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸ（ｂ）−Ｘ（ｂ）断面図であり、図１０（ｃ）は、エンドセル２６０を構成する第３１セル＃３１Ｒをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。なお、エンドセル２６０を構成する第３１セル＃３１Ｌは、第２セル＃２Ｌと実質的に等しい構成であるため説明を省略する。
【００４９】
図１０に示すように、第３１セル＃３１Ｒは、第２セル＃２Ｒと同様に、導水管を形成する導水孔２７０と、電子線が通過する空洞２７２と、を含み、さらに、水を導水孔２７０に供給するための水供給管を仮止めするための穴２７６（例えば、エンドセル２６０の周方向に１０個）が設けられている。また第３１セル＃３１Ｒには、出力フランジ２６２と積層したときに鉛直下方向に臨む面、すなわち、図５に示す状態でスキャンホーン１２０に臨む方向に、ロウ溝２７４が形成されている。ロウ溝２７４は、導水孔２７０を囲んで形成されている。
【００５０】
図１１から図１３は、カップラーセル２５６を説明するための説明図であり、図１１（ａ）は、カップラーセル２５６を構成するカップラーセル２５６Ｌをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１１（ｂ）は、カップラーセル２５６Ｌをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）のＸＩ（ｃ）−ＸＩ（ｃ）断面図であり、図１１（ｄ）は、図１１（ｂ）のＸＩ（ｄ）−ＸＩ（ｄ）断面図である。また、図１２（ａ）は、カップラーセル２５６を構成するカップラーセル２５６Ｒをプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１２（ｂ）は、カップラーセル２５６Ｒをスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１２（ｃ）は、図１２（ａ）のＸＩＩ（ｃ）−ＸＩＩ（ｃ）断面図であり、図１２（ｄ）は、図１２（ａ）のＸＩＩ（ｄ）−ＸＩＩ（ｄ）断面図である。
【００５１】
図１１および図１２に示すように、カップラーセル２５６Ｌおよびカップラーセル２５６Ｒは、銅で構成されており、導水管を形成する導水孔２８０と、電子線が通過する空洞２８２と、ロウ溝２８４と、導波管１１４から供給される高周波電圧が導入される電圧導入孔２８６と、加速管２１０の内部空間と真空ポンプ１０２とを連通させるための真空孔２８８と、導波管接続部材２２０を仮止めするためのねじ穴２９０と、真空引き管接続部材２２２を仮止めするためのねじ穴２９２が設けられている。ここでもロウ溝２８４は、他のセルと積層したときに鉛直下方向に臨む面に形成されており、ロウ溝２８４は、空洞２８２と導水孔２８０を囲んで形成されている。
【００５２】
カップラーセル２５６は、図１３に示すように、１組のカップラーセル２５６Ｌおよびカップラーセル２５６Ｒで構成される。つまり、カップラーセル２５６Ｌの空洞２８２と、カップラーセル２５６Ｒの空洞２８２とで、１つの加速空間２３０が形成されることになる。
【００５３】
続いて、バンチングセル２５２、レギュラーセル２５４、２５８、エンドセル２６０、カップラーセル２５６の電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さについて説明する。バンチングセル２５２は、プリバンチャ１１６から電子線の加速方向に遠ざかるにつれて、電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さが長くなるように構成される。具体的に説明すると、バンチングセル２５２において、電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の、第１セル＃１の長さをＬ１、第２セル＃２の長さをＬ２、第３セル＃３の長さをＬ３、第４セル＃４および第５セル＃５の長さをＬ４、第６セル＃６および第７セル＃７の長さをＬ６とすると、バンチングセル２５２は、Ｌ１<Ｌ２<Ｌ３<Ｌ４<Ｌ６の関係を満たすように構成される。これは、プリバンチャ１１６から入射された電子線は、３０ＫｅＶ程度であり、バンチングセル２５２で２ＭｅＶ程度まで加速するためである。
【００５４】
一方、２ＭｅＶ以上は、光速と等しい速度に換算することができる。したがって、第８セル＃８〜第１５セル＃１５までのレギュラーセル２５４と、第１６セル＃１６であるカップラーセル２５６、第１７セル＃１７〜第３０セル＃３０までのレギュラーセル２５８、第３１セル＃３１であるエンドセル２６０の電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さＬＸを実質的に等しくすることができる。なお、第１セル＃１に入射される３０ｋｅＶの電子線の移動速度より、第８セル＃８入射される２ＭｅＶの電子線の移動速度（光速）は、はるかに速いため、所定の期間に移動する距離が長くなる。したがって、レギュラーセル２５４、２５８、カップラーセル２５６、エンドセル２６０の電子線の加速方向（図１中Ｚ軸方向）の長さＬＸは第７セル＃７の長さよりも長く形成される。
【００５５】
（出力フランジ２６２）
図１４は、出力フランジ２６２を説明するための説明図であり、図１４（ａ）は、出力フランジ２６２をプリバンチャ１１６側から図５中Ｚ軸方向に見た図であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＸＩＶ（ｂ）−ＸＩＶ（ｂ）断面図であり、図１４（ｃ）は、出力フランジ２６２をスキャンホーン１２０側から図５中Ｚ軸方向に見た図である。
【００５６】
図１４に示すように、出力フランジ２６２は、ステンレス（ＳＵＳ）、または、銅およびステンレス（ＳＵＳ）の２層構造で構成され、スキャンホーン１２０と接続するための接続部２６２ｂと、後述する挿通棒４１０を挿通させるための挿通孔２６２ａと、電子線が通過する空洞２６２ｃとを含んで構成される。ここでは、出力フランジ２６２がステンレス（ＳＵＳ）で構成される例について説明する。
【００５７】
以上説明した、各セル（入力フランジ２５０、バンチングセル２５２、レギュラーセル２５４、２５８、エンドセル２６０、カップラーセル２５６）に形成されたロウ溝２５０ｄ、２７４、２８４にロウ材を嵌めこみ、ロウ材を介して各セルを積層する。ここで利用されるロウ材は、金、パラジウム、銀等を含んで構成されるロウ材である。
【００５８】
そして、各セルが積層されて構成された加速管２１０は、保持治具で保持される。図１５は、加速管２１０を保持するための保持治具４００を説明するための説明図である。なお、図１５（ｂ）中、理解を容易にするために、各セルにおける導水孔、挿通孔以外の構成の記載を省略する。
【００５９】
図１５（ａ）に示すように、保持治具４００は、ステンレス（ＳＵＳ）、または、耐高温材料（例えば、インコネル（登録商標）やセラミック等）で構成され、挿通棒４１０と、上部加速管押え板４１２ａと、下部加速管押え板４１２ｂと、バネ押え板４１４と、バネ４１６と、吊り下げ板４１８とを含んで構成される。挿通棒４１０は、後述するナット４２０ａ、４２０ｂと螺合する溝（タップ）が切られている。なお、ここでは、挿通棒４１０、ナット４２０ａ、４２０ｂをインコネル（登録商標）で構成し、バネ４１６をセラミックで構成し、上部加速管押え板４１２ａ、下部加速管押え板４１２ｂ、バネ押え板４１４、吊り下げ板４１８をステンレス（ＳＵＳ）で構成する例について説明する。
【００６０】
このように、荷重がかかる挿通棒４１０、ナット４２０ａ、４２０ｂをインコネル（登録商標）で構成することで、クリープ現象の発生を抑制し、破断が生じる事態を回避することができる。また、バネ４１６をセラミックで構成することで、高温に曝したとしてもバネ剛性を維持することができる。
【００６１】
まず、各セルに設けられた導水孔２５０ｂ、２７０、２８０が連通することで構成された導水管２４０、および、出力フランジ２６２に設けられた挿通孔２６２ａに挿通棒４１０を挿通する。そして、下部加速管押え板４１２ｂに設けられた挿通孔を鉛直（図１５中Ｚ軸方向）上方向に向かって、挿通棒４１０に挿入し、加速管２１０の下部（出力フランジ２６２）に当接させ、ナット４２０ａで固定する。
【００６２】
続いて、上部加速管押え板４１２ａに設けられた挿通孔を、鉛直下方向に向かって挿通棒４１０に挿入し、加速管２１０の上部（入力フランジ２５０）に当接させる。そして、上部加速管押え板４１２ａの上方からバネ４１６を挿通棒４１０に挿入し、バネ４１６の上方からバネ押え板４１４の挿通孔に挿通棒４１０を挿入して、バネ押え板４１４をナット４２０ｂで固定する。ここで、ナット４２０ｂを鉛直下方向に向かって絞めていくと、バネ押え板４１４が鉛直下方（図１５中、白抜き矢印で示す）に移動する。そうすると、バネ４１６の弾性力が鉛直下方に付与され、上部加速管押え板４１２ａに鉛直下方の力がかかる。そうすると、上部加速管押え板４１２ａと下部加速管押え板４１２ｂとの距離が縮み、加速管２１０を挟持することになる。
【００６３】
このようにして、保持治具４００を用いて、ロウ材を介して複数のセルを積層して連結することにより、加速管２１０を組み付ける。また、上述したように、ロウ溝２５０ｄ、２７４、２８４は、保持治具４００を用いて連結したときに、各セルにおける、鉛直下方向に臨む面に設けられる。
【００６４】
図１６は、ロウ溝を説明するための説明図である。図１６では、レギュラーセル２５４に設けられたロウ溝２７４を例に挙げて説明する。図１６では、特に、第１３セル＃１３、第１２セル＃１２、第１１セル＃１１を示している。保持治具４００を用いて各セルを連結すると、鉛直下方向から、出力フランジ２６２、第３１セル＃３１（エンドセル２６０）、第３０セル＃３０（レギュラーセル２５８）、…、第１６セル＃１６（カップラーセル２５６）、…第１３セル＃１３（レギュラーセル２５４）、第１２セル＃１２（レギュラーセル２５４）、第１１セル＃１１（レギュラーセル２５４）、…、第１セル＃１（バンチングセル２５２）、入力フランジ２５０の順で鉛直上方向に積層される。
【００６５】
ここで図１６に示すように、ロウ溝２７４は、保持治具４００に保持されて積層されたときに鉛直下方向に臨む面２７４ａに設けられる。これは、後述する加熱工程Ｓ３０６において、保持治具４００に保持させたまま加速管２１０を加熱すると、ロウ溝２７４に嵌めこまれたロウ材が溶融して自重によって鉛直下方に移動するためである。つまり、鉛直下方（図１６中、Ｚ軸方向）に向かって開口したロウ溝２７４にロウ材を嵌めこんでおけば、溶融したときに、その自重によって、ロウ溝２７４から鉛直下方に当接されたセルに向かって（図１６に示す拡大図では、第１１セル＃１１Ｌのロウ溝２７４から第１１セル＃１１Ｒに向かって）、ロウ材が溶融することになる。したがって、セル同士を確実にロウ付けすることが可能となる。なお、ここでは、図１６を用いてロウ溝２７４について説明したが、ロウ溝２５０ｄ、２８４についても同様の効果を得ることができる。
【００６６】
（仮止め工程Ｓ３０２）
仮止め工程Ｓ３０２は、加速管組付工程Ｓ３００において組み付けられた加速管２１０のうち、カップラーセル２５６に導波管接続部材２２０と真空引き管接続部材２２２とを仮止めする工程である。
【００６７】
図１７は、導波管接続部材２２０を説明するための説明図であり、図１７（ａ）は、導波管接続部材２２０を説明するための断面図を示し、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）に示すＸ軸方向から導波管接続部材２２０を見た図を示す。
【００６８】
図１７に示すように、導波管接続部材２２０は、銅、または、銅およびステンレス（ＳＵＳ）の２層構造で構成され、導波管１１４から供給される高周波電圧を加速管２１０に導入するための電圧導入孔２２０ａと、挿通孔２２０ｂと、ロウ溝２２０ｃと、貫通孔２２０ｄとを含んで構成される。貫通孔２２０ｄは、導波管接続部材２２０とカップラーセル２５６とを当接させると、カップラーセル２５６におけるねじ穴２９０と連通するように形成されている。なお、ここでは、導波管接続部材２２０が銅およびステンレスの２層構造で構成される例について説明し、導波管接続部材２２０におけるステンレスで構成される層に挿通孔２２０ｂが形成され、導波管接続部材２２０における銅で構成される層にロウ溝２２０ｃと、貫通孔２２０ｄとが形成される。
【００６９】
図１８は、真空引き管接続部材２２２を説明するための説明図であり、図１８（ａ）は、真空引き管接続部材２２２を説明するための断面図を示し、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示すＸ軸方向から真空引き管接続部材２２２を見た図を示す。
【００７０】
図１８に示すように、真空引き管接続部材２２２は、銅、または、銅およびステンレス（ＳＵＳ）の２層構造、または、ステンレス（ＳＵＳ）で構成され、加速管２１０の内部空間と真空ポンプ１０２とを連通させるための真空孔２２２ａと、挿通孔２２２ｂと、ロウ溝２２２ｃと、貫通孔２２２ｄとを含んで構成される。貫通孔２２２ｄは、真空引き管接続部材２２２とカップラーセル２５６とを当接させると、カップラーセル２５６におけるねじ穴２９２と連通するように形成されている。なお、ここでは、真空引き管接続部材２２２がステンレス（ＳＵＳ）で構成される例について説明する。
【００７１】
図１９は、仮止め工程Ｓ３０２を説明するための説明図である。仮止め工程Ｓ３０２では、まず、導波管接続部材２２０における、カップラーセル２５６（加速管２１０）の外周部と接合する面（接合面）に設けられたロウ溝２２０ｃと、真空引き管接続部材２２２におけるカップラーセル２５６の外周部と接合する面に設けられたロウ溝２２２ｃとにロウ材を配しておく。そして、図１９に示すように、貫通孔２２０ｄを介して、カップラーセル２５６の外周部に設けられたねじ穴２９０にねじを螺合させることにより、導波管接続部材２２０をカップラーセル２５６の外周部に仮止めする。また、貫通孔２２２ｄを介して、カップラーセル２５６の外周部に設けられたねじ穴２９２にねじを螺合させることにより、真空引き管接続部材２２２を、カップラーセル２５６の外周部に仮止めする。ここで、導波管接続部材２２０と、真空引き管接続部材２２２とは、カップラーセル２５６の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めされる。
【００７２】
また、仮止め工程Ｓ３０２では、第１０セル＃１０および第２７セル＃２７に台座を仮止めし、第３１セル＃３１には、水を導水孔２７０に供給するための水供給管を仮止めする。
【００７３】
（保持工程Ｓ３０４）
保持工程Ｓ３０４は、加速管２１０（カップラーセル２５６）の外周部に仮止めされた導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２を保持治具５００で保持する工程である。
【００７４】
図２０は、保持治具５００による導波管接続部材２２０および導波管接続部材２２０の加速管２１０への保持を説明するための説明図であり、図２１は、図２０における保持治具５００付近の詳細図である。図２１に示すように、保持治具５００は、ステンレス（ＳＵＳ）、または、耐高温材料（例えば、インコネル（登録商標）やセラミック等）で構成され、挿通棒５１０と、導波管接続部材２２０を押さえる押え板５１２ａと、真空引き管接続部材２２２を押さえる押え板５１２ｂと、バネ５１６を押さえる押え板５１４ａ、５１４ｂ、バネ５１６とを含んで構成される。挿通棒５１０は、後述するナット５２０ａ、５２０ｂと螺合する溝（タップ）が切られている。
【００７５】
なお、ここでは、挿通棒５１０、ナット５２０ａ、５２０ｂをインコネル（登録商標）で構成し、バネ５１６をセラミックで構成し、押え板５１２ａ、５１２ｂ、５１４ａ、５１４ｂをステンレス（ＳＵＳ）で構成する例について説明する。
【００７６】
このように、荷重がかかるおそれのある挿通棒５１０、ナット５２０ａ、５２０ｂをインコネル（登録商標）で構成することで、クリープ現象の発生を抑制し、破断が生じる事態を回避することができる。また、バネ５１６をセラミックで構成することで、高温に曝したとしてもバネ剛性を維持することができる。
【００７７】
まず、押え板５１２ａを導波管接続部材２２０に当接させ、押え板５１２ｂを真空引き管接続部材２２２に当接させた状態で、押え板５１２ａに設けられた挿通孔５２２ａと、押え板５１２ｂに設けられた挿通孔５２２ｂとに挿通棒５１０を挿入する。ここで、上述したように、導波管接続部材２２０と、真空引き管接続部材２２２とは、加速管２１０の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めされているので、１本の挿通棒５１０が挿通孔５２２ａと挿通孔５２２ｂとを挿通することになる。
【００７８】
そして、押え板５１２ａの導波管接続部材２２０と当接している面と対向する面にバネ５１６が当接するように、バネ５１６を挿通棒５１０に挿入し、押え板５１２ｂの真空引き管接続部材２２２と当接している面と対向する面にバネ５１６が当接するように、バネ５１６を挿通棒５１０に挿入する。
【００７９】
続いて、バネ５１６を押え板５１２ａまたは押え板５１２ｂと挟むように、押え板５１４ａ、５１４ｂの挿通孔５２２ａ、５２２ｂを挿通棒５１０に挿入して、押え板５１４ａ、５１４ｂをナット５２０ａ、５２０ｂで固定する。
【００８０】
ここで、ナット５２０ａ、５２０ｂを加速管２１０に向かって絞めていくと、押え板５１４ａ、５１４ｂが加速管２１０に移動する。そうすると、バネ５１６の弾性力が、加速管２１０の外周部に導波管接続部材２２０の接合面が圧接する方向（図２１中、白抜き矢印で示す）と、加速管２１０の外周部に真空引き管接続部材２２２の接合面が圧接する方向（図２１中、黒い塗りつぶしの矢印で示す）に付与される。つまり、加速管２１０の外周部と導波管接続部材２２０の接合面とを押しつけ合うように、また、加速管２１０の外周部と真空引き管接続部材２２２の接合面とを押しつけ合うように弾性力を付与する。そうすると、押え板５１２ａと押え板５１２ｂとの距離が縮み、導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２によって加速管２１０が挟持されることになる。
【００８１】
なお、上述したように、導波管接続部材２２０と、真空引き管接続部材２２２とは、加速管２１０の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めされているので、押え板５１２ａと押え板５１２ｂのみで、導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２を加速管２１０に保持させることができる。
【００８２】
そうすると、図２０に示すように、各セルが連結されてなる加速管２１０と、加速管２１０に仮止めされた台座４５０と、水供給管４７０と、加速管２１０に仮止めされ、かつ保持治具５００によって保持された導波管接続部材２２０と、真空引き管接続部材２２２とが一体となって保持される。
【００８３】
（加熱工程Ｓ３０６）
加熱工程は、保持治具４００、５００によって保持された加速管２１０、導波管接続部材２２０、真空引き管接続部材２２２を真空炉に導入して１０００℃程度まで加熱する工程である。具体的に説明すると、図２０に示す、吊り下げ板４１８に設けられた吊り下げ孔４１８ａを真空炉の部材に吊り下げて、真空炉に加速管２１０を固定して加熱する。
【００８４】
上述したように、各セルの他のセルと当接する面は鏡面に研磨されているため、加熱工程Ｓ３０６を経ることで、複数のセルが拡散接合して、加速空間２３０が外部（大気）と隔離された加速管２１０が形成される。また、各セルの他のセルと当接する面の研磨が十分でなく、拡散接合が為されなかったとしても、各セルの間に配されたロウ材が溶融し、各セル間の空隙を埋めることができる。
【００８５】
さらに、導波管接続部材２２０は、導波管接続部材２２０とカップラーセル２５６との間に配されたロウ材が溶融することによって、加速管２１０（カップラーセル２５６）と接合される。真空引き管接続部材２２２は、真空引き管接続部材２２２とカップラーセル２５６との間に配されたロウ材が溶融することによって、加速管２１０（カップラーセル２５６）と接合される。ここで、仮止め工程Ｓ３０２と保持工程Ｓ３０４を経ることにより、導波管接続部材２２０と真空引き管接続部材２２２をカップラーセル２５６の外周部に確実に保持させることができ、真空炉で加熱したとしても、導波管接続部材２２０や真空引き管接続部材２２２が加速管２１０（カップラーセル２５６）からずれてしまう事態を回避することができる。したがって、真空炉による１回の加熱で、導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２の双方をカップラーセル２５６と確実に接合することが可能となる。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態にかかる粒子加速器２００の製造方法によれば、加速管組付工程Ｓ３００、仮止め工程Ｓ３０２、保持工程Ｓ３０４を経ることで、真空炉で１回加熱するだけで、リークを生じることのない加速管２１０の形成、および、リークが生じない、加速管２１０と導波管接続部材２２０、真空引き管接続部材２２２の接合を遂行することができる。したがって、真空炉の利用に費やしていたコストを削減することができる。また真空炉の利用回数が低減することから、粒子加速器２００の製造時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００８７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８８】
例えば、上述した実施形態では、荷電粒子として電子を加速する粒子加速器２００の製造方法を例に挙げて説明したが、陽子やイオン化した原子を加速する粒子加速器の製造方法にも適用できる。
【００８９】
また、上述した実施形態では、導波管接続部材２２０および真空引き管接続部材２２２にロウ溝２７４、２８４が形成されているが、カップラーセル２５６の外周部にロウ溝２７４、２８４が形成されてもよい。
【００９０】
さらに、上述した実施形態では、定在波型の線形（リニアック）加速器を例に挙げて説明したが、進行波型の線形加速器の製造に本発明の粒子加速器の製造方法を適用することもできる。進行波型の線形加速器の場合、加速管に導波管接続部材が２つ接合されることになる。このとき、一方の導波管接続部材は、その接合面に対して、加速管の周方向に１８０度位相をずらした位置に真空引き管接続部材が接合されるが、他方の導波管接続部材は、その接合面に対して、加速管の周方向に１８０度位相をずらした位置に真空引き管接続部材等の他の接続部材が配されない。
【００９１】
この場合、加速管の外周部に当接するダミー部材を、導波管接続部材に対して加速管の周方向に１８０度位相をずらして配置しておく。そうすると、上述した保持治具５００の押え板５１２ａが導波管接続部材に、押え板５１２ｂがダミー部材に当接することにより、バネ５１６によって、加速管の外周部に、導波管接続部材の接合面およびダミー部材の当接面を押しつけ合うように弾性力を付与され、導波管接続部材およびダミー部材によって加速管が挟持されることになる。
【００９２】
また、上述した実施形態の出力フランジ２６２に構成された挿通孔２６２ａは、接合後にステンレス（ＳＵＳ）ピースが挿入された後、溶接され、封止されるとよい。
【００９３】
さらに、上部加速管押え板４１２ａ、下部加速管押え板４１２ｂ、押え板５１２ａ、５１２ｂにおける、加速管２１０と接触する面に、窒化ホウ素（ＢＮ）等の耐高温性の剥離材を塗布したり、セラミック板を挟んだりすることで、不要な接合を回避してもよい。また、挿通棒４１０、５１０、ナット４２０ａ、４２０ｂ、５２０ａ、５２０ｂのタップには、焼き付けを防止するための、窒化ホウ素（ＢＮ）等の耐高温性の剥離材を塗布してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、電子等の荷電粒子を加速する粒子加速器の製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
Ｓ３００ …加速管組付工程
Ｓ３０２ …仮止め工程
Ｓ３０４ …保持工程
Ｓ３０６ …加熱工程
２００ …粒子加速器
２１０ …加速管
２２０ …導波管接続部材（接続部材）
２２２ …真空引き管接続部材（接続部材）
４００、５００ …保持治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子を加速する加速管と、
高周波電源から印加される高周波電圧を前記加速管に供給するための導波管、または、前記加速管の内部を真空状態に減圧可能な真空ポンプの真空引き管を前記加速管の外周部に接合するための接続部材と、
を備えた粒子加速器の製造方法であって、
前記接続部材と前記加速管の外周部との接合面にロウ材が配されるとともに、該接続部材に設けられた貫通孔を介して、前記加速管の外周部に設けられたねじ穴にねじを螺合させることにより前記接続部材を前記加速管の外周部に仮止めする工程と、
前記加速管の外周部に仮止めされた接続部材の接合面と前記加速管の外周部とを押しつけ合うように弾性力を付与させた状態で、前記接続部材を保持治具によって保持する工程と、
前記保持治具によって保持された前記接続部材と前記加速管とを真空炉に導入して加熱する工程と、
を含むことを特徴とする粒子加速器の製造方法。
【請求項２】
内部に空洞が形成された複数のセルを、ロウ材を介して積層して連結することにより前記加速管を組み付ける工程を含み、
前記接続部材は、前記複数のセルが積層されて組み付けられた前記加速管の外周部に仮止めされ、
前記保持治具によって保持された前記接続部材と前記加速管とを真空炉に導入して加熱する工程において、前記複数のセルが拡散接合して加速管が形成されるとともに、該加速管に前記接続部材が接合されることを特徴とする請求項１に記載の粒子加速器の製造方法。
【請求項３】
前記接続部材を前記加速管の外周部に仮止めする工程では、
前記導波管および前記加速管を接続する導波管接続部材と、前記真空引き管および前記加速管を接続する真空引き管接続部材とを、当該加速管の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めし、
前記接続部材を保持治具によって保持する工程では、
前記加速管の外周部に、前記導波管接続部材の接合面および前記真空引き管接続部材の接合面を押しつけ合うように弾性力を付与するとともに、前記導波管接続部材および前記真空引き管接続部材によって前記加速管を挟持することを特徴とする請求項１または２に記載の粒子加速器の製造方法。
【請求項４】
前記接続部材を保持治具によって保持する工程では、
前記加速管の外周部に当接するダミー部材を前記接続部材に対して加速管の周方向に１８０度位相をずらして配置し、
前記加速管の外周部に、前記導波管接続部材の接合面および前記ダミー部材の当接面を押しつけ合うように弾性力を付与するとともに、前記導波管接続部材および前記ダミー部材によって前記加速管を挟持することを特徴とする請求項１または２に記載の粒子加速器の製造方法。
【請求項１】
荷電粒子を加速する加速管と、
高周波電源から印加される高周波電圧を前記加速管に供給するための導波管、または、前記加速管の内部を真空状態に減圧可能な真空ポンプの真空引き管を前記加速管の外周部に接合するための接続部材と、
を備えた粒子加速器の製造方法であって、
前記接続部材と前記加速管の外周部との接合面にロウ材が配されるとともに、該接続部材に設けられた貫通孔を介して、前記加速管の外周部に設けられたねじ穴にねじを螺合させることにより前記接続部材を前記加速管の外周部に仮止めする工程と、
前記加速管の外周部に仮止めされた接続部材の接合面と前記加速管の外周部とを押しつけ合うように弾性力を付与させた状態で、前記接続部材を保持治具によって保持する工程と、
前記保持治具によって保持された前記接続部材と前記加速管とを真空炉に導入して加熱する工程と、
を含むことを特徴とする粒子加速器の製造方法。
【請求項２】
内部に空洞が形成された複数のセルを、ロウ材を介して積層して連結することにより前記加速管を組み付ける工程を含み、
前記接続部材は、前記複数のセルが積層されて組み付けられた前記加速管の外周部に仮止めされ、
前記保持治具によって保持された前記接続部材と前記加速管とを真空炉に導入して加熱する工程において、前記複数のセルが拡散接合して加速管が形成されるとともに、該加速管に前記接続部材が接合されることを特徴とする請求項１に記載の粒子加速器の製造方法。
【請求項３】
前記接続部材を前記加速管の外周部に仮止めする工程では、
前記導波管および前記加速管を接続する導波管接続部材と、前記真空引き管および前記加速管を接続する真空引き管接続部材とを、当該加速管の外周部に１８０度位相をずらしてそれぞれ仮止めし、
前記接続部材を保持治具によって保持する工程では、
前記加速管の外周部に、前記導波管接続部材の接合面および前記真空引き管接続部材の接合面を押しつけ合うように弾性力を付与するとともに、前記導波管接続部材および前記真空引き管接続部材によって前記加速管を挟持することを特徴とする請求項１または２に記載の粒子加速器の製造方法。
【請求項４】
前記接続部材を保持治具によって保持する工程では、
前記加速管の外周部に当接するダミー部材を前記接続部材に対して加速管の周方向に１８０度位相をずらして配置し、
前記加速管の外周部に、前記導波管接続部材の接合面および前記ダミー部材の当接面を押しつけ合うように弾性力を付与するとともに、前記導波管接続部材および前記ダミー部材によって前記加速管を挟持することを特徴とする請求項１または２に記載の粒子加速器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−３７８６５（Ｐ２０１３−３７８６５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２４９７（Ｐ２０１１−１７２４９７）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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