【課題】荷電粒子を加速するための加速電極と、加速電極に電力を供給する高周波電源とのインピーダンス整合をとる際の調整時間の短縮化を図ることが可能な調整回路を備えた粒子加速器を提供すること。
【解決手段】加速電極と高周波電源とのインピーダンス整合をとる整合回路の常数の調整を電気的に行う構成とする。具体的には、コイル２３のインダクタンスＬ１を調整するための円環状のフェライトと、フェライト２４に巻き付けられたバイアス巻線２５と、バイアス巻線２５にバイアス電流を供給するバイアス電源３１と、バイアス巻線２５に供給するバイアス電流を増減するバイアス電流調整部とを備える構成とし、バイアス巻線２５に供給するバイアス電流の増減を調整することで、フェライト２４の透磁率μを変更し、整合回路１０の常数を短時間で調整する。 （もっと読む）

本発明は、粒子放射線治療用に使用可能なパルス化ビーム粒子加速器に関する。特に、ビームパルス内の粒子数を制御するデバイス及び方法が提供される。粒子加速器は、ビーム制御パラメータの値の関数として、最小値から最大値の間で、そのパルス化イオンビームの各ビームパルス内の粒子数を変更する手段を備える。各粒子照射に対して、各ビームパルスに対する所要の粒子数は、較正データに基づいてビーム制御パラメータに対する値を定めることによって、制御される。
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電力網接続型双方向変換器と、共振変換器とを有する、融合エネルギー抽出回路（ＦＥＥＣ）デバイスを本明細書で提供する。共振変換器は、２つ以上のプレートまたは四重極プレートと、複数の回路スイッチとを伴う、逆サイクロトロン変換器を含むことができる。双方向変換器は、三相電力網接続型変換器を含むことができる。ＦＥＥＣデバイスは、プラズマ粒子ビームを減速し、それによって減速からエネルギーを抽出し、抽出されたエネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを電力網に送ることができる。
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シンクロサイクロトロンは、共振空胴を画定する磁気構造と、共振空胴に粒子を供給するイオン源と、共振空胴に高周波(RF)電圧を供給する電圧源と、RF電圧と時間とともに変化する共振空胴の共振周波数との間の位相差を検出する位相検出器と、この位相差に応答して、RF電圧の周波数が共振空胴の共振周波数と実質的に一致するように電圧源を制御する制御回路とを含む。電圧源が電圧制御発振器VCOを備え、フィードバック回路が、入力電圧の周波数と共振周波数との間の位相差を検出する位相検出器を備え、VCOが、位相差が所定値を逸脱したとき入力電圧の周波数を変化させるように構成される。
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シンクロサイクロトロンが、空洞に磁界を与える磁気構造物と、空洞にプラズマカラムを与える粒子源であって、プラズマカラムを保持するハウジングを有し、ハウジングが、プラズマカラムを露出するように加速領域で中断されている粒子源と、加速領域でプラズマカラムからの粒子を加速するために空洞に高周波(RF)電圧を与える電圧源とを含む。
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磁石構造体によって画定される加速チャンバ内の磁場は、中央加速面内に、中心軸からの半径方向距離を増大させるにつれて減少する磁場を生じさせるために、磁石ヨークの極を形作ることによって、および／またはさらなる磁石コイルを提供することによって形作られる。磁石構造体は、したがって、シンクロサイクロトロン内における荷電粒子の加速に適したものとなる。中央加速面内の磁場は「コイル支配的」であり、これは、中央加速面内の大多数の磁場が、加速チャンバの周囲に配置された１対の１次磁石コイル（例えば、超伝導コイル）によって直接生成され、磁石構造体が加速チャンバ内に弱収束および位相安定性の両方を提供するように構造化されることを意味する。磁石構造体は、極めて小型であってもよく、特に高い磁場を生じさせることができる。
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粒子加速のための磁石構造体は、電流が通る、超伝導材料［例えば、Ａｌ５種液晶構造を有するニオブスズ（Ｎｂ_３Ｓｎ）］の連続的な経路を含む少なくとも２つのコイルを含む。コイルはボビン内に装着され得、ボビンとコイルとは一緒になってコールドマス構造体を形成する。コイルはクライオクーラを介してそれらの超伝導温度まで冷却される。半径方向張力部材がコールドマス構造体を中心に保持するために、該コールドマス構造体に結合され、その結果、コールドマス構造体は中心軸の周りに実質的に対称であり、その上に作用する磁力によってアラインメントの外に引っ張られない。ワイヤはコイルの周りに覆われ得、電圧が印加され得、部分的に超伝導の条件においてコイルの動作を防ぐためにコイルを急冷する。磁石ヨークは該コールドマス構造体を囲み、部分的にそれらの間に加速チャンバを部分的に画定する１対の極を含む。
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シンクロサイクロトロンが、電極を間に磁界を横切るすき間を持たせつつ備えている共振回路を有している。プログラマブル・デジタル波形生成器によって決定される可変の振幅および周波数を有する振動入力電圧が、前記すき間を横切る振動電界を生成する。このシンクロサイクロトロンは、共振周波数を変化させるため、前記電極を備える回路に可変のキャパシタを備えることができる。さらに、プログラマブル・デジタル波形生成器によって制御される電圧を有する注入電極および抽出電極を備えることができる。さらに、ビーム監視器を備えることができる。このシンクロサイクロトロンは、入力電圧によって駆動される共振回路の電圧および／または電流を測定することによって、共振回路の共振状態を検出することができ、共振状態を維持するために、可変のキャパシタのキャパシタンスまたは入力電圧の周波数を調節することができる。 （もっと読む）