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公開番号2025116580
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-08
出願番号2024011081
出願日2024-01-29
発明の名称円形加速器の加速空胴、円形加速器及び粒子線治療装置
出願人株式会社日立ハイテク
代理人弁理士法人ウィルフォート国際特許事務所
主分類H05H 13/02 20060101AFI20250801BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】より簡素な方法で信頼性を向上できるようにした円形加速器の加速空胴、円形加速器及び粒子線治療装置を提供すること。
【解決手段】円形加速器39に用いる加速空胴10は、互いに対向する一対の電極32,33の向かい合う面積を変えることで静電容量を可変にする回転コンデンサ22と、高周波電流を流すパスを形成する外導体15とを備えており、外導体は、回転コンデンサを取り囲むように設けられており、外部からの磁場を遮断する磁気遮蔽部材150と高周波電流を流すパスを形成する導電部材151とを含んで構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
円形加速器に用いる加速空胴であって、
互いに対向する一対の電極の向かい合う面積を変えることで静電容量を可変にする回転コンデンサと、
高周波電流を流すパスを形成する外導体とを備えており、
前記外導体は、
前記回転コンデンサを取り囲むように設けられており、
外部からの磁場を遮断する磁気遮蔽部材と前記高周波電流を流すパスを形成する導電部材とを含んで構成される
加速空胴。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
請求項１に記載の加速空胴であって、
前記磁気遮蔽部材は、前記回転コンデンサでの漏洩磁場が所望値以下となるように構成されており、
前記導電部材は、前記磁気遮蔽部材の表面に設けられる
加速空胴。
【請求項３】
請求項２に記載の加速空胴であって、
前記導電部材は、前記磁気遮蔽部材の表面に形成される銅薄膜である
加速空胴。
【請求項４】
請求項３に記載の加速空胴であって、
前記銅薄膜の厚さ寸法は、前記円形加速器内を周回する荷電粒子ビームの加速に必要な高周波電力を伝搬できるように設定される
加速空胴。
【請求項５】
請求項４に記載の加速空胴であって、
前記磁気遮蔽部材の表面は、前記高周波電流のパスが形成される高周波伝送面を少なくとも含んでいる
加速空胴。
【請求項６】
請求項５に記載の加速空胴であって、
前記外導体の外側に前記磁気遮蔽部材を冷却する冷却部を備えた
加速空胴。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の加速空胴を備える円形加速器。
【請求項８】
請求項７に記載の円形加速器と、
前記円形加速器から出射された荷電粒子ビームを患者へ照射する照射装置と、
を含む
粒子線治療装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、円形加速器の加速空胴、円形加速器及び粒子線治療装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
主磁場強度を時間的に一定とし、加速高周波の周波数を時間的に変調するタイプの円形加速器として、シンクロサイクロトロンや、偏芯軌道型加速器が知られている。これらの円形加速器では、主磁場の生成に超電導コイルを用いて高磁場化することが比較的容易であるため、加速器を小型化により低コスト化を図ることができる。そのため、これらの円形加速器は、特に粒子線治療システムに適用される。
【０００３】
シンクロサイクロトロンや偏芯軌道型加速器では、荷電粒子ビームを加速させる高周波の周波数を変調させる機構として、回転コンデンサが用いられる（特許文献１，２）。回転コンデンサは、一般的に、ステータ電極と、ステータ電極に対向して配置されたロータ電極と、ロータ電極を回転させる回転軸と、回転軸を支持する軸受とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１５７５５６号公報
米国特許第１０７２２７３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
円形加速器から漏洩した磁場が回転コンデンサに作用すると、回転コンデンサの電極に渦電流が発生し、この渦電流により回転コンデンサが発熱する。そこで、特許文献１では、回転羽根の側辺に複数の切欠きを形成して渦電流を流れにくくし、渦電流損の発生を抑制する。特許文献２では、磁石ヨークとは別個の磁気シールドを超電導磁石の外側に設けて、円形加速器から磁場が漏洩するのを抑制する。
【０００６】
特許文献１では、回転コンデンサの回転羽根の側辺に複数の切欠きを形成するため、回転コンデンサの製造に手間がかかる。回転羽根は高精度に製作される必要があるが、複数の切欠きを追加して形成するのは手間がかかり、かつ製造コストも増大する。特許文献２では、超電導磁石の外側に磁気ヨークとは別体の磁気シールドを設けるため、部品点数が増加し、製造コストも上昇する。
【０００７】
本発明の目的は、より簡素な方法で信頼性を向上できるようにした円形加速器の加速空胴、円形加速器及び粒子線治療装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一つの観点にしたがう加速空胴は、円形加速器に用いる加速空胴であって、互いに対向する一対の電極の向かい合う面積を変えることで静電容量を可変にする回転コンデンサと、高周波電流を流すパスを形成する外導体とを備えており、外導体は、前記回転コンデンサを取り囲むように設けられており、外部からの磁場を遮断する磁気遮蔽部材と前記高周波電流を流すパスを形成する導電部材とを含んで構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の加速空胴によれば、外部からの磁場が回転コンデンサに影響を及ぼすのを低減しつつ、高周波電流を円形加速器へ供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本実施形態に係る円形加速器の概要を示す説明図である。
円形加速器の外観を示す斜視図である。
円形加速器の断面図である。
図３のＡ－Ａ線断面図である。
エネルギー別のビーム起動を示す図である。
円形加速器の運動パターンを示す図である。
加速空洞と回転コンデンサを示す断面図である。
図７のＢ－Ｂ線断面図である。
変形例１に係る回転コンデンサを示す断面図である。
図９のＣ－Ｃ線断面図である。
粒子線治療システムの構成を示す図である。
変形例２に係る回転コンデンサを示す断面図である。
変形例３に係る回転コンデンサの説明図である。
変形例４に係る回転コンデンサの一部を示す説明図である。
変形例５に係る回転コンデンサの一部を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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