[发明专利]超导加速空腔的端口部件

说明书

技术领域

本发明涉及通过焊接与形成于束管部分的端口部接合的超导加速空腔的端口部件。

背景技术

超导加速空腔用于使通过内部的带电粒子加速。在超导加速空腔的端部设置的束管(beam pipe)，安装有用于去除妨碍电子束加速的高次谐波的(换言之用于将在超导加速空腔内被感应的高次谐波取出到超导加速空腔之外的)高次谐波(HOM)耦合器、以及用于将微波投入到空腔主体内的输入耦合器。输入耦合器与安装于束管的输入端口法兰结合(例如参照专利文献1)。高次谐波耦合器使将高次谐波取出到外部的拾波天线与安装于外导体侧部的拾波端口法兰结合。

以往，例如拾波端口采用图4所示那样的构造。拾波端口71由大致圆筒形状的端口主体73、和通过焊接例如电子束焊接被安装于端口主体73的一端部外周侧的法兰部75而构成。端口主体73的另一端部例如通过电子束焊接被焊接到端口部79，端口部79被形成为在外导体77的侧面贯通。

法兰部75夹着密封部件被拾波天线侧的法兰和螺栓牢固地安装。因此，在法兰部75形成有螺栓用的贯通孔81。输入端口也采用与拾波端口同样的构造。

加速空腔主体、束管、高次谐波耦合器以及端口主体73由作为超导材料的、例如高纯度(例如99.85％以上)的铌材形成。另一方面，法兰部75由例如钛的含有量为45～55％的铌钛合金形成。

作为密封部件，例如使用了金属O型圈等需要高表面压力的密闭性高的部件。为了压缩密封部件，由于法兰部75需要规定硬度，因此密封部件由铌钛合金形成。

另外，超导加速空腔在组装之后通过电场研磨来清洗内部，但是铌钛合金可能会被研磨液腐蚀。因此，为了不与研磨液接触，法兰部75安装于端口主体73的外周侧。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-329794号公报

发明内容

(发明所要解决的课题)

然而，在图4所示的现有的拾波端口构造中，部件变成端口主体73和法兰部75这两个部件，制造需要花费功夫。

另外，由于在比法兰部75的密封部更靠外周侧设置螺栓接合用的贯通孔81，因此法兰部75的外径变大。因而，在向束管78电子束焊接外导体77时，法兰部75会妨碍焊接工作。因此，在接合了法兰部75的状态下，无法向束管78焊接外导体77。于是，在向端口部79接合了端口主体73之后，需要将外导体77与束管78接合，然后通过焊接将法兰部75与端口主体73接合，故无法使工作效率提高。

进而，为了维持法兰部75的接合强度，需要足够的熔化深度。伴随于此，焊道宽度变大。因而，为了确保位于接合部附近的密封部的平面度等的品质，需要进行后加工。

本发明正是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种使整体尺寸小型化且使工作效率提高从而使制造成本降低的超导加速空腔的端口部件。

(用于解决课题的方案)

为了解决上述课题，本发明采用以下技术方案。

即，本发明的一方式为一种超导加速空腔的端口部件，一端部通过焊接与在束管形成的端口部接合，另一端部与外部构造法兰结合，所述束管设置在空腔主体的端部，端口主体以及法兰由低纯度的铌材、或铌以外的成分低于规定比例的铌合金一体形成，利用快速接头来进行所述法兰结合。

根据本方式涉及的端口部件，因为端口主体以及法兰由低纯度的铌材、或铌以外的成分低于规定比例的铌合金形成，所以能够成为具有规定硬度的部件，能够维持充分的密封性能。

因为端口主体以及法兰被一体形成，所以能够减少部件个数。

因为利用快速接头来进行与外部构造的法兰结合，所以在法兰部中无需在比密封部分更靠外周侧设置结合用的结构例如螺栓插通用的贯通孔，从而法兰部能够小直径化。由此，因为法兰部成为小直径，所以能够使整体尺寸小型化。另外，因为能够通过焊接将包含法兰部的端口主体与对象部分接合，所以例如能够进行高次谐波耦合器单体的事前组装。

因为利用了快速接头，所以与螺栓接合相比组装作业容易、且能在短时间内进行，从而能够使组装的工作效率提高。

根据上述这些内容，能够使超导加速空腔的制造成本降低。

另外，在此，“低纯度”意味着与纯铌相比纯度低，例如意味着杂质的含有量为1～10重量％。另外，“规定比例”意味着铌以外的成分为1～10重量％程度。

例如，作为所述铌合金而使用了锆的含有量为1～10重量％的铌锆合金。

另外，作为所述铌合金而使用了铪的含有量为1～10重量％的铌铪合金。

(发明效果)