[发明专利]切割电磁铁及粒子射线治疗装置

说明书

技术领域

本发明涉及设置在圆形粒子加速器或储存环装置等射线源上且用于提供或获取粒子射线的切割电磁铁(septum magnet)。

背景技术

切割电磁铁是通过在设置成与粒子射线的循环轨道共用切线的管道内产生磁场，从而使管道内的粒子射线移动到循环轨道上或将循环轨道上的粒子射线取入到管道内的装置。而且，在基本的切割电磁铁中，在截面呈C型且使开放部朝向外周侧的按弧状延伸的磁轭空隙内，弧状延伸的管道在空隙部内配置成夹在外周侧的切割线圈和内周侧的回程线圈之间。而且，切割线圈和回程线圈以在周向上流过方向相反、大小相同的电流的方式串联连接。由此，在管道内产生与粒子射线前进方向即周向和径向垂直的磁场，能使粒子射线朝径向偏转。

另一方面，切割线圈和回程线圈虽被称作线圈，但其实是因需要冷却而将铜管接合成线圈状，与一般绕组线圈不同，刚性较高。而且，在切割电磁铁中，在动作期间对线圈施加较强的力，因此，为便于维护，构成为使磁轭能分离成在轴向即设置状态下的竖直方向上的上部和下部。此时，需要使刚性较高的切割线圈和回程线圈也能与磁轭一同分别分割成上部和下部。在该情况下，需要在上下分别对线圈进行定位，以使上部切割线圈和上部回程线圈相对于上部磁轭固定，下部切割线圈和下部回程线圈相对于下部磁轭固定。因此，若在上部线圈和下部线圈之间，径向位置产生偏移，则产生不需要的径向磁场(斜磁场：skew magnetic field)。

因此，考虑采用例如在欲改善磁场分布的区域附近设置辅助线圈的技术(例如，参照专利文献1～4。)来抑制斜磁场。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭63－224230号公报(第3页、图1～图3)

专利文献2：日本专利特开平1－209700号公报(第2页、图1、图2)

专利文献3：日本专利特开平6－151096号公报(0011～0021、图1～图6)

专利文献4：日本专利特开2001－43998号公报(0010～0021、图1～图3)

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，所公开的技术是为了改善垂直于粒子射线前进方向的截面中的规定的线上的磁场分布，对辅助线圈的配置、电流大小进行控制，难以改善截面内的磁场分布。因此，即使采用粒子射线在截面内广泛分布的切割电磁铁，也会产生无法抑制不需要的磁场的区域，无法正确地控制在该区域中前进的粒子射线的轨道。因而，对于例如粒子射线治疗装置那样要求正确控制粒子射线的装置，难以使用能容易维护且能正确控制粒子射线的轨道的切割电磁铁。

本发明是为解决上述问题而完成的，其目的在于获得一种能容易维护、并且能正确控制粒子射线的轨道的切割电磁铁及粒子射线治疗装置。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的切割电磁铁的特征在于，包括：磁轭，该磁轭呈弧状，具有在外周侧形成开口并沿周向延伸的空隙部，并且该磁轭构成为能在轴向上的大致中央部进行分割；切割线圈，该切割线圈设置在所述空隙部内的径向的外侧，且有电流沿周向的一个方向流过；回程线圈，该回程线圈以隔着规定间隔与所述切割线圈相对的方式设置在所述空隙部内的所述径向的内侧，且有与所述切割线圈反向的电流流过；以及真空管道，该真空管道设置在所述切割线圈和所述回程线圈之间，所述切割线圈形成为能与所述磁轭的分割相对应地分离成第一部分和第二部分，并且，在所述切割线圈和所述真空管道之间设有辅助线圈，在该辅助线圈的与所述切割线圈的第一部分和第二部分对应的部分中有所述周向上的彼此反向的电流流过。

发明效果

根据本发明的切割电磁铁，在切割线圈和真空管道之间设有辅助线圈，该辅助线圈中对应于与磁轭一并分割的切割线圈而有彼此反向的电流流过，因此，能有效抑制切割线圈内的偏移所造成的斜磁场，从而可获得能容易进行维护、并且能正确控制粒子射线的轨道的切割电磁铁及粒子射线治疗装置。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施方式1所涉及的切割电磁铁的结构的俯视图、剖视图及表示维护时能分离的零件的剖视图。

图2是用于说明本发明的实施方式1所涉及的切割电磁铁的结构的各线圈和驱动电源之间的布线图。

图3是用于说明本发明的实施方式1所涉及的切割电磁铁的动作的、表示真空管道内的与粒子射线轨道垂直的面内的磁场分量的剖视示意图。

图4是用于说明本发明的实施方式1所涉及的切割电磁铁的动作的、表示真空管道内的与粒子射线轨道垂直的面内的磁场分布的剖视示意图。