具体实施方式

以下，参考附图对本发明所涉及的磁通道及回旋加速器的实施方式进行详细说明。在本实施方式的回旋加速器1中，视为带电粒子的螺旋状的旋绕轨道B处于水平面上。应予说明，本发明的回旋加速器的旋绕轨道B也可以配置在铅垂面上。

如图1所示，回旋加速器1具有真空容器3、Dee电极5A、5B、静电致偏板90及磁通道9。真空容器3为用于将带电粒子的加速空间保持在高真空状态的容器。真空容器3内设置有用于形成粒子加速所需的磁场的一对磁极21、23。磁极21、23在俯视下呈圆形，相对于加速平面即正中面呈上下面对称的形状。并且，磁极21、23被配置成夹着带电粒子的旋绕轨道B而在上下方向(与图1的纸面正交的方向)上相面对。磁极21、23各自的周围分别配置有线圈，在磁极21与磁极23之间产生磁场。

图2是仅示意地表示磁极21、23的立体图。如图所示，磁极21、23呈圆柱状。以下使用的术语“径向”及“周向”表示从图1的方向观察的磁极21、23的轮廓形状，即圆的径向及周向。磁极21的上表面上沿周向交替排列形成有螺旋状弯曲的4个凸部21a和4个凹部21b。并且，磁极23的下表面上也沿周向交替排列形成有螺旋状弯曲的4个凸部23a和4个凹部23b。凸部21a和凸部23a、凹部21b和凹部23b彼此以相对于正中面成为面对称的方式隔开间隙而配置。

应予说明，在此，磁极21、23的凸部21a、23a是指向正中面突出的部分，凹部21b、23b是指以远离正中面的方式凹陷的部分。并且，正中面是指供带电粒子束加速行进的旋绕轨道B所处的平面。严格而言，带电粒子束在磁极21、23相对置的方向(图2中的上下方向)上一边振动一边行进，因此取振动的带电粒子束的、磁极21、23相对置的方向上的位置的大致中值的平面成为正中面。应予说明，凸部21a、23a及凹部21b、23b的形状并不限于如上所述的螺旋状弯曲的形状，也可以为扇形。

磁极21与磁极23之间形成有被凸部21a和凸部23a包夹的窄间隙的峰区域25h及被凹部21b和凹部23b包夹的宽间隙即谷区域25v。磁极21、23的对称面上形成有带电粒子的螺旋状的旋绕轨道B。

DEE电极5A、5B为产生用于在真空容器3的内部对带电粒子进行加速的电场的电极。DEE电极5A、5B的双方均配置在谷区域25v，且配置成彼此在径向上对置。DEE电极5A、5B形成为在俯视下沿着谷区域25v的形状的形状。磁极21的中心部配置有使从设置在回旋加速器1的外部或内部的离子源(未图示)传送过来的带电粒子偏转并传送至正中面上的偏转器11。但是，在内部离子源的情况下，带电粒子出现在正中面上，因此不设置偏转器11。

静电致偏板90具有使在磁场中在旋绕轨道B上旋绕的带电粒子偏转并向引出轨道F引出的功能。作为磁通道9，设置有磁通道9A、9B及反磁通道9C、9D这4个磁通道。

磁通道9A、9B具有根据规定的磁场梯度而使带电粒子线在水平方向上聚焦的功能和减弱平均磁场本身而使带电粒子线向引出轨道F引导并转移的功能这两个功能。应予说明，作为磁通道9A、9B使带电粒子线聚焦的方向的上述“水平方向”是指大致径向，更严格而言，是指与带电粒子线的行进方向正交的方向且是与磁极21、23的对置方向正交的方向。在俯视下，磁通道9A配置在与旋绕轨道B的最外周部对应的位置。磁通道9B在带电粒子的旋绕轨道B上从磁通道9A向下游侧分离设置。在俯视下，磁通道9B位于磁极21、23的外侧。

反磁通道9C相对于磁通道9A配置在以磁极21的中心位置(例如偏转器11的位置)为基准大致对称的位置。同样地，反磁通道9D相对于磁通道9B配置在以磁极21的中心位置为基准大致对称的位置。通过如上所述相对于磁通道9A、9B设置反磁通道9C、9D，可确保旋绕轨道B的磁场的双重对称性(two-fold symmetry)。

在回旋加速器1中，通过在磁极21与磁极23之间产生磁场，并且对DEE电极5A、5B施加高频电压，带电粒子在被加速的同时在正中面上的螺旋状的旋绕轨道B上行进。到达磁极21、23的外周部的位置的带电粒子通过静电致偏板90离开旋绕轨道，进而穿过磁通道9A、9B的导入间隙而反复偏转和聚焦，通过射束引出通道向外部引出而射出。

接着，对磁通道9A、9B及反磁通道9C、9D的结构进行说明。应予说明，这4个磁通道9的结构彼此相同，因此以下对磁通道9B进行说明，并省略重复说明。

图3是表示磁通道9B的主要部分的立体图。如图3所示，磁通道9B具备弯曲的内周侧磁性部件40和位于比内周侧磁性部件40更靠外周侧的位置且与内周侧磁性部件40相同地弯曲的外周侧磁性部件50。外周侧磁性部件50由在上下方向上排列的两条磁性部件50a、50b构成。形成在上述内周侧磁性部件40与外周侧磁性部件50之间的弯曲的间隙G为带电粒子线的通道。根据这样的内周侧磁性部件40及外周侧磁性部件50，构成使穿过间隙G的带电粒子线在径向聚焦的聚焦类型(Radial focusing type)的磁通道。内周侧磁性部件40及外周侧磁性部件50例如由纯铁、钴铁等磁性材料构成。应予说明，实际上，磁通道9B包括支承内周侧磁性部件40及外周侧磁性部件50的支承结构体、用于冷却它们的冷却介质流动路径等，但省略它们的图示及说明。

磁通道9A、9B及反磁通道9C、9D需要接收由磁极21、23形成的主磁场来精确地产生规定的磁梯度。因此，要求精确地(例如，误差0.1mm以内)定位磁通道9A、9B及反磁通道9C、9D相对于磁极21、23的位置。因此，在回旋加速器1中，磁通道9A、9B及反磁通道9C、9D中的至少1个采用用于精确地定位相对于磁极21、23的位置的设置结构。在本实施方式中，对磁通道9B及反磁通道9D这两个采用了上述设置结构。

以下，对磁通道9B及反磁通道9D所采用的上述设置结构进行说明。应予说明，两者的设置结构彼此相同，因此以下对磁通道9B进行设置结构的说明，并省略重复说明。图4是表示配置有磁通道9B的磁极21的外周侧的端部的俯视图。在图4中，省略了磁通道9B的详细的部位描述，主要仅图示了轮廓。

在回旋加速器1中，包括磁通道9B的磁通道部61安装在磁极21上且被其支承。具体而言，如图4所示，磁通道部61安装在呈圆柱面的磁极21的外周侧面22上。磁通道部61具备安装在外周侧面22上的SUS板63和设置在SUS板63的上表面上的磁通道9B。

并且，为了进行磁通道9B相对于磁极21的定位及位置调整，磁通道部61具备如下机构。在以下说明中，设想在俯视下以磁极21的中心位置为原点的Rθ极坐标系，并将径向设为“R方向”，将周向设为“θ方向”。

θ定位部件65(周向定位部)以向磁极21侧突出的方式安装在SUS板63的上表面上。通过使该θ定位部件65紧贴在磁极21的外周部的规定的位置(例如，磁极21的扇形侧面)来精确地定位SUS板63相对于磁极21的相对的θ位置。并且，设置有在上下方向(与图4的纸面正交的方向)上一并贯穿磁通道9B和SUS板63的销67。该销67在θ方向上与磁通道9B和SUS板63精确地嵌合。由此，精确地定位磁通道9B相对于SUS板63的相对的θ位置。由此，精确地定位磁通道9B相对于磁极21的相对的θ位置。

形成在SUS板63上的销67的贯穿孔为沿R方向延伸的长孔63a，磁通道9B相对于SUS板63的相对的R位置并不受销67的限制。SUS板63的上表面上固定有引导件69，引导件69上螺合有沿大致R方向延伸的螺钉71，螺钉71的前端与销67的侧面抵接。若旋转螺钉71，则销67跟随螺钉71的前端且被长孔63a引导而与整个磁通道9B一并向R方向移动。通过这样的机构，能够使磁通道9B仅向R方向细微移动。

而且，为了进行磁通道9B相对于磁极21的相对的R方向的定位，在磁通道9B上的2个部位设置有R定位部73、75(径向定位部)。R定位部73、75沿θ方向排列，上述销67存在于R定位部73、75之间。R定位部73具备从磁通道9B朝向磁极21侧沿R方向突出的棒材77。棒材77的前端与磁极21的外周侧面22抵接。通过旋转与棒材77卡合的螺帽79，能够调整棒材77的突出量。应予说明，通过紧固螺帽81，能够固定棒材77的突出量。R定位部75也具备与R定位部73相同的上述结构。如上所述，通过调整R定位部73、75中的棒材77的突出量而使各棒材77的前端与磁极21的外周侧面22抵接，可精确地定位磁通道9B相对于磁极21的相对的R位置。

并且，能够分别单独调整R定位部73、75中的各棒材77的突出量，因此例如也能够对以销67的位置为中心的磁通道9B的Rθ平面内的旋转方向上的位置进行精确的定位及位置调整。

接着，对回旋加速器1的作用效果进行说明。认为，假设在如上述专利文献1中记载那样采用了经由设置在加速空间的外侧的位置调整机构来保持磁通道的方式的情况下，例如由于位置调整机构的各部位的位置误差累积，因此是无法获得足够的磁通道相对于磁极的相对位置精确度的。相对于此，在回旋加速器1中，磁通道部61安装在磁极21上，因此能够直接定位磁通道9B相对于磁极21的相对位置(R位置、θ位置)，其结果，能够精确地进行定位。

并且，考虑假设磁通道9B被真空容器3的框体保持的情况。如上所述，为了使带电粒子的加速空间成为高真空状态，真空容器3内被真空抽气。这样一来，真空容器3的框体因真空抽气而歪曲，被框体保持的磁通道9B的位置精确度也受到影响。相对于此，在回旋加速器1中，磁通道部61安装在磁极21上。并且，与真空容器3的框体相比，磁极21的刚性极高，真空抽气导致的歪曲等极小。因此，在使用回旋加速器1时，也能够维持磁通道9B的高位置精确度。

以上述实施方式为首，本发明能够以根据本领域技术人员的知识来施以各种变更、改进的各种方式实施。并且，也能够利用上述实施方式中记载的技术事项来构成变形例。也可以适当组合使用各实施方式的结构。例如，磁通道部61也可以安装在磁极23上，而不是磁极21。