4 rod rfq accelerator rfq electrode of

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４ロッドＲＦＱ電極の形状の改良に関する。 ４ロッドＲＦＱ電極は高エネルギーイオン注入装置の高エネルギーイオン加速管などに用いられる。 またその他の実験用、医療用イオン加速器にも用いられることがある。 ＲＦＱというのはイオンの線形加速器の一つである。 荷電粒子の加速器はサイクロトロンのようにビームを円運動させて加速するような円形加速器と、直線運動させながら加速する線形加速器がある。

【０００２】線形加速器の場合＜有孔電極間に直流の大電圧を印加してイオンを加速するというのが原理である。 その場合加速エネルギーをｑＶとすれば高電圧Ｖを発生する直流電源が必要である。 数ＭｅＶの加速をするにはＭＶ級の高電圧の電源が要る。 電源部分だけでも巨大になるし、ビームの通る真空容器も大きい容積を必要とする。 このような装置は巨大でしかも高価な装置にならざるを得ない。

【０００３】しかし近年半導体産業においても、数Ｍｅ
Ｖの高エネルギーでイオン注入をしたいという要望が強くなってきている。 生産のために数ＭｅＶのイオン加速をするとなるとコストを無視した大型装置では役に立たない。 より小型で高エネルギーまで加速できる新規な加速器が希求される。

【０００４】ＲＦＱというのは比較的新しい線形加速器の一つである。 ４本の電極を正方形の頂点に該当する位置に配置し対角線上の電極を接続し、隣接電極間には高周波電圧が励起するように構成されている。 つまり４つの電極が四重極を形成する。 そして高周波（radio-freq
uency ）を隣接電極間に加える。 直流の大電圧をビ−ム進行方向に離隔した電極間に与えるのではなく、平行な４本の電極間に高周波を励起する。 高周波を４重極電極に印加するので、radio-frequency quadrapole（高周波四重極）を縮めてＲＦＱというのである。 棒状の電極Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを平行に配置するから４ロッドという。
４ロッドであるから四重極を形成できるのであって、４
ロッドと四重極（Ｑ）とは同義を反復している嫌いがあるがそのような言い方をするのが最も正確である。

【０００５】これは初め１９７０年にカプチンスキーとテプリヤコフによって提案されたものである。 I. Kapch
inskii and V. Teplyakov, Pub.Tekh, Eksp.2 (1970) p
19.しかし彼らは可能性を示しただけでその原理を実証できなかった。 １９８１年にロスアラモスの研究者達が実験器を作って加速が可能であることを初めて実証した。 JE Stovall, KR Crandall and RW Hamm,
IEEE Trans. Nucl.Sci,NS-28(1981)p1508.

【０００６】ビ−ム軸進行方向（ｚ方向）に直角な面にある正方形ＡＢＣＤの頂点の位置に４本の電極を配し、
ポストという部材によって対角線上にあるＡとＣを繋ぎ、他の対角線上にあるＢとＤを繋ぐ。 ＡＣとＢＤ間に高周波電圧を励起させるが、それだけでは線形加速器にはならない。

【０００７】それぞれの電極棒の長さ方向に山と谷（凹凸）を形成する。 一つの電極の山の位置に、隣接する電極の谷が対応し、一つの電極の谷の位置に隣接電極の山が対応するように並べると、ビ−ム進行方向に加速電場を形成することができる。 電極の山谷あるいは谷山の周期をセルという。

【０００８】そして、イオンが１セルの距離ｗを走行する時間ｗ／ｖと高周波の半周期Ｔ／２が等しくなるようにする。 つまり高周波の波長をλとすると、ｗ＝ｖＴ／
２＝（ｖ／ｃ）（ｃＴ／２）＝βλ／２である。 このように山の間隔を決めると、イオンはｚ方向の加速電界が交番するごとに１セルを通過することになる。 従ってイオンは１セル毎に電界を受け加速される。 このようにイオンの進行と高周波の交代が同期しているので線形加速器として機能する。 イオンが加速されるとｖが大きくなりβ＝ｖ／ｃも大きくなるから、セルの長さも電極長手方向に沿って少しずつ延びるように設計する。

【０００９】リニアックのように直流の高電圧をビ−ム進行方向に離れた電極間に印加することにより、直流加速するものとは全く違う原理によって、イオンを加速する。 電極の方向も違うし、加速電圧も直流ではなくで高周波である。 直線上に沿った軌跡で加速するので線形（linear）加速器のカテゴリ−に含まれるが在来のものとは大きく異なる。

【００１０】イオンビ−ムは間欠的に加速することもある。 イオンビ−ムが加速されている時間を１周期で割ったものをデューティという。 発熱が著しいので初期はデューティの低いもので試みられた。 しかし大電流のイオンビ−ムが欲しいのでデューティをより高くするという要望が強い。 従って連続（ＣＷ）運転も望まれる。

【００１１】４ロッドＲＦＱ加速器は様々の利点を持っている。 まず大型の高電圧直流の電源を不要とする。 そうではなくて小型の高周波電源を用いる。 電源部分の容積が小さくなる。 また加速管の寸法を小さくできる。

【００１２】従来４つの電極の山の頂点の距離は極めて狭いもので、電極間の半径Ｒ ₁は４ｍｍ程度であった。
このように電極間隔が狭くて、これを囲む円筒上の真空容器も十分に小さいものであった。 例えば真空容器は直径６００ｍｍ程度の小さなものであって良い。 これはビ−ム軸直交方向の寸法が小さいということである。

【００１３】それだけでなくてビ−ム軸の方向にも短くて良い。 例えば容器の長さは２ｍ〜３ｍの程度で良い。
電源の点でも真空容器の点でも極めて魅力的な装置であって、在来の直流型の線形加速器と違って生産現場において実用的な加速器を提供できる可能性がある。

【００１４】

【従来の技術】本発明は４ロッドＲＦＱ加速器のうちＲ
ＦＱ電極の形状を問題にする。 これは長手方向に延びる４本の電極棒である。 隣合う電極（ＡとＢ、ＢとＣ、Ｃ
とＤ、ＤとＡ）の山谷の位相が１８０°異なるような凹凸のある棒である。 この棒の何箇所かがポストという部材によって支持される。 ポストは機械的な支持と共にタンク内で共振構造を形成する。 また高周波電流が大量に流れるから電極、ポストは強く発熱する。 そのために電極は電気伝導、熱伝導の優れた材料によって作り、内部に冷却水を通すようになっている。 冷却水を十分に流すためには冷却水路が十分太くないといけない。

【００１５】もっとも最初に作られた４ロッドＲＦＱは図１に示すような波型丸棒である。 ４つ同じ棒電極を使うので１本の構造を示す。 断面が円形の棒状金属（銅或いは鉄、アルミ材）全周を、加速するイオン種、入射イオンエネルギー、出射エネルギーなどによって決まる波型形状に加工し、その内部に軸方向に電極冷却用の媒体を流すための穴を空けている。 さらに高周波伝導性の高い金属メッキ（銅、銀、金など）を表面に施している。
反対に穴が空いている金属材料を波型加工しても良い。
これは軸対称の棒であって丸棒を回転させながら旋盤によって波型を簡単に加工できる。 製作容易であるという利点がある。

【００１６】また軸対称なのでポストに取り付ける際に方向を考える必要がなく簡単である。 初期は実験室での研究用に作られたのでパルス的に小電流のイオンビ−ムを加速するデューティの低いものでよかった。 冷却水も少なくてよかったのである。 ところがこのような図１の電極は冷却水路が狭くて高デューティの場合には使えない。 冷却水穴を広くできないからである。 また丸棒に波型を作っているから谷部分が弱く曲がり易い。 冷却水の流れによって機械的振動を生じる。 特に対角線方向への振動があると電界が著しく乱れてイオン加速に問題が生じる場合がある。 またビームが電極に衝突して損耗する。

【００１７】次いで図２に示すようなＲＦＱ電極が作られた。 銅、鉄或いはアルミの角棒に冷水路の穴を穿孔して、ひとつの外面にのみ山谷の波型構造を形成している。 これは本発明者がかつて発明したＲＦＱ電極である。 対向電極間に電界の波を作り出す事ができればいいのであるから、山谷構造は一面だけにあれば良い。 冷却水路の径をより大きくできる。 さらに角材であるから高さ方向の剛性が強く曲がり難い、堅牢であるという利点がある。 この４ロッド電極を使ってかなりデューティの高いイオンビ−ム加速を行うことができる。

【００１８】しかし電極間ギャップ２Ｒ ₁が狭いとイオンビ−ムが４ロッド電極間に入りにい。 イオン源から出たビームを例えば１ｍｍ径に絞って質量分析マグネットに通すとする。 １ｍｍのスリットを通してから４ロッド電極に入れるとしてもビームには広がり角があるので入りにくい。 ４ロッド電極間への入れ易さをアクセプタンスという。 電極間が８ｍｍと狭いとアクセプタンセが低くビームを入れにくい。 しかも一旦電極間に入れてもビームは広がるので電極に衝突し易い。 衝突するとビーム損失になる。

【００１９】次に電極高さＨを問題にする。 電極高さＨ
は一つの電極の山の部分から反対側の底面までの距離として定義する。 Ｈｅ ⁺イオンを加速するために、１００
ＭＨｚの高周波を印加するＲＦＱ電極の場合、従来は電極高さＨが２１ｍｍであった。 これもまた問題がないとは言い切れない。 高周波の周波数が違うとセルの長さ（βλ／２）が短くなるし、最適の電極高さＨもそれに比例して小さくなる。 であるからＨは周波数との関連で最適値を定義すべきである。

【００２０】図２のＲＦＱ電極は長手方向に一様な波型形状をしており、取り付けの為の機構を持っていない。
それでポストという支持部材に鑞づけして固定する。 図３にそのような鑞付けの４ロッドＲＦＱ線形加速器の概略の構造を示す。 正方形ＡＢＣＤに当たる位置に４ロッド電極が取り付けられる。 垂直の板であるポストは２種類あって、一つはＡ、Ｂ電極が鑞付けされる。 もう一つはＢ、Ｄ電極が鑞付けされる。 ポストは電極Ａ、Ｃあるいは電極Ｂ、Ｄを結合している。 ポストを垂直に支持し、長手方向に延びる長い板をベースという。 高周波がポスト間に印加される。 図示していないが冷却水のパイプもベース、ポストの近傍の設けられる。 電極の対向面に波があるが、ここでは図示を省略している。 これらはＲＦＱ電極の主要部だけを示している。 実際には４ロッド電極、ポスト、ベースを囲む円筒形の真空容器がある。 真空容器はできるだけ小さい方がコストやスペースの点で望ましい。 しかしあまりに小さいと高周波電流が大量に流れ、電力損失が大きくなる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】４ロッドＲＦＱ電極の一部或いは全体の形状を最適化し、ＲＦＱ加速管の電力効率がよく、イオンビ−ムが入り易くアクセプタンスが高い、機械的強度に優れた、冷却効率のよいＲＦＱ電極を提供することが本発明の目的である。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の４ロッドＲＦＱ
電極は、４本の等価な長手方向に延びる電極を正方形の頂点の位置に固定し、対角線上の電極対をポストで結合し、隣接電極間には高周波電圧を励起し、４本の電極間にイオンビ−ムを導入し高周波電界によってイオンビ−
ムを加速するようにした４ロッドＲＦＱ加速管に用いられる電極であって、それぞれの棒状電極は長手方向に冷却水路が穿たれ、隣り合う電極間で山と谷が対向するように配置された構造を持ち、４つの電極が囲むビーム通過空間の半径Ｒ ₁が５ｍｍ〜９ｍｍであり、山の軸直交方向の曲率Ｒ ₂が５ｍｍ〜９ｍｍであり、山の頂点から底面までの高さＨをビーム通過空間の半径Ｒ ₁で割った値Ｈ／Ｒ ₁が４〜６である。

【００２３】

【発明の実施の形態】ＲＦＱ電極に関し、３次元動電磁場解析コードを使い、上記効率が改善できるパラメータを見つけ、冷却能力、機械強度、組立易さなどを考慮に入れ最適化した。 図４に本発明の４ロッドを使った加速器の４ロッドＲＦＱ電極の投影図を示す。 大きい円が真空容器の大きさを示している。 真空容器の内部に４ロッド電極、ポスト、ベースなどが置かれている。 中央の４
弁の花のような影は、４ロッド電極の投影である。 斜面を持つ４角形板はポストの投影である。 対角線上の二つの電極を接続している有り様が良く分かる。

【００２４】空間を縦横に等間隔に並ぶ格子に分割し格子点での磁場の強度を示している。 矢印は磁場の方向を示し、丸の大きさは磁場の強度を示す。 ×の記号は磁場が紙面に入って行く方向の磁場を表す。 ポストには大電流が流れるのでポストを回る強い磁場が形成される。 外側の真空容器の近傍でもかなりの強さの磁場がある。 これと直交する方向に電界が生じ、これが高周波電流を容器に発生させる。 だから容器を余り小さくできない。

【００２５】図５は上記コードの計算結果の一部を示すものである。 ４ロッドと、これらの対角線上の二つの電極を支持するポストなどが図示されている。 ベースや真空容器は省かれている。 磁場の大きさと方向を多角錐（コーン）によって示している。 ポスト回りに磁場が生じるが、隣接ポスト間で磁場の回る方向が反対になる。
磁場の強度はポストによって異なる。 コーンは１０１Ｍ
ＨｚのＲＦＱモードで加速管を励振した時のある時間の磁界の大きさと方向を示すものである。 ポスト間の間隔をユニットという。 この場合一つの加速管は３つのユニットから成っている。 高周波の周波数が違っても磁場の様子は同様である。 しかしセルの長さも最適の電極寸法も加速するイオン、周波数などによって異なる。

【００２６】図７と図８によって本発明のＲＦＱ電極の形状パラメータを説明する。 図７は長手方向と直角な方向の電極断面図である。 図８は一部分の側面図である。
ＲＦＱ電極１は長手方向（ｚ軸方向）に延びる銅、鉄、
アルミなど伝導性に優れた金属の棒である。 断面図形状は五角形に近い。 長手方向に半径Ｒ ₃の冷却水路２が穿孔されている。 ビーム通過空間９に近い部分は山３と谷８が交代するような波型の稜線が形成されている。 山３、谷８から６０度の傾斜面４、４が連続しこれが平行な側面５、５に続いている。 平行側面５、５に対して底面６が直交している。 図７はビームが通過する軸１０
（ｚ軸）と直角な面での断面であるが、実際には山３の前方には他の３つの電極の山が対向している。

【００２７】一点鎖線で描いた円がビーム通過空間９である。 これと直交軸ｘ，ｙとの交点に他の電極の山が位置している。 ４つの山によって囲まれる空間は円ではないが、４つの山の内接円としてビーム通過空間９を定義する。 内接円半径Ｒ ₁によってビーム通過空間９の半径とする。 これが狭いと電界が高くなり電力効率が良い。
しかしイオン源、質量分析マグネットを経たビームをビーム通過空間９へ入れる事が難しい。 ビームの入れ易さをアクセプタンスという。 Ｒ ₁が小さいとアクセプタンスが小さく、Ｒ ₁が大きいとアクセプタンスが大きい。
ＲＦＱ加速管の電力効率はその反対の関係にある。

【００２８】電極１の幅をＷとする。 山の頂点から底面までの距離を電極高さＨとする。 Ｈはシャントインピーダンスに関係する。 本発明のＲＦＱ電極は長手方向に一様でなく、いくつかの張り出し部分を底面に形成し取り付け部分７としている。 張り出し取り付け部７にはボルト穴１１を穿設している。 ポストの螺穴へボルトによって電極１を直接に固定する。 電極１の取り付け部側面がポストに直接に接触するから電気伝導、熱伝導が良い。

【００２９】いくつかの条件を勘案して最適のＲＦＱ形状を決める。 まず投入電力の問題がある。 できるだけ小さい電力でイオンビ−ムを加速できるようにしたい。 これが電極高さＨに関係するということが本発明である。
どのように関係するのか？ 必要な電圧を得るための電力が如何ほどか？ ということはシャントインピーダンスによって決まる。 図６は１０１ＭＨｚの高周波によって４
ロッドＲＦＱ電極に加速電界を発生させたときの電極高さＨに対するシャントインピーダンス（対投入電力電極間電圧発生効率を示す）とＱ値（加速管の電力ロスに反比例する）をプロットしたものである。

【００３０】シミュレーションは４点で行った。 その他の点では計算していないので４点の間は単に内挿によっている。 電極高さが２７ｍｍでシャントインピーダンスは１２０ｋΩ、Ｑ値は６０００である。 電極高さＨが２
１ｍｍでシャントインピーダンスが１４４ｋΩ、Ｑ値が６８００である。 電極高さＨが１７ｍｍでシャントインピーダンスが１６２ｋΩ、Ｑ値が７０５０である。 電極高さＨが１４でシャントインピーダンスが１７６ｋΩ、
Ｑが７２００である。 一般に電極の高さＨが低い程シャントインピーダンスが大きく、Ｑが大きくなることが分かる。

【００３１】高周波が１０１ＭＨｚの場合、従来の電極の高さＨは２１ｍｍであった。 本発者は２１ｍｍよりも１４ｍｍにした方が電力損失を少なくできることに気づいた。 Ｈ＝２１ｍｍでシャントインピーダンスが１４４
ｋΩ、Ｈ＝１４ｍｍでシャントインピーダンスが１７６
ｋΩであるから約２２％高くなる。 すると投入電力はそれに応じて低減することができる。 シャントインピーダンスと投入電力の間には次の関係がある。

【００３２】

【数１】

【００３３】同じ電極間電圧を与えるという条件で、投入電力とシャントインピーダンスは反比例する。 シャントインピーダンスが１．２２倍になれば、同じ電圧を得るために必要な電力は０．８２で良い。 従って電極高さＨを１４ｍｍにすれば、従来例（Ｈ＝２１ｍｍ）に比較して８２％の電力で同じ電極間電圧を発生させることができる。 但し、実際にＨ＝１４ｍｍとすることは難しい。 ポストへの固定代の問題もある。 投入電力だけの観点からは決められない。

【００３４】ところがこれは高周波が１０１ＭＨｚの場合の好適なＨの範囲である。 高周波周波数がより低いと、好適な電極高さＨは周波数に反比例するので、上記の計算が指針を与えることがある。 Ｈｅ ⁺のように軽いイオンを加速する場合は高い周波数によって加速できるが、Ｂ ⁺のようにより重いイオンを加速する場合は、より低い周波数が用いられる。

【００３５】それでＢ ⁺などを加速する場合は、その１
／３の３３ＭＨｚの高周波を使う。 １０１ＭＨｚで電力消費の点から１４ｍｍの電極高さが最適であるということであれば、これを３３ＭＨｚに引き直すと、その３倍のＨ＝４２ｍｍが最適の電極高さということになる。 ４
２ｍｍあれば機械的強度も十分であるしポストへの取り付けも問題がない。

【００３６】しかし３３ＭＨｚで従来は電極高さが６３
ｍｍであったということではない。 これまで重いＢ ⁺を３３ＭＨｚで加速した例はなく、軽いＨｅ ⁺を１０１Ｍ
Ｈｚ（Ｈ＝２１ｍｍ）で加速した例がある、というだけのことである。 本発明はＳｉ半導体においてドーパントとしてＢ、Ｐ、Ａｓなどのイオンをイオン注入することを前提にしており、比較的低い高周波が選ばれる。 これまで研究室で行われたＨｅ ⁺の加速などとはかなり相貌が異なる。

【００３７】次に問題にすべき事はビームが通過する空間、つまり対向電極の山−山間距離である。 ビーム通過空間は内接円の半径Ｒ ₁によって定義される。 直径は２
Ｒ ₁である。 長手方向（ｚ方向）の電界を強く取るため従来は２Ｒ ₁ ＝８ｍｍであった。 これは電力効率はいいのであるが、アクセプタンスが小さい。 つまりイオン源−質量分析マグネットを経てきたイオンビ−ムのコミッタンスがＲＦＱのアクセプタンスより大きい。 そこで本発明では２Ｒ ₁ ＝１６ｍｍと倍増する。

【００３８】さらに電極の山のｘ方向の曲率（長手方向に直角断面での曲率）も問題である。 これは曲率よりもその逆数である曲率半径Ｒ ₂によって表現する。 Ｒ ₂が大きいとアクセプタンスが良いが電力効率が悪い。 小さいとアクセプタンスが悪く電力効率が良い。 アクセプタンスと電力効率の両方の点から最適なＲ ₁ 、Ｒ ₂の値は共に５ｍｍ〜９ｍｍである。 これもＢ、Ｐ、Ａｓなどを加速する場合である。

【００３９】

【表１】

【００４０】先ほど、１０１ＭＨｚの時に電極高さＨが１４ｍｍが好ましい値であるということを述べた。 それでは周波数の関数となり分かり難いので、ビーム通過空間の半径２Ｒ ₁の倍数として、最適電極高さＨの範囲を定義する。 Ｈ／Ｒ ₁は４〜６が良い。 最適値は５である。 これより小さいと機械的強度が低下するし冷却能率も悪い。 これより大きいと電力効率が悪い。 総合的な評価としてはＨ／Ｒ ₁ ＝４〜６が良い。

【００４１】

【表２】

【００４２】結局、Ｒ ₁ 、Ｒ ₂が５ｍｍ〜９ｍｍ、Ｈ／
Ｒ ₁が４〜６というのが最も総合的な評価が高い。 アクセプタンスというのは４ロッドＲＦＱ加速管にビームが入って行く容易さを示す指標である。

【００４３】

【実施例】シミュレーションモデルは共振周波数１００
ＭＨｚで行った。 半導体のドーパントとしてよく使われるボロンやリンを加速するためには、その１／３の周波数、３３ＭＨｚ程度で運転させる必要がある。 図７、図８に電極パラメータＲ ₁ 、Ｒ ₂ 、Ｒ ₃ 、Ｗ、Ｈの定義を示す。 次に３３ＭＨｚで駆動する場合の最適のＲＦＱ電極寸法を示す。 Ｒ ₁ ＝０．８ｃｍ＝８ｍｍ Ｒ ₂ ＝０．８ｃｍ＝８ｍｍ Ｒ ₃ ＝０．８ｃｍ＝８ｍｍ Ｗ ＝２．４ｃｍ＝２４ｍｍ Ｈ ＝４．２ｃｍ＝４２ｍｍ

【００４４】Ｈを小さくするとシャントインピーダンスは上がるが、冷却水路の断面を大きく取ることができなくなり冷却能力が不足する。 また機械強度も不足し、電極が振動するという問題も起こり易くなる。 現実にはＨ
はＲ ₁のおよそ５倍程度にするのが良い。 そうすれば冷却能力を損なう事なくシャントインピーダンスも大きく取ることができる。

【００４５】一様な形状ではなくてポストに取り付ける部分は底部をさらに膨らませている。 取り付け部分は電極高さが局所的にＨ'になっている。 Ｈ'＞Ｈ。 この膨らんだ部分にボルト穴が穿孔される。 ボルトによって取り付け部がポストに固定される。 電極の一部の側面が直接にポストに接触している。 電気的に機械的にポストとの接触が緊密になる。 放熱の点でも有利である。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、４ロッドＲＦＱ電極の一部或いは全体の形状を最適化し、ＲＦＱ加速管に投入する電力をより小さくし、アクセプタンスを高めイオンビ−ムをより入り易くし、機械的強度に優れ、冷却効率のよいＲＦＱ電極を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】長手方向に穴を持つ円形断面図のパイプに波型を回転対称になるように形成したもっとも初期のＲＦＱ
電極の概略斜視図。

【図２】角型断面の金属棒に長手方向の冷却水路を穿ち一面に山谷の交代する波型を形成した本発明者がかつて発明したＲＦＱ電極の概略斜視図。

【図３】４ロッドＲＦＱ線形加速管の概略斜視図。

【図４】４ロッドＲＦＱ電極の三次元動電磁場解析コードによるシミュレーション結果を示す投影図。 ポスト部断面の磁場は、上部で弱く、下部で強くなっている。

【図５】三次元動電磁場解析コードによる、４本のロッド電極を４本のポストで支える構造の４ロッドＲＦＱ電極のシミュレーション結果を示す図。 コーンは磁場の強度と方向を示す。 ＲＦＱモードでは磁場はポストをとりまくように分布しているのが分かる。 外側の容器は図示しない。

【図６】１０１ＭＨｚの高周波を印加して作動する４ロッドＲＦＱ加速管において、４ロッドＲＦＱ電極の高さＨに対する、シャントインピーダンス、Ｑ値のシミュレーション結果を示す図。 加速管の電力効率は電極高さに反比例して上昇する。 そしてこの効果はＱ値が改善されたことによる結果であることが分かる。

【図７】本発明が提案するＲＦＱ電極の軸垂直方向の断面図。 Ｒ ₁はビーム通過空間の半径、Ｒ ₂は電極の山の部分の軸垂直方向の曲率半径、Ｒ ₃は冷却水通路の半径、Ｗは電極の厚み、Ｈは（電極の山の頂点から底面までの距離）電極高さ、Ｈ'は山の頂点から底面から張り出した取り付け部までの距離。

【図８】本発明に係るＲＦＱ電極の一部の側面図。 張り出し取り付け部にはボルト穴が穿たれている。

【符号の説明】

１ ＲＦＱ電極 ２ 冷却水路 ３ 山 ４ 傾斜面 ５ 側面 ６ 底面 ７ 張り出し取り付け部 ８ 谷 ９ ビーム通過空間 １０ ビーム通過軸 １１ ボルト穴

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