特許 6579372 超伝導加速器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6579372

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】超伝導加速器

(51)【国際特許分類】

   H05H 7/20 20060101AFI20190912BHJP

【ＦＩ】

   H05H7/20

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-176735(P2015-176735)

(22)【出願日】2015年9月8日

(65)【公開番号】特開2017-54639(P2017-54639A)

(43)【公開日】2017年3月16日

【審査請求日】2018年7月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】309036221

【氏名又は名称】三菱重工機械システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(72)【発明者】

【氏名】柳澤 剛

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１０９２３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３３５３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１２３９９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１９０６７０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｈ ３／００−１５／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子ビームを加速する空間を形成する超伝導加速空洞と、
前記超伝導加速空洞の外周側に配置されて、前記超伝導加速空洞との間に該超伝導加速空洞を冷却する冷媒が充填される冷媒空間を形成する冷媒槽と、
前記冷媒槽に支持されて、運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触するとともに、前記運転準備段階で前記超伝導加速空洞に非接触となるサポート部材と、
を備え、
前記サポート部材は、前記運転準備段階として前記冷媒槽に前記冷媒が充填された際に前記超伝導加速空洞に非接触となり、前記冷媒が充填される前に前記超伝導加速空洞に接触し、
前記サポート部材は、前記冷媒槽を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成され、前記運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触し、前記運転準備段階で前記サポート部材と前記冷媒槽とにおける熱変形量の差異によって前記サポート部材が前記超伝導加速空洞に非接触となる超伝導加速器。

【請求項2】

荷電粒子ビームを加速する空間を形成する超伝導加速空洞と、
前記超伝導加速空洞の外周側に配置されて、前記超伝導加速空洞との間に該超伝導加速空洞を冷却する冷媒が充填される冷媒空間を形成する冷媒槽と、
前記冷媒槽に支持されて、運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触するとともに、前記運転準備段階で前記超伝導加速空洞に非接触となるサポート部材と、
を備え、
前記サポート部材は、前記運転準備段階として前記冷媒槽に前記冷媒が充填された際に前記超伝導加速空洞に非接触となり、前記冷媒が充填される前に前記超伝導加速空洞に接触し、
前記サポート部材は、
前記冷媒槽に支持されて、前記超伝導加速空洞に向かって延びて該超伝導加速空洞に非接触に設けられた支持部と、
前記超伝導加速空洞と前記冷媒槽との間で前記支持部と離間して配置されて、前記運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触するとともに前記運転準備段階で前記超伝導加速空洞に非接触となる接触部と、
前記支持部における前記超伝導加速空洞側の先端部と、前記接触部における前記冷媒槽側の先端部とを接続し、これら前記支持部及び前記接触部よりも熱膨張率が小さな材料によって形成された接続部と、
を有する超伝導加速器。

【請求項3】

荷電粒子ビームを加速する空間を形成する超伝導加速空洞と、
前記超伝導加速空洞の外周側に配置されて、前記超伝導加速空洞との間に該超伝導加速空洞を冷却する冷媒が充填される冷媒空間を形成する冷媒槽と、
前記冷媒槽に支持されて、運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触するとともに、前記運転準備段階で前記超伝導加速空洞に非接触となるサポート部材と、
を備え、
前記サポート部材は、前記運転準備段階として前記冷媒槽に前記冷媒が充填された際に前記超伝導加速空洞に非接触となり、前記冷媒が充填される前に前記超伝導加速空洞に接触し、
前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、
前記サポート部材は、
前記冷媒槽と前記超伝導加速空洞との間に配置されて、前記冷媒槽の内面に対して前記開口する方向にスライド移動可能に設けられた接触部と、
前記接触部を支持するとともに前記蓋部材に支持されて、前記冷媒槽を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成された接続部と、
を有し、
前記接続部は、前記運転準備段階の前に前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させ、前記運転準備段階で前記冷媒槽との熱変形量の差異によって前記接触部を前記冷媒槽に対して相対的にスライド移動させることで前記超伝導加速空洞に非接触とする超伝導加速器。

【請求項4】

荷電粒子ビームを加速する空間を形成する超伝導加速空洞と、
前記超伝導加速空洞の外周側に配置されて、前記超伝導加速空洞との間に該超伝導加速空洞を冷却する冷媒が充填される冷媒空間を形成する冷媒槽と、
前記冷媒槽に支持されて、運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触するとともに、前記運転準備段階で前記超伝導加速空洞に非接触となるサポート部材と、
を備え、
前記サポート部材は、前記運転準備段階として前記冷媒槽に前記冷媒が充填された際に前記超伝導加速空洞に非接触となり、前記冷媒が充填される前に前記超伝導加速空洞に接触し、
前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、
前記サポート部材は、
前記冷媒槽と前記超伝導加速空洞との間に配置された接触部と、
前記冷媒槽に支持されるともに、前記冷媒空間が開口する方向に交差する方向に延びる回動軸線を中心として前記接触部を回動可能に支持する支持部と、
前記回動軸線よりも前記超伝導加速空洞側で前記接触部を支持するとともに前記蓋部材に支持されて、前記冷媒槽を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成され
た接続部と、
を有し、
前記接続部は、前記運転準備段階の前に前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させ、前記運転準備段階で前記冷媒槽との熱変形量の差異によって前記接触部を前記冷媒槽に対して相対的に引っ張ることで前記接触部を回動させて、前記超伝導加速空洞に非接触とする超伝導加速器。

【請求項5】

荷電粒子ビームを加速する空間を形成する超伝導加速空洞と、
前記超伝導加速空洞の外周側に配置されて、前記超伝導加速空洞との間に該超伝導加速空洞を冷却する冷媒が充填される冷媒空間を形成する冷媒槽と、
前記冷媒槽に支持されて、運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触するとともに、前記運転準備段階で前記超伝導加速空洞に非接触となるサポート部材と、
を備え、
前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、
前記サポート部材は、前記運転準備段階として前記蓋部材を前記冷媒槽に取り付ける際に前記蓋部材の取り付け動作に連動して前記超伝導加速空洞に非接触となり、前記蓋部材を取り付ける前に前記超伝導加速空洞に接触し、
前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、
前記サポート部材は、
前記冷媒槽と前記超伝導加速空洞との間に配置されて、前記冷媒槽の内面に対して前記開口する方向にスライド移動可能に設けられた接触部と、
前記蓋部材に支持されて前記開口する方向に延びる操作部と、
を有し、
前記操作部は、前記運転準備段階の前に前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させた状態から、前記運転準備段階で前記接触部を押圧することで前記接触部をスライド移動させて前記超伝導加速空洞に非接触とする超伝導加速器。

【請求項6】

荷電粒子ビームを加速する空間を形成する超伝導加速空洞と、
前記超伝導加速空洞の外周側に配置されて、前記超伝導加速空洞との間に該超伝導加速空洞を冷却する冷媒が充填される冷媒空間を形成する冷媒槽と、
前記冷媒槽に支持されて、運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触するとともに、前記運転準備段階で前記超伝導加速空洞に非接触となるサポート部材と、
を備え、
前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、
前記サポート部材は、前記運転準備段階として前記蓋部材を前記冷媒槽に取り付ける際に前記蓋部材の取り付け動作に連動して前記超伝導加速空洞に非接触となり、前記蓋部材を取り付ける前に前記超伝導加速空洞に接触し、
前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、
前記サポート部材は、
前記冷媒槽と前記超伝導加速空洞との間に配置された接触部と、
前記冷媒槽に支持されるともに、前記冷媒空間が開口する方向に交差する方向に延びる回動軸線を中心として前記接触部を回動可能に支持する支持部と、
前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させる方向に付勢する付勢部と、
前記蓋部材に支持されて前記開口する方向に延びる操作部と、
を有し、
前記操作部は、前記運転準備段階の前に前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させた状態から、前記運転準備段階で前記接触部を押圧することで前記付勢部の付勢力に抗して前記接触部を回動させて前記超伝導加速空洞に非接触とする超伝導加速器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子を加速する超伝導加速器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から超伝導加速空洞を用いて電子や陽子等の荷電粒子を加速する超伝導加速器が知られている。

【0003】

このような超伝導加速器は例えば特許文献１に開示されている。超伝導加速器では、超伝導材料で形成された超伝導加速空洞を冷媒槽によって覆い、液体ヘリウム等の冷媒によって冷却することで電気抵抗が低減され、効率的に荷電粒子の加速が行われる。

【0004】

ところで、超伝導加速器には、超伝導加速空洞内の共振周波数を調整するため、一般に超伝導加速空洞を伸縮させるための装置（チューナ）が設けられている。このチューナによる超伝導加速空洞の伸縮動作を円滑に行うためには、超伝導加速空洞は冷媒槽（ヘリウム槽）の内面等に非接触な状態で、所定の位置に設置されなければならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平７−２４５４２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このように、超伝導加速器を組み立てる際には非常に手間を要し、例えば、冷媒槽内で超伝導加速空洞を支持するサポートや、大掛かりな治具等が必要になるといった問題がある。また仮にサポートを設けた場合、超伝導加速空洞の円滑な伸縮を可能とするためには超伝導加速器を組み立て後にサポートを取り外す必要が生じ、非常に手間を要する。超伝導加速器を分解する際にも同様の問題が生じる。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、組み立ての容易化を図りつつ、運転時には超伝導加速空洞の動作への影響を低減可能な超伝導加速器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様に係る超伝導加速器は、荷電粒子ビームを加速する空間を形成する超伝導加速空洞と、前記超伝導加速空洞の外周側に配置されて、前記超伝導加速空洞との間に該超伝導加速空洞を冷却する冷媒が充填される冷媒空間を形成する冷媒槽と、前記冷媒槽に支持されて、運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触するとともに、前記運転準備段階で前記超伝導加速空洞に非接触となるサポート部材と、を備えている。

【0009】

このような超伝導加速器によれば、サポート部材が運転準備段階の前、即ち超伝導加速器の組み立ての際には、超伝導加速空洞に接触して冷媒槽に超伝導加速空洞を支持することができる。一方で、運転準備段階、即ち、超伝導加速器の運転の準備を行う段階では、サポート部材が超伝導加速空洞に非接触となるため、例えば超伝導加速空洞の動作を妨げることがなくなる。即ち、運転時に超伝導加速空洞の動作を妨げることなく、かつ、超伝導加速空洞を冷媒槽内部に挿入して設置する組み立ての際には、サポート部材が超伝導加速空洞に接触して超伝導加速空洞を支持可能とし、冷媒槽に対する超伝導加速空洞の位置決めを正確に行うことができる。

【0010】

また、本発明の第二の態様に係る超伝導加速器では、上記第一の態様における前記サポート部材は、前記運転準備段階として前記冷媒槽に前記冷媒が充填された際に前記超伝導加速空洞に非接触となり、前記冷媒が充填される前に前記超伝導加速空洞に接触してもよい。

【0011】

運転準備段階で冷媒槽に冷媒が充填されることで、超伝導加速器の運転が可能となる。そして超伝導加速器の運転が可能となった時点では超伝導加速空洞にサポート部材が非接触となるので、運転時に超伝導加速空洞の動作を妨げることない。また運転準備段階の前となる冷媒の充填前、即ち超伝導加速空洞を冷媒槽内部に挿入して設置する組み立ての際には、サポート部材が超伝導加速空洞に接触して超伝導加速空洞を支持可能とし、冷媒槽に対する超伝導加速空洞の位置決めを正確に行うことができる。

【0012】

また、本発明の第三の態様に係る超伝導加速器では、上記第二の態様における前記サポート部材は、前記冷媒槽を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成され、前記運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触し、前記運転準備段階で前記サポート部材と前記冷媒槽とにおける熱変形量の差異によって前記サポート部材が前記超伝導加速空洞に非接触となってもよい。

【0013】

運転準備段階で冷媒槽に冷媒が充填されることで、冷媒槽が収縮し、サポート部材の先端部が超伝導加速空洞に近接しようとするが、サポート部材が冷媒槽よりも熱膨張率の大きな材料を用いていることで、サポート部材の先端部が超伝導加速空洞から離れるようにサポート部材が収縮する。従って、運転準備段階ではサポート部材が超伝導加速空洞に非接触となって、運転時に超伝導加速空洞の動作を妨げることない。また運転準備段階の前となる冷媒の充填前、即ち超伝導加速空洞を冷媒槽内部に挿入して設置する組み立ての際には、サポート部材が超伝導加速空洞に接触して超伝導加速空洞を支持可能とし、冷媒槽に対する超伝導加速空洞の位置決めを正確に行うことができる。さらに、冷媒槽からの冷媒を抜いて分解を行う際にも、サポート部材が超伝導加速空洞に接触してサポート部材によって超伝導加速空洞を支持可能とし、超伝導加速空洞が冷媒槽内で傾く等の位置ズレを起こすことがなくなる。

【0014】

また、本発明の第四の態様に係る超伝導加速器では、上記第二の態様における前記サポート部材は、前記冷媒槽に支持されて、前記超伝導加速空洞に向かって延びて該超伝導加速空洞に非接触に設けられた支持部と、前記超伝導加速空洞と前記冷媒槽との間で、前記支持部と離間して配置されて、前記運転準備段階の前に前記超伝導加速空洞に接触するとともに前記運転準備段階で前記超伝導加速空洞に非接触となる接触部と、前記支持部における前記超伝導加速空洞側の先端部と、前記接触部における前記冷媒槽側の先端部とを接続し、これら前記支持部及び前記接触部よりも熱膨張率が小さな材料によって形成された接続部と、を有している。

【0015】

このようなサポート部材を用いると、運転準備段階で冷媒槽に冷媒が充填された際のサポート部材の収縮量は、支持部及び接触部での収縮量の合計から接続部の収縮量を除いたものとなる。接続部の収縮量が支持部及び接触部に比べて小さければ、サポート部材を、単に冷媒槽と超伝導加速空洞との間に介在される一枚の板状をなす部材とする場合に比べて、冷媒充填時のサポート部材の収縮量を大きくすることができ、運転時にはサポート部材の接触部を十分な距離だけ、超伝導加速空洞から離間させることができる。よって、運転時に超伝導加速空洞の動作を妨げることなく、かつ、運転準備段階の前となる超伝導加速空洞を冷媒槽内部に挿入して設置する組み立ての際には、接触部が超伝導加速空洞に接触してサポート部材によって超伝導加速空洞を支持可能となり、冷媒槽に対する超伝導加速空洞の位置決めを正確に行うことができる。さらに、冷媒槽からの冷媒を抜いて分解を行う際にも、接触部が超伝導加速空洞に接触してサポート部材によって超伝導加速空洞を支持可能とし、超伝導加速空洞が冷媒槽内で傾く等の位置ズレを起こすことがなくなる。

【0016】

また、本発明の第五の態様に係る超伝導加速器では、上記第二の態様における前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、前記サポート部材は、前記冷媒槽と前記超伝導加速空洞との間に配置されて、前記冷媒槽の内面に対して前記開口する方向にスライド移動可能に設けられた接触部と、前記接触部を支持するとともに前記蓋部材に支持されて、前記冷媒槽を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成された接続部と、を有し、前記接続部は、前記運転準備段階の前に前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させ、前記運転準備段階で前記冷媒槽との熱変形量の差異によって前記接触部を前記冷媒槽に対して相対的にスライド移動させることで前記超伝導加速空洞に非接触としてもよい。

【0017】

運転準備段階で冷媒槽に冷媒が充填されることで冷媒槽が収縮し、サポート部材も収縮するが、接続部が冷媒槽を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成されていることで、冷媒槽の収縮量よりもサポート部材の接続部の方が、より収縮量が大きくなる。従って、接続部が接触部を引っ張ることで、冷媒槽に対して超伝導加速空洞から離れるようにして接触部がスライド移動し、接触部が超伝導加速空洞に非接触となる。よって、運転時にはサポート部材の接触部を超伝導加速空洞から離間させることができる。この結果、運転時に超伝導加速空洞の動作を妨げることなく、かつ、運転準備段階の前となる超伝導加速空洞を冷媒槽内部に挿入して設置する組み立ての際には、接触部が超伝導加速空洞に接触してサポート部材によって超伝導加速空洞を支持可能となり、冷媒槽に対する超伝導加速空洞の位置決めを正確に行うことができる。さらに、冷媒槽からの冷媒を抜いて分解を行う際にも、接触部が超伝導加速空洞に接触してサポート部材によって超伝導加速空洞を支持可能とし、超伝導加速空洞が冷媒槽内で傾く等の位置ズレを起こすことがなくなる。

【0018】

また、本発明の第六の態様に係る超伝導加速器では、上記第二の態様における前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、前記サポート部材は、前記冷媒槽と前記超伝導加速空洞との間に配置された接触部と、前記冷媒槽に支持されるともに、前記冷媒空間が開口する方向に交差する方向に延びる回動軸線を中心として前記接触部を回動可能に支持する支持部と、前記回動軸線よりも前記超伝導加速空洞側で前記接触部を支持するとともに前記蓋部材に支持されて、前記冷媒槽を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成された接続部と、を有し、前記接続部は、前記運転準備段階の前に前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させ、前記運転準備段階で前記冷媒槽との熱変形量の差異によって前記接触部を前記冷媒槽に対して相対的に引っ張ることで前記接触部を回動させて、前記超伝導加速空洞に非接触としてもよい。

【0019】

運転準備段階で冷媒槽に冷媒が充填されることで冷媒槽が収縮し、サポート部材も収縮するが、接続部が冷媒槽を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成されていることで、冷媒槽の収縮量よりもサポート部材の接続部の方がより収縮量が大きくなる。従って、接続部が接触部を引っ張ることで回動軸線回りに接触部が回動し、接触部の先端部が超伝導加速空洞から離間するように移動する。この結果、接触部が超伝導加速空洞に非接触となる。よって、運転時にはサポート部材の接触部を超伝導加速空洞から離間させることができる。よって、運転時に超伝導加速空洞の動作を妨げることなく、運転準備段階の前となる超伝導加速空洞を冷媒槽内部に挿入して設置する組み立ての際には、接触部が超伝導加速空洞に接触してサポート部材によって超伝導加速空洞を支持可能となり、冷媒槽に対する超伝導加速空洞の位置決めを正確に行うことができる。さらに、冷媒槽からの冷媒を抜いて分解を行う際にも、接触部が超伝導加速空洞に接触してサポート部材によって超伝導加速空洞を支持可能とし、超伝導加速空洞が冷媒槽内で傾く等の位置ズレを起こすことがなくなる。

【0020】

また、本発明の第七の態様に係る超伝導加速器では、上記第一の態様における前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、前記サポート部材は、前記運転準備段階として前記蓋部材を前記冷媒槽に取り付ける際に前記蓋部材の取り付け動作に連動して前記超伝導加速空洞に非接触となり、前記蓋部材を取り付ける前に前記超伝導加速空洞に接触してもよい。

【0021】

運転準備段階で蓋部材が冷媒槽に取り付けられることで、冷媒を冷媒槽に充填可能となり、超伝導加速器の運転が可能となる。そして超伝導加速器の運転が可能となった時点では超伝導加速空洞にサポート部材が非接触となるので、運転時に超伝導加速空洞の動作を妨げることない。また運転準備段階の前の蓋部材の取り付け前、即ち超伝導加速空洞を冷媒槽内部に挿入して設置する組み立ての際には、サポート部材が超伝導加速空洞に接触して超伝導加速空洞を支持可能となり、冷媒槽に対する超伝導加速空洞の位置決めを正確に行うことができる。

【0022】

また、本発明の第八の態様に係る超伝導加速器では、上記第七の態様における前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、前記サポート部材は、前記冷媒槽と前記超伝導加速空洞との間に配置されて、前記冷媒槽の内面に対して前記開口する方向にスライド移動可能に設けられた接触部と、前記蓋部材に支持されて前記開口する方向に延びる操作部と、を有し、前記操作部は、前記運転準備段階の前に前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させた状態から、前記運転準備段階で前記接触部を押圧することで前記接触部をスライド移動させて前記超伝導加速空洞に非接触としてもよい。

【0023】

運転準備段階で蓋部材が冷媒槽に取り付けられることで、超伝導加速器の運転が可能となる。そして超伝導加速器の運転が可能となった時点では、接触部が接続部によって押圧されることで前記接触部をスライド移動し、接触部が冷媒槽に対して超伝導加速空洞から離れるようにしてスライド移動し、接触部が超伝導加速空洞に非接触となる。よって、運転時に超伝導加速空洞の動作を妨げることなく、かつ、運転準備段階の前となる超伝導加速空洞を冷媒槽内部に挿入して設置する組み立ての際には、接触部が超伝導加速空洞に接触してサポート部材によって超伝導加速空洞を支持可能とし、冷媒槽に対する超伝導加速空洞の位置決めを正確に行うことができる。

【0024】

また、本発明の第九の態様に係る超伝導加速器では、上記第七の態様における前記冷媒槽には、前記荷電粒子ビームの進行方向の端部で前記冷媒空間に形成されて前記進行方向に開口する開口部を開放及び閉塞可能な蓋部材が設けられ、前記サポート部材は、前記冷媒槽と前記超伝導加速空洞との間に配置された接触部と、前記冷媒槽に支持されるともに、前記冷媒空間が開口する方向に交差する方向に延びる回動軸線を中心として前記接触部を回動可能に支持する支持部と、前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させる方向に付勢する付勢部と、前記蓋部材に支持されて前記開口する方向に延びる操作部と、を有し、前記操作部は、前記運転準備段階の前に前記接触部を前記超伝導加速空洞に接触させた状態から、前記運転準備段階で前記接触部を押圧することで前記付勢部の付勢力に抗して前記接触部を回動させて前記超伝導加速空洞に非接触としてもよい。

【0025】

運転準備段階で蓋部材が冷媒槽に取り付けられることで、超伝導加速器の運転が可能となる。そして超伝導加速器の運転が可能となった時点では、操作部によって接触部が押圧された状態となることで回動軸線回りに接触部が回動した状態となり、接触部の先端部が超伝導加速空洞から離間した状態となる。この結果、接触部が超伝導加速空洞に非接触となり、運転時にはサポート部材の接触部を超伝導加速空洞から離間させることができる。よって、運転時に超伝導加速空洞の動作を妨げることなく、かつ、超伝導加速空洞を冷媒槽内部に挿入して設置する組み立ての際には、接触部が超伝導加速空洞に接触してサポート部材によって超伝導加速空洞を支持可能とし、冷媒槽に対する超伝導加速空洞の位置決めを正確に行うことができる。

【発明の効果】

【0026】

上記の超伝導加速器によれば、運転準備段階の前に超伝導加速空洞に接触するとともに、運転準備段階で超伝導加速空洞に非接触となるサポート部材を設けることで、組み立ての容易化を図りつつ、運転時には超伝導加速空洞の動作への影響を低減可能である。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第一実施形態における超伝導加速器の概略全体図である。

【図2】本発明の第一実施形態における超伝導加速器の内部を示す側面図であって（ａ）は運転準備段階の前の状態を示し、（ｂ）は運転準備段階の状態を示す。

【図3】本発明の第二実施形態における超伝導加速器の内部を示す側面図であって（ａ）は運転準備段階の前の状態を示し、（ｂ）は運転準備段階の状態を示す。

【図4】本発明の第三実施形態における超伝導加速器の内部を示す側面図であって（ａ）は運転準備段階の前の状態を示し、（ｂ）は運転準備段階の状態を示す。

【図5】本発明の第三実施形態の第一変形例における超伝導加速器の内部を示す側面図であって、運転準備段階の前の状態を示す。

【図6】本発明の第三実施形態の第二変形例における超伝導加速器の内部を示す側面図であって、運転準備段階の前の状態を示す。

【図7】本発明の第四実施形態における超伝導加速器の内部を示す側面図であって（ａ）は運転準備段階の前の状態を示し、（ｂ）は運転準備段階の状態を示す。

【図8】本発明の第四実施形態の第一変形例における超伝導加速器の内部を示す側面図であって、運転準備段階の前の状態を示す。

【図9】本発明の第四実施形態の第二変形例における超伝導加速器の内部を示す側面図であって（ａ）は運転準備段階の前の状態を示し、（ｂ）は運転準備段階の状態を示す。

【図10】本発明の第五実施形態における超伝導加速器の内部を示す側面図であって（ａ）は運転準備段階の前の状態を示し、（ｂ）は運転準備段階の状態を示す。

【図11】本発明の第六実施形態における超伝導加速器の内部を示す側面図であって（ａ）は運転準備段階の前の状態を示し、（ｂ）は運転準備段階の状態を示す。

【図12】本発明の第六実施形態の変形例における超伝導加速器の内部を示す側面図であって（ａ）は運転準備段階の前の状態を示し、（ｂ）は運転準備段階の状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0028】

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態における超伝導加速器１について説明する。
図１に示すように、超伝導加速器１は、荷電粒子ビームＢを加速する超伝導加速空洞２と、超伝導加速空洞２を覆う冷媒槽３と、超伝導加速空洞２及び冷媒槽３を収容する真空容器５と、超伝導加速空洞２を冷媒槽３内で支持可能なサポート部材４とを備えている。

【0029】

超伝導加速空洞２は軸線Ｏを中心とした略筒状をなすとともに、外面が拡径する大径部２ａと大径部２ａの軸線Ｏの方向の両側に設けられた管状をなす小径部２ｂとを有して軸線Ｏの方向に延びている。そして大径部２ａと小径部２ｂとに対応するように、超伝導加速空洞２の内部には、拡径する部分を有する空間Ｓが形成されている。この空間Ｓを荷電粒子ビームＢが通過する。

【0030】

さらに、この超伝導加速空洞２は、超伝導材料によって形成されている。超伝導材料の一例としては、ニオブが挙げられる。超伝導加速空洞２には、その他の超伝導材料を用いることも可能であり、高温超電導体等であってもよい。

【0031】

超伝導加速空洞２には、軸線Ｏの両端で、荷電粒子ビームＢが上記空間Ｓを軸線Ｏの方向に通過可能とするように、ビームパイプ６が接続されている。軸線Ｏの方向の一方（図１の紙面に向かって左側）のビームパイプ６には、入力結合器７が取付けられ、この入力結合器７からビームパイプ６を介して超伝導加速空洞２に電力が供給される。入力結合器７からの電力によって超伝導加速空洞２内の空間Ｓには、荷電粒子ビームＢを加速する電界が発生する。

【0032】

さらに、超伝導加速空洞２には、軸線Ｏの方向の他方にビームパイプ６に干渉しない位置でチューナ８が設けられている。チューナ８は、例えばステッピングモータやピエゾ素子等を有し、軸線Ｏの方向に超伝導加速空洞２を引っ張ったり、押し付けたりすることで超伝導加速空洞２を弾性域で伸縮させる。超伝導加速空洞２の伸縮によって、空間Ｓ内の共振周波数が調整される。

【0033】

冷媒槽３は、軸線Ｏを中心とした筒状をなし（矩形状であってもよく、形状は限定されない）、超伝導加速空洞２の外周側に配置されて超伝導加速空洞２の外面との間に冷媒ＲＦが充填される冷媒空間ＲＳを形成している。冷媒ＲＦは、例えば液体ヘリウム等であって、超伝導加速空洞２を極低温に冷却可能となっている。冷媒槽３には、冷媒ＲＦを冷媒空間ＲＳ内に供給可能とし、冷媒ＲＦを冷媒空間ＲＳから排出可能とする開口部（不図示）が設けられている。
ここで、冷媒ＲＦの種類は液体ヘリウムに限定されず、超伝導加速空洞２の材料に応じて適宜選択可能である。

【0034】

さらに、冷媒槽３には軸線Ｏの方向の他方で、荷電粒子ビームＢの進行方向となる軸線Ｏの方向に開口するように形成された冷媒空間ＲＳの開口部ＯＰを開放及び閉塞可能な蓋部材３ａが設けられている。蓋部材３ａには小径部２ｂが貫通しており、かつ蓋部材３ａの外側にチューナ８が配置されている。

【0035】

真空容器５は、軸線Ｏを中心とした筒状（矩形状であってもよく、形状は限定されない）をなしている。この真空容器５は軸線Ｏの方向の両端で小径部２ｂを軸線Ｏの方向に貫通させるとともに、超伝導加速空洞２及び冷媒槽３の断熱を行うよう、内部が真空状態に保たれている。

【0036】

次に、図２を参照して、サポート部材４について説明する。
サポート部材４は、冷媒槽３の内面３ｂに固定されて、内面３ｂから径方向の内側に（上方に）超伝導加速空洞２に向かって突出する部材である。サポート部材４は冷媒槽３を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成されている。例えば冷媒槽３がステンレス製である場合には、サポート部材４はアルミニウム製等である。

【0037】

サポート部材４は、軸線Ｏの方向に離間して一対が設けられ、超伝導加速空洞２の大径部２ａを軸線Ｏの方向の両側から挟むようにして小径部２ｂに対向して設けられている。

【0038】

そして、サポート部材４は、図２（ａ）に示す運転準備段階の前に超伝導加速空洞２に接触して冷媒槽３内で超伝導加速空洞２を支持するとともに、図２（ｂ）に示す運転準備段階で超伝導加速空洞２に非接触となっている。
より具体的には、本実施形態では、運転準備段階は、冷媒槽３に冷媒ＲＦが充填される際の段階を示し、運転準備段階の前とは、冷媒槽３に冷媒ＲＦが充填される前を示す。

【0039】

次に、サポート部材４の変化の様子について説明する。
図２（ａ）に示すように、運転準備段階の前では、冷媒槽３には冷媒ＲＦが充填されておらず、冷媒槽３及びサポート部材４は冷えていない状態となっている。この状態では、サポート部材４の超伝導加速空洞２側の先端部４ａは、超伝導加速空洞２に接触可能となっている。

【0040】

その後、図２（ｂ）に示すように、運転準備段階となって冷媒槽３への冷媒ＲＦの充填が開始されると、冷媒槽３及びサポート部材４が冷やされて温度が低下する。この際、冷媒槽３の内面３ｂが超伝導加速空洞２に近接するように熱収縮し、サポート部材４の超伝導加速空洞２側の先端部４ａが離間する方向に熱収縮する。そして、冷媒槽３の材料に比べてサポート部材４の材料の方が、熱膨張率が大きいため、冷媒槽３の内面３ｂが超伝導加速空洞２に近接する量よりも、サポート部材４の先端部４ａが超伝導加速空洞２から離間する量の方が大きくなる。よって、運転準備段階では、サポート部材４が超伝導加速空洞２に非接触となる。

【0041】

以上説明した本実施形態の超伝導加速器１によると、運転準備段階の前、即ち、超伝導加速器１の組み立ての際には、サポート部材４が超伝導加速空洞２に接触して冷媒槽３に超伝導加速空洞２を支持することができる。その一方で、運転準備段階、即ち、超伝導加速器１の運転の準備を行う段階で冷媒槽３に冷媒ＲＦが充填されることで、サポート部材４が超伝導加速空洞２に非接触となる。

【0042】

このように、超伝導加速器１の運転時にはチューナ８による超伝導加速空洞２の伸縮動作を妨げることなく、かつ、超伝導加速空洞２を冷媒槽３内部に挿入して設置する組み立ての際には、冷媒槽３に超伝導加速空洞２を支持することができるとともに、冷媒槽３に対する超伝導加速空洞２の位置決めを正確に行うことができる。さらに、冷媒槽３からの冷媒ＲＦを抜いて分解を行う際にも、サポート部材４によって超伝導加速空洞２が支持され、冷媒槽３内で傾く等の位置ズレを起こすことがなくなる。

【0043】

従って、サポート部材４を設けることで、超伝導加速器１の組み立ての容易化を図りつつ、超伝導加速器１の運転時には超伝導加速空洞２の伸縮動作への影響を低減可能となる。

【0044】

また、超伝導加速器１の運転を停止し、冷媒ＲＦを冷媒槽３から抜き取り、運転準備段階の前の状態となると、再び超伝導加速空洞２にサポート部材４が接触し、冷媒槽３に超伝導加速空洞２を支持することができ、メンテナンス等の容易化も可能となる。

【0045】

ここで、本実施形態ではサポート部材４は、小径部２ｂに対向するように一対が設けられているが、例えば一つのサポート部材４のみが設けられていてもよいし、三つ以上のサポート部材４が設けられていてもよい。また、大径部２ａを支持するようにサポート部材４を設けてもよい。

【0046】

〔第二実施形態〕
次に、図３を参照して、本発明の第二実施形態における超伝導加速器２１について説明する。
第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の超伝導加速器２１では、サポート部材２４が第一実施形態とは異なっている。

【0047】

即ち、サポート部材２４は、冷媒槽３に支持された支持部２６と、超伝導加速空洞２と冷媒槽３との間で軸線Ｏの方向に支持部２６と離間して配置されて、大径部２ａに対向して設けられた接触部２７と、支持部２６と接触部２７とを接続する接続部２８とを有している。

【0048】

支持部２６は、冷媒槽３の内面３ｂに固定されて、内面３ｂから径方向の内側に（上方に）超伝導加速空洞２に向かって突出する部材である。支持部２６の超伝導加速空洞２側の先端部２６ａは、常に超伝導加速空洞２に非接触な状態を維持するような寸法に形成されている。支持部２６は、例えばアルミニウム等によって形成されている。

【0049】

接触部２７は、支持部２６と略平行に、支持部２６に対して軸線Ｏの方向の他方に離間して配置されている。また超伝導加速空洞２側の先端部２７ａは、運転準備段階の前に超伝導加速空洞２に接触するとともに、運転準備段階で超伝導加速空洞２に非接触となる。接触部２７は、例えばアルミニウム等によって形成されている。
運転準備段階とは、第一実施形態と同様に冷媒槽３に冷媒ＲＦが充填される際の段階を示す。

【0050】

接続部２８は、支持部２６の超伝導加速空洞２側の先端部２６ａと、接触部２７の冷媒槽３側の先端部２７ｂとを接続している。接続部２８は、支持部２６及び接触部２７よりも熱膨張率が小さな材料である例えばステンレス等によって形成されている。
このようにしてサポート部材２４は、軸線Ｏに交差する方向から、即ち超伝導加速空洞２の周方向から見てＮ字状をなしている。

【0051】

次に、サポート部材２４の変化の様子について説明する。
図３（ａ）に示すように、運転準備段階の前では、冷媒槽３には冷媒ＲＦが充填されておらず、冷媒槽３及びサポート部材２４は冷えていない状態となっている。この状態では、接触部２７の超伝導加速空洞２側の先端部２７ａは、超伝導加速空洞２に下方から接触している。

【0052】

その後、図３（ｂ）に示すように、運転準備段階となって冷媒槽３への冷媒ＲＦの充填が開始されると、冷媒槽３及びサポート部材２４が冷やされて温度が低下する。この際、冷媒槽３の内面３ｂが超伝導加速空洞２に近接するように熱収縮し、サポート部材２４の支持部２６、接触部２７、及び接続部２８も熱収縮する。
サポート部材２４の合計の熱収縮量は、支持部２６及び接触部２７の収縮量の合計から接続部２８の収縮量を除いたものとなる。そして、本実施形態では、接続部２８の収縮量が支持部２６及び接触部２７に比べて小さくなっており、運転準備段階では、サポート部材２４が超伝導加速空洞２に非接触となる。

【0053】

以上説明した本実施形態の超伝導加速器２１によると、単に冷媒槽３と超伝導加速空洞２との間に介在される一枚の板状をなすサポート部材を設ける場合に比べて、支持部２６、接触部２７、及び接続部２８を有するサポート部材２４を設けることで、冷媒ＲＦの充填時のサポート部材２４の収縮量を大きくすることができ、運転時にはサポート部材２４を十分な距離だけ、超伝導加速空洞２から離間させることができる。

【0054】

よって、運転時にチューナ８による超伝導加速空洞２の動作を妨げることない。また、超伝導加速空洞２を冷媒槽３の内部に挿入して設置する組み立ての際には、冷媒槽３に超伝導加速空洞２を支持でき、冷媒槽３に対する超伝導加速空洞２の位置決めを正確に行うことができる。さらに、冷媒槽３から冷媒ＲＦを抜いて分解を行う際には、サポート部材２４が膨張することで接触部２７が超伝導加速空洞２に接触し、サポート部材２４によって超伝導加速空洞２を支持でき、超伝導加速空洞２が冷媒槽３内で傾く等の位置ズレを起こすことがなくなる。

【0055】

ここで本実施形態では、接触部２７に相当する部材を軸線Ｏの方向に離間して複数配置し、隣接する上記部材同士を接続部２８で接続してもよい。このようにすることで、運転準備段階でのサポート部材２４の熱収縮量をさらに大きくすることができ、超伝導加速器２１の運転時には、サポート部材２４を十分な距離だけ、超伝導加速空洞２から離間させることができる。

【0056】

また、本実施形態では、支持部２６と接触部２７とを軸線Ｏの方向に交差する方向（図３の紙面に向かう方向）に離間して配置してもよい。また、接触部２７は、大径部２ａでなく、小径部２ｂに対向するように設けてもよい。

【0057】

〔第三実施形態〕
次に、図４を参照して、本発明の第三実施形態における超伝導加速器３１について説明する。
第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の超伝導加速器３１では、サポート部材３４が第一実施形態及び第二実施形態とは異なっている。

【0058】

即ち、サポート部材３４は、冷媒槽３と超伝導加速空洞２との間に配置された接触部３７と、接触部３７を支持するとともに蓋部材３ａに支持された接続部３８とを有している。なお、接続部３８は冷媒槽３の内面３ｂに支持されていてもよい。

【0059】

接触部３７は、冷媒槽３の内面３ｂに載置され、冷媒槽３の内面３ｂに対して冷媒空間ＲＳが開口する方向、即ち軸線Ｏの方向にスライド移動可能に設けられている。接触部３７はブロック状をなし、運転準備段階の前に超伝導加速空洞２の大径部２ａに接触するとともに運転準備段階で大径部２ａに非接触となる。この接触部３７には金属だけでなく、樹脂等の材料を用いてもよい。
運転準備段階とは、第一実施形態及び第二実施形態と同様に冷媒槽３に冷媒ＲＦが充填される際の段階を示す。

【0060】

接続部３８は、棒状をなして蓋部材３ａと接触部３７との間にわたって設けられている。そして接続部３８は、冷媒槽３を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成されている。例えば冷媒槽３がステンレス製であれば、接続部はアルミニウム製である。

【0061】

次に、サポート部材３４の変化の様子について説明する。
図４（ａ）に示すように、運転準備段階の前では、冷媒槽３には冷媒ＲＦが充填されておらず、冷媒槽３及びサポート部材３４は冷えていない状態となっている。この状態では、サポート部材３４の接触部３７は、超伝導加速空洞２の大径部２ａに下方から接触している。

【0062】

その後、図４（ｂ）に示すように、運転準備段階となって冷媒槽３への冷媒ＲＦの充填が開始されると、冷媒槽３及びサポート部材３４が冷やされて温度が低下する。この際、冷媒槽３の内面３ｂが超伝導加速空洞２に近接するように熱収縮し、サポート部材３４の接続部３８も熱収縮する。
材料の熱膨張率の差によって、接続部３８の収縮量は冷媒槽３の軸線Ｏの方向の収縮量よりも大きいため、接続部３８が接触部３７を冷媒槽３に対して大径部２ａから離れるようにして、軸線Ｏの方向の他方（蓋部材３ａ側）に引っ張ることで接触部が軸線Ｏの方向にスライド移動し、接触部３７が超伝導加速空洞２に非接触となる。

【0063】

以上説明した本実施形態の超伝導加速器３１によると、運転準備段階では、サポート部材３４の接触部３７が冷媒槽３に対して大径部２ａから離れるようにしてスライド移動し、接触部３７が超伝導加速空洞２に非接触となる。よって、超伝導加速器３１の運転時にはサポート部材３４の接触部３７を超伝導加速空洞２から離間させることができる。この結果、超伝導加速器３１の運転時に、チューナ８による超伝導加速空洞２の動作を妨げることなくなる。

【0064】

また、運転準備段階の前となる超伝導加速空洞２を冷媒槽３の内部に挿入して設置する組み立てを行う際には、接触部３７が大径部２ａに接触することで、超伝導加速空洞２がサポート部材３４によって支持可能となり、また、冷媒槽３に対する超伝導加速空洞２の位置決めを正確に行うことができる。

【0065】

さらに、冷媒槽３から冷媒ＲＦを抜いて運転準備段階の前の状態とし、超伝導加速器３１の分解を行う際にも、サポート部材３４によって大径部２ａを支持することで、冷媒槽３の内部で超伝導加速空洞２が傾く等の位置ズレを起こすことがなくなる。

【0066】

ここで、本実施形態では、図５に示すように、サポート部材３４Ａは、接続部３８と、超伝導加速空洞２の小径部２ｂに設けられて小径部２ｂから下方に突出する突出部３９に接触可能な接触部３７Ａとを備えていてもよい。
また、図６に示すように、サポート部材３４Ｂは、接続部３８と、超伝導加速空洞２の大径部２ａに接触可能な接触部３７Ｂとを備えていてもよい。接続部３８は、軸線Ｏの方向に交差する方向（図６の紙面に向かって左右方向）に延びるとともに冷媒槽３の内面３ｂに固定されている。そして接触部３７Ｂは、冷媒槽３の内面３ｂｂに設置された支持台３９Ｂに載置されて、支持台３９Ｂ上で軸線Ｏの方向に交差する方向にスライド移動可能に設けられている。

【0067】

〔第四実施形態〕
次に、図７を参照して、本発明の第四実施形態における超伝導加速器４１について説明する。
第一実施形態から第三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の超伝導加速器４１では、サポート部材４４が第一実施形態から第三実施形態とは異なっている。

【0068】

即ち、サポート部材４４は、冷媒槽３と超伝導加速空洞２との間に配置された接触部４６と、冷媒槽３に支持されるとともに接触部４６を支持する支持部４７と、接触部４６を支持するとともに蓋部材３ａに支持された接続部４８とを有している。

【0069】

接触部４６は、冷媒槽３の内面３ｂから径方向の内側に（上方に）超伝導加速空洞２に向かって突出している。この接触部４６には金属だけでなく、樹脂等の材料を用いてもよい。
本実施形態では、接触部４６は、大径部２ａが形成された位置よりも軸線Ｏの一方で、小径部２ｂに対向する位置に一つが設けられている。

【0070】

支持部４７は、冷媒槽３の内面３ｂに固定されて冷媒槽３に支持されるともに、冷媒空間ＲＳが開口する方向となる軸線Ｏの方向に直交する奥行方向に延びる回動軸線Ｏ１を中心として接触部４６を回動可能に支持している。即ち、支持部４７はヒンジ状の部材であって、回動軸線Ｏ１回りに接触部４６を回動させることで、接触部４６における超伝導加速空洞２側の先端部４６ａが大径部２ａに対して近接離間するように接触部４６を動作させる。この支持部４７には金属だけでなく、樹脂等の材料を用いてもよい。

【0071】

接続部４８は、第三実施形態と同様に、棒状をなして蓋部材３ａと接触部４６との間にわたって設けられている。また接続部４８は、回動軸線Ｏ１よりも超伝導加速空洞２側で接触部４６を支持している。そして接続部４８は、冷媒槽３を形成する材料よりも熱膨張率の大きな材料によって形成されている。例えば冷媒槽３がステンレス製であれば、接続部４８はアルミニウム製である。

【0072】

次に、サポート部材４４の変化の様子について説明する。
図７（ａ）に示すように、運転準備段階の前では、冷媒槽３には冷媒ＲＦが充填されておらず、冷媒槽３及びサポート部材４４は冷えていない状態となっている。この状態ではサポート部材４４の接触部４６は、軸線Ｏ及び回動軸線Ｏ１に直交する方向に直立しており、超伝導加速空洞２の小径部２ｂに下方から接触している。

【0073】

その後、図７（ｂ）に示すように、運転準備段階となって冷媒槽３への冷媒ＲＦの充填が開始されると、冷媒槽３及びサポート部材４４が冷やされて温度が低下する。この際、冷媒槽３が軸線Ｏの方向に熱収縮し、サポート部材４４の接続部４８も軸線Ｏの方向に熱収縮する。
材料の熱膨張率が異なることで、接続部４８の軸線Ｏの方向の収縮量は、冷媒槽３の軸線Ｏの方向の収縮量よりも大きいため、接続部４８が接触部４６を冷媒槽３に対して軸線Ｏの方向の他方（蓋部材３ａ側）に引っ張ることで、接触部４６が直立した位置から軸線Ｏの他方に向かって、即ち、蓋部材３ａに向かって傾斜するように配置される。よって、接触部４６の先端部４６ａが小径部２ｂから離れ、接触部４６が超伝導加速空洞２に非接触となる。

【0074】

以上説明した本実施形態の超伝導加速器４１によると、運転準備段階では、サポート部材４４の接触部４６が冷媒槽３に対して小径部２ｂから離れるようにして回動し、接触部４６が超伝導加速空洞２に非接触となる。よって、超伝導加速器４１の運転時にはサポート部材４４の接触部４６を超伝導加速空洞２から離間させることができる。この結果、超伝導加速器４１の運転時にチューナ８による超伝導加速空洞２の動作を妨げることなくなる。

【0075】

また、運転準備段階の前となる超伝導加速空洞２を冷媒槽３の内部に挿入して設置する組み立てを行う際には、接触部４６が径方向に沿って直立し、接触部４６が小径部２ｂに接触することで、超伝導加速空洞２が冷媒槽３に支持され、冷媒槽３に対する超伝導加速空洞２の位置決めを正確に行うことができる。

【0076】

さらに、冷媒槽３からの冷媒ＲＦを抜いて運転準備段階の前となり、超伝導加速器４１の分解を行う際にもサポート部材４４によって小径部２ｂを支持することで、冷媒槽３内で超伝導加速器４１が傾く等の位置ズレを起こすことがなくなる。

【0077】

ここで本実施形態では、サポート部材４４は、大径部２ａよりも軸線Ｏの方向の他方で、小径部２ｂに対向して設けられていてもよい。また、サポート部材４４は大径部２ａに対向して設けられていてもよい。

【0078】

また、本実施形態では、図８に示すように接続部４８は、蓋部材３ａと接触部４６との間で接触部４６から十分に離れた位置で冷媒槽３の内面３ｂに設けられた支持部４３に固定されていてもよい。

【0079】

また、例えば図９に示すように、サポート部材４４Ａにおける接触部４６及び支持部４７は、大径部２ａを軸線Ｏの方向の両側から挟むようにして小径部２ｂに対向して対をなして設けられていてもよい。この場合、サポート部材４４Ａは、軸線Ｏの方向に延びる棒状をなして二つの接触部同士を連結する連結部材４９をさらに有している。図９（ａ）に示す運転準備段階の前から図９（ｂ）に運転準備段階に移行する際には、連結部材４９によって一対の接触部４６が連動して回動し、小径部２ｂに非接触となる。そして、運転準備段階の前には、接触部４６及び支持部４７が対をなして設けられていることで、よりしっかりと超伝導加速空洞２を冷媒槽３に支持することができる。接触部４６及び支持部４７は、三組以上設けられていてもよい。

【0080】

また本実施形態でも、図６に示す場合と同様に、接続部４８は軸線Ｏの方向に交差する方向に延びるように設けられていてもよい。この場合、接触部４６は、軸線Ｏの方向に延びる回動軸線を中心として回動するように支持される。

【0081】

〔第五実施形態〕
次に、図１０を参照して、本発明の第五実施形態における超伝導加速器５１について説明する。
第一実施形態から第四実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の超伝導加速器５１では、運転準備段階が第一実施形態から第四実施形態とは異なっており、かつ、サポート部材５４が第一実施形態から第四実施形態とは異なっている。

【0082】

本実施形態では、運転準備段階は、蓋部材３ａを冷媒槽３に取り付ける際の段階を示し、運転準備段階の前とは、蓋部材３ａを冷媒槽３に取り付ける前を示す。

【0083】

サポート部材５４は、第三実施形態と同様に冷媒槽３と超伝導加速空洞２との間に配置された接触部３７と、接触部３７を支持するとともに蓋部材３ａに支持された操作部５６とを有している。

【0084】

操作部５６は、棒状をなして蓋部材３ａと接触部３７との間にわたって設けられている。この操作部５６には金属だけでなく、樹脂等の材料を用いてもよい。

【0085】

次に、サポート部材５４の動作の様子について説明する。
図１０（ａ）に示すように、運転準備段階の前では、蓋部材３ａは冷媒槽３に取り付けられておらず、サポート部材５４の接触部３７は、超伝導加速空洞２の大径部２ａに下方から接触している。

【0086】

その後、図１０（ｂ）に示すように、運転準備段階となって、接触部３７に操作部５６を取り付けるとともに蓋部材３ａを冷媒槽３に取り付けると、蓋部材３ａの取り付け動作に連動して、操作部５６が接触部３７を冷媒槽３に対して大径部２ａから離れるようにして軸線Ｏの方向の一方（蓋部材３ａから離れる側）に押圧することで、接触部３７が軸線Ｏの方向にスライド移動し、接触部３７が超伝導加速空洞２の大径部２ａに非接触となる。

【0087】

以上説明した本実施形態の超伝導加速器５１によると、運転準備段階では、蓋部材３ａが冷媒槽３に取り付けられることで、冷媒ＲＦの冷媒槽３への充填が可能となり、超伝導加速器５１の運転が可能となる。そして超伝導加速器５１の運転が可能となった時点では、接触部３７が操作部５６によって押圧されていることで、接触部３７が超伝導加速空洞２に非接触となる。よって、運転時にサポート部材５４がチューナ８による超伝導加速空洞２の動作を妨げることない。

【0088】

また、運転準備段階の前となる超伝導加速空洞２を冷媒槽３の内部に挿入して設置する組み立てを行う際には、接触部３７が大径部２ａに接触することで、超伝導加速空洞２がサポート部材５４によって支持可能となり、また、冷媒槽３に対する超伝導加速空洞２の位置決めを正確に行うことができる。

【0089】

〔第六実施形態〕
次に、図１１を参照して、本発明の第六実施形態における超伝導加速器６１について説明する。
第一実施形態から第五実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態の超伝導加速器６１では、運転準備段階が第五実施形態と同様であり、かつ、サポート部材６４が第一実施形態から第五実施形態とは異なっている。

【0090】

サポート部材６４は、第四実施形態と同様の接触部４６及び支持部４７と、第五実施形態と同様の操作部５６と、支持部４７に設けられて接触部４６に付勢力（復元力）を与える付勢部５７とを有している。
操作部５６は、回動軸線Ｏ１よりも超伝導加速空洞２側で接触部４６を押圧可能となるような位置に設けられている。
付勢部５７は、例えば板バネ等の弾性部材であって、接触部４６の先端部４６ａが超伝導加速空洞２に近接する側に、即ち、先端部４６ａを超伝導加速空洞２に接触させる方向に、接触部４６を付勢している。

【0091】

次に、サポート部材６４の動作の様子について説明する。
図１１（ａ）に示すように、運転準備段階の前、即ち、冷媒槽３に蓋部材３ａが取付けられる前では、サポート部材６４の接触部４６は、超伝導加速空洞２の小径部２ｂに下方から接触している。

【0092】

その後、図１１（ｂ）に示すように、運転準備段階、即ち、蓋部材３ａを冷媒槽３に取付けた際には、蓋部材３ａの取り付け動作に連動して、操作部５６が接触部４６を冷媒槽３に対して軸線Ｏの方向の一方（蓋部材３ａから離れる側）に、付勢部５７の付勢力に抗して押圧することで、接触部４６が直立した位置から軸線Ｏの一方に向かって、即ち、蓋部材３ａから離れる側に向かって傾斜するように配置される。よって、接触部４６の先端部４６ａが小径部２ｂから離れ、接触部４６が超伝導加速空洞２に非接触となる。

【0093】

以上説明した本実施形態の超伝導加速器６１によると、運転準備段階では、サポート部材６４の接触部４６が冷媒槽３に対して小径部２ｂから離れるようにして回動し、接触部４６が超伝導加速空洞２に非接触となる。よって、超伝導加速器６１の運転時にはサポート部材６４の接触部４６を超伝導加速空洞２から離間させることができる。この結果、超伝導加速器６１の運転時に超伝導加速空洞２の動作を妨げることなくなる。

【0094】

また、運転準備段階の前となる超伝導加速空洞２を冷媒槽３内部に挿入して設置する組み立てを行う際には、接触部４６が小径部２ｂに接触することで、超伝導加速空洞２がサポート部材６４によって支持可能となり、また、冷媒槽３に対する超伝導加速空洞２の位置決めを正確に行うことができる。

【0095】

そして、再び運転準備段階の前の状態となると、付勢部５７の付勢力によって、自動的に接触部４６が直立した位置に戻るようになっている。

【0096】

ここで本実施形態では、サポート部材６４は、大径部２ａよりも軸線Ｏの方向の他方で、小径部２ｂに対向して設けられていてもよい。また、サポート部材６４は大径部２ａに対向して設けられていてもよい。

【0097】

また、例えば図１２に示すように、サポート部材６４Ａにおける接触部４６、付勢部５７、及び支持部４７は、大径部２ａを軸線Ｏの方向の両側から挟むようにして小径部２ｂに対向して対をなして設けられていてもよい。この場合、サポート部材６４Ａは、軸線Ｏの方向に延びる棒状をなして二つの接触部４６同士を連結する連結部材４９をさらに有している。図１２（ａ）に示す運転準備段階の前から図１２（ｂ）に運転準備段階に移行する際には、連結部材４９によって一対の接触部４６が連動して回動し、小径部２ｂに非接触となる。そして、運転準備段階の前には、一対の接触部４６によって、よりしっかりと超伝導加速空洞２を支持することができる。接触部４６、付勢部５７、及び支持部４７は、三組以上設けられていてもよい。

【0098】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【0099】

例えば、上述の実施形態では、超伝導加速空洞２が大径部２ａを一か所のみ有する場合について説明したが、大径部２ａと小径部２ｂとが軸線Ｏの方向に繰り返し設けられて、拡径と縮径とを繰り返す超伝導加速空洞２であっても、上述の各実施形態におけるサポート部材を適用可能である。

【0100】

また、上述の各実施形態におけるサポート部材を液化天然ガスの貯蔵タンクにも適用可能である。

【符号の説明】

【0101】

１、２１、３１、４１、５１、６１…超伝導加速器
２…超伝導加速空洞
２ａ…大径部
２ｂ…小径部
３…冷媒槽
３ａ…蓋部材
３ｂ…内面
４、２４、３４、３４Ａ、３４Ｂ、４４、４４Ａ、５４、５４Ａ、６４、６４Ａ…サポート部材
４ａ…先端部
５…真空容器
６…ビームパイプ
７…入力結合器
８…チューナ
２６…支持部
２６ａ…先端部
２７…接触部
２７ａ、２７ｂ…先端部
２８…接続部
３７、３７Ａ、３７Ｂ…接触部
３８…接続部
３９…突出部
３９Ｂ…支持台
４３…支持部
４６…接触部
４６ａ…先端部
４７…支持部
４８…接続部
４９…連結部材
５６…操作部
５７…付勢部
ＲＦ…冷媒
ＲＳ…冷媒空間
Ｏ…軸線
Ｏ１…回動軸線
Ｓ…空間
Ｂ…荷電粒子ビーム
ＯＰ…開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】