特開 2024-148087 イオン源、加速器および粒子線治療システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024148087

(43)【公開日】2024-10-17

(54)【発明の名称】イオン源、加速器および粒子線治療システム

(51)【国際特許分類】

   H05H 7/08 20060101AFI20241009BHJP

   H05H 13/02 20060101ALI20241009BHJP

   H01J 27/18 20060101ALI20241009BHJP

   H01J 37/08 20060101ALI20241009BHJP

【ＦＩ】

H05H7/08

H05H13/02

H01J27/18

H01J37/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023061006

(22)【出願日】2023-04-04

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000279

【氏名又は名称】弁理士法人ウィルフォート国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】関 孝義

【テーマコード（参考）】

2G085

5C101

【Ｆターム（参考）】

2G085AA11

2G085AA13

2G085BA02

2G085BA06

2G085BA13

2G085BA14

2G085BC04

2G085BC06

2G085BC18

2G085BE01

2G085EA07

5C101AA39

5C101BB05

5C101DD03

5C101DD23

5C101DD25

5C101DD27

5C101DD30

5C101DD38

5C101DD40

5C101EE28

(57)【要約】

【課題】メンテナンス性を高める。
【解決手段】磁極１内の加速空洞Ａから引き出しビーム１５を引き出すイオン源３は、チムニー２２と、少なくとも１つのカソード２３と、高周波加速電極８と、ダミー電極９と、を備える。チムニーは、加速空洞に固定される。少なくとも１つのカソードは、チムニー内に挿入可能に配置される。カソードは、チムニーの両側からそれぞれ挿入されて相互に対向して配置される一対のカソードである。高周波加速電極は、引き出しビームを加速させる。ダミー電極は、高周加速波電極に対向または並行に配置される。チムニーは、ダミー電極との間に接触子Ｃを介して電気的に接続される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁極内の加速空洞からイオンビームを引き出すイオン源であって、
前記加速空洞に固定されるチムニーと、
前記チムニー内に挿入可能に配置される少なくとも１つのカソードと、
を備えるイオン源。

【請求項2】

前記カソードは、
前記チムニーの両側からそれぞれ挿入されて相互に対向して配置される一対のカソードである、
請求項１に記載のイオン源。

【請求項3】

前記イオンビームを加速させる高周波加速電極と、当該高周波加速電極に対向または並行に配置されるダミー電極と、を備え、
前記チムニーは、前記ダミー電極に接触子を介して電気的に接続される、
請求項１に記載のイオン源。

【請求項4】

前記チムニーは、円筒状に形成されており、
前記チムニーの周壁における前記高周波加速電極側には、前記イオンビームを引き出す引出孔が設けられる、
請求項３に記載のイオン源。

【請求項5】

前記チムニーの前記引出孔に対向する内周面には、前記引出孔に向かって膨出する膨出部が形成されており、
前記カソードの先端部は、当該カソードの挿入方向で前記膨出部と重ねられる、
請求項４に記載のイオン源。

【請求項6】

前記チムニーは、円筒状に形成されており、両側の開口から前記一対のカソードがそれぞれ挿入される、
請求項２に記載のイオン源。

【請求項7】

前記カソードの一端を保持するカソード保持具と、
前記カソードが挿入される挿入孔が設けられ、当該挿入孔に前記カソードが挿入されたときの前記カソード保持具を支持するカソード固定具と、を備え、
前記挿入孔の前記カソードの挿入方向とは反対側の開口には、前記挿入方向とは反対側に向かって拡径するテーパ面が形成される、
請求項１記載のイオン源。

【請求項8】

前記カソード保持具には、前記テーパ面に対向するテーパ面が形成される、
請求項７に記載のイオン源。

【請求項9】

前記一対のカソードには、アノードがそれぞれ取り付けられており、
前記カソードおよび前記アノードは、前記チムニー内にそれぞれ挿入される、
請求項２に記載のイオン源。

【請求項10】

前記チムニーの開口縁には、前記カソードの挿入方向とは反対側に向かって拡径するテーパ面が形成される、
請求項９に記載のイオン源。

【請求項11】

前記アノードには、前記チムニーの挿入時に前記テーパ面に対向するテーパ面が形成される、
請求項１０に記載のイオン源。

【請求項12】

請求項１乃至１１の何れか一項に記載のイオン源を備える加速器。

【請求項13】

請求項１２に記載の加速器と、ビーム輸送系と、照射装置と、治療台とを備える粒子線治療システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イオン源、加速器および粒子線治療システムに関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１が開示されている。この特許文献１のシンクロサイクロトロンは、空洞に磁界を与える磁気構造物と、空洞にプラズマカラムを与える粒子源と、加速領域でプラズマカラムからの粒子を加速するために空洞に高周波（ＲＦ）電圧を与える電圧源とを含んでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１１－５０５６７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のイオン源は、プラズマカラムを保持するためのハウジングを有する。ハウジングは、プラズマカラムを露出するように加速領域で中断される。加速領域でプラズマカラムからの粒子を加速するために、電圧源が、高周波（ＲＦ）電圧を空洞に与えるように構成されている。

【0005】

しかし、特許文献１に記載された構造では、分離したプラズマカラムの位置精度不足による電界の乱れと、分離して発生するカラム空間によるビーム引き出し電界の乱れによって、引き出されるイオンビームが発散し、ビーム電流が低下する問題がある。このため、損傷したカソードを交換する際に、毎回ビームを引出しながら位置調整を実施する必要があり、イオン源交換および位置調整作業に時間を要し、装置稼働率が低下する課題があった。

【0006】

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、その目的は、メンテナンス性を高める技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を解決するために、本発明は、磁極内の加速空洞からイオンビームを引き出すイオン源であって、加速空洞に固定されるチムニーと、前記チムニー内に挿入可能に配置される少なくとも１つのカソードと、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、メンテナンス性を高めることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１に係る粒子線治療システムの全体構成を示す図。

【図2】実施例１に係る円形加速器の縦断面図。

【図3】実施例１に係る円形加速器の横断面図。

【図4】実施例１に係るイオン源周りのカソード挿入前の概略断面図。

【図5】実施例１に係るイオン源周りのカソード挿入後の概略断面図。

【図6】図５のイオン源の位置合わせ構造を示す概略断面図。

【図7】実施例２に係るイオン源周りのカソード挿入前の概略断面図。

【図8】実施例２に係るイオン源周りのカソード挿入後の概略断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態に係るイオン源、加速器および粒子線治療システムの具体例を、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は実施例によって限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示される。

【実施例0011】

以下、本発明の実施例１のイオン源、加速器および粒子線治療システムを、図１乃至図６を用いて説明する。最初に、粒子線治療システムの全体構成および関連する装置の構成について図１を用いて説明する。

【0012】

図１は、実施例１に係る粒子線治療システムの全体構成を示す図である。

【0013】

図１において、粒子線治療システム１００は、サイクロトロン型の「加速器」の一例としての円形加速器５０、ビーム輸送系５２、照射装置５４、治療台４０、および制御装置５６を備える。

【0014】

粒子線治療システム１００では、イオン源３で発生させたイオンを円形加速器５０で加速してイオンビームとする。加速されたイオンビームは、円形加速器５０から出射され、ビーム輸送系５２により照射装置５４まで輸送される。輸送されたイオンビームは、照射装置５４で患部形状に合致するように整形され、治療台４０の上に横になった患者４５の標的に対して所定量照射される。これら円形加速器５０をはじめとした粒子線治療システム１００内の各装置、機器の動作は、制御装置５６によって制御される。

【0015】

次に、円形加速器５０の構造について、図２および図３を用いて説明する。

【0016】

図２は、図１実施例１に係る円形加速器の縦断面図であり、図３は、図１実施例１に係る円形加速器の横断面図である。

【0017】

図２および図３に示すように、サイクロトロン型の円形加速器５０は、「磁極」の一例としての一対の主磁極１、円環状コイル２、真空容器６、高周波加速電極８、イオン源３、およびダミー電極９を備える。

【0018】

一対の主磁極１は、相互に対向するように設置された磁性体であり、例えば鉄などからなる。主磁極１には、イオンビームの周回軌道１２を発生させるように相互に向かい合う磁極間に磁極１０が設けられており、その磁極間に磁場を発生させる。主磁極１は、磁極１０によって磁場Ｂを発生させるとともに、磁極１０の周回中心から外側に向かって傾斜磁場を形成することで周回するイオンビームの集束力を発生させ、安定周回を実現する。主磁極１における磁場Ｂが発生する磁極ギャップ間の対向する上下面は、対称形状である。あるいは、その上下面は、イオンビームの進行方向に凹凸を設けた磁極形状とすることで、収束効果を付加する形状の磁極でもよい。

【0019】

真空容器６は、主磁極１によって挟まれており、磁極１０を内面としてひとつの真空容器を形成する。真空容器６は、非磁性体である。磁極間隙には、磁極１０を真空容器内面としない、分離された真空容器を別途設けてもかまわない。

【0020】

円環状コイル２は、真空容器６より大気側に設置されており、上下一対の主磁極１間に磁場Ｂを発生させる。円環状コイル２は、常電導材料によるコイルでも、超電導材料によるコイルでも、同様に磁場を発生可能である。なお、円環状コイル２は、真空容器６内に設置してもよく、特に規定されるものではない。

【0021】

イオン源３は、磁極１０の上下方向から挿入され、磁極１０内の加速空洞Ａに固定される。イオン源３は、磁極１０の横方向から挿入してもよく、特に方向を限定するものではない。イオン源３とダミー電極９とは、高周波電源２０から高周波が供給されると、同電位となる。イオン源３内でプラズマが生成され、高周波電源２０から高周波が供給されると、高周波電極８およびイオン源３の間と、高周波電極８およびダミー電極９の間に発生した高周波電場により、「イオンビーム」の一例としての引き出しビーム１５が形成される。形成された引出しビーム１５は、磁極１０の磁場Ｂと、高周波加速電極８とダミー電極９の間隙７に発生する電場とによって加速され、螺旋状の周回軌道１２を描きながら周回運動する。引出しビーム１５は、間隙７を通過するごとに加速され、エネルギーを増加させながら所定のエネルギーまで加速された後、取り出し装置１７により、主磁極１の外部へ取り出される。取出し装置１７は、磁場および電場によって軌道を偏向するものである。

【0022】

次に、図４乃至図６を用いて、イオン源３の詳細を説明する。

【0023】

図４は、実施例１に係るイオン源周りのカソード挿入前の概略断図であり、図５は、実施例１に係るイオン源周りのカソード挿入後の概略断図であり、図６は、図５のイオン源の位置合わせ構造を示す概略断面図である。

【0024】

図４は、チムニー２２をダミー電極９に固定し、カソード２３及びカソード保持具２８を上下方向からチムニー２２内に挿入することでイオン源３を形成した場合の例である。図６は、カソード保持具２８を挿入した際に位置決め及びチムニー２２との絶縁支持をするためのテーパ構造を有したカソード固定具２４の構造を示した場合の例である。図４の上部のカソード２３及びカソード保持具２８は、挿入前の状態を示したもので、挿入後は図４の下部のカソード２３及びカソード保持具２８の状態となる。上下のカソード２３は、同じ形状でも異なる形状でもよい。

【0025】

図４のイオン源３は、電子を生成する一対のカソード２３、チムニー２２、一対の放電用電源２１ａ，２１ｂを備えるＰＩＧ（Penning Ionization Gauge）型のイオン源の例である。一対の放電用電源２１a、２１bは、それぞれ別電源を使用することも、一つの電源で共用することも可能であり、限定するものではない。

【0026】

ダミー電極９は、高周波加速電極８に対向あるいは平行に設置される。

【0027】

チムニー２２は、円筒状に形成されている。チムニー２２の周壁における高周波加速電極８側は、引き出しビーム１５を引き出す引出孔２９が設けられている。チムニー２２の引出孔２９に対向する内周面には、引出孔２９側に向かって膨出する膨出部３０が形成されている。

【0028】

チムニー２２は、ダミー電極９に接触子Ｃを介して固定される。接触子Ｃは、チムニー２２とダミー電極９とを電気的に接続する。チムニー２２と高周波電極８との間隔は、引き出しビーム１５の発散が小さくなるような加速電界を形成するように設定される。

【0029】

カソード２３の一端部は、カソード保持具２８に保持される。一対のカソード保持具２８に保持された一対のカソード２３は、チムニー２２の両側の開口から挿入方向Ｉに沿ってチムニー２２内部にそれぞれ挿入されると、それぞれのカソード２３が相互に対向して配置される。チムニー２２内部に挿入されたカソード２３の先端部は、カソード２３の挿入方向Ｉで膨出部３０と重ねられる。

【0030】

カソード保持具２８は、チムニー２２に固定されるカソード固定具２４に支持される。カソード固定具２４は、チムニー２２内に挿入されたカソード保持具２８を位置決めするとともに、チムニー２２との間を絶縁する。さらに、カソード保持具２８は、冷却構造を有し、カソードの過熱による異常損傷を防止している。

【0031】

チムニー２２は、プラズマを閉じ込める役割と、加速電界を形成する役割があり、カソード２３とチムニー２２間の放電によってプラズマが形成される。このため、チムニー２２は、アノードと呼ばれることもある。

【0032】

カソード２３は、電子放出が起きやすい材料で、例えばタングステン（Ｗ）およびランタンヘキサボライド（ＬａＢ６）などである。しかし、カソード２３の材質は、特に限定するものではない。さらに、カソード２３は、加熱しない冷陰極でも、電流を流して強制的に加熱して電子を放出するタイプの熱陰極でも構わない。ただし、カソード２３の寿命は、冷陰極のほうが良好である。チムニー２２は、熱に強い材料で、タンタル（Ｔａ）、または熱伝導の良い銅（Ｃｕ）が好適である。しかし、チムニー２２の材質は、特に限定するものではない。

【0033】

カソード固定具２４は、絶縁物で構成され、アルミナ（Al2O3）およびボロンナイトライド（BN）などである。しかし、カソード固定具２４の材質は、高温に耐え、絶縁性の高い材質であれば、特に限定はされない。

【0034】

イオン源３は、カソード２３から電子を放出する。カソード２３は、生成されたプラズマおよびチムニー２２との放電により損傷を受ける。損傷を受けたカソード２３では、安定したプラズマ生成が難しくなる。このため、定期的にカソード２３を交換する必要がある。チムニー２２を含んだイオン源３ごと交換する場合には、交換後にチムニー２２と高周波電極８との位置調整が必要であり、その調整時間が装置稼働率に影響を与える。チムニー２２は、これまでの試験結果などから、カソード２３ほどの損傷はなく、カソード２３と同じ周期で交換する必要がないと判断されることから、カソード２３だけを交換することが可能である。さらに、カソード２３の位置は、チムニー２２と高周波電極８間の距離に影響を及ぼさないため、据え付け精度に尤度があるとともに、引き出しビーム１５の発散に影響がない。このため、メンテナンスによるカソード２３交換後の再調整が容易になる。

【0035】

図６は、図５のイオン源の位置合わせ構造を示す概略断面図である。

【0036】

カソード保持具２８とチムニー２２との位置決め及び絶縁支持するためのテーパ構造を有したカソード保持具２８とカソード固定具２４の構造について説明する。

【0037】

カソード固定具２４には、カソード２３が挿入される挿入孔３１が設けられている。挿入孔３１の開口縁には、カソード２３の挿入方向Ｉとは反対側に向かって拡径するテーパ面３２が形成される。カソード保持具２８の基部には、挿入孔３１への挿入時にテーパ面３２に対向するテーパ面３３が形成される。このようなテーパ構造によって、カソード２３のチムニー２２への挿入時にそれぞれのテーパ面３２，３３が接触し、カソード２３をチムニー２２の規定の位置に精度よく設置することができる。なお、テーパ構造を設けなくとも、挿入孔３１の穴径を制限することで位置決めすることも可能である。テーパ構造は、カソード２３チムニー２２に挿入するときのガイドとしても動作する。

【0038】

イオン源３は、以下のように動作し、イオンビームのもととなるプラズマを生成する。まず、放電用電源２１a、２１bによってカソード２３とチムニー２２間に電圧を印加する。カソード２３をチムニー２２に対して負電位にすることで、電子がチムニー２２に向かって放出される。チムニー２２には、ガス導入管２７が接続されており、ガス導入管２７を介してチムニー２２内に試料ガス２５が供給される。放出された電子と試料ガス２５によってプラズマが生成され、チムニー２２の周壁に設けられたイオンビーム引き出し用の引出孔２９から、高周波電極８とチムニー２２の間に生成される加速電界によって引き出しビーム１５が形成される。この際、磁極１０で発生した磁場Ｂにより、電子はらせん運動を行うことでチムニー２２内での滞在時間が延び、よりプラズマ生成効率が上昇する。

【0039】

次に、本実施例の効果について説明する。
上述した本実施例のイオン源３は、主磁極１内の加速空洞Ａから引き出しビームを引き出すイオン源３である。イオン源３は、チムニー２２と、一対のカソード２３とを備える。チムニー２２は、加速空洞Ａに固定される。一対のカソード２３は、チムニー２２の両側からそれぞれ挿入されて相互に対向して配置される。

【0040】

これにより、カソード２３の損傷時にはカソード２３だけを交換することができる。この結果、イオン源３のメンテナンス性を高めることができる。

【0041】

さらに、引き出しビーム１５を加速させる高周波加速電極８と、高周波加速電極８に対向または並行に配置されるダミー電極９とを備え、チムニー２２は、ダミー電極９に接触子Ｃを介して電気的に接続される。これにより、プラズマを生成するためのイオン源３内のカソード２３を交換した場合でも、チムニー２２と高周波電極８間を再度組み立てていないために、電極間隔の変動がなく、引き出しビーム１５の軌道再調整のためのチムニー２２の位置調整が不要となる。

【0042】

さらに、チムニー２２は、円筒状に形成されており、チムニー３３の周壁における高周波加速電極８側には、引き出しビーム１５を引き出す引出孔２９が設けられる、これにより、チムニー２２が周回軌道上で分断されることがないため、加速電界の乱れが起きにくく、周回ビームの電流損失も少なくなり、引き出しイオンビーム１５の利用効率が向上できる。

【0043】

さらに、チムニー２２の引出孔２９に対向する内周面には、引出孔２９に向かって膨出する膨出部３１が形成されており、カソード２３の先端部は、カソード２３の挿入方向Ｉで膨出部３１と重ねられる。これにより、引出孔２９に膨出部３１が近づき、電流値を高めることができる。

【0044】

さらに、チムニー２２は、円筒状に形成されており、両側の開口から一対のカソード２３がそれぞれ挿入される。これにより、チムニー２２が周回軌道上で分断されることがないため、加速電界の乱れが起きにくく、周回ビームの電流損失も少なくなり、イオンビームの利用効率が向上できる。

【0045】

さらに、カソード２３の一端を保持するカソード保持具２８と、カソード２３が挿入される挿入孔３１が設けられ、挿入孔３１にカソード２３が挿入されたときのカソード保持具２８を支持するカソード固定具２４と、を備え、挿入孔３１のカソード挿入方向Ｉとは反対側の開口には、挿入方向Ｉとは反対側に向かって拡径するテーパ面３２が形成される。これにより、カソード２３をテーパ面３２で案内しながらチムニー２２に挿入することができるとともに、チムニー２２に挿入したカソード２３の位置精度を高めることができる。さらに、カソード保持具２８の構造を簡略化できるため、特許文献１に記載のような従来の内部イオン源よりもカソード２３の交換が容易であり、再組立が容易となり、組み立て時間が短縮でき、装置の稼働率を向上することができる。

【0046】

さらに、カソード保持具２８には、テーパ面３２に対向するテーパ面３３が形成される、これにより、カソード２３の挿入案内と位置精度をより高めることができる。

【0047】

円形加速器５０は、イオン源３を備える。これにより、装置の立ち上げが短時間でできるため、装置の稼働率を向上できる円形加速器を提供することができる。

【実施例0048】

実施例２は、カソード保持具２８と、カソード２３と、カソード固定具２４と、アノード電極６４とを一体としてチムニー２２に挿入する構造としたイオン源６３の例を示す。なお、以下の説明において、実施例１と同一の構成要素については、同一符号を付し、その説明を簡略化する。

【0049】

図７は、実施例２に係るイオン源周りのカソード挿入前の概略断面図であり、図８は、実施例２に係るイオン源周りのカソード挿入後の概略断面図である。

【0050】

イオン源６３は、「アノード」の一例としてのアノード電極６４を備える。アノード電極６４は、カソード保持具２４を介してカソード２３の外周側に取り付けられる。アノード電極６４は、チムニー２２内に挿入される筒部６５と、筒部の一端から外側に広がるフランジ部６６とを有する。アノード電極６４は、チムニー２２と同じ電位とする。さらに、アノード電極６４の材質も、チムニー２２と同様にタンタル（Ｔａ）または銅（Ｃｕ）などで形成する。

【0051】

カソード保持具２８と、カソード２３と、カソード固定具２４と、アノード電極６４とを一体とした構造物を挿入するチムニー２２の端部には、カソード固定具２４と同様にテーパ構造を設けて位置決めをしてもよい。即ち、チムニー２２の開口縁には、カソード２３の挿入方向Ｉとは反対側に向かって拡径するテーパ面が形成されてよい。これにより、カソード保持具２８と、カソード２３と、カソード固定具２４と、アノード電極６４とを一体としてテーパ面で案内しながらチムニー２２に挿入することができるとともに、チムニー２２に挿入したカソード２３の位置精度を高めることができる。さらに、アノード電極６４には、チムニー２２への挿入時にチムニー２２のテーパ面に対向するテーパ面が形成されてよい。これにより、カソード保持具２８と、カソード２３と、カソード固定具２４と、アノード電極６４とを一体とした挿入案内と位置精度をより高めることができる。

【0052】

アノード電極６４は、チムニー２２の損傷を受けやすい部分に設けることで、チムニー２２の損傷をさらに抑えることができる。損傷しやすいアノード電極６４は、カソード２３と一緒に交換可能である。しかし、アノード電極６４は、チムニー２２とは分離されているため、チムニー２２と高周波電極８の位置は変更されることがない。したがって、加速電界に影響を与えないため、カソード２３交換後の引き出しビーム１５の再調整は不要となる。その他の構造、動作については、図４，５を用いて説明した内容と同様であり、省略する。

【0053】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えことが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0054】

例えば、図４乃至図８は、上下ともに同様の構造である。さらに、実施例１，２は、主磁極１の上部及び下部からカソード２３をそれぞれ挿入した例である。しかし、カソード２３は、主磁極１の横からそれぞれ挿入しても、同様の動作が可能である。さらに、チムニー２２内には、少なくとも１つのカソード２３が挿入可能に配置される構成でもよい。

【0055】

さらに、円形加速器５０の型は、磁極１０に凹凸を設けた磁極を有するサイクロトロン型の加速器、または磁極１０の中心から傾斜した磁極と高周波加速の周波数を変調するシンクロサイクロトロン型の加速器としても、同様の効果が得られる。

【0056】

シンクロサイクロトロン型の加速器とは、サイクロトロンを改良した加速器の一種であり、大型磁極間で円運動する荷電粒子に周波数変調した高周波電場を加えて繰返し加速する。また、光速では、加速された粒子の質量が相対論的効果によって増加し、磁場内の荷電粒子の円運動の周期は、質量に比例して増加する。これによって起こる高周波電圧との周期のずれを、周波数を変調することによって取り除いている。

【0057】

シンクロサイクロトロン型の加速器も、構成がサイクロトロン型の加速器と同様の構成であることから、イオン源３を主磁極１内に配置することができ、同様の効果が得られる。