特開2024-55831超電導電磁石コンポーネントおよびそれを含む等時性サイクロトロン
(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】P2024055831
(43)【公開日】2024-04-18
(54)【発明の名称】超電導電磁石コンポーネントおよびそれを含む等時性サイクロトロン
(51)【国際特許分類】
H05H 13/00 20060101AFI20240411BHJP
【ＦＩ】
H05H13/00
【審査請求】有
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023173509
(22)【出願日】2023-10-05
(31)【優先権主張番号】63/413,790
(32)【優先日】2022-10-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】518296517
【氏名又は名称】禾榮科技股▲フン▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＨＥＲＯＮ ＮＥＵＴＲＯＮ ＭＥＤＩＣＡＬ ＣＯＲＰ．
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．６６－２， Ｓｈｅｎｇｙｉ ５ｔｈ Ｒｄ．， Ｚｈｕｂｅｉ Ｃｉｔｙ， Ｈｓｉｎｃｈｕ Ｃｏｕｎｔｙ， Ｔａｉｗａｎ
(74)【代理人】
【識別番号】110002837
【氏名又は名称】弁理士法人アスフィ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】邱 顯浩
(72)【発明者】
【氏名】劉 嘯青
【テーマコード（参考）】
2G085
【Ｆターム（参考）】
2G085AA11
2G085BC03
2G085BC04
2G085BC09
2G085BC18
(57)【要約】
【課題】超電導電磁石コンポーネントを提供する。
【解決手段】中心軸の周りに配置される超電導メインコイル、中心軸周りに超電導メインコイル内に配置される超電導トリムコイル群、及び超電導トリムコイル群に配置され第１の集束コイル群と第２の集束コイル群を含み、第１の集束コイル群及び第２の集束コイル群は第１の扇形構造を有し、中心軸の周りに並べて配置され隣接する２つの第１の集束コイルの電流方向は反対である第１の集束コイルと第２の扇形構造を有し、第１の集束コイル内に対応して配置され隣接する２つの第２の集束コイルの電流方向は反対である第２の集束コイルを含む超電導集束コイル群を含む等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【選択図】図１
【解決手段】中心軸の周りに配置される超電導メインコイル、中心軸周りに超電導メインコイル内に配置される超電導トリムコイル群、及び超電導トリムコイル群に配置され第１の集束コイル群と第２の集束コイル群を含み、第１の集束コイル群及び第２の集束コイル群は第１の扇形構造を有し、中心軸の周りに並べて配置され隣接する２つの第１の集束コイルの電流方向は反対である第１の集束コイルと第２の扇形構造を有し、第１の集束コイル内に対応して配置され隣接する２つの第２の集束コイルの電流方向は反対である第２の集束コイルを含む超電導集束コイル群を含む等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネントであって、
中心軸の周りに配置され、上部メインコイルと下部メインコイルとを含み、上部メインコイルと下部メインコイルとの間に正中面がある超電導メインコイル、
前記中心軸周りに前記超電導メインコイル内に配置され、上部トリムコイル群と下部トリムコイル群とを含み、前記正中面は前記上部トリムコイル群と前記下部トリムコイル群との間に位置する超電導トリムコイル群、および
前記超電導トリムコイル群の前記正中面から離れた側に配置され、上部集束コイル群と下部集束コイル群とを含み、前記正中面は前記上部集束コイル群と前記下部集束コイル群との間に位置し、前記上部集束コイル群および前記下部集束コイル群は、
第１の扇形構造をそれぞれ有し、前記中心軸の周りに並べて配置され、隣接する２つの第１の集束コイルの電流方向は反対である複数の第１の集束コイルと、
第２の扇形構造をそれぞれ有し、前記複数の第１の集束コイル内に対応して配置され、隣接する２つの第２の集束コイルの電流方向は反対である複数の第２の集束コイルとをそれぞれ含む超電導集束コイル群を含む等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
中心軸の周りに配置され、上部メインコイルと下部メインコイルとを含み、上部メインコイルと下部メインコイルとの間に正中面がある超電導メインコイル、
前記中心軸周りに前記超電導メインコイル内に配置され、上部トリムコイル群と下部トリムコイル群とを含み、前記正中面は前記上部トリムコイル群と前記下部トリムコイル群との間に位置する超電導トリムコイル群、および
前記超電導トリムコイル群の前記正中面から離れた側に配置され、上部集束コイル群と下部集束コイル群とを含み、前記正中面は前記上部集束コイル群と前記下部集束コイル群との間に位置し、前記上部集束コイル群および前記下部集束コイル群は、
第１の扇形構造をそれぞれ有し、前記中心軸の周りに並べて配置され、隣接する２つの第１の集束コイルの電流方向は反対である複数の第１の集束コイルと、
第２の扇形構造をそれぞれ有し、前記複数の第１の集束コイル内に対応して配置され、隣接する２つの第２の集束コイルの電流方向は反対である複数の第２の集束コイルとをそれぞれ含む超電導集束コイル群を含む等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項2】
前記超電導メインコイル０の外半径は３００ｍｍ～６００ｍｍの間である請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項3】
前記超電導メインコイルの厚さは３０ｍｍ～５０ｍｍの間である請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項4】
前記上部メインコイルまたは前記下部メインコイルの高さは２００ｍｍ～５００ｍｍの間である請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項5】
前記上部メインコイルと前記下部メインコイルとの間の垂直方向の間隔は、２０ｍｍ～２００ｍｍの間である請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項6】
前記上部トリムコイル群と前記下部トリムコイル群は、４つのサブトリムコイルをそれぞれ含み、前記４つのサブトリムコイルは、前記中心軸に沿って前記超電導メインコイルの周りに順次に配置される請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項7】
前記サブトリムコイルの厚さは、１０ｍｍ～５０ｍｍの間である請求項６に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項8】
前記サブトリムコイルの高さは、１０ｍｍ～５０ｍｍの間である請求項６に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項9】
前記上部トリムコイル群と前記下部トリムコイル群との間の垂直方向の間隔は、２０ｍｍ～２００ｍｍの間である請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項10】
複数の第１の集束コイルおよび複数の第２の集束コイルの中心角は４５°である請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項11】
前記超電導集束コイル群は、前記複数の第１の集束コイルおよび前記複数の第２の集束コイルからなり、前記複数の第１の集束コイルの前記第１の扇形構造のサイズは、前記複数の第２のフォーカシングコイルの前記第２の扇形構造のサイズよりも大きい請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項12】
各前記第１の集束コイルと前記中心軸との間の最短の水平方向の間隔は１５ｍｍ～１００ｍｍであり、最長の水平方向の間隔は２５０ｍｍ～５７０ｍｍであり、
各前記第２の集束コイルと前記中心軸との間の最短の水平方向の間隔は１７ｍｍ～１５０ｍｍであり、最長の水平方向の間隔は８０ｍｍ～２００ｍｍである請求項１１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
各前記第２の集束コイルと前記中心軸との間の最短の水平方向の間隔は１７ｍｍ～１５０ｍｍであり、最長の水平方向の間隔は８０ｍｍ～２００ｍｍである請求項１１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項13】
各第１の集束コイルおよび各第２の集束コイルは、２ｍｍ～２０ｍｍの厚さを有する請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項14】
各第１の集束コイルおよび各第２の集束コイルは、１００ｍｍ～２００ｍｍの高さを有する請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項15】
前記正中面上の各第１の集束コイルと前記隣接する第２の集束コイルとの間には、０．１Ｔ～５．４Ｔの間の磁場強度の差がある請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項16】
前記正中面上で荷電粒子ビームが受ける磁場強度は１．４Ｔ～２．７Ｔである請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項17】
前記正中面上の荷電粒子ビームの抽出された運動エネルギーは５ＭｅＶ～３５ＭｅＶの間である請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項18】
前記超電導メインコイル、前記超電導トリムコイル群、および前記超電導集束コイル群はそれぞれ鉄心のない超電導コイルである請求項１に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項19】
前記鉄心のない超電導コイルの材料は、ＮｂＴｉ、Ｎｂ３Ｓｎ、ＭｇＢ２、Ｂｉ－２２１２、Ｂｉ－２２２３（ＢｉＳｒＣａＣｕＯ）、ＹＢＣＯを含む請求項１８に記載の等時性サイクロトロンの超電導電磁石コンポーネント。
【請求項20】
正の荷電粒子源を生成するように構成されたジェネレータ、
前記ジェネレータと連通しており、前記正の荷電粒子源を抽出し、バンチ（ｂｕｎｃｈ）し、集束させて、正の荷電粒子ビームを形成するように構成される注入管、
前記注入管と連通しているキャビティ、
前記キャビティ内に配置され、前記キャビティ内に進入した前記正の荷電粒子ビームの進行方向を偏向させるように構成されるインフレクター、
前記キャビティ内に配置され、前記超電導電磁石コンポーネントの正中面が、前記曲げられた正荷電粒子ビームを収容する、請求項１に記載の超電導電磁石コンポーネント、
前記キャビティ内に配置され、前記正の荷電粒子ビームを前記正中面上で共鳴加速するように構成される加速装置、
前記キャビティ上に配置され、前記共鳴加速された正の荷電粒子ビームを前記正中面から前記キャビティの外側に導くように構成された出口、および
前記注入管および前記キャビティと流体連通する複数の抽気装置を含む等時性サイクロトロン。
前記ジェネレータと連通しており、前記正の荷電粒子源を抽出し、バンチ（ｂｕｎｃｈ）し、集束させて、正の荷電粒子ビームを形成するように構成される注入管、
前記注入管と連通しているキャビティ、
前記キャビティ内に配置され、前記キャビティ内に進入した前記正の荷電粒子ビームの進行方向を偏向させるように構成されるインフレクター、
前記キャビティ内に配置され、前記超電導電磁石コンポーネントの正中面が、前記曲げられた正荷電粒子ビームを収容する、請求項１に記載の超電導電磁石コンポーネント、
前記キャビティ内に配置され、前記正の荷電粒子ビームを前記正中面上で共鳴加速するように構成される加速装置、
前記キャビティ上に配置され、前記共鳴加速された正の荷電粒子ビームを前記正中面から前記キャビティの外側に導くように構成された出口、および
前記注入管および前記キャビティと流体連通する複数の抽気装置を含む等時性サイクロトロン。
【請求項21】
前記正の電荷粒子源はＨ＋である請求項２０に記載の等時性サイクロトロン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、２０２２年１０月６日に出願された米国仮特許出願番号第６３／４１３７９０号からの優先権を主張するものであり、これらの全ては引用によって本願に援用される。
【0002】
本発明は、粒子加速器に関するものであり、特に、超電導電磁石コンポーネントおよびそれを含む等時性サイクロトロンに関するものである。
【背景技術】
【0003】
中性子捕捉療法（ＮＣＴ）は、中性子吸収の優れた元素を特定の場所に送達することで行われる放射線療法の一種であり、次に、異なる元素の中性子吸収度の違いを利用して選択的治療を行うことにより、他の健康な組織を破壊することなく癌細胞を正確に破壊するものである。
【0004】
具体的には、既存の等時性サイクロトロンは、水素イオン（Ｈ－）ビームを加速し、炭素箔を含む伸縮装置を用いてＨ－の二重電子を剥離し、陽子ビームのエネルギーを定めることができる。しかしながら、Ｈ－の二重電子を剥離すると、カーボンフォイル(炭素箔)と伸縮装置の温度が上昇する。伸縮装置とカーボンフォイルが冷えるのを待つと、出力の陽子ビームの電流を制限する。一方、Ｈ－の電流が大きすぎると、カーボンフォイルの寿命もそれに伴い短くなる。言い換えれば、既存の設計はアイソトープの生成にのみ適しており、固定エネルギーと大電流の陽子ビームの生成には適していないため、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ）の分野に適用するのが困難である。従って、中性子捕捉療法の開発および応用を促進するためには、大電流の陽子ビームを安定して供給できる等時性サイクロトロンの開発が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
超電導電磁石コンポーネントおよびそれを含む等時性サイクロトロンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
いくつかの実施形態では、超電導電磁石コンポーネントが提供される。超電導電磁石コンポーネントは、超電導メインコイル、超電導トリムコイル群、超電導集束コイル群を含む。超電導メインコイルは、中心軸の周りに配置され、超電導メインコイルは、上部メインコイルと下部メインコイルとを含み、上部メインコイルと下部メインコイルとの間には正中面があり、粒子ビームを加速させる。超電導トリムコイル群は、中心軸周りに超電導メインコイル内に配置される。超電導トリムコイル群は、上部トリムコイル群と下部トリムコイル群とを含み、正中面は上部トリムコイル群と下部トリムコイル群との間に位置する。超電導集束コイル群は、超電導トリムコイル群の正中面から離れた側に配置される。超電導集束コイル群は上部集束コイル群と下部集束コイル群とを含み、正中面は上部集束コイル群と下部集束コイル群との間に位置する。上部集束コイル群および下部集束コイル群は、複数の第１の集束コイルおよび複数の第２の集束コイルをそれぞれ含む。各第１の集束コイルは、第１の扇形構造を有し、中心軸の周りに並べて配置され、隣接する２つの第１の集束コイルの電流方向は反対である。各第２の集束コイルは、第２の扇形構造を有し、第１の集束コイル内に対応して配置され、隣接する２つの第２の集束コイルの電流方向は反対である。
【0007】
いくつかの実施形態では、等時性サイクロトロンが提供される。等時性サイクロトロンは、ジェネレータ、注入管、キャビティ、インフレクター、上述の超電導電磁石コンポーネント、加速装置、出口（ｏｕｔｌｅｔ）、および複数の抽気装置を含む。ジェネレータは、正の荷電粒子源を生成するように構成される。注入管は、ジェネレータと連通しており、正の荷電粒子源を抽出し、バンチ（ｂｕｎｃｈ）し、集束させて、正の荷電粒子ビームを形成するように構成される。キャビティは、注入管と連通している。インフレクターは、キャビティ内に配置され、キャビティ内に進入した正の荷電粒子ビームの進行方向を偏向させるように構成される。電磁石コンポーネントはキャビティ内に配置され、電磁石コンポーネントの正中面は曲げられた正の荷電粒子ビームを収容する。正の荷電粒子ビームの方向は、注入管がキャビティに進入する方向から正中面の中央領域に向かって曲げられ、正の荷電粒子ビームの進行方向は正中面に位置する。加速装置はキャビティ内に配置され、正の荷電粒子ビームを正中面上で共鳴加速するように構成される。出口は、キャビティ上に配置され、共鳴加速された正の荷電粒子ビームを正中面からキャビティの外側に自発抽出するように構成される。複数の抽気装置は、注入管およびキャビティと連通しており、真空度を維持する。
【0008】
本開示の超電導電磁石コンポーネントおよび等時性サイクロトロンは、様々な種類の中性子捕捉療法装置に適用することができる。本開示の特徴および利点をより理解しやすくするために、添付の図面とともに様々な実施形態を以下に特に引用し、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本開示の実施形態の態様は、以下の詳細な説明および添付の図面を通じて明確に理解することができる。図面は、業界の標準的な慣行に従って、さまざまな特徴が縮尺通りに描かれていない。実際、さまざまな特徴の寸法は、明確に説明できるようにするために、任意に拡大または縮小されることがある。
【図3】（ａ）は、本開示のいくつかの実施形態による超電導電磁石コンポーネントを示す上面図である。（ｂ）は、は、本開示のいくつかの実施形態による超電導電磁石コンポーネントの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下の開示は、提供される超伝導電磁石コンポーネントおよびそれを含む等時性サイクロトロンを実施するための多くの異なる実施形態または例を提供する。本開示を簡潔に説明するために、複数の要素および複数の配列の特定の実施形態が以下に述べられる。これらはもちろん単に例示するためであり、それに限定するという意図はない。例えば、下記の開示において、第１の特徴が第２の特徴の上（または「上（ｏｎ）」または「上方（ａｂｏｖｅ）」）に形成されるということは、第１と第２の特徴が直接接触して形成される複数の実施形態を含むことができ、且つ第１と第２の特徴が直接接触しないように、付加的な特徴が第１と第２の特徴の間に形成される複数の実施形態を含むこともできる。また、本開示は、複数の例において同じ構成要素の符号または文字を繰り返し用いる可能性がある。繰り返し用いる目的は、簡易化した、明確な説明を提供するためのもので、説明される様々な実施形態および／または構成の関係を限定するものではない。
【0011】
本明細書で言及される「上」、「下」、「左」、「右」などの方向の用語および同様の用語は、図面内の方向を指すものである。従って、本明細書で用いられる方向性に関する用語は、本開示を説明するためのものであり、限定するためのものではない。
【0012】
本開示のいくつかの実施形態では、「配置する」、「接続する」、および同様の用語など、配置および接続に関する用語は、特に指定しない限り、２つの特徴が互いに直接接触していることを指すことができ、または２つの特徴が互いに直接接触していないことを指すこともでき、２つの特徴間に更なる接続の特徴があることもある。配置と接続に関する用語は、両方の特徴が可動である場合、または両方の特徴が固定される場合も含まれることができる。
【0013】
さらに、明細書および特許請求の範囲で用いられる「第１」、「第２」などの序数は、異なる特徴を修正するため、または異なる実施形態もしくは範囲を区別するために用いられるものであり、特徴の数、上限または下限を制限するものではなく、特徴の製造順序または配置順序を制限するものではない。
【0014】
本明細書で使用される用語「約」、「実質的に」などは、一般に、所定の値または所定の範囲の１０％以内、５％以内、３％以内、２％以内、１％以内、または０．５％以内を意味する。本明細書で与えられる値は近似値であり、すなわち、「約」の意味は、「約」または「実質的に」の具体的な説明がなくても暗示される可能性がある。
【0015】
特に定義されない限り、本明細書で用いられる技術的および科学的用語を含む全ての用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。理解されることであろうが、一般的に使用される辞書に定義されている用語は、本開示の関連技術と、背景または文脈に適合する意味を有するものとして解釈されるべきであり、特に定義されない限り、理想化されたまたは過度に形式的な方法で解釈されるべきではない。
【0016】
いくつかの既存の等時性サイクロトロンでは、通常、荷電粒子ビームとして水素イオン（Ｈ－）が用いられ、荷電粒子ビームは加速装置によって電磁石コンポーネントの正中面上で共鳴加速される。荷電粒子ビームが特定のエネルギーまで加速されると、Ｈ－の２つの電子がＨ－の経路上に配置されたカーボンフォイルによって剥離され、水素イオン（Ｈ＋）を形成することができる。このように、荷電粒子ビームの電気的特性が変化（Ｈ－からＨ＋へ）すると、荷電粒子ビームは磁場によって引っ張られ（時計回り（または反時計回り）の回転から反時計回り（または時計回り）の回転へ）、予想通りの経路でサイクロトロンから取り出される。
【0017】
しかしながら、大電流の荷電粒子ビームによる衝撃はカーボンフォイルを急激に加熱し、カーボンフォイルの寿命が短くなる。一方、荷電粒子ビームのエネルギー（運動エネルギーなど）が高くなると、カーボンフォイルの温度がさらに上昇し、カーボンフォイルの寿命が短くなる。大電流を必要とする中性子捕捉療法装置では、寿命の短いカーボンフォイルは、定期的なカーボンフォイルの交換回数を増加させ、これにより不便さを増し、カーボンフォイルの分解および組み立てによる損傷のリスクを増大させる。また、より低い電流のみが用いられて装置を動作させる場合、装置の開発とアプリが制限され、低電流で中性子捕捉療法を行う治療時間は、高電流で中性子捕捉療法を行う治療時間よりも長くなる。これは、治療中の患者の快適さを損なうだけでなく、治療時間が長くなることでアクシデントの確率も高くなる。
【0018】
上述の課題を解決するために、本開示は等時性サイクロトロン用の超電導電磁石コンポーネントおよびそれを含む等時性サイクロトロンを提供する。具体的には、電磁石コンポーネントは、鉄心のない３種類の超電導コイルからなり、そこに入射した荷電粒子ビーム（例えばＨ＋）に等時性の回転運動を行わせ、特定の運動エネルギーで自発抽出されるように構成される。このように、既存のサイクロトロンと比較して、本開示の等時性サイクロトロン（上述の超電導電磁石コンポーネントを含む）は、カーボンフォイルによって荷電粒子ビームの経路を制御する必要がなく、大電流の陽子ビームを安定して発生させることができるため、中性子捕捉療法装置に、より効果的に用いられることができる。一方、本発明の超電導コイルは鉄心を含まないため、大幅な軽量化効果も有することができる。いくつかの実施形態では、鉄心のない超電導コイルの材料は、ＮｂＴｉ、Ｎｂ３Ｓｎ、ＭｇＢ２、Ｂｉ－２２１２、Ｂｉ－２２２３（ＢｉＳｒＣａＣｕＯ）、ＹＢＣＯ、これらの組み合わせ、または他の適切な材料であることができ、これらを含むことができるが、本開示はこれに限定されない。
【0019】
本開示の等時性サイクロトロンは中性子捕捉療法装置に適用されることができると上述したが、本開示の適用はこれに限定されないことに留意されたい。例えば、本開示の等時性サイクロトロンは、アイソトープ生成装置のような大電流の陽子ビームの使用を必要とする装置にも適用することができる。本開示をより明確かつ理解しやすくするために、本開示の各構成要素を以下に詳細に説明する。
【0020】
図１、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）、および図４は、それぞれ、本開示のいくつかの実施形態による超電導電磁石コンポーネントの分解図、斜視断面図、上面図、部分拡大図、および側面図を示している。これらの図に示されるように、超電導電磁石コンポーネント１は、超電導メインコイル１０、超電導トリムコイル群２０、および超電導フォーカシングコイル群３０を含む。
【0021】
いくつかの実施形態では、超電導メインコイル１０は、中心軸Ａの周りに配置され、内部に収容空間Ｓを形成する。収容空間Ｓは、超電導トリムコイル群２０および超電導フォーカシングコイル群３０を収容するように用いられる。いくつかの実施形態では、超電導メインコイル１０は、鉄心のない（即ち、コアレス）中空環状壁であることができ、中空環状壁は中心軸Ａに沿って垂直に延在する。超電導メインコイル１０は、上部メインコイル１０Ａと下部メインコイル１０Ｂとを含み、上部メインコイル１０Ａと下部メインコイル１０Ｂは互いに対称に配置される。上部メインコイル１０Ａと下部メインコイル１０Ｂとの間には正中面Ｐがある。いくつかの実施形態では、超電導メインコイル１０は、荷電粒子ビームの水平集束、アイソクロニズム、サイクロトロン運動、および特定の運動エネルギーでの自己抽出に用いられる一次磁場を生成するように構成される。メイン水平集束磁場は、荷電粒子ビームが正中面Ｐ上を移動するときに進行方向に垂直に水平集束されるようにすることができる。
【0022】
図１に示されるように、いくつかの実施形態では、超電導メインコイル１０の外半径ｄ１は３００ｍｍ～６００ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、超電導メインコイル１０の外半径ｄ１は、３００ｍｍ、３６０ｍｍ、４２０ｍｍ、４８０ｍｍ、５４０ｍｍ、５７０ｍｍ、６００ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、超電導メインコイル１０の内半径ｄ２は２５０ｍｍ～５７０ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、超電導メインコイル１０の内半径ｄ２は、２５０ｍｍ、３２０ｍｍ、３８０ｍｍ、４４０ｍｍ、５００ｍｍ、５３０ｍｍ、５７０ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、超電導メインコイル１０の厚さｔ１は３０ｍｍ～５０ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、超電導メインコイル１０の厚さｔ１は、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。
【0023】
いくつかの実施形態では、上部メインコイル１０Ａまたは下部メインコイル１０Ｂの高さｈ１は２００ｍｍ～５００ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、上部メインコイル１０Ａまたは下部メインコイル１０Ｂの高さｈ１は、２００ｍｍ、３００ｍｍ、３２０ｍｍ、３４０ｍｍ、３６０ｍｍ、３８０ｍｍ、４００ｍｍ、５００ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。図２に示されるように、いくつかの実施形態では、上部メインコイル１０Ａと下部メインコイル１０Ｂとの間の垂直方向の間隔ｓ１（組み立てられた状態での）は、２０ｍｍ～２００ｍｍの間であるが、これに限定されない。例えば、上部メインコイル１０Ａと下部メインコイル１０Ｂとの間の垂直方向の間隔ｓ１は、２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。垂直方向の間隔ｓ１の半分は、図４に示されるように、上部メインコイル１０Ａと中間面Ｐとの間、または下部メインコイル１０Ｂと中間面Ｐとの間の間隔である。
【0024】
いくつかの実施形態では、超電導トリムコイル群２０は、中心軸Ａの周りに超電導メインコイル１０の収容空間Ｓ内に配置される。いくつかの実施形態では、超電導メインコイル１０と同様に、超電導トリムコイル群２０は、鉄心のない（コアレス）中空環状柱であることができ、中空の環状柱は超電導メインコイル１０の内壁によって囲まれている。図２に示されるように、いくつかの実施形態では、超電導トリムコイル群２０と超電導メインコイル１０との間の水平方向の間隔ｓ２は０ｍｍ～１００ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、超電導トリムコイル群２０と超電導メインコイル１０との間の水平方向の間隔ｓ２は、０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。
【0025】
いくつかの実施形態では、超電導トリムコイル群２０は、上部トリムコイル群２０Ａと下部トリムコイル群２０Ｂとを含み、上部トリムコイル群２０Ａと下部トリムコイル群２０Ｂは、互いに対称に配置される。正中面Ｐは、上部トリムコイル群２０Ａとロアトリムコイル群２０Ｂとの間に位置する。いくつかの実施形態では、超電導トリムコイル群２０は、微調整された等時性および特定の運動エネルギーの自発抽出（ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）に必要な磁場を生成するように構成される。微調整用のトリムコイルの磁場は、メインコイルの磁場と協同し、荷電粒子ビームがより安定して正中面Ｐ上で特定の運動エネルギーまで加速され、自発抽出されるようにすることができる。図２に示されるように、いくつかの実施形態では、上部トリムコイル群２０Ａと下部トリムコイル群２０Ｂとの間の垂直方向の間隔ｓ３は、２０ｍｍ～２００ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、上部トリムコイル群２０Ａと下部トリムコイル群２０Ｂとの間の垂直方向の間隔ｓ３は、２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。垂直方向の間隔ｓ３の半分は、図４に示されるように、上部トリムコイル群２０Ａと中間面Ｐとの間、または下部トリムコイル群２０Ｂと中間面Ｐとの間の間隔である。
【0026】
図２に示されるように、いくつかの実施形態では、上部トリムコイル群２０Ａは４つのサブトリムコイル２１Ａ～２４Ａを含み、下部トリムコイル群２０Ｂは４つのサブトリムコイル２１Ｂ～２４Ｂを含む。サブトリムコイル２１Ａ～２４Ａは、中心軸Ａに沿って上部メインコイル１０Ａ内に順次に配置され、サブトリムコイル２１Ｂ～２４Ｂは、中心軸Ａに沿って下部メインコイル１０Ｂ内に順次に配置される。しかしながら、本開示は、上述のサブトリムコイルの数に限定されない。他の実施形態では、サブトリムコイルの数は必要に応じて調整されることができる。例えば、上部トリムコイル群２０Ａに含まれるサブトリムコイルの数は３つ、５つ以上であってもよく、下部トリムコイル群２０Ｂに含まれるサブトリムコイルの数は３つ、５つ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、２つの隣接するサブトリムコイル２１Ａ～２４Ａと、２１Ｂ～２４Ｂとの間の水平方向の間隔ｓ４は、１．０ｍｍ～５０ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、２つの隣接するサブトリムコイル２１Ａ～２４Ａと、２１Ｂ～２４Ｂとの間の水平方向の間隔ｓ４は、１．０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。
【0027】
図２に示されるように、いくつかの実施形態では、サブトリムコイル２１Ａ～２４Ａと２１Ｂ～２４Ｂの厚さｔ２は、１０ｍｍ～５０ｍｍの間であるが、これに限定されない。例えば、サブトリムコイル２１Ａ～２４Ａと２１Ｂ～２４Ｂの厚さｔ２は、１０ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、サブトリムコイル２１Ａ～２４Ａと２１Ｂ～２４Ｂの高さｈ２は１０ｍｍ～５０ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、サブトリムコイル２１Ａ～２４Ａと２１Ｂ～２４Ｂの高さｈ２は、１０ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。サブトリムコイル２１Ａ～２４Ａと２１Ｂ～２４Ｂは、それぞれ異なる厚さｔ２、高さｈ２、水平方向の間隔ｓ４を有することができ、互いに同じであることに限定されないことに留意されたい。
【0028】
いくつかの実施形態では、超電導集束コイル群３０は、正中面Ｐから離れた超電導トリムコイル群２０の側に配置される。超電導集束コイル群３０は、上部集束コイル群３０Ａと下部集束コイル群３０Ｂとを含み、上部集束コイル群３０Ａと下部集束コイル群３０Ｂは互いに対称に配置される。正中面Ｐは、上部集束コイル群３０Ａと下部集束コイル群３０Ｂとの間に位置する。いくつかの実施形態では、超電導集束コイル群３０は、荷電粒子ビームを正中面Ｐ上に垂直に集束させる垂直集束磁場を生成するように構成される。図２に示されるように、いくつかの実施形態では、上部集束コイル群３０Ａと下部集束コイル群３０Ｂとの間の垂直方向の間隔ｓ５は、４０ｍｍ～３００ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、上部集束コイル群３０Ａと下部集束コイル群３０Ｂとの間の垂直方向の間隔ｓ５は、４０ｍｍ、７５ｍｍ、１００ｍｍ、１２５ｍｍ、３００ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。垂直方向の間隔ｓ５の半分は、図４に示されるように、上部集束コイル群３０Ａと中間面Ｐとの間、または下部集束コイル群３０Ｂと中間面Ｐとの間の間隔である。
【0029】
図３（ａ）に示されるように、いくつかの実施形態では、上部集束コイル群３０Ａは、複数の第１の集束コイル３１Ａおよび複数の第２の集束コイル３２Ａを含む。各第１の集束コイル３１Ａは、第１の扇形構造を有し、中心軸Ａの周りに並べて配置され、隣接する２つの第１の集束コイル３１Ａの電流方向は反対である。換言すれば、隣接する２つの第１の集束コイル３１Ａによって形成された磁場は、異なる磁界強度を有する。
【0030】
また、各第２の集束コイル３２Ａは、第２の扇形構造を有する。第１の集束コイル３１Ａの第１の扇形構造の大きさは、第２の集束コイル３２Ａの第２の扇形構造の大きさよりも大きい。いくつかの実施形態では、各第２の集束コイル３２Ａは各第１の集束コイル３１Ａに対応して配置され、２つの隣接する第２の集束コイル３２Ａの電流方向は反対である。換言すれば、隣接する２つの第２の集束コイル３２Ａによって形成された磁界は、異なる磁界強度を有する。
【0031】
いくつかの実施形態では、各第１の集束コイル３１Ａおよびその中の第２の集束コイル３２Ａは、外側領域近傍に垂直集束磁場および内側領域近傍に垂直集束磁場を提供するようにそれぞれ構成される。各群の第１の集束コイル３１Ａとその中の第２の集束コイル３２Ａの電流方向は同じであり、各群の第１の集束コイル３１Ａおよびその中の第２の集束コイル３２Ａの電流方向は、隣接する他の群の第１の集束コイル３１Ａおよびその中の第２の集束コイル３２Ａの電流方向と異なる。いくつかの実施形態では、第１の集束コイル３１Ａおよびその中の第２の集束コイル３２Ａに対応する正中面Ｐ上の磁場強度が高い領域を山（ｈｉｌｌ）Ｈと呼び、第１の集束コイル３１Ａおよびその中の第２の集束コイル３２Ａに対応する正中面Ｐ上の磁場強度が低い領域を谷（ｖａｌｌｅｙ）Ｖと呼ぶことができる。いくつかの実施形態では、正中面Ｐ上の山値と谷値との間の磁場強度の差は０．１Ｔ～５．４Ｔであるが、本開示はこれに限定されない。例えば、磁場強度の差は、０．１Ｔ、０．５Ｔ、１．０Ｔ、１．５Ｔ、２．０Ｔ、２．７Ｔ、５．４Ｔ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。
【0032】
上部集束コイル群３０Ｂと同様に、下部集束コイル群３０Ｂも複数の第１の集束コイル３１Ｂおよび複数の第２の集束コイル３２Ｂを含む。第１の集束コイル３１Ｂの構造および配置は、第１の集束コイル３１Ａと同様であり、第２の集束コイル３２Ｂの構造および配置は、第２の集束コイル３２Ａと同様であるため、ここでは説明を省略する。いくつかの実施形態では、集束コイル群３０は、第１の集束コイル３１Ａ、３１Ｂ、および第２の集束コイル３２Ａ、３２Ｂのみからなり、他の集束コイル群を含まない。異なる大きさの扇形構造の集束コイルを２組密に並べて配置することにより、荷電粒子ビームはより安定かつ正確に正中面Ｐ上に垂直に集束されることができる。
【0033】
図３（ａ）に示されるように、いくつかの実施形態では、第１の集束コイル３１Ａと３１Ｂおよび第２の集束コイル３２Ａと３２Ｂのそれぞれの中心角θは４５°である。言い換えれば、第１の集束コイル３１Ａと３１Ｂおよび第２の集束コイル３２Ａと３２Ｂは、それぞれ８つであり、これらは中心軸Ａの周りに並べて配置される。上述では中心角θは４５°と定義しているが、これらの集束コイルが密に配置されて接触することを防ぐために、中心角θは４５°よりも若干小さく、例えば４４°、４３℃、４２℃、４１℃、または４０℃にすることができることに留意されたい。いくつかの実施形態では、第１の集束コイル３１Ａと第２の集束コイル３２Ａ、または第１の集束コイル３１Ｂと第２の集束コイル３２Ｂとの間の水平方向の間隔ｓ６は、０．０ｍｍ～２０ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１の集束コイル３１Ａと第２の集束コイル３２Ａ、または第１の集束コイル３１Ｂと第２の集束コイル３２Ｂとの間の水平方向の間隔ｓ６は、０．０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。
【0034】
図３（ｂ）に示されるように、いくつかの実施形態では、各第１の集束コイル３１Ａ、３１Ｂと中心軸Ａとの間の最短の水平方向の間隔ｓ７は１５ｍｍ～１００ｍｍであり、最長の水平方向の間隔ｓ８は２５０ｍｍ～５７０ｍｍであるが、本開示はこれに限定されない。例えば、最短の水平方向の間隔ｓ７は、１５ｍｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができ、最長の水平方向の間隔ｓ８は、２５０ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍ、４５０ｍｍ、５００ｍｍ、５７０ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、各第２の集束コイル３２Ａ、３２Ｂと中心軸Ａとの間の最短の水平方向の間隔ｓ９は１７ｍｍ～１５０ｍｍであり、最長の水平方向の間隔ｓ１０は８０ｍｍ～２００ｍｍであるが、本開示はこれに限定されない。例えば、最短の水平方向の間隔ｓ９は、１７ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができ、最長の水平方向の間隔ｓ１０は、８０ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍ、１１０ｍｍ、１２０ｍｍ、２００ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。
【0035】
図２に示されるように、いくつかの実施形態では、第１の集束コイル３１Ａ、３１Ｂおよび第２の集束コイル３２Ａ、３２Ｂの厚さｔ３は、２ｍｍ～２０ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１の集束コイル３１Ａ、３１Ｂおよび第２の集束コイル３２Ａ、３２Ｂの厚さｔ３は、２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、第１の集束コイル３１Ａ、３１Ｂおよび第２の集束コイル３２Ａ、３２Ｂの高さｈ３は、５０ｍｍ～３００ｍｍの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、第１の集束コイル３１Ａ、３１Ｂおよび第２の集束コイル３２Ａ、３２Ｂの高さｈ３は、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。
【0036】
上述のように、本開示は、上述の構成を有する超電導電磁石コンポーネントを提供することにより、効果的に正中面Ｐ上の荷電粒子ビームに等時性および自発抽出の効果を持たせることができる。いくつかの実施形態では、正中面Ｐ上で荷電粒子ビームが受ける平均磁場強度は約１．４Ｔ～２．７Ｔであるが、本発明はこれに限定されない。例えば、正中面Ｐ上で荷電粒子ビームが受ける平均磁場強度は、約１．４Ｔ、１．８Ｔ、２．２Ｔ、２．７Ｔ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、正中面Ｐ上の荷電粒子ビームの抽出された運動エネルギーは５ＭｅＶ～３５ＭｅＶの間であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、正中面Ｐ上の荷電粒子ビームの抽出された運動エネルギーは、５ＭｅＶ、１０ＭｅＶ、２０ＭｅＶ、３５ＭｅＶ、または上述の値の間の任意の値または値の範囲であることができる。いくつかの実施形態では、正中面Ｐ上の荷電粒子ビームの抽出された運動エネルギーは３０ＭｅＶであることができ、これにより中性子捕捉療法装置に好ましく用いられることができる。本開示では、荷電粒子は全てＨ＋であることに留意されたい。
【0037】
図５は、本発明のいくつかの実施形態による等時性サイクロトロンを示す概略図である。図に示されるように、等時性サイクロトロンＣは、ジェネレータ２、注入管３、キャビティ４、インフレクター５、上述の超電導電磁石コンポーネント１、加速装置６、出口（ｏｕｔｌｅｔ）７、および複数の抽気装置８を含む。ジェネレータ２は、正の荷電粒子源（例えば、Ｈ＋）を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、ジェネレータ２は、Ｈ＋、Ｈ－、または他の可能な粒子を生成することができるが、本開示はこれらに限定されない。注入管３は、ジェネレータ２と連通しており、正の荷電粒子源（例えば、Ｈ＋）を抽出し、バンチ（ｂｕｎｃｈ）し、集束させて、正の荷電粒子ビーム（例えば、Ｈ＋）を形成するように構成される。いくつかの実施形態では、注入管３は、Ｈ＋のみをキャビティ内に導入し、他の種類の粒子（例えば、Ｈ－）を排除することができる。
【0038】
キャビティ４は、注入管３と連通しており、インフレクター５、超電導電磁石コンポーネント１、および加速装置６を収容するように用いられる。インフレクター５は、キャビティ４内に配置され、キャビティ４内に進入した正の荷電粒子ビームの進行方向を偏向させ、正の電荷粒子ビームを電磁石コンポーネント１内の正中面Pに入射するように構成される。電磁石コンポーネント１はキャビティ４内に配置され、電磁石コンポーネント１の正中面Ｐは曲げられた正の荷電粒子ビームを収容する。電磁石コンポーネント１の詳細な特徴は、上述を参照し、その説明は省略する。加速装置６は、キャビティ内に配置され、正の荷電粒子ビームを正中面Ｐ上で共鳴加速する（例えば、高周波（ＲＦ）を用いて）ように構成される。出口７は、キャビティ４上に配置され、共鳴加速された正の荷電粒子ビームを正中面Ｐからキャビティの外側に抽出するように構成される。抽気装置８は、注入管３およびキャビティ４と流体連通しており、キャビティ４の内部の真空を維持するように構成される。既存の装置と比較して、本開示の等時性サイクロトロンＣは、荷電粒子ビームとしてＨ－を用いないため、荷電粒子ビームの経路上に電子を剥離するためのカーボンフォイルを提供する必要がない。このように、カーボンフォイルによって電子を剥離し、荷電粒子の経路を変えることなく、本開示のサイクロトロンはカーボンフォイルの寿命限界によって制限されないため、大電流で高エネルギーの陽子ビームを出力する効果が得られる。
【0039】
図６～図７は、本発明のいくつかの実施形態による超電導電磁石コンポーネントを含む等時性サイクロトロンの正中面上に形成される磁場と荷電粒子の移動軌跡をそれぞれ示している。以下、参考のために本開示の一例を示す。以下の表１に示すように、実施例の超電導電磁石コンポーネント１の各コンポーネントの寸法パラメータである。
【0040】
【表1】
【0041】
以下の表２に示すように、実施例の超電導電磁石コンポーネント１の各コンポーネントの電流パラメータである。
【0042】
【表2】
【0043】
以下の表３に示すように、以下は実施例の試験結果である。
【0044】
【表3】
【0045】
図６に示されるように、上述の超電導電磁石コンポーネントに基づいて、本開示の装置により形成される磁場は、交互の山領域Ｈと谷領域Ｖとからなり、荷電粒子を正中面Ｐ上に安定して集束させることができる。図７の運動軌跡Ｔに示されるように、加速器に牽引された後、荷電粒子は正中面Ｐ上で複数の等時性ループを経て、自発抽出が達成され、その抽出エネルギーは２９．４ＭｅＶである。従って、本開示の装置は、中性子捕捉療法装置、他のアイソトープ生成装置、またはエネルギーを抽出するのに適した他の装置において効果的に用いられることができる。
【0046】
実施形態の特徴を概説している。当業者は、同じ目的を実行するため、および／または本明細書に導入される実施形態の同じ利点を達成するための他のプロセスおよび構造を設計または修正するための基礎として本開示を容易に使用できることを理解できる。当業者はまた、そのような同等の構造が本開示の趣旨および範囲から逸脱せず、且つそれらは、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書で様々な変更、置換、および代替を行うことができることを理解するべきである。
【符号の説明】
【0047】
１ 超電導電磁石コンポーネント
１０ 超電導メインコイル
１０Ａ 上部メインコイル
１０Ｂ 下部メインコイル
２０ 超電導トリムコイル群
２０Ａ 上部トリムコイル群
２０Ｂ 下部トリムコイル群
２１Ａ～２４Ａ、２１Ｂ～２４Ｂ サブトリムコイル
３０ 超電導フォーカシングコイル群
３０Ａ 上部集束コイル群
３０Ｂ 下部集束コイル群
３１Ａ、３１Ｂ 第１の集束コイル
３２Ａ、３２Ｂ 第２の集束コイル
２ ジェネレータ
３ 注入管
４ キャビティ
５ インフレクター
６ 加速装置
７ 出口
８ 抽気装置
Ａ 中心軸
Ｃ 等時性サイクロトロン
ｄ１ 外半径
ｄ２ 内半径
Ｈ 山
ｈ１、ｈ２、ｈ３ 高さ
Ｐ 正中面
Ｓ 収容空間
ｓ１、ｓ３、ｓ５ 垂直方向の間隔
ｓ２、ｓ４、ｓ６ 水平方向の間隔
ｓ７、ｓ９ 最短の水平方向の間隔
ｓ８、ｓ１０ 最長の水平方向の間隔
Ｔ 運動軌跡
ｔ１、ｔ２、ｔ３ 厚さ
Ｖ 谷
θ 中心角
（図１関連）
１ 超電導電磁石コンポーネント
１０ 超電導メインコイル
１０Ａ 上部メインコイル
１０Ｂ 下部メインコイル
２０ 超電導トリムコイル群
２０Ａ 上部トリムコイル群
２０Ｂ 下部トリムコイル群
３０ 超電導フォーカシングコイル群
３０Ａ 上部集束コイル群
３０Ｂ 下部集束コイル群
Ａ 中心軸
ｄ１ 外半径
ｄ２ 内半径
ｈ１ 高さ
Ｐ 正中面
Ｓ 収容空間
ｔ１ 厚さ
（図２関連）
１０Ａ 上部メインコイル
１０Ｂ 下部メインコイル
２０Ａ 上部トリムコイル群
２０Ｂ 下部トリムコイル群
２１Ａ～２４Ａ、２１Ｂ～２４Ｂ サブトリムコイル
３０Ａ 上部集束コイル群
３０Ｂ 下部集束コイル群
Ａ 中心軸
ｈ２、ｈ３ 高さ
Ｐ 正中面
Ｓ 収容空間
ｓ１、ｓ３、ｓ５ 垂直方向の間隔
ｓ２、ｓ４ 水平方向の間隔
ｔ２、ｔ３ 厚さ
（図３（ａ）関連）
１ 超電導電磁石コンポーネント
１０Ａ 上部メインコイル
３０Ａ 上部集束コイル群
３１Ａ 第１の集束コイル
３２Ａ 第２の集束コイル
Ａ 中心軸
Ｈ 山
Ｖ 谷
θ 中心角
（図３（ｂ）関連）
３１Ａ 第１の集束コイル
３２Ａ 第２の集束コイル
Ａ 中心軸
ｓ６ 水平方向の間隔
ｓ７、ｓ９ 最短の水平方向の間隔
ｓ８、ｓ１０ 最長の水平方向の間隔
（図４関連）
１０Ａ 上部メインコイル
１０Ｂ 下部メインコイル
２０Ａ 上部トリムコイル群
２０Ｂ 下部トリムコイル群
３１Ａ、３１Ｂ 第１の集束コイル
３２Ａ、３２Ｂ 第２の集束コイル
Ａ 中心軸
Ｐ 正中面
（図５関連）
１ 超電導電磁石コンポーネント
２ ジェネレータ
３ 注入管
４ キャビティ
５ インフレクター
６ 加速装置
７ 出口
８ 抽気装置
Ｃ 等時性サイクロトロン
Ｐ 正中面
（図６関連）
正中面の磁場
（図７関連）
陽子の移動軌跡
ＲＦ間隔
Ｔ 運動軌跡
１０ 超電導メインコイル
１０Ａ 上部メインコイル
１０Ｂ 下部メインコイル
２０ 超電導トリムコイル群
２０Ａ 上部トリムコイル群
２０Ｂ 下部トリムコイル群
２１Ａ～２４Ａ、２１Ｂ～２４Ｂ サブトリムコイル
３０ 超電導フォーカシングコイル群
３０Ａ 上部集束コイル群
３０Ｂ 下部集束コイル群
３１Ａ、３１Ｂ 第１の集束コイル
３２Ａ、３２Ｂ 第２の集束コイル
２ ジェネレータ
３ 注入管
４ キャビティ
５ インフレクター
６ 加速装置
７ 出口
８ 抽気装置
Ａ 中心軸
Ｃ 等時性サイクロトロン
ｄ１ 外半径
ｄ２ 内半径
Ｈ 山
ｈ１、ｈ２、ｈ３ 高さ
Ｐ 正中面
Ｓ 収容空間
ｓ１、ｓ３、ｓ５ 垂直方向の間隔
ｓ２、ｓ４、ｓ６ 水平方向の間隔
ｓ７、ｓ９ 最短の水平方向の間隔
ｓ８、ｓ１０ 最長の水平方向の間隔
Ｔ 運動軌跡
ｔ１、ｔ２、ｔ３ 厚さ
Ｖ 谷
θ 中心角
（図１関連）
１ 超電導電磁石コンポーネント
１０ 超電導メインコイル
１０Ａ 上部メインコイル
１０Ｂ 下部メインコイル
２０ 超電導トリムコイル群
２０Ａ 上部トリムコイル群
２０Ｂ 下部トリムコイル群
３０ 超電導フォーカシングコイル群
３０Ａ 上部集束コイル群
３０Ｂ 下部集束コイル群
Ａ 中心軸
ｄ１ 外半径
ｄ２ 内半径
ｈ１ 高さ
Ｐ 正中面
Ｓ 収容空間
ｔ１ 厚さ
（図２関連）
１０Ａ 上部メインコイル
１０Ｂ 下部メインコイル
２０Ａ 上部トリムコイル群
２０Ｂ 下部トリムコイル群
２１Ａ～２４Ａ、２１Ｂ～２４Ｂ サブトリムコイル
３０Ａ 上部集束コイル群
３０Ｂ 下部集束コイル群
Ａ 中心軸
ｈ２、ｈ３ 高さ
Ｐ 正中面
Ｓ 収容空間
ｓ１、ｓ３、ｓ５ 垂直方向の間隔
ｓ２、ｓ４ 水平方向の間隔
ｔ２、ｔ３ 厚さ
（図３（ａ）関連）
１ 超電導電磁石コンポーネント
１０Ａ 上部メインコイル
３０Ａ 上部集束コイル群
３１Ａ 第１の集束コイル
３２Ａ 第２の集束コイル
Ａ 中心軸
Ｈ 山
Ｖ 谷
θ 中心角
（図３（ｂ）関連）
３１Ａ 第１の集束コイル
３２Ａ 第２の集束コイル
Ａ 中心軸
ｓ６ 水平方向の間隔
ｓ７、ｓ９ 最短の水平方向の間隔
ｓ８、ｓ１０ 最長の水平方向の間隔
（図４関連）
１０Ａ 上部メインコイル
１０Ｂ 下部メインコイル
２０Ａ 上部トリムコイル群
２０Ｂ 下部トリムコイル群
３１Ａ、３１Ｂ 第１の集束コイル
３２Ａ、３２Ｂ 第２の集束コイル
Ａ 中心軸
Ｐ 正中面
（図５関連）
１ 超電導電磁石コンポーネント
２ ジェネレータ
３ 注入管
４ キャビティ
５ インフレクター
６ 加速装置
７ 出口
８ 抽気装置
Ｃ 等時性サイクロトロン
Ｐ 正中面
（図６関連）
正中面の磁場
（図７関連）
陽子の移動軌跡
ＲＦ間隔
Ｔ 運動軌跡
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【外国語明細書】