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(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】
(24)【登録日】2023-11-08
(45)【発行日】2023-11-16
(54)【発明の名称】キャビティ、及びアース板
(51)【国際特許分類】
H05H 13/00 20060101AFI20231109BHJP
H05H 7/18 20060101ALI20231109BHJP
【ＦＩ】
H05H13/00
H05H7/18
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019161446
(22)【出願日】2019-09-04
(65)【公開番号】P2021039907
(43)【公開日】2021-03-11
【審査請求日】2022-08-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000002107
【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100162640
【弁理士】
【氏名又は名称】柳 康樹
(72)【発明者】
【氏名】高橋 伸明
(72)【発明者】
【氏名】三堀 仁志
【審査官】大門 清
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－２１７０９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－３１０４７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－３４０７９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７０８１４１０（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開昭６２－１８１５０８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｈ １３／００
Ｈ０５Ｈ ７／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
荷電粒子を加速する電場を生成するキャビティであって、ディー電極と、アース板と、ステムと、を備え、
前記アース板の板厚内部には、冷却媒体を流通させる冷却流路が形成され、
前記アース板は、第１の部材と、当該第１の部材と別体の第２の部材と、を有し、
前記冷却流路は、前記第１の部材と、当該第１の部材に対して固定された前記第２の部材と、の間に形成された内部空間によって構成され、
前記アース板は、前記ディー電極の縁周面と対向する部分を有し、当該縁周面に沿って湾曲する側板を備え、
前記冷却流路は、前記側板において湾曲して延びるように形成される、キャビティ。
【請求項2】
前記冷却流路は、前記側板において、前記ディー電極の縁周面と対向する位置に形成される、請求項１に記載のキャビティ。
【請求項3】
前記第２の部材は、溶接部を介して前記第１の部材に固定される、請求項１又は２に記載のキャビティ。
【請求項4】
前記アース板には、前記冷却流路に対して前記冷却媒体を供給する供給管が接続されており、前記アース板に対する前記供給管の接続部にはシール部が形成されている、請求項１～３の何れか一項に記載のキャビティ。
【請求項5】
荷電粒子を加速する電場を生成するキャビティのアース板であって、第１の部材と、当該第１の部材と別体の第２の部材と、を有し、
板厚内部には、冷却媒体を流通させる冷却流路が形成され、
前記冷却流路は、前記第１の部材と、当該第１の部材に対して固定された前記第２の部材と、の間に形成された内部空間によって構成され、
前記アース板は、ディー電極の縁周面と対向する部分を有し、当該縁周面に沿って湾曲する側板を備え、
前記冷却流路は、前記側板において湾曲して延びるように形成される、アース板。
【請求項6】
ディー電極と、アース板と、ステムとを有し、荷電粒子を加速する電場を生成するキャビティを備え、前記アース板の板厚内部には、冷却媒体を流通させる冷却流路が形成され、
前記アース板は、第１の部材と、当該第１の部材と別体の第２の部材と、を有し、
前記冷却流路は、前記第１の部材と、当該第１の部材に対して固定された前記第２の部材と、の間に形成された内部空間によって構成され、
前記アース板は、前記ディー電極の縁周面と対向する部分を有し、当該縁周面に沿って湾曲する側板を備え、
前記冷却流路は、前記側板において湾曲して延びるように形成される、荷電粒子加速装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キャビティ、及びアース板に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のキャビティが知られている。キャビティ内では荷電粒子を加速する電場が生成される。キャビティは、ディー電極と、アース板と、ステムと、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－１１００４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで上述のようなキャビティは、アース板を冷却するために、冷却媒体を流通させる冷却流路を有することがある。冷却流路は配管によって構成され、当該配管が、アース板の側面又はアース板の内部に取り付けられる。このような冷却構造では、冷却効率及び機械的強度を確保しながら、荷電粒子線のビーム引き出し効率を上げることが求められていた。
【0005】
本発明は、冷却効率及び機械的強度を確保しながら、荷電粒子線のビーム引き出し効率を上げるキャビティ、及びアース板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のキャビティは、荷電粒子を加速する電場を生成するキャビティであって、ディー電極と、アース板と、ステムと、を備え、アース板の板厚内部には、冷却媒体を流通させる冷却流路が形成され、アース板は、第１の部材と、当該第１の部材と別体の第２の部材と、を有し、冷却流路は、第１の部材と、当該第１の部材に対して固定された第２の部材と、の間に形成された内部空間によって構成される。
【0007】
本発明に係るキャビティでは、アース板の板厚内部には、冷却媒体を流通させる冷却流路が形成される。このような構造では、アース板の側面に冷却流路を取り付ける構造に比して、アース板周辺のスペースを確保することができる。従って、アース板とディー電極との間のスパン角を大きくすることができる。これにより、荷電粒子線のビーム引き出し効率を向上できる。また、アース板は、第１の部材と、当該第１の部材と別体の第２の部材と、を有し、冷却流路は、第１の部材と、当該第１の部材に対して固定された第２の部材と、の間に形成された内部空間によって構成される。このような構造は、アース板内部に冷却配管を取り付ける構造に比して、冷却配管の肉厚を省略できる分、冷却効率を下げることなく、機械強度を確保することができる。以上より、冷却効率及び機械的強度を確保しながら、荷電粒子線のビーム引き出し効率を上げることができる。
【0008】
冷却流路は、アース板において、ディー電極の縁周面と対向する位置に形成されてよい。この場合、アース板のうち、ディー電極の縁周面と対向する部分を冷却することができる。
【0009】
第２の部材は、溶接部を介して第１の部材に固定されてよい。この場合、第２の部材の固定を容易に行うことができる。
【0010】
アース板には、冷却流路に対して冷却媒体を供給する供給管が接続されており、アース板に対する供給管の接続部にはシール部が形成されていてよい。この場合、外部から冷却流路に対してシール性を確保した状態で冷却媒体を供給することができる。
【0011】
アース板は、荷電粒子を加速する電場を生成するキャビティのアース板であって、第１の部材と、当該第１の部材と別体の第２の部材と、を有し、板厚内部には、冷却媒体を流通させる冷却流路が形成され、冷却流路は、第１の部材と、当該第１の部材に対して固定された第２の部材と、の間に形成された内部空間によって構成される。
【0012】
このアース板によれば、上述のキャビティと同様な作用・効果を得ることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、冷却効率及び機械的強度を確保しながら、荷電粒子線のビーム引き出し効率を上げるキャビティ、及びアース板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】実施形態に係るキャビティを備えるサイクロトロンの内部を示す斜視図である。
【図3】実施形態に係るアース板の分解斜視図である。
【図5】キャビティのアース板を冷却する冷却構造を示す概略断面図である。
【図6】冷却流路の詳細な構成を示す概略断面図である。
【図7】冷却流路の供給口付近の構成を示す断面図である。
【図8】比較例に係るキャビティの冷却構造を示す概略断面図である。
【図9】スパン角を説明するための模式図である。
【図10】変形例に係るキャビティのアース板を冷却する冷却構造を示す概略断面図である。
【図11】変形例に係るキャビティの冷却流路の詳細な構成を示す概略断面図である。
【図12】変形例に係るキャビティの冷却流路の詳細な構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一の符号を付し重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、図面の位置関係に基づくものとする。
【0016】
まず、本実施形態に係るキャビティ６を備えるサイクロトロン１について説明する。図１は、サイクロトロン１の内部を示す斜視図である。図１では、サイクロトロン１の上部側が取外され内蔵部品が見えるような状態が図示されている。
【0017】
サイクロトロン１は、陽子ビームを生成するものであり、イオン源（図示せず）から供給される水素の陽イオン（荷電粒子）を真空容器３の内部で加速させて、陽子ビームを生成し、出射する。真空容器３は、例えば、ステンレス鋼などにより形成されている。また、真空容器３には、図示しない真空ポンプが接続されている。真空容器３は、イオンが加速する真空環境を内部に形成する。
【0018】
サイクロトロン１は、上下に対向して配置されたヨーク４と、真空容器３内に磁場を形成する励磁コイル５と、を備えている。また、サイクロトロン１は、陽子ビームにエネルギを付与するために、高周波電場を発生させるキャビティ６と、キャビティ６の共振周波数を調整するＲＦチューナー１１を備えている。
【0019】
ヨーク４及び励磁コイル５によって真空容器３内に磁場が形成され、キャビティ６によって高周波電場が形成されることにより、陽子ビームがらせん状の軌道で周回運動し、周回軌道の半径が大きくなるにつれて陽子ビームの進行速度が増加する。なお、図１では、下側のヨーク４が図示され、上側のヨーク４の図示は省略されている。
【0020】
また、サイクロトロン１には、真空容器３の側壁の内面側に設置されて、加速された陽子ビームを引き出すためのデフレクター（偏向器）７と、磁場勾配を補正するグラディエントコレクター（勾配補正器）８と、陽子ビームを所定の方向（水平方向）に出射するコリメーター９と、出射された陽子ビームの焦点を調整するパーマネントクワドロポールマグネット（四極子）１０とが設けられている。真空容器３内で加速された陽子ビームは、デフレクター７によって引き出され、グラディエントコレクター８によって磁場勾配が補正されて、コリメーター９によって出射方向が調整される。出射された陽子ビームはパーマネントクワドロポールマグネット１０によってビームの焦点が調整される。
【0021】
図２はキャビティ６の模式的な断面図である。サイクロトロン１では、一対のキャビティ６が陽子ビームＢの通路を挟んで上下に設けられている。図２に示されるように、一対のキャビティ６は、互いにほぼ上下対称で同一又は同等の構造を有している。よって以下では、重複する説明を省略すべく、下方に位置するキャビティ６の構造についてのみ説明する。
【0022】
キャビティ６は、ディー電極２１と、アース板２３と、ステム２７と、を有している。アース板２３は、ディー電極２１と離間し、ディー電極２１を内部に収容する有底のカップ状をなしており、ヨーク４の凹部に嵌め込まれている。アース板２３は、例えば無酸素銅からなる。アース板２３の底面から上方に向けてステム２７が延びており、ディー電極２１はステム２７の上端に固定されている。
【0023】
アース板２３の上端縁部はカウンターディー２９を構成している。また、アース板２３の上端縁部とディー電極２１との間には間隙が設けられており、この間隙が、ディー電極２１とカウンターディー２９との間の加速ギャップＧを構成している。ディー電極２１とカウンターディー２９との間に、陽子ビームＢの回転位相に応じた高周波電場が発生することで、陽子ビームＢが加速ギャップＧを通過する毎に加速される。
【0024】
図３はアース板２３の分解斜視図である。図４は、アース板２３を含めたキャビティ６がヨーク４に設置された状態の断面図である。図に示されるように、アース板２３は、底板３１と、底板３１から垂直に立ち上がる側板３３と、側板３３の上端から外側方に鍔状に張り出すカウンターディー２９と、を備えている。
【0025】
底板３１は、ディー電極２１に平行な平面内に延びている。底板３１の中央には貫通穴３５が設けられている。貫通穴３５は、カプラ（図示せず）を挿通させるための穴が設置されている。また、底板３１には、ステム２７（図４参照）を取付けるための取付座３７が２箇所設けられている。底板３１は、無酸素銅の平板材の板金加工によって製作される。底板３１の板厚は、機械的強度を確保するために、５ｍｍ以上とされる。なお、板金加工は、金属性の平板材に対する切断加工、穴あけ加工、打抜き加工、曲げ加工、又はそれらの加工の組み合わせを含む。
【0026】
側板３３は、複数（図３の例の場合は５つ）の側板部品３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅが組み合わされて筒状に形成される。各側板部品３３Ａ～３３Ｅは、湾曲又は屈曲された薄板状をなし、無酸素銅の平板材の板金加工によって製作される。各側板部品３３Ａ～３３Ｅの板厚は、側板３３の機械的強度を確保するために、５ｍｍ以上とされる。また、カウンターディー２９も薄板状をなしており、無酸素銅の平板材の板金加工によって製作される。
【0027】
次に、図５及び図６を参照して、本実施形態に係るキャビティ６の冷却構造について詳細に説明する。図５は、キャビティ６のアース板２３を冷却する冷却構造を示す概略断面図である。なお、冷却構造の説明のために、図５の各構成要素は、図４に比してデフォルメされて示されている。図６は、冷却流路４０の詳細な構成を示す概略断面図である。図５に示すように、アース板２３の側板３３の板厚内部には、冷却媒体を流通させる冷却流路４０が形成される。冷却流路４０は、側板部品３３Ａ，３３Ｄの湾曲形状とともに湾曲するように延びている（図３参照）。また、冷却流路４０は、上下方向に互いに離間した状態で複数配列されるように配置される。なお、各配列に係る冷却流路４０は、蛇行するようにはい回されることで、互いに連続した流路を形成するように、互いに接続される（図３の破線を参照）。
【0028】
上下方向の各位置における冷却流路４０は、アース板２３の側板３３において、水平方向にステム２７と対向する位置に形成される。最上部における冷却流路４０は、アース板２３の側板３３において、水平方向にディー電極２１の縁周面２２と対向する位置に形成される。アース板２３の側板３３は、ステム２７と対向する箇所と、ディー電極２１の縁周面２２と対向する箇所とが、水平方向において同じ位置となるようにまっすぐに上下方向に延びている。従って、各冷却流路４０は、水平方向において互いに同位置に配置される。
【0029】
図６（ｂ）に示すように、アース板２３の側板３３は、ベース部材４１（第１の部材）と、当該ベース部材４１と別体の蓋部材４２（第２の部材）と、を有する。冷却流路４０は、ベース部材４１と、当該ベース部材４１に対して固定された蓋部材４２と、の間に形成された内部空間によって構成される。
【0030】
図６（ａ）に示すように、ベース部材４１は、アース板２３の側板３３の側面３３ａ，３３ｂを有する。また、ベース部材４１は、側面３３ａに溝部４４を有する。溝部４４は、底面４４ａと、底面４４ａから側面３３ａ側へ水平方向に延びる端面４４ｂ，４４ｃを備える。また、溝部４４は、端面４４ｂ，４４ｃの端部から底面４４ａよりも広がる方向へ延びる段差面４４ｄ，４４ｅを有する。また、溝部４４は、段差面４４ｄ，４４ｅの端部から側面３３ａ側へ水平方向に延びる端面４４ｆ，４４ｇを有する。側面３３ａは、端面４４ｆ，４４ｇの位置にて開口している。段差面４４ｄ，４４ｅ及び端面４４ｆ，４４ｇは、蓋部材４２を収容するための収容部４６として機能する。
【0031】
図６（ｂ）に示すように、蓋部材４２は、断面矩形状の帯状の部材である。蓋部材４２は、水平方向に対向する側面４２ａ，４２ｂと、上下方向に対向する端面４２ｃ，４２ｄと、を有する。蓋部材４２は、収容部４６に収容される。このとき、側面４２ａは、段差面４４ｄ，４４ｅに支持される。端面４２ｃ，４２ｄは、端面４４ｆ，４４ｇに支持される。なお、側面４２ｂは、側面３３ａと略面一となるように配置される。蓋部材４２は、溶接部４７を介してベース部材４１に固定される。溶接部４７は、端面４４ｆ，４４ｇと端面４２ｃ，４２ｄとが互いに対向する箇所を、側面３３ａ側から溶接することによって形成される。以上によって、溝部４４の底面４４ａ、端面４４ｂ，４４ｃ及び蓋部材４２の側面４２ａによって囲まれる断面矩形状の内部空間によって、冷却流路４０が構成される。
【0032】
図７は、冷却流路４０の供給口付近の構成を示す断面図である。図７に示すように、アース板２３の側板３３には、冷却流路４０に対して冷却媒体を供給する供給管５１が接続されている。具体的に、側板３３の外表面となるいずれかの面では、冷却流路４０が開口することで供給口５２が形成される。供給管５１は、当該供給口５２に挿入されている。アース板２３に対する供給管５１の接続部５４にはシール部５６が形成されている。シール部５６は、接続部５４に銀ろうつけ等を用いて接続することによって形成される。シール部５６は、供給管５１の全周にわたって形成されている。
【0033】
続いて、図３及び図４を参照して、キャビティ６の製造手順について説明する。ここでは、アース板２３の部品（底板３１、側板部品３３Ａ～３３Ｅ、及びカウンターディー２９）を板金加工で製作し、当該部品同士を溶接してアース板２３を組立てる方式が採用されている。このとき、側板部品３３Ａ～３３Ｅのうち、冷却流路４０が形成される部材に対しては、図６（ａ）に示す溝部４４が形成されるとともに、図６（ｂ）に示すように蓋部材４２が溶接によってベース部材４１に固定される。
【0034】
アース板２３の製造においては、底板３１に対して各側板部品３３Ａ～３３Ｅが取付けられて側板３３が形成される。底板３１の周縁３１ｐと各側板部品３３Ａ～３３Ｅの下縁３３ｐとの接合は、レーザ溶接によって行われる。また、各側板部品３３Ａ～３３Ｅ同士の接合も、レーザ溶接によって行われる。その後、カウンターディー２９の周縁部が、対応する側板３３の上端縁部に対してレーザ溶接で接合される。上記の各部分のレーザ溶接には、例えばＹＡＧレーザが用いられる。また、各部分のレーザ溶接は、完全溶込み溶接とされる。また、各部品の溶接部分には、位置合わせのための段加工が予め施されてもよい。
【0035】
ここで、側板３３の上端縁部の内周面３４は、ディー電極２１の縁周面２２に対面する部分であり、内周面３４と縁周面２２との間隙が加速ギャップＧとなる。加速ギャップＧには高精度の寸法精度が要求されるが、板金加工及びレーザ溶接でアース板２３を組立てただけでは、内周面３４の寸法精度が確保できず、ひいてはキャビティ６の完成後における加速ギャップＧの寸法精度が確保できない。例えば、一般的には板金加工による公差が０．５ｍｍ程度であるのに対し、加速ギャップＧには０．５ｍｍ以下の公差が求められる。その後、底板３１に２本のステム２７が設置され、ステム２７の上端にディー電極２１が取付けられる。これにより、ディー電極２１の縁周面２２と側板３３の内周面３４とが間隙を空けて対面し、加速ギャップＧが形成される。
【0036】
次に、本発明の実施形態に係るキャビティ６及びアース板２３の作用・効果について説明する。
【0037】
まず、比較例に係るキャビティ１０６について説明する。図８（ａ）に示す比較例に係るキャビティ１０６は、側板３３の側面３３ｂに冷却配管１４０を取り付けることによって構成された冷却構造を有している。冷却配管１４０は、ロウ付けやハンダ付けによって、側面３３ｂに手作業で取り付けられている。従って、取付作業にコストと時間がかかるという問題があった。また、側板３３の周囲には、冷却配管１４０を配置するためのスペースが必要となる。そのため、側板３３とディー電極２１の縁周面２２との間の加速ギャップＧの隙間の大きさが小さくなってしまう。
【0038】
ここで、図９に示すように、径方向における所定の位置におけるスパン角θは、一方の加速ギャップＧの中点と中心を結ぶ線分と、他方の加速ギャップＧの中点と中心を結ぶ線分、とによって決定される。スパン角θは大きいほどビーム引き出し効率が良くなるため、加速ギャップＧを広くすることが求められる。以上より、図８（ａ）に示すように、キャビティ１０６では、冷却配管１４０がアース板２３の外部に配置されている分、加速ギャップＧが小さくなってしまい、ビーム引き出し効率が低下するという問題がある。その一方、加速ギャップＧを大きくするために、ディー電極２１の縁周面２２と水平方向に対向する位置における冷却配管１４０だけを省略し、当該部分だけディー電極２１から離す構造が考えられる。しかし、アース板２３には全域にわたって高周波による入熱があるため、冷却配管１４０が配置されない箇所の温度が上昇してしまう。これにより、アース板２３が温度上昇することで電気抵抗が上がり、加速のために必要な加速電圧を得るための消費電力が上がってしまうという問題がある。
【0039】
次に、図８（ｂ）に示す比較例に係るキャビティ２０６について説明する。このキャビティ２０６は、側板３３を削って、内部に冷却配管１４０を埋め込むことによって構成された冷却構造を有している。キャビティ２０６では、側板３３の外部に冷却配管１４０のためのスペースを確保しなくてよいので、スパン角θを大きくしつつも、ディー電極２１と対応する箇所の冷却配管１４０を省略してなくてよいため、冷却効率も確保できる。しかし、側板３３を削る際は、冷却配管１４０の肉厚も含めた分も削る必要があるため、側板３３の薄肉部３３ｄが薄くなり、機械的強度が低下するという問題がある。構造の制約上、側板３３の肉厚を増やすことができない場合、薄肉部３３ｄを厚くするためには、冷却配管１４０を小さくする必要がある。しかし、その場合は、冷却配管１４０の流量が低下して冷却効率が低下してしまう。また、冷却配管１４０は、ロウ付けやハンダ付けによって取り付ける必要があるため、取付作業にコストと時間がかかる。
【0040】
これに対し、本実施形態に係るキャビティ６では、アース板２３の板厚内部には、冷却媒体を流通させる冷却流路４０が形成される。このような構造では、図８（ａ）のようにアース板２３の側面３３ｂに冷却配管１４０を取り付ける構造に比して、アース板２３周辺のスペースを確保することができる。従って、アース板２３とディー電極２１との間の加速ギャップＧを大きくして、スパン角θを大きくすることができる。これにより、荷電粒子線のビーム引き出し効率を向上できる。また、アース板２３は、ベース部材４１と、当該ベース部材４１と別体の蓋部材４２と、を有する。また、冷却流路４０は、ベース部材４１と、当該ベース部材４１に対して固定された蓋部材４２と、の間に形成された内部空間によって構成される。このような構造は、図８（ｂ）のようにアース板２３内部に冷却配管１４０を取り付ける構造に比して、冷却配管１４０の肉厚を省略できる分、冷却効率を下げることなく、機械強度を確保することができる。以上より、冷却効率及び機械的強度を確保しながら、荷電粒子線のビーム引き出し効率を上げることができる。
【0041】
冷却流路４０は、アース板２３において、ディー電極２１の縁周面２２と対向する位置に形成される。この場合、アース板２３のうち、ディー電極２１の縁周面２２と対向する部分を冷却することができる。すなわち、図８（ａ）の構成とは異なり、ディー電極２１の縁周面２２と対向する位置の冷却流路を省略しなくとも、スパン角θを大きくできるため、当該位置における温度上昇を抑制できる。
【0042】
蓋部材４２は、溶接部４７を介してベース部材４１に固定される。この場合、蓋部材４２の固定を容易に行うことができる。すなわち、図８に示す冷却配管１４０のようにロウ付けやハンダ付けではなく、電子ビーム溶接やレーザ溶接によって蓋部材４２を固定できる。このように、非常に短時間、且つ低コストで冷却流路４０を形成することができる。そして、そのように蓋部材４２が固定された側板３３を組み立てればよいため（図３参照）、容易にキャビティ６を製造することが可能となる。
【0043】
アース板２３には、冷却流路４０に対して冷却媒体を供給する供給管５１が接続されており、アース板２３に対する供給管５１の接続部５４にはシール部５６が形成されている。この場合、外部から冷却流路４０に対してシール性を確保した状態で冷却媒体を供給することができる。
【0044】
アース板２３は、荷電粒子を加速する電場を生成するキャビティ６のアース板２３であって、ベース部材４１と、当該ベース部材４１と別体の蓋部材４２と、を有し、板厚内部には、冷却媒体を流通させる冷却流路４０が形成され、冷却流路４０は、ベース部材４１と、当該ベース部材４１に対して固定された蓋部材４２と、の間に形成された内部空間によって構成される。
【0045】
このアース板２３によれば、上述のキャビティ６と同様な作用・効果を得ることができる。
【0046】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【0047】
例えば、図１０に示すような構造を採用してもよい。図１０に示すアース板２３では、冷却流路４０の上下方向における寸法が大きくなっている。この場合、アース板２３の肉厚が薄くなっても、その分、上下方向の寸法を大きくすることで、冷却流路４０の断面積を確保することができる。このように、冷却配管を用いる場合とは異なり、ベース部材に対する溝の寸法を調整するだけで、アース板２３の厚みに応じて、冷却流路４０の形状を容易に調整可能である。これにより、本発明によれば、実質的にアース板２３の厚みの制約を受けることなく、所望の流路断面積を得ることが可能となる。
【0048】
また、ベース部材及び蓋部材の構造は特に限定されるものではない。例えば、図１１（ａ）に示すように、蓋部材４２が、側面３３ａに固定されることで、アース板２３から突出する形で、ベース部材４１の溝部４４を塞いでもよい。また、図１１（ｂ）に示すように、大きな蓋部材４２が、複数の溝部４４を塞いでもよい。
【0049】
また、図１２（ａ）に示すように、アース板２３を半割構造にしてもよい。すなわち、アース板２３を半割したベース部材８１と、半割したベース部材８２と、を組み合わせることでアース板２３が構成されてよい。この場合、少なくとも一方のベース部材８１に溝部４４を形成しておくことで、冷却流路４０が形成される。この場合、ベース部材８１，８２同士は、上下の端部における溶接部４７，４７だけで固定される。
【0050】
また、図１２（ｂ）に示すように、溝部４４の端面４４ｂ，４４ｃを傾斜面としてよい。この場合、蓋部材４２の端面４２ｃ，４２ｄも傾斜面とする。これにより、段差面が不要となる。
【0051】
また、実施形態では、側板３３が５つの側板部品３３Ａ～３３Ｅからなる構成を例として説明したが、側板部品の数は適宜変更可能であり、また、側板３３が一体の側板部品からなるものであってもよい。
【符号の説明】
【0052】
１…サイクロトロン、６…キャビティ、２１…ディー電極、２３…アース板、４０…冷却流路、４１…ベース部材（第１の部材）、４２…蓋部材（第２の部材）、４４…溝部、４７…溶接部、５１…供給管、５４…接続部、５６…シール部、８１…ベース部材（第１の部材）、８２…ベース部材（第２の部材）、Ｇ…加速ギャップ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】