本發(fā)明涉及為了獲得在一個同步加速器系統(tǒng)中能將不同種類的離子進行加速的系統(tǒng)、而使不同種類的離子注入到同步加速器的同步加速器用注入器系統(tǒng)。

背景技術：
利用同步加速器來加速帶電粒子，將從同步加速器射出的高能量的帶電粒子束即粒子射線例如用于癌癥的治療。在治療用的粒子射線中，有時優(yōu)選根據(jù)治療對象來選擇粒子射線的種類。因此，期望能從一個同步加速器系統(tǒng)射出不同種類的粒子射線。同步加速器將注入的帶電粒子即離子進行加速，為了能將不同種類的粒子射線射出，需要使不同種類的離子注入到同步加速器的同步加速器用注入器系統(tǒng)。專利文獻1中公開了一種能利用同一同步加速器將所有種類的離子加速至任意的能量水平的技術。對于用于使離子注入至該同步加速器的注入器系統(tǒng)，記載有使得由前級加速器加速到一定能量水平的離子射束注入。此外，專利文獻2中存在以下記載：為了一并利用質(zhì)子射束和碳射束，需要產(chǎn)生各射束的離子源，但關于用于使離子注入至同步加速器的前級加速器沒有詳細記載。此外，專利文獻3中公開了在APF-IH型線形加速器中能將大電流的質(zhì)子等粒子射束進行加速的結構?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本專利特開2006-310013號公報(第0058段等)專利文獻2：日本專利特開2009-217938號公報(第0048段等)專利文獻3：國際公開第WO2012/008255號

技術實現(xiàn)要素：
發(fā)明所要解決的技術問題例如，在用于將像質(zhì)子和碳離子那樣不同種類的離子預加速至可由同步加速器進行加速的同步加速器用注入器系統(tǒng)中，例如像專利文獻1所記載的那樣，將不同種類的離子加速到同一能量。這樣，以往限制于同一預加速能量、同一加速器這兩種條件。這種現(xiàn)有的注入器系統(tǒng)為對于各種類的離子并非最佳預加速能量的注入器系統(tǒng)，因此，效率較差且較為大型。大電荷質(zhì)量比(電荷/質(zhì)量)的離子(例如質(zhì)子：電荷/質(zhì)量＝1/1)的空間電荷效應較大，因此，希望注入至同步加速器的注入能量高于小電荷質(zhì)量比的離子(例如碳離子：電荷/質(zhì)量＝4/12)。小電荷質(zhì)量比的離子為了進行加速，需要比大電荷質(zhì)量比的離子更高的加速電壓，加速器變得大型，因此，希望注入至同步加速器的注入能量低于大電荷質(zhì)量比的離子。以往，無法解決上述需求，不管大電荷質(zhì)量比的離子還是小電荷質(zhì)量比的離子，注入至同步加速器的注入能量固定為相同，且較為大型本發(fā)明是為了解決以上那樣的現(xiàn)有同步加速器用注入器系統(tǒng)的問題而完成的，其目的在于獲得一種能將不同種類的離子加速到不同能量并射出的小型的同步加速器用注入器系統(tǒng)。解決技術問題的技術方案本發(fā)明為將注入至同步加速器的離子射出的同步加速器用注入器系統(tǒng)，其包括：產(chǎn)生第一離子的第一離子源；產(chǎn)生電荷質(zhì)量比小于第一離子的電荷質(zhì)量比的第二離子的第二離子源；具有將第一離子和第二離子中的任一離子均加速的能力的預加速器；構成為將第一離子和第二離子中的任一離子注入至預加速器的低能量射束輸送線路；及僅將從預加速器射出的加速后的第一離子加速的自聚焦型后加速器。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可提供小型、且能將不同種類的離子以不同能量射出的同步加速器用注入器系統(tǒng)。附圖說明圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的同步加速器用注入器系統(tǒng)的結構的框圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式2的同步加速器用注入器系統(tǒng)的結構的框圖。圖3是表示本發(fā)明的實施方式3的同步加速器用注入器系統(tǒng)的結構的框圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式4的同步加速器用注入器系統(tǒng)的結構的框圖。具體實施方式在同步加速器用注入器系統(tǒng)中，加速重離子比加速輕離子需要更大的電力，因此，首先設計加速至作為重粒子的碳離子所需的能量的加速器。關于輕質(zhì)子，在加速至碳離子所需的能量的加速器中，若減少電力，則可加速至與碳離子相同的能量，在這種想法下，以往實現(xiàn)了將碳離子和質(zhì)子加速至同一能量而使其射出的注入器系統(tǒng)。然而，在質(zhì)子那樣的大電荷質(zhì)量比的離子中，對同步加速器的注入能量優(yōu)選為比碳離子那樣的小電荷質(zhì)量比的離子要高。以往，首先考慮較重的碳離子的設計，因此，在同一注入器系統(tǒng)中，不存在實現(xiàn)使碳離子和質(zhì)子以不同能量射出的注入器系統(tǒng)這樣的構思。與此相對，本發(fā)明中，舍棄將最適合小電荷質(zhì)量比的離子的注入器系統(tǒng)也用于大電荷質(zhì)量比的離子的加速中的想法，將使大電荷質(zhì)量比的離子加速至對同步加速器而言適合的注入能量的注入器系統(tǒng)的一部分用于小電荷質(zhì)量比的離子的加速中，基于這種與以往相反的構思，實現(xiàn)了將不同離子分別加速至不同能量的注入器系統(tǒng)。利用該構思，在小電荷質(zhì)量比的離子和大電荷質(zhì)量比的離子中，能實現(xiàn)可分別射出適合的能量以作為對同步加速器的注入能量的小型的注入器系統(tǒng)。下面，利用實施方式說明本發(fā)明。實施方式1.圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的同步加速器用注入器系統(tǒng)的結構的框圖。該同步加速器用注入器系統(tǒng)10為可將2種離子注入到同步加速器7的系統(tǒng)。同步加速器用注入器系統(tǒng)10包括產(chǎn)生第一離子的第一離子源1、及產(chǎn)生電荷質(zhì)量比小于第一離子的第二離子的第二離子源2。以下，舉出質(zhì)子為第一離子、碳離子為第二離子的示例進行說明。但是，若本發(fā)明是第二離子的電荷質(zhì)量比小于第一離子的電荷質(zhì)量比的組合的發(fā)明，則可適用于各種離子的組合。例如，也可適用于第1離子為質(zhì)子(電荷質(zhì)量比＝1)且第二離子為氦離子(電荷質(zhì)量比＝1/2)的組合、第一離子為氦離子且第二離子為碳離子的組合等。質(zhì)子為1價，若設質(zhì)量為1，則質(zhì)子的電荷質(zhì)量比為1/1，碳離子為4價，設質(zhì)子為1時的質(zhì)量為12，因此，碳離子的電荷質(zhì)量比為4/12。這樣，碳離子的電荷質(zhì)量比比質(zhì)子的電荷質(zhì)量比要小。從第一離子源1產(chǎn)生的質(zhì)子通過第一低能量射束輸送線路41注入到合成器43，從第二離子源2產(chǎn)生的碳離子通過第二低能量射束輸送線路42注入到合成器43。第一低能量射束輸送線路41和第二低能量射束輸送線路42構成為通過合成器43合流成為一個射束線44，并且質(zhì)子或碳離子注入到預加速器5。將質(zhì)子從第一離子源1射出并注入到預加速器5的輸送線路、及碳離子從第二離子源2射出并注入到預加速器5的輸送線路統(tǒng)稱為低能量射束輸送線路4。合成器43中，使來自第二離子源2的碳離子偏轉(zhuǎn)并合流至射束線44。從第二離子源2射出的碳離子包含4價以外的、價數(shù)不同的碳離子。在加速器中，僅將4價的碳離子進行加速。因此，在合成器43的部分，構成為使來自第二離子源2的碳離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而僅將4價的碳離子合成至射束線44。預加速器5構成為能將所注入的質(zhì)子或碳離子加速至例如4MeV/u。即，預加速器5為具有既能加速質(zhì)子也能加速碳離子的能力的加速器。從預加速器5射出的質(zhì)子或碳離子注入至后加速器6。后加速器6例如為APF(Alternating-PhaseFocusing：交變相位聚焦)-IH(Interdigital-H：交叉指型-H)型線形加速器等未內(nèi)置用于使離子聚焦的電磁體的自聚焦型加速器。該后加速器6構成為可將質(zhì)子例如加速到4MeV/u至7MeV/u。注入到后加速器6的離子為質(zhì)子的情況下，例如加速到7MeV/u并射出。然而，后加速器6在注入離子為碳離子的情況下，不進行加速動作，而是保持4MeV/u的狀態(tài)并射出。進一步地，構成為將射出的7MeV/u的質(zhì)子、或4MeV/u的碳離子注入到同步加速器7，以由同步加速器7進行加速。如上所述，本發(fā)明實施方式1的同步加速器用注入器系統(tǒng)在例如作為治療用的粒子射線所需的離子為質(zhì)子的情況下，利用第一離子源1產(chǎn)生質(zhì)子，經(jīng)由低能量射束輸送線路4將質(zhì)子注入到預加速器5以加速至4MeV/u的能量。將加速至4MeV/u的能量的質(zhì)子由后加速器6進一步加速至7MeV/u的能量，并注入至同步加速器7。在同步加速器7中將質(zhì)子進一步加速至治療所需的能量。另一方面，在作為治療用的粒子射線所需的離子為碳離子的情況下，利用第二子源2產(chǎn)生碳離子，經(jīng)由低能量射束輸送線路4將碳離子注入到預加速器5以加速至4MeV/u的能量。雖然將加速至4MeV/u的能量的碳離子注入至后加速器6，但后加速器6中并不將碳離子進行加速，而是使碳離子保持4MeV/u的能量并射出，并注入至同步加速器7。在同步加速器7中將碳離子進一步加速至治療所需的能量。這樣，在注入至后加速器6的離子為碳離子的情況下，后加速器6不進行加速動作，使注入的碳離子直接通過后加速器6內(nèi)并射出。后加速器6為不內(nèi)置電磁體的自聚焦型加速器，因此，注入的碳離子可不受磁場的影響而直接射出。此外，由于后加速器6為僅能加速質(zhì)子的結構，因此，與也可加速碳離子的結構相比，能設為電力較少且小型的加速器。此處，優(yōu)選設后加速器6的射束口徑大于預加速器5的射束口徑。若設后加速器6的射束口徑、例如加速電極等的孔徑大于預加速器...