New concepts for the simulation of beams in cyclotrons

サイクロトロンにおけるビームシミュレーションの新しい概念

福田 光宏; S.Adam*

Fukuda, Mitsuhiro; S.Adam*

サイクロトロンにおけるビームシミュレーション計算コードに輸送行列を用いた新しい手法を導入した。計算にあたっては、サイクロトロンをいくつかのセクションに分割し、各セクションの境界における平衡軌道のデータテーブルを基にして粒子の運動を解くという手順を採用している。データテーブルには、ベータトロン振動の特性が含まれており、この新しい概念においては、1つのセクションが3つの薄レンズと2つのドリフト空間から構成され、輸送行列はその薄レンズの集束強度で表されている。この概念により輸送行列の4つの要素が物理的意味を持つ3つの独立変数で表されることになり、しかも常に行列式が1となることからリュービルの定理も完全に満たされるという利点も持っている。この概念を導入することにより輸送行列を用いた従来の軌道計算が、計算精度及び物理系意味の付加という点において格段に進歩した。

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