Analytical examination of a spiral beam scanning method for uniform irradiation

均一照射のためのスパイラル・ビーム・スキャニング法の解析的検討

福田 光宏; 奥村 進; 荒川 和夫

Fukuda, Mitsuhiro; Okumura, Susumu; Arakawa, Kazuo

大面積均一照射は、材料科学やバイオ技術、放射線医学などの分野におけるイオンビーム利用の重要な照射技術である。これまでラスター・スキャニング法やワブリング法などが考え出され、90%以上の均一度を達成している。そこでワブリング法ではビームを一旦offするか、もしくは長周期のビームバンチと同期させてスキャニング半径を変えていたのを連続的に照射できるように改良したスパイラル・スキャニング法を考案した。ビームの掃引速度を一定に保つ条件でスキャニング運動を解くことにより、ターゲット上のスキャニング半径と回転角速度は、時間の無理関数として表わされる。これをもとに半径方向のビーム強度を計算した結果、90%以上の均一度が容易に得られることがわかった。ビームスポットサイズ及びスキャニング範囲、ターン数の組合せによっては99%以上の均一分布も得ることができる。

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