原研AVFサイクロトロンにおけるフラットトップ加速電圧の最適化

Optimization of the flattop acceleration voltage for the JAERI AVF cyclotron

宮脇 信正; 福田 光宏; 倉島 俊; 奥村 進; 奈良 孝幸; 上松 敬; 石堀 郁夫; 吉田 健一; 柏木 啓次; 横田 渉; 荒川 和夫; 中村 義輝

Miyawaki, Nobumasa; Fukuda, Mitsuhiro; Kurashima, Satoshi; Okumura, Susumu; Nara, Takayuki; Agematsu, Takashi; Ishibori, Ikuo; Yoshida, Kenichi; Kashiwagi, Hirotsugu; Yokota, Wataru; Arakawa, Kazuo; Nakamura, Yoshiteru

原研AVFサイクロトロンではマイクロビーム形成に必要な210のエネルギー幅を達成するため、基本周波数にその第5高調波を重ね合わせるフラットトップ加速システムの開発を行っている。原理的に均一なエネルギー利得が得られる高調波電圧は基本波のである。しかし実際には、加速電圧分布が半径位置に依存し、ディースパン角が90度ではないことから、エネルギー幅が最小となるフラットトップ加速のための電圧比はよりも大きく、周波数に依存することがわかった。また非等時性状態でも最外周のトリムコイルと入射ビーム位相を最適化することにより、210のエネルギー幅を達成できることを示した。

The flat-top acceleration system with the fifth-harmonic of the fundamental frequency has been designed to minimize energy spread for the microbeam production in the JAERI AVF cyclotron. In principle, the amplitude of the fifth-harmonic voltage is of fundamental one to obtain a uniform energy gain distribution, but in reality the voltage ratio for the optimum flat-top acceleration doesn't correspond to , because an accelerating voltage distribution depends on a radial position and the dee angle. The optimum voltage ratio has been investigated for every accelerating condition by shifting a magnet field from isochronism. The energy spread of 210 can be achieved even in non-isochronous condition by changing an initial beam phase and an outermost trim coil field.