Project of the JAERI superconducting AVF cyclotron for applications in biotechnology and materials science

材料科学とバイオ技術の応用研究のためのJAERI超伝導AVFサイクロトロン計画

宮脇 信正; 倉島 俊; 奥村 進; 千葉 敦也; 上松 敬; 神谷 富裕; 金子 広久; 奈良 孝幸; 齋藤 勇一; 石井 保行; 酒井 卓郎; 水橋 清; 福田 光宏; 横田 渉; 荒川 和夫

Miyawaki, Nobumasa; Kurashima, Satoshi; Okumura, Susumu; Chiba, Atsuya; Agematsu, Takashi; Kamiya, Tomihiro; Kaneko, Hirohisa; Nara, Takayuki; Saito, Yuichi; Ishii, Yasuyuki; Sakai, Takuro; Mizuhashi, Kiyoshi; Fukuda, Mitsuhiro; Yokota, Wataru; Arakawa, Kazuo

バイオ技術と材料研究におけるイオンビーム利用の応用範囲を広げるため、TIARAの拡張・高度化を目指したGeV級JAERI超伝導AVFサイクロトロンの設計研究を行っている。100MeV/n以上のエネルギーの重イオンは、植物育種や新材料の創製に最適なLETを有するため、飛躍的な発展をもたらすことが期待されている。また300MeVの陽子は、高エネルギーの重イオンや2次粒子による宇宙半導体素子の放射線耐性試験に必要とされている。そこで、100MeV/n以上の重イオンと300MeVの陽子の加速を両立させるK値900の超伝導AVFサイクロトロンの電磁石の設計を実現するとともに、材料・バイオ研究に最適な幅広いエネルギー範囲をカバーできるように、エネルギーの下限は、既設JAERI AVFサイクロトロンのエネルギー範囲と重複させることに成功した。また応用研究のニーズを満足させるビーム輸送系の検討を行った。

A project to expand at TIARA (Takasaki Ion Accelerators for Advanced Radiation Application) facilities of JAERI has been proposed to broaden applications in biotechnology and materials science. Heavy ions with energy more than 100 MeV/n are required for remarkable progress in breeding of plant and development of new materials. The magnet of a superconducting AVF cyclotron with a K number of 900 has been designed to cope with acceleration of both 150 MeV/n heavy ions and 300 MeV protons. The lower limit of energies has been investigated to overlap the energy region covered by the JAERI AVF cyclotron, required to increase beam time for present users. We have designed a beam transport system to satisfy requirements of the applications.