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Development of the flat-top acceleration system for the JAERI AVF cyclotron

原研AVFサイクロトロンにおけるフラットトップ加速システムの開発

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

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

原研AVFサイクロトロンでは、集束方式によるマイクロビーム形成技術により1ミクロンのビーム径を達成することを目標とし、必要とされるビームのエネルギー幅dE/E=0.02%以下を達成するためにフラットトップ加速システムの開発を行っている。これまでに、第5高調波を発生するための共振器の設計・製作を行い、17.475MHzにおいて基本波と第5高調波の同時励振に成功している。フラットトップ加速システム開発のほかに、中心領域の改造,サイクロトロン磁場・加速電場の高安定化などさまざまな技術開発を行った。260MeVネオンビームについてフラットトップ加速実験を行い、大型のAVFサイクロトロンでは困難とされていたシングルターン引き出しに成功した。

A flat-top (FT) acceleration system for the JAERI AVF cyclotron has been designed to achieve the energy spread of dE/E = 0.02 % mainly for a microbeam production. The FT acceleration using fundamental and fifth-harmonic frequencies for an acceleration voltage is an excellent technique to reduce the energy spread. The FT waveform was successfully observed at the dee voltage pick-up in a power test at a fundamental frequency of 17.475 MHz. We succeeded in accelerating 260 MeV Ne ions at a fundamental frequency of 17.475 MHz by superimposing the fifth-harmonic voltage on the fundamental one. In the preliminary beam development, single turn extraction has been achieved by the FT acceleration mode.

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