Fast single-ion hit system for heavy-ion microbeam at TIARA cyclotron

TIARAサイクロトロンにおける重イオンマイクロビーム用高速シングルイオンヒットシステムの開発

横田 渉; 佐藤 隆博; 及川 将一*; 奥村 進; 倉島 俊; 宮脇 信正; 柏木 啓次; 吉田 健一; 神谷 富裕

Yokota, Wataru; Sato, Takahiro; Oikawa, Masakazu*; Okumura, Susumu; Kurashima, Satoshi; Miyawaki, Nobumasa; Kashiwagi, Hirotsugu; Yoshida, Kenichi; Kamiya, Tomihiro

TIARAのサイクロトロンでは直径1mのマイクロビームを形成する技術を用いて、1個のイオンを狙った場所に1mの精度及び毎秒10以上のヒット速度で照射する高速シングルイオンヒットシステムを開発している。2007年度はマイクロビーム形成技術開発で利用した磁気スキャナを、動作がより速い静電スキャナに替えるなどの改良を行った。照射試験により、ヒット速度が目標値以上であること、照射野が1000m1000m以上であること、照射精度がヒット速度に依存しないことなどを確認した。また、マイクロビーム形成にはサイクロトロンの調整を含めて8時間程度を要するが、カクテルビーム加速技術を利用することでイオン種を30分程度で切換えることに成功した。これにより、1連の実験で複数イオン種のマイクロビームを使用して効率を大幅に向上できる技術の実現に目処が立った。

A fast single-ion hit system is being developed at the TIARA cyclotron using focused microbeam of several hundreds MeV with a spot of about 1 m in diameter. In order to achieve the goal hit rate of over 10/s, a magnetic scanner for the microbeam formation technique was replaced with a fast electrostatic scanner. The results of irradiation experiments show that the hit rate is higher than 10/s, the irradiation area is wider than 1000 m1000 m and the targeting accuracy is independent of hit rate. In addition, a test operation of quick change of ion species of microbeam was carried out applying the cocktail beam acceleration technique. Ion species was successfully changed in 30 minutes while the microbeam formation takes about 8 hours including cyclotron tuning. The result strongly indicates that we will be able to provide a different microbeam for plural ion species in an irradiation experiment by turns.