Focusing and spectral enhancement of a repetition-rated, laser-driven, divergent multi-MeV proton beam using permanent quadrupole magnets

永久四重極磁石を用いた、繰り返し発生の、広がり角を持つ、数MeV級のレーザー駆動陽子線の収束とスペクトルの準単色化実験

西内 満美子; 大東 出; 池上 将弘; 大道 博行; 森 道昭; 織茂 聡; 小倉 浩一; 匂坂 明人; 余語 覚文; Pirozhkov, A. S.; 杉山 博則*; 桐山 博光; 岡田 大; 金沢 修平; 近藤 修司; 下村 拓也; 田上 学*; 中井 善基; 笹尾 一; 若井 大介*; 榊 泰直; Bolton, P. R.; Choi, I. W.*; Sung, J. H.*; Lee, J.*; 大石 祐嗣*; 藤井 隆*; 根本 孝七*; 想田 光*; 野田 章*; 井関 康*; 吉行 健*

Nishiuchi, Mamiko; Daito, Izuru; Ikegami, Masahiro; Daido, Hiroyuki; Mori, Michiaki; Orimo, Satoshi; Ogura, Koichi; Sagisaka, Akito; Yogo, Akifumi; Pirozhkov, A. S.; Sugiyama, Hironori*; Kiriyama, Hiromitsu; Okada, Hajime; Kanazawa, Shuhei; Kondo, Shuji; Shimomura, Takuya; Tanoue, Manabu*; Nakai, Yoshiki; Sasao, Hajime; Wakai, Daisuke*; Sakaki, Hironao; Bolton, P. R.; Choi, I. W.*; Sung, J. H.*; Lee, J.*; Oishi, Yuji*; Fujii, Takashi*; Nemoto, Koshichi*; Soda, Hikaru*; Noda, Akira*; Iseki, Yasushi*; Yoshiyuki, Takeshi*

2.4MeVのレーザー駆動陽子線を永久四重極磁石で1Hzで収束させた。磁場勾配は、55T/m, 60T/mであった。陽子線は、ターゲットから650mmにおける2.7mm8mmの大きさ(半値全幅)の領域に収束された。この結果は、モンテカルロシミュレーションとよく一致した。

A pair of conventional permanent magnet quadrupoles is used to focus a 2.4 MeV laser-driven proton beam at a 1 Hz repetition rate. The magnetic field strengths are 55 T/m and 60 T/m for the first and second quadrupoles respectively. The proton beam is focused to a spot size (full width at half maximum) of 2.78 mm at a distance of 650 mm from the source. This result is in good agreement with a Monte Carlo particle trajectory simulation.