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ビーム迅速切換のためのサイクロトロン磁場補正システム

Correction system of the cyclotron magnetic field for quick change of acceleration beam

奥村 進; 宮脇 信正; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 倉島 俊; 柏木 啓次; 吉田 健一 ; 石堀 郁夫; 百合 庸介; 奈良 孝幸; 横田 渉; 福田 光宏*

Okumura, Susumu; Miyawaki, Nobumasa; Yuyama, Takahiro; Ishizaka, Tomohisa; Kurashima, Satoshi; Kashiwagi, Hirotsugu; Yoshida, Kenichi; Ishibori, Ikuo; Yuri, Yosuke; Nara, Takayuki; Yokota, Wataru; Fukuda, Mitsuhiro*

原子力機構AVFサイクロトロンでは、材料・バイオ研究利用が主流のため、同じビームでの照射時間が数時間程度と短く、ビーム切換時間の占める割合が大きい。マシンの利用効率を向上するために、高頻度で実施されるビーム切換の時間短縮を目指している。ビーム切換では、毎回再立ち上げを行うサイクロトロン磁場形成に最も時間を費やしている。そこで、短時間でサイクロトロンの磁場形成を可能とする技術開発を行っている。磁場立ち上げ直後に発生する磁場の過渡的変動を抑制し、安定な磁場を迅速に形成するために、磁場補正システムの構築を行った。すなわち、主コイルの外周に沿って5ターン分巻いた補正コイルによって主磁場の微調整を行う。磁極間に設置されたNMR磁場計測プローブによって得られた磁場計測値に基づいて、PID制御による磁場制御を行い、短時間で設定磁場に収束できることを確認した。

Reduction of the beam changing time is required to increase the available beam time for users. We are developing a technique for reducing the changing time of the magnetic field of the cyclotron, since it takes a long changing time to form the magnetic field for acceleration. Since the deviation of the magnetic field from the desired value for acceleration in the start-up process of the magnetic field dose not decrease in a short time, a correction system of the cyclotron magnetic field with a bipolar power supply and a 5-turn coil was developed. We confirmed that this system enables the magnetic field to be controlled quickly with a pc-based PID controller.

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