Short-time change of heavy-ion microbeams with different mass to charge ratios by scaling method for the JAEA AVF cyclotron

原子力機構サイクロトロンにおける異なるM/Qを有するイオン種のスケーリング法による短時間切換

倉島 俊; 奥村 進; 宮脇 信正; 柏木 啓次; 佐藤 隆博; 神谷 富裕; 福田 光宏*; 横田 渉

Kurashima, Satoshi; Okumura, Susumu; Miyawaki, Nobumasa; Kashiwagi, Hirotsugu; Sato, Takahiro; Kamiya, Tomihiro; Fukuda, Mitsuhiro*; Yokota, Wataru

TIARAのサイクロトロンでは、重イオンを用いたマイクロビーム照射実験が行われる。マイクロビーム形成装置として、集束方式とコリメーション方式によるものが備わっており、調整が比較的容易な後者については、炭素,ネオンやアルゴンなど一連のイオンビームを用いた細胞照射実験が頻繁に行われている。サイクロトロンの調整には3時間を要するが、一回の照射実験は1.5から3時間程度と短い。スケジュール管理によりサイクロトロン調整時間を削減しているが、それにも限界がある。カクテルビーム加速により調整時間を減らすことに成功したが、同一の質量電荷比(M/Q)を持つイオン以外へは切換できない。そこで、マイクロビーム照射で使われる重イオンビームを短時間で切り換えるために、スケーリング手法を新たに導入した。この手法は、イオンのM/Qが異なる場合でもビームの磁気剛性が一定になるように調整することで同一のレンズパラメータによりビームの輸送を可能にする。サイクロトロン本体ではイオン種ごとに磁場分布の再形成が必要となるが、ビーム位相自動計測システムを開発して調整時間を短縮した。炭素220MeVを基準ビームとしてスケーリング法による加速実験を行い、ネオン255MeV, 335MeV及びアルゴン440MeVビームへそれぞれ20分程度の調整時間で切り換えることに成功した。

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