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Development of a high current H$$^{-}$$ ion source for cyclotrons

サイクロトロン用大電流水素負イオン源の開発

衛藤 晴彦*; 青木 康*; 三堀 仁志*; Arakawa, Y.*; 密本 俊典*; Yajima, S.*; 桜庭 順二*; 加藤 隆典*; 奥村 義和

Eto, Haruhiko*; Aoki, Yasushi*; Mitsubori, Hitoshi*; Arakawa, Y.*; Mitsumoto, Toshinori*; Yajima, S.*; Sakuraba, Junji*; Kato, Takanori*; Okumura, Yoshikazu

医療用サイクロトロンの大電流化が、ガン治療や医療用アイソトープ製造などの用途に必要とされており、そのためにサイクロトロン用負イオン源の大電流化が必要である。多極磁場型の負イオン源を新たに設計、製作し、試験を行った。フィルター磁場強度や引出電極などの最適化を行い、ごく少量のセシウムを負イオン源に添加した状態で、16mAの直流負イオンビームを安定に得ることができた。プラズマ源のアークパワーは2.8kWと低く、長時間の運転が可能である。

High current hydrogen negative ion source is required to increase the accelerated beam current of the cyclotrons for many medical applications such as cancer therapy and medical radioisotope production. A new negative ion source has been designed and fabricated. The ion source is a multi-cusp type. Optimization of the ion source is in progress, such as the optimization of the magnetic filter which prevents high temperature electrons from entering into the negative ion production region, improvement of the extraction electrode's shape and configuration of dipole magnets etc. A small quantity of Cs has been introduced into the ion source to enhance the negative ion beam current. The ion source produced 16mA of DC hydrogen negative ion beam with the Cs-seeded operation at a low arc discharge power of 2.8 kW.

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