サイクロトロンにおけるビーム利用の高度化技術の開発

Development of advanced beam utilization technique at the cyclotron

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

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

TIARAのサイクロトロンでは、材料・バイオ技術等の研究に必要なイオンビーム利用の高度化と効率化のため、ビームの生成・加速・形成・照射に関連した様々な技術開発を行っている。本報告では、サイクロトロンのビーム位相バンチングに関する研究、横方向アクセプタンス・エミッタンス計測装置開発等の現状について述べる。位相バンチングに関する研究では、従来までの複雑な粒子軌道計算コードとは別に、位相バンチングの効果を検証するために電場や磁場分布などを単純化した簡便な計算手法を考案した。この計算結果から、TIARAのサイクロトロンでは加速ハーモニクス2及び3については位相バンチングが生じるものの、加速ハーモニクス1については生じないことが分かり、実際のビーム位相幅の計測実験においてもこれらを確認した。また、横方向アクセプタンス・エミッタンス計測では、入射ビームをステアラーにより偏向することでビームのエミッタンスを拡大することに成功した。さらには、実験によりこのエミッタンスが拡大されたビームを入射して、サイクロトロンのアクセプタンスを明らかにした。これらの結果、エミッタンスとアクセプタンスの整合状態を把握し、ビーム透過率を向上できる見通しを得た。

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