多重極電磁石を用いた大面積均一イオンビームの形成とその計測技術の開発

Formation of a large-area uniform ion beam using multipole magnets and the development of its measurement technique

百合 庸介; 湯山 貴裕; 石坂 知久; 清藤 一; 上松 敬; 奥村 進; 石堀 郁夫

Yuri, Yosuke; Yuyama, Takahiro; Ishizaka, Tomohisa; Seito, Hajime; Agematsu, Takashi; Okumura, Susumu; Ishibori, Ikuo

高崎量子応用研究所のサイクロトロンでは、多重極電磁石を用いてイオンビームの横方向強度分布を均一化する技術及びガフクロミックフィルムを用いたビーム強度分布計測技術を開発している。本研究開発では、ビーム利用において照射条件に応じて効率的に均一ビームを形成するビーム輸送系の調整手順を確立した。ビーム光学系設計、粒子トラッキングシミュレーション及びそれらに基づいた検証実験から、ビーム輸送や形状調整に関する電磁石や薄膜散乱体のパラメータを決定した。この結果、10MeVの陽子や413MeV/uのアルゴン等のイオンビームにおいて、100cmを超える広い均一照射野や細長いリボン状の均一ビームが1時間程度の調整時間で形成可能となった。ビーム強度分布の計測では、ガフクロミックフィルムHD-V2及びEBT3を新たに使用するため、コバルト60線照射によりそれらの着色応答の基本的な特性を調べた。その結果に基づいて、HD-V2及びEBT3をイオンビームの強度分布計測へ適用し、それらが大面積均一ビームの特性評価に利用できることを確かめた。

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