多重極磁場を用いた裾無し小径イオンビーム形成の研究(共同研究)
Study on small-sized tailless beam formation using multipole magnetic field (Joint research)
横田 渉; 百合 庸介; 渡邊 伸一*; 大城 幸光*; 久保野 茂*
Yokota, Wataru; Yuri, Yosuke; Watanabe, Shinichi*; Oshiro, Yukimitsu*; Kubono, Shigeru*
理化学研究所のAVFサイクロトロンに設置された低エネルギー不安定核ビーム分離器(CRIB)を用いて原子核物理学研究を実施している東京大学原子核科学研究センター(CNS)と、同様規模のAVFサイクロトロンを有し、材料開発研究のために八極磁場を用いた大面積均一ビーム形成技術を開発している原子力機構高崎量子応用研究所は、サイクロトロンで加速したビームのターゲットにおける強度を高める技術開発を共同研究の下に行った。具体的には、通常大きな裾のあるビーム強度分布を持つサイクロトロンのビームを、CRIBのガスターゲットの直径6mmのオリフィスを損失無く通過させるために、裾無しの小径ビームに形成する技術を検討した。計測したエミッタンスに基づく粒子トラッキングシミュレーションの結果、裾を折畳むには八極磁場が有効で、現在のビームラインに八極電磁石を入れて約10mm径のビームが形成できることがわかった。しかし目標の6mm径に近づけるためには、更に電磁石を導入するとともにビームのエミッタンスを小さくする必要があることが明らかになった。また、ターゲットまでのビームパスレングスとレンズ系の組合せが自由に選べれば目標を達成できる可能性があることもわかった。
The Center of Nuclear Science (CNS) of Tokyo University conducts the research on nuclear physics using CNS Radio-Isotope Beam Separator (CRIB) installed at the RIKEN AVF cyclotron. Takasaki Advanced Radiation Research Institute, JAEA has an AVF cyclotron of similar scale and is developing a technology to form a large-area uniform beam by an octupole magnetic field for the research on materials science. They carried out an R&D to increase the cyclotron beam intensity at a target under joint research. The nonlinear beam optics was designed to form a usual cyclotron beam having a large transverse tail into a small-sized tailless distribution so that the beam passes the gas target orifice (6 mm in diameter) of CRIB without a loss. As a result of particle tracking simulations based on the measured beam emittance, it has been found that an octupole magnetic field is effective in tail-folding and a 10-mm-diameter beam can be formed with two octupole magnets added in the present beam line. It has been also found that additional magnets need to be installed and the beam emittance should be reduced for the objective beam size of 6 mm. Moreover, the objective may be attained if the beam path length and configuration of the magnetic lens system are freely chosen.
使用言語 : Japanese
報告書番号 : JAEA-Technology 2016-005
ページ数 : 21 Pages
発行年月 : 2016/03
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キーワード : 八極磁場; ビーム裾の折畳み; 小径ビーム; エミッタンス; 重イオンビーム; サイクロトロン
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広報プレスリリース :
論文解説記事
(成果普及情報誌)
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受委託・共同研究相手機関 : 東京大学原子核科学研究センター
 
登録番号 : TN20160005
抄録集掲載番号 : 44000631
Accesses  (From Jun. 2, 2014)
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