TUP032 　ビームダイナミクス・加速器理論　 8月1日 第1,2,3,4会議室他 13:00 - 15:00

サイクロトロンの高強度化のためのハーモニック加速システムの概念検討

Conceptual design of a harmonic acceleration system for a high-intensity compact cyclotron

○福田 光宏（阪大ＲＣＮＰ），宮脇 信正，倉島 俊（量子機構高崎研），依田 哲彦，神田 浩樹，安田 裕介，中尾 政夫，土岐 博，関 亮一，畑中 吉治，齋藤 高嶺，森信 俊平，鎌倉 恵太，原 周平，山野下 莉那，Koay Huiwen，森田 泰之（阪大ＲＣＮＰ），篠塚 勉，伊藤 正俊，松田 洋平（東北大CYRIC），涌井 崇志（量子機構放医研）

○Mitsuhiro Fukuda (RCNP, Osaka University), Nobumasa Miyawaki, Satoshi Kurashima (QST, Takasaki), Tetsuhiko Yorita, Hiroki Kanda, Yusuke Yasuda, Masao Nakao, Hiroshi Toki, Ryoichi Seki, Kichiji Hatanaka, Takane Saito, Shunpei Morinobu, Keita Kamakura, Shuhei Hara, Rina Yamanoshita, Huiwen Koay, Yasuyuki Morita (RCNP, Osaka University), Tsutomu Shinoduka, Masatoshi Itoh, Youhei Matsuda (CYRIC, Tohoku University), Takashi Wakui (QST, NIRS)

進行がん治療を可能にするアルファ線内用療法のためのアルファ線放出核種の大量生成や加速器ベースのBNCTのための大強度中性子生成に必要とされる小型加速器の高強度化を実現するためには、初期加速段階での空間電荷効果によるビーム発散を如何に抑制するかが重要な鍵を握る。サイクロトロンの場合には、入射部や中心領域に集束レンズを配置して横方向のビームの拡がりを抑え込むことは可能である。しかしながら、進行方向の発散に対しては入射部に設置したバンチャー以外に縦方向の集束力を得ることは困難であった。そこで、入射直後の初期加速段階の加速電圧波形の勾配を調整して縦方向の加減速効果を発現する新しい位相バンチングシステムの開発を進めている。加速電圧波形の勾配は、基本波正弦波にその整数倍の周波数を持つ高調波（ハーモニック）電圧を複数重ね合わせ、その振幅と相対位相を変えることによって調整可能である。縦方向の空間電荷効果に応じて第１加速ギャップでのエネルギー利得に変調を加えることにより位相バンチングを実現する。具体的には、中心領域に高調波励振用の加速電極を独立して配置し、ハーモニック加速電圧を生成する。この時、第2加速ギャップでの加速RF位相を調整することにより、継続した位相バンチング効果を得ることも可能である。本発表においては、ハーモニック加速手法の原理とシステムの概要について報告する。