高透磁率新磁性体加速空胴を用いた超高繰り返しシンクロトロンの研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11309013
• Research Institution: High energy Accelerator research Organization (KEK)
• Principal Investigator: 森 義治 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (30124176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 榮 武二 筑波大学, 陽子線医学利用研究センター, 助教授 (60162278) ; 岩下 芳久 京都大学, 科学研究所, 教授 (00144387) ; 野田 章 京都大学, 科学研究所, 教授 (20114605) ; 田辺 徹美 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (20013394) ; 野田 耕司 高エネルギー加速器研究機構, 放射線医学総合研究所, 主任研究官 (80228329)
• Keywords: FFAG加速器 / 強集束 / シンクロトロン振動 / アクセプタンス / 速い繰り返しの加速器 / MA加速空間 / ビーム入射 / ダイナミックアパーチャー

Research Abstract

今年度の研究実績は、昨年度、ビーム加速に成功して以来の加速器としての基本性能の検証と、非線形線分を多く含んだビーム輸送系としてその中のビームの振る舞いについての、2つの研究に分けられる。加速器としての基本性能の検証としては、FFAGのゼロクロマティシティー、つまり、加速途中で横方向のチューンが変化しないことを実験的に証明するために、入射エネルギー付近のみならず、加速途中でのチューンを測定した。測定は高周波ノックアウト法を用い、そのための電極を新たに開発し、挿入した。50keVで入射し、500keVまで加速する間、チューンはほぼ一定に保たれていることが実験的に確かめられた。非線形成分を多く含んだビーム輸送系としての研究では横方向のダイナミックアパーチャーを実験的に測定する試みがなされた。計算機シミュレーションの上では、従来のシンクロトロンに比べて1から2桁近く大きなアパーチャーが得られることが予想されている。入射の条件を変えて、生き残るビームの量から間接的にダイナミックアパーチャーを測定することは今までにも行われており,この結果は、シミュレーションを支持している。今回は、さらに直接的にこれを確かめるために、ビームの位置と傾きを同時に測定し、位相空間上でのビームの振る舞いを測定するモニターの開発を行った。モニターの開発そのものが、すでに多くの研究テーマを含んでいたが、それも終了し、モニターをFFAG加速器に設置した。現段階では予備的結果ながら、ダイナミックアパーチャーの直接測定結果が得られている。