2002 Fiscal Year Annual Research Report
ガン治療加速器用超小型高出力線形加速器システムの開発
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14390013
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
片山 武司 東京大学, 大学院・理学研究科, 教授 (30013402)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
服部 俊幸 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (50134648)
岡村 昌宏 理化学研究所, ビーム物理工学研究室, 研究員
渡辺 伸一 東京大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00013433)
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| Keywords | レーザー / 加速器 / プラズマ / イオン源 / 空間電荷効果 / 国際研究者交流 / RFQ / 重イオン |
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| Research Abstract |
本年度は、超小型高出力線型加速器システムの核となる、レザープラズマ発生装置と高強度重イオンRFQ線型加速器の設計を中心として研究を行った。
レーザープラズマの発生において高繰り返し周波数を達成するために適したNd-YAGレーザーと従来から用いられている炭酸ガスレーザーをドライバーとして用い炭素プラズマの分析を行った。この結果、Nd-YAGレーザーのほうが、発生ビームパルス幅は1μ秒程度と短いが多価イオンを発生できることがわかった。フルストリップの炭素イオンをRFQに十分な量、入射することが可能である。炭酸ガスレーザーを利用した場合、現状では炭素の4価がもっとも効率良く生成できる。これらのことから、Nd-YAGレーザーと炭酸ガスレーザーの両方をドライバーとして利用できるプラズマ発生装置を設計した。
高強度RFQの設計では、イオン入射部分でのプラズマとイオンビームの境界をコントロールすることが重要となる。この問題にすいて、シミュレーションIGUNを利用して解析を行った。さらに、プラズマ表面から引き出されたイオンの軌道解析については、3次元電磁場シミュレーションコードTOSCAを用いて電場マップを作成し空間電荷効果をとりいれたプログラムを開発し、研究をすすめている。また、加速器の空洞共振器については高周波電磁場解析に基づき100MHzのものをフランクフルト大学の協力を得て製作した。
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