汎用FFAG加速器の応用と開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13GS0004
• 研究機関: 高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 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)
• 研究分担者: 仁木 和昭 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助手 (20242167) ; 町田 慎二 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教授 (30181671) ; 柴田 徳思 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 教授 (80028224) ; 菊池 健 高エネルギー加速器研究機構, 名誉教授 (70022530) ; 榮 武二 筑波大学, 臨床医学系・陽子線医学利用センター, 助教授 (60162278)
• キーワード: 加速器 / 癌治療 / エネルギー全般 / 放射線、X線、粒子線 / 生物・生体工学 / 人間生活環境

研究概要

FFAG加速器は、高繰り返しが可能であり、ほかの加速器に比べシステムが単純であるが為に、どんなビーム種(陽子、電子、重粒子など)でも加速でき、また様々な応用が考えられる汎用加速器である。具体的には、(1)効率、(2)サイズ、(3)コスト、(4)運転の容易さ、(5)フレキシビリティという5つの要因で、従来の加速器に比べ大きな進展が期待された。上に挙げた要因のうち、特に、サイズ、運転の容易さ、フレキシビリティの3つの点において、150MeV FFAG加速器システムは、直接的な実証を示すことになる。サイズと言う点では、入射器であるサイクロトロンを含め、全てが直径約10mのリングの中におさまっている。運転の容易さは、通常のシンクロトロンと異なり複雑なフェードバック系が不要であり、全てが高周波の周波数変化パターンで決まることによる。平成15年度においては、この150MeV FFAG加速器の主要部分の製作を完了した。そして、ビーム加速試験を行い、一度高周波バケツに捕獲された粒子が容易に加速されることを示した。同様に、フレキシビリティの点でも、繰り返し周波数の変化等、全てがローレベルの高周波により制御できることを示した。効率、コストについては、まず、150MeV FFAG加速器がほぼ当初の目標通りの性能を示したことは、これらの点に関しても汎用加速器としての実現に大きく近づいたと言ってよい。平成16年度では加速器から取り出されたビームをもちいたスポットスキャニング技術の開発を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] Y.Mori, et al.: "FFAG for Muon acceleration"Proc.of the 2003 Particle Accelerator Conference. 3413 (2003)
• [文献書誌] Y.Mori, et al.: "Status of 150 MeV FFAG synchrotron"Proc.of the 2003 Particle Accelerator Conference. 3452 (2003)
• [文献書誌] Y.Mori, et al.: "Beam extraction of the POP FFAG with a massless septum"Proc.of the 2003 Particle Accelerator Conference. 1679 (2003)
• [文献書誌] Masahiro Yoshimoto, et al.: "The Magnet Design Study for the FFAG Accelerator"IEEE Transactions on Applied Superconductivity. (to be published).