大強度陽子ビームのための超高速ビームプロファイルモニターの開発

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13640312
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization (KEK)
• Principal Investigator: 森本 照久 高エネルギー加速器研究機構, 工作センター, 助手 (20174451)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武藤 豪 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造研究所, 助手 (90249904) ; 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) ; 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) ; 本間 寿広 放射線医学総合研究所, 重粒子研究部, 主任研究官 ; 佐藤 幸夫 放射線医学総合研究所, 重粒子研究部, 第一研究室室長
• Keywords: 加速器 / ビームモニター / プロファイル / 分子線 / シートビーム

Research Abstract

今年度は放射線医学総合研究所・HIMACシンクロトロン並ぴに、KEKにて開発研究を行っている。
(1)電離イオン検出によるビームプロファイルモニターの開発
シートビーム(密度:7×10-7 Torr)を用いて、HIMACシンクロトロンにおける^<12>C^<6+>ビームで、6〜430MeV/uのエネルギー領域で、その典型的なビーム強度である2.5×10^8個の粒子数をもつシングルバンチのビームプロファイル計測に成功した。これは、本来の目的である光による計測の場合と同じガスシート(この場合は酸素分子ビーム)を用いて、低強度ビームの場合に、超高速・高感度でのプロファイル計測を可能にしたものとして評価された(EPAC2002PARIS)。
(2)光検出によるビームプロファイルモニターの開発
上記とは別にさらにコンパクトなガスシート発生装置(窒素)を製作し、KEKでの試験を行っている。ガスシート密度が増強され,ノズル下流60cmで、5X10^<-6>Torrとなった。
また光検出用計測チャンバーの設計を行った。大強度陽子シンクロトロン(J-parc50GeV-PS)での使用を考慮して、ガスの入射出及び光計測系におけるスリットが周回ビームに対して、大きなインピーダンスとならないようにした。また、計測のS/Nの向上のために、真空内面の低反射鍍金のガス放出、2次電子放出、電気伝導度及び反射率特性の検討を行い、亜酸化クロムと酸化ニッケルを候補とした。一部製作を開始した。
光計測機器は、高放射線場での使用となるために高感度の撮像管カメラを検討してきた。アモルファス・セレンを光電ターゲットに用いる高感度撮像管(NHK技研開発)が、更なる高感度化が期待されることわかり候補とした。
光計測試験について、KEK 500MeV Booster下流のNMLビームラインでの実験の詳細を検討し、本年5月または遅くとも8月に、全ての装置をインストールし、窒素ガスターゲットからの光によるビームプロファイル計測実験を開始する予定である。

Research Products

• [Publications] Y.Hashimoto, Y.Fujita, T.Morimoto, et al.: "A Gas sheet Beam Profile Monitor For The HIMAC Synchrotron"Proc.8th European Particle Accelerator Conference, Paris,. 1900-1902 (2002)