• T. Ishibashi, N. Hayashizaki, T. Hattori
  東京工業大学

空間電荷効果によるビームの発散力の強さは、ビーム電流に比例し、ビーム速度の2乗で反比例する性質がある。そのため低エネルギー領域・大電流重イオンビームの加速は最も難しい条件となる。その解決策として大電流のシングルビームを分割し、ビームを平行・並列に加速することにより空間電荷効果を緩和するアイデアが提案されている。この時、一般的に1本のビーム加速につき1台の加速空洞が割り当てられる。このようなマルチビーム加速において1つの加速空洞で複数本のビームを加速出来れば、省スペース・省電力・省運転コストの点で従来法より有利となる。そこで本研究では低エネルギー・大電流重イオンビーム加速に実用的かつ有効的な構造として、マルチビーム型IH-RFQリニアックの研究開発を行っている。本発表ではその原理実証機である2ビーム型IH-RFQリニアックにおける4重極電極間の電場分布測定について報告する。

• L. Liang, T. Hattori, N. Hayashizaki, T. Ishibashi, J. Tamura
  東京工業大学原子炉工学研究所

本研究はがん治療用C6+イオン加速器の新しい構造として、複合加速構造型単空洞（Hybrid Single Cavity ; HSC）線形加速器の開発を目的としている。これはRFQ 型および IH ドリフトチューブ型の加速電極構造を一台の空洞内に組み込んだ加速器である。本来、各加速器それぞれに必要であった高周波電源等の周辺機器が、これらの加速電極を一つの空洞内に収める為、加速器自体の小型化だけでなく周辺機器の統合による省スペース化が可能となり、スペースに制限のある領域に適した加速器となると考えられる。HSC加速器空胴の電場分布は三次元電磁場解析ソフトMicrowave-Studioを用いた。HSC加速器の設計には、三次元粒子軌道計算コードPERMTEQと軌道計算コードPMLOCを用いた。本学会では本加速器の設計の手法および結果として得られた基本パラメーター等について報告する。

• T. Hattori, T. Itou, L. Lu, N. Hayashizaki, T. Ishibashi, J. Tamura, T. Inoue, H. Iwnami, K. Oka, Y. Shimaya
  東京工業大学原子炉工学研究所

BNCTがん治療用陽子加速線形加速器を電力加速効率の良いIH型単空洞で設計した。低エネルギー領域はRFQ型加速構造を、高エネルギー領域はドリフト・チューブ（DT)型加速構造を単一の空洞に挿入する複合加速構造型単空洞線形加速器を設計した。さらに両加速構造を繋ぐマッチングセクションを含むDT型電極も両加速構造の間に挿入する構造とした。陽子10ｍAでRFQ加速の軌道計算、DT加速の軌道計算、マッチングセクションの軌道計算を行い、加速構造を決定した。次に100MHｚで共振し、最適な加速電圧を発生するIH空洞の3次元電磁場シミュレーションを行い空洞の内部構造を決定した。その結果非常にコンパクトな1台の加速器でBNCT用の3MeVの陽子を加速できるシステムを構築できた。空洞長2ｍ以内で、ビーム電力を含んで、高周波電力130ｋW以内の小型、省電力型の線形加速器である。