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FFAG加速器

シーズコード S090001382
掲載日 2010年3月5日
研究者
  • 岩田 佳之
  • 三須 敏幸
技術名称 FFAG加速器
技術概要 強収束シンクロトロンでは異なるfield indexを持つ偏向電磁石を交互に配列することで強い収束力を得て、大幅な小型化を実現している。その原理をFFAG加速器に適応すべく比較・解析した結果、ベータトロン振動の安定領域には従来から使われている第1の安定領域Aの他に第2の安定領域Bが存在することを発見した。セル数をNとした場合、k/Nが更に大きいところで無数の安定領域が存在することが分かった。k値が原点(k=0)に近い第1の安定領域よりも高い第2又はそれ以降のベータトロン振動の安定領域を動作点として、その領域に含まれるセル数Nとk値との組み合わせを適切に設定することで、セル数を増やすことなく、高いk値を持つFFAG加速器の設計が可能となる。なお、k値に対してセル数Nを、k/N>0.5の関係を満たす領域に設定するのが好ましく、また単位セルあたりのベータトロン振動の位相の進みを180度超えさせて運転するのが良いことが分かった。
画像

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研究分野
  • 円形加速器
  • 加速器一般及び理論
展開可能なシーズ 固定磁場強収束型加速器(FFAG加速器)では、k値(field index)を高くするのみでは、セル数も同時に増やさないとベータトロン振動が不安定となりビームを安定に加速することができない。この課題に対し、セル数を増やすことなくビームを安定に加速することが可能なk値の範囲を特定する。それによりFFAG加速器の小型化を図る。更にそのk値を実現する運転条件も提供する。
強収束の原理から発見した第2以降の安定領域を動作点とすることで、セル数をそのままにk値を高く設定できる。そのため粒子軌道の周長を増やさなくともビーム入出射に必要なドリフト空間を確保でき、また高いk値であることから入射時と出射時の軌道差が非常に短くなり、主電磁石や真空チェンバー等の大幅な小型化が可能となる。周長も短くなり、セクター電磁石も小型になるため加速器施設全体の建設費も大幅に縮小できる。
用途利用分野 固定磁場強収束型加速器
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, . 岩田 佳之, 三須 敏幸, . FFAG加速器. 特開2005-050578. 2005-02-24
  • H05H  13/00     

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