THP126 　加速器応用・産業利用　 8月9日 大展示ホール 13:10 - 15:10

レーザー加速イオンの超伝導シンクロトロンへの直接入射の検討

Direct injection of laser-accelerated ions into a superconducting synchrotron

○野田 悦夫，白井 敏之，岩田 佳之，水島 康太，野田 章，野田 耕司（　量研機構）

○Etsuo Noda, Toshiyuki Shirai, Yoshiyuki Iwata, Kota Mizushima, Akira Noda, Koji Noda (QST)

現在、量研機構で進められている量子メスプロジェクトの開発テーマの一つとして、超伝導技術とレーザー加速による重粒子線がん治療装置の小型化が挙げられており、その一環として、レーザー加速イオンのシンクロトロンへの直接入射に関するフィージビリティスタディをすすめている。前回、その第一ステップとして、現状の普及型シンクロトロンを対象とした検討を行い、目標とする1×10^9個以上の粒子を蓄積できる可能性があることを報告した。今回は、本プロジェクトで現在検討されている超伝導シンクロトロンを入射対象とし、前回無視したベンディング効果を考慮に入れて、１照射あたりに入射可能な粒子数を調べた。さらに、プラズマ生成点からシンクロトロンの入射点までのBeam Transport についても簡単な検討を行った。検討の結果以下のことが分かった。加速イオンを約1.6m飛行させ、4 MeV/u±6% のエネルギーの粒子を切り出し、位相回転により約1/10にエネルギー圧縮を行う。その後、ビームを成形してシンクロトロンに入射する。１照射あたりシンクロトロンに入射される粒子数は空間電荷効果、イオンのエネルギー広がり、レーザーによる生成粒子のバラツキを考慮した結果、平均2×10^8個、このうち、垂直方向のエミッタンスが治療に使える値となるのは、約1×10^8個であった。これにより、10Hzのレーザーで20回の多重回入射を行うことで1×10^9個以上の粒子を蓄積できると考えられる。