大強度冷却RI源の実現を目指した高周波四重極線形減速装置の開発

开发高频四极线性减速装置，实现高强度冷却RI源

• 批准号: 20K12481
• 负责人: 小高 康照
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K12481/
• 关键词: 高周波四重極線形減速装置; 電気双極子能率測定; イオンビーム輸送; ペッパーポット型エミッタンス測定器; AVFサイクロトロン; ビーム軌道計算

世界最高感度の電気双極子能率測定に必要な酸素イオンビームと金との核融合反応で生成したフランシウム(Fr)の収量増強が目的である。大強度イオンビーム用ペッパーポット型エミッタンス測定器(PEM)開発は①180MeVのマグネシウムイオンビーム測定結果をビームプロファイルモニタ測定結果と比較し、必要な角度精度は0.3mrad以下と見積る。②角度精度改良のためPEMマスク穴径縮小法の検証を計画した。入手可能なマスクの最小穴径は0.1mm、厚さが0.1mmなのでビームが停止する運動エネルギーに対応する東京大学タンデム加速器施設に試験設備構築を進めている。③PEMカメラの放射線損傷低減のため、カメラをビームラインから離すカメラ光学系の遠隔距離拡大と撮影視野拡大とビーム像の位置精度を追求した。撮影用ビューポート口径を40から48mmとした結果、遠隔距離を1.9から2.2m、撮影視野を約1.5倍に拡大し、位置精度0.15mmを維持した。④有用情報を得るため過去の低強度ビームエミッタンス測定結果を分析した。誤差無しビームエミッタンスを推定し、比較して得られたビーム角度精度は想定以上の1mradとなり、誤差原因もほぼ特定した。RFQDは①イオン減速機構はないが、原理はRFQDと類似し、高周波電場を用いて質量分離するRF質量分析器を試験した。Frイオンビーム中に数千倍の不純物を確認し、Fr純度向上が重要と認識した。イオンビーム強度測定に影響する二次電子の除去機構と崩壊α粒子によるFr強度測定精度向上も必要と分かる。これらはRFQDにも共通課題である。②Fr専用RFQD設計のためビーム運動計算を継続している。RFQD中のイオンは交流四極電場を受けつつ、Heガスとの衝突で減速・冷却される。ビーム運動計算結果を先行研究と比較するとガス無しの場合は一致したが、ガス有りの場合は一致せず原因を追及中である。

For the purpose of determining the highest sensitivity electric bipolar energy in the world, it is necessary to increase the production of nuclear fusion reaction and increase the production of nuclear fusion reaction. The measurement results of the PEM with high intensity are compared and the required angular accuracy is 0.3 mrad or less. (2) Improvement of angle accuracy and verification of hole diameter reduction method The minimum hole diameter of the possible hole is 0.1 mm and the thickness is 0.1 mm. The test equipment construction for the accelerator installation of the University of Tokyo is in progress. 3. PEM radiation damage reduction, radiation damage reduction, radiation damage Image capture aperture: 40 mm to 48mm; distance: 1.9 mm to 2.2 m; image capture field: 1.5 times larger; position accuracy: 0.15 mm to be maintained. 4. Analysis of the measurement results of useful information obtained in the past Error is estimated, compared and determined by angle accuracy above 1mrad, error causes are specified. RFQD is an RF mass analyzer with high frequency electric field and mass separation. Fr purity is important to recognize thousands of times more impurities in the sample. The accuracy of Fr intensity measurement is improved by removing secondary electrons and alpha particles. This is a common problem. 2. Fr is designed by RFQD to calculate the motion of the object. RFQD in the AC quadrupole electric field is affected by the collision, deceleration, cooling and so on. The results of motion calculation are studied in advance and compared with each other.

项目成果

Development of emittance monitor for the accelerated ion beam by AVF Cyclotron

AVF回旋加速离子束发射度监测仪的研制

• 发表时间: 2022
• 期刊: CNS Annual Report 2020
• 作者: Y. Kotaka;K. Kamakura;H. Yamaguchi;N. Imai;Y. Sakemi;J. Ohnishia;A. Gotoa;M. Kasea;K. Hatanakab;S. Shimoura
• 通讯作者: S. Shimoura

Development of the Calculation Method of Injection Beam Trajectory of RIKEN AVF Cyclotron with 4D Emittance Measured by the Developed Pepper-Pot Emittance Monitor

利用所开发的 Pepper-Pot 发射率监测仪测量 4D 发射率，开发 RIKEN AVF 回旋加速器的注入束轨迹计算方法

• 发表时间: 2020
• 期刊: IBIC2019 Proceedings
• 作者: Y. Kotaka;Y. Ohshiro;H. Yamaguchi;N. Imai;Y. Sakemi;S. Shimoura;T. Nagatomo;J. Ohnishi;T. Nakagawa;M. Kase;A. Goto;K. Hatanaka;H. Muto
• 通讯作者: H. Muto

Improvement of the pepper-pot emittance monitor

胡椒罐发射度监测仪的改进

• 发表时间: 2020
• 期刊: CNS Annual Report 2018
• 作者: Y. Kotaka;Y. Ohshiro;H. Yamaguchi;N. Imai;Y. Sakemi;S. Shimoura;T. Nagatomo;J. Ohnishi;T. Nakagawa;M. Kase;A. Goto;K. Hatanaka;H. Muto
• 通讯作者: H. Muto

Revaluation of beam orbit calculation method for the injection line of AVF cyclotron after tuning pepper-pot emittance monitor

AVF回旋加速器注入线调谐胡椒罐发射度监测器后束流轨道计算方法的重新评估

• 发表时间: 2020
• 期刊: RIKEN Accelerator Progress Report
• 作者: Y. Kotaka;Y. Ohshiro;H. Yamaguchi;N. Imai;Y. Sakemi;S. Shimoura;T. Nagatomo;J. Ohnishi;T. Nakagawa;M. Kase;A. Goto;K. Hatanaka;H. Muto
• 通讯作者: H. Muto

理研AVFサイクロトロンで加速されたイオンビームの4Dエミッタンス測定器開発の現状

RIKEN AVF回旋加速器加速离子束4D发射度测量仪的开发现状

• 发表时间: 2021
• 作者: 株木重人;初川雄一;小高康照
• 通讯作者: 小高康照