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リングサイクロトロン

AVFサイクロトロンの限界点はビームをサイクロトロンから取り出す部分にあります。K値が100MeVを大きく超えるサイクロトロンではリングサイクロトロン(又はセパレートセクタサイクロトロン)方式が採用されます。その原理はAVFサイクロトロンと同じですが、複数個の独立したセクター電磁石により構成され、等磁性磁場はこのセクター電磁石により形成されます。前述のAVFサイクロトロンと比較したリングサイクロトロンの特徴として以下のようなことが挙げられます。
リングサイクロトロン

  1. 磁石部分(ヒル部分)と磁石外部(バレー部分)の磁場の差を大きくとることができ、従って、入射領域でも垂直方向の収束力を大きくすることができます。
  2. RF共振器を磁石外部に置く事ができるので共振器の設計自由度が大きく、比較的容易に高い加速電場を得ることができます。
  3. 複数個のセクター磁石で構成されるために、AVFサイクロトロンより大型化が用意です。同じイオンの加速を考えれば前項2)の理由と相まって、ターンセパレーションを大きくすることができます。
住友重機械では一号機を4基のセクター電磁石からなる4セクターサイクロトロン(RRC)を理化学研究所様に納入致しました(写真)。 リングサイクロトロンと重イオンライナック及びAVFサイクロトロンを組合わせることにより、陽子からウランまで多くの粒子を加速します。二号機として、6基のセクター磁石よりなる6セクターリングサイクロトロンを大阪大学核物理研究センター様へ納入致しました。



リングサイクロトロンの仕様表
モデル S-6A S-4A S-4B
軌道偏向系
セクター磁石数 6 4 4
入射半径 2m 0.89m 2.77m
取出半径 4m 3.56m 4.15m
全重量 2,200t 2,100t 2,800t
加速系
加速共振空洞数 3 2 2


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住友重機械工業量子機器事業部