KEK_digital_accelerator
「KEKデジタルアクセラレータ」
高エネルギー加速器研究機構 KEKデジタル加速器（KEK-DA）は、2006年に閉鎖されたKEK500MeVブースタープロトン シンクロトロンの改修です。既存の40MeVドリフトチューブLINACおよびRFキャビティは電子サイクロトロンに置き換えられました。それぞれ200kVの高電圧端子と誘導加速セルに埋め込まれた共鳴（ECR）イオン源。
DAは、原則として、すべての可能な電荷状態であらゆる種類のイオンを加速することができます。KEK-DAは、永久磁石XバンドECRイオン源、低エネルギー輸送ライン、静電注入キッカー、空中で作動する抽出セプタム磁石、複合機能の主磁石、および誘導加速システム。最新のパルスパワー技術と最先端のデジタル制御を統合した誘導加速法は、高速サイクルKEK-DAにとって非常に重要です。重イオンの低エネルギー注入に関連するビームダイナミクスの重要な問題は、残留ガス分子との相互作用の結果としての電子捕獲とストリッピングによって引き起こされるビーム損失と、曲げ磁石の比較的高い残留磁場に起因する閉軌道歪みです。
邪魔に聞こえるかもしれませんが、人間の臓器の近くにある癌細胞、治療が必要な細胞を想像してみて最も有望な治療法の1つは、癌細胞内のDNA分子をイオン化し、分子を破壊して細胞を殺すために、癌細胞に高エネルギー粒子を照射することです。医師は放射線を使ってがん細胞に損傷を与えることはできますが、周囲の健康な細胞に損傷を与えることはできません。粒子線治療は、エネルギー性質のブラッグピークと呼ばれる粒子の特性を使用します。粒子が材料を通過するとき、粒子は完全に停止する前に、移動するときに周囲にエネルギーを蓄積します。イオンは、停止する直前にほとんどのエネルギーを失います。この特性は、途中の健康な組織に影響を与えることなく、皮膚から一定の距離にある癌細胞を標的にするために使用できます。癌のもう一つのよく知られている放射線療法であるX線療法はこれを行うことができません。エネルギー損失スペクトルははるかに広いため、エネルギーの多くが周囲に吸収され、不要な領域に損傷を与えます。この機能は、強度変調放射線治療CHHIPと呼ばれる最近開発された技術でも同じです。
センスと応答は、デジタル粒子加速器の背後にある原理を説明するための正しい言葉です。高周波空洞の代わりに、デジタル加速器リングには誘導加速セルと呼ばれる装置が装備されています。粒子は束の形でリングの周りを移動します。荷電粒子の束がビームセンサーを通過すると、システムは信号を受信し、束を加速するために必要なパルス電圧を生成するタイミングを計算し、次に変圧器にエネルギーを与えるパルス電圧を生成します。
科学者は、強力で適切に制御された重イオンビームを使用して、ナノメートルサイズの穴のあるメッシュフィルターを作成できるようになります。このような材料は、血液のヘモグロビンフィルターとして使用できます。強力なイオンビームは、ダイヤモンドに照射されたときにダイヤモンドの材料特性を変化させて結晶構造を変化させ、絶縁体を導体にすることもできます。これにより、3次元のナノメートルサイズの回路の製造が可能になります。このような回路の応用は、半導体デバイスの産業を完全に変える可能性があり、量子コンピューターなどの将来の技術に役立つ可能性が重イオンはガンマ線やX線よりもはるかに効率的にエネルギーを周囲に伝達するため、デジタルアクセラレータは、DNAの二重らせんを切断することにより、突然変異を誘発するための優れたツールにもなります。これは、環境科学において重要な用途が誘発された突然変異と遺伝子工学を組み合わせることは、食物とバイオ燃料のより多くの収量で作物を開発するための有望なアプローチです。一方、天体物理学者は、デジタル加速器技術を使用して、木星の核のような高温高圧の条件を作り出すことを計画しています。生物学者はまた、デジタルアクセラレータを使用して星間環境を生成し、宇宙線と宇宙媒体の星間環境で生命がどのように形成されるかを調査することを計画しています。
参考文献
^ 「アーカイブされたコピー」。2014年12月28日にオリジナルからアーカイブされました。タイトルとしてアーカイブされたコピー（リンク）
ソース
岩下徹; 足立徹; 高山健一; KWレオ; T.新井; Y.荒木田; M.橋本; E.カドクラ; M.カワイ; 川久保徹; 久保富雄; 小山健一; 中西秀樹; K.岡崎; K.岡村; H.染谷; A.高木; A.トクチ; M.ウェイク（2011）。「KEKデジタルアクセラレータ」。フィジカルレビュー特別トピック-アクセラレータとビーム。14（7）：071301。Bibcode：2011PhRvS..14g1301I。土井：10.1103/PhysRevSTAB.14.071301。ISSN1098-4402 。_