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유도가속 싱크로트론 방식에 의한 디지털가속기의 응용

전문가 제언: ○ 고속매체로서 사용하는 싱크로트론 대신 유도가속을 전제로 한 유도가속 싱크로트론을 2000년에 일본 Takayama와 Kokiyo 등이 제안하였다. 이 방식은 입사기를 사용하지 않고서 1대의 가속기로 가속할 수 있는 것이 특징이고 현대의 반도체기술과 디지털 제어기술을 접목한 최신의 자성체를 사용한 가속방법이다.

○ 응용의 하나는 수소, 탄소, 헬륨이온을 1대로 공급할 수 있는 소형의 하이브리드 의료용 가속기로서 검토되고 있다. 유도가속 싱크로트론에서는 1대 1의 변압기인 유도가속 셀에 발생하는 고압유도펄스를 사용하여 2종류의 가속 셀에 펄스전압을 발생시켜 가속과 밀봉용으로 구분하여 사용한다. 이와 같이하면 빔 조정의 자유도가 대폭으로 개선된다. 따라서 유도가속 싱크로트론은 기능분리형이라고 할 수 있다.

○ 유도가속 셀을 구동하는 전원은 콘덴서와 고속스위칭소자로 되는 스위칭전원이다. 이 스위칭소자의 트리거신호를 가속기 링의 궤도상에 놓은 Bunhing 모니터로 얻어지는 Bunching의 통과신호를 디지털처리 함으로서 만들고 스위치를 동작시켜 이온의 주기회전에 맞추어 매회 펄스전압을 유도가속 셀 상에 발생시킨다. 종래의 원형가속기에서는 불가능했던 클러스터 이온을 포함하는 모든 이온의 반복 가속이 가능해져 대형 입사기 없이 원형가속기 1대로 상대론적 속도까지 가속할 수 있다.

○ 디지털 가속기의 의학응용으로 차세대 암 치료용 Hadron 드라이버에의 응용이 매력적이다. 기존의 고주파 싱크로트론의 가속부분을 유도가속 시스템으로 대치함으로서 유도가속 싱크로트론으로의 개조가 가능하다. 이렇게 하여 기존가속기의 기능을 확대하여 각종 응용에 적용하는 것이 가능해질 것이다. 향후에도 가속기 기술본체와 최종단계의 빔 조사기술의 발달이 계속 될 것이다.

저자: Takayama, K.
자료유형: 학술정보