ビームライン概要
先端量子ビーム科学研究センター三神峯事業所では以下の3つのビームラインでビームを提供しています。 （2024年現在）
| ビームライン I （RI実験） |
ビームライン II （原子核実験） |
ビームライン III （原子核実験） |
|---|---|---|
| 70 MeV電子線形加速器 ↓ 第1実験室にて照射 |
100 MeV電子線形加速器 ↓ 1.3 GeV電子シンクロトロン ↓ 第2実験室にて照射 |
100 MeV電子線形加速器 ↓ 1.3 GeV電子シンクロトロン ↓ GeVガンマ照射室にて照射 |
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加速器・ビーム性能
研究施設概要
大強度電子線形加速器 |
BSTリング |
入射用電子線形加速器 |
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NKS2 |
FOREST |
RTAGX |
t-ACTS |
加速器・ビーム性能
先端量子ビーム科学研究センター三神峯事業所では3つのビームラインでビームを提供しています（2024年現在）。大強度電子線形加速器
| Linac Energy | Modulator Repetition | Macropulse Peak Current | Macropulse Duration | Average Current |
| 50 MeV | 300 Hz | 〜130 mA | 3.0 µs | 120 µA |
| 30 MeV | 300 Hz | 〜100 mA | 3.0 µs | 90 µA |
電子円形加速器 1.3 GeVブースター・ストレージリング (BST リング)
2013年にBSTリングに導入された機能複合型4極電磁石。通常の4極電磁石のような構造をしているが、磁極面が4極と6極成分を合わせて発生できる形状をしており、これにより色収差の補正が可能になっている。
BSTリング全体。周長は約50mあり、青色の偏向電磁石でビーム軌道を曲げてリング内を周回させる。手前の偏向電磁石中央部分に見えているのがBM5と呼ばれるガンマ線取り出し用のビームライン。
BSTリングはシンクロトロンと呼ばれる種類の電子円形加速器であり、線形加速器から入射された約90 MeVの電子ビームを最大1.3 GeVまで加速してリング中に貯蔵します。ビームの加速や貯蔵に必要なエネルギーは、共振周波数500 MHzの高周波加速空洞により供給されています。リングを周回している電子ビームの軌道上に非常に細い炭素ファイバーを挿入することで、制動放射により高エネルギーのガンマ線を発生させることができ、このようなビームラインが２か所に設置されています。代表的な運転パターンでは、2秒ほどで入射ビームを加速し、10秒程度の時間をかけて 10 ～30 mA の電子から少しずつガンマ線を発生させ、その後5秒程度で再び次のビームが入射されています。これまでに、ストレージビームエネルギー0.8～1.3GeVでの運転実績があります。代表的なビーム性能を以下に示します。
| Injection Beam Energy | Injection Repetition | Ring Top Energy | Storage Beam Current |
| 90 MeV | ~0.05 Hz (typ.) | 0.8~1.3 GeV | ~30 mA |
標識化ガンマ線ビームライン
BSTリングには、標識化光子ビームを提供する2つのビームラインがあります。以下にその代表的な標識化ガンマ線ビームの性質を示します。| Beam line | Energy Range (Rint Energy: 1.3 GeV) |
# of Bins | Intensity | Duty |
| BST-Tagger-I | 0.8 ~ 1.26 GeV | 160 | TBC | ~60% (NKS2) |
| BST-Tagger-II | 0.9 ~ 1.25 GeV | 116 | TBC | ~50% (FOREST) |
光子ビームライン I での標識化光子ビーム
周回電子でエネルギーのおよそ62～98 %のエネルギー領域を160分割し標識化します。光子ビームの性質は現在調査中です。詳細は 金田 （kaneta@lambda.phys.tohoku.ac.jp） までお問い合わせください。
光子ビームライン II での標識化光子ビーム
通常、17秒サイクル、フラットトップ10秒で運転を行っています。周回エネルギーのおよそ62〜96%のエネルギーを116分割し標識化します。光子ビームの性質は現在調査中です。詳細は 時安 （tokiyasu-at-lns.tohoku.ac.jp -at-は＠に置き換えてください） までお問い合わせください。
検出器テスト用ビームライン（電子・陽電子ビーム）
GeVガンマ実験室内の荷電粒子除去用双極電磁石 RTAGX を使用し、検出器テスト用の陽電子ビーム（-30 度、-23 度ビームライン）および電子ビーム（+30 度ビームライン）を提供することが可能です。ビーム強度はエネルギーによって変化しますが20 mφ程度のスポットで kHz 程度です。陽電子ビームの-30 度ラインについては、三連四極電磁石でビーム集束することも可能です。また、偏向電磁石と三連四極電磁石の極性は変更可能です。以下に代表的なビームの性能を示します。| Beam | Beam line | Maximum beam energy |
| Positron / Electron | ± 30 deg | ~840 MeV |
| Positron | -23 deg | ~1000 MeV |
