これは便利。
シンクロトロンなどの円形加速器では電磁石などで荷電粒子を曲げて使う。その曲げが三百六十度になるように何台も配置する。磁石🧲と磁石のあいだにはスペースをあける。そのスペースはさまざまな装置がはいる。ビームを入れたり、出したり、ビームのモニターなどである。そして加速装置も必須である。それぞれ専門家を割り当てる。このスペースは磁石のながさより少し短かめにとる。医療加速器のように全体を小さくしたければ磁石を強くし間(ストレートセクション)を短かめにするのが腕の見せ所であるが、限界がある。シンクロトロン磁石は交流なのでこれが強くするためのネックになっている。
医療加速器ではビームを体内に最大30cmくらいのガンに打ち込む必要がある。BNCT治療に必要な中性子は陽子やイオンなどのようにエネルギーをあげられないので、浅いところのガンしか治療できない。さもなければ開腹して体外に取り出さなければならない。
さて陽子などの荷電粒子などはエネルギー220 MeV程度が必要になる。重イオンでは400 MeV/核子となる。(これは別の計算🧮が必要になる)
このエネルギーと磁石の関係式は、簡易公式で覚えていることが多い。
陽子の運動量GeV/cと磁石の強さTeslaの関係式は
p=0.3 B R
Rは曲率(m)
とあらわせる。
この公式をどうやって導くかは
以下の解説に詳しい。
https://uspas.fnal.gov/materials/12MSU/xverse_dynamics.pdf
The ’magnetic rigidity’ of a beam is a convenient parameter defined as the following:
pe = B ρ
where p is the magnitude of the particle momentum, e is the charge of the particle, B is magnetic field, and ρ is the bending radius of a particle immersed in a magnetic field B.
Upon simplification this is:
(Bρ)[Tesla m] = cp[MeV] [joule s] = cp[MeV] [Tesla m]
Checking the units:
300[MeV] [m coul] 300[MeV]
[joules] = [ntms] = [nt] =[Teslam] [m coul] [m coul] [coulms ]