Published 2022 | Version v1
Miscellaneous

Commissioning of a superconducting AVF cyclotron for proton therapy

  • 1. Sumitomo Heavy Industries, Ltd., Tokyo (Japan)

Description

A 230 MeV superconducting azimuthally varying field (AVF) cyclotron SC230 was developed by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Its weight is 65 t, which is 0.3 times that of our previous cyclotron model. The size was reduced by high magnetic field using cryogen-free superconducting coils. In addition, the maximum beam current is over 1 μA. The total power consumption of its system is less than 200 kW. In this cyclotron, some challenging designs, such as sectors with a narrow gap and large spiral angle, two dees with low power consumption and beam extraction using the precessional extraction method, were adopted. The fabrication of each component, including the magnet, has been reported in the development of the cyclotron. The cyclotron was moved to a new test site and pre-commissioning tests were conducted in 2020. The beam-commissioning test started at the end of 2020, and the first extracted beam was successfully observed in July 2021. In this paper, the processes and results of the beam commissioning that took place between 2020 and 2021 and the basic performance of the first beam are reported. (author)

Availability note (English)

Available from https://www.pasj.jp/web_publish/pasj2022/proceedings/PDF/THOB/THOB04.pdf

Abstract (Japanese)

陽子線治療向け230 MeV AVFサイクロトロンが住友重機械によって開発された。超電導コイルを用いることで、ヨークサイズは直径2.8 m、高さ1.7 m、重量65 tと小さく、このサイクロトロンは陽子線治療向けのサイクロトロンとして現時点における世界最小サイズを実現している。小型化により敷地面積や材料コストが低減されるため、大型の病院はもちろん中小規模の病院での導入も期待されている。また、1 μA の大電流の連続ビームを特徴とし、治療時間短縮への貢献やFLASH治療への応用が期待される。さらに、超電導コイルを用いることで、低消費電力運転によるランニングコスト低減や、夜間連続励磁による病院における日々の調整時間短縮が実現される。また、コイル冷却に無冷媒伝導冷却方式が採用され、高い安全性とメンテナンス性を実現している。 このサイクロトロンは、低コストでありながら十分な性能を得られるように工夫して設計された。特徴として、外周部で±6 mmという狭いギャップかつ大きなスパイラルアングルをもつセクター、2つのDee電極、歳差引出方式によるビーム引出しなどが挙げられる。 新たに建設されたテストサイトへのサイクロトロンの移設、組立、事前試験が2020年に実施され、同年末にコミッショニングが開始された。2021年4月末に加速試験が開始され、同年7月にビームの引出しに成功した。 本報告では、コミッショニングの様子と測定された基本性能を紹介する。 (著者)
Part of:
Proceedings of the 19th annual meeting of Particle Accelerator Society of Japan

Additional details

Additional titles

Original title (Japanese)
陽子線がん治療向け超電導 AVF サイクロトロンのコミッショニング

Publishing Information

Imprint Title
Proceedings of the 19th annual meeting of Particle Accelerator Society of Japan
Imprint Pagination
[1163 p.]
Journal Page Range
p. 141-145

Conference

Title
19. annual meeting of Particle Accelerator Society of Japan. Online-held
Acronym
PASJ2022
Dates
18-21 Oct 2022
Place
Japan (Japan)

Optional Information

Notes
15 refs., 2 figs., 2 tabs. Imprint:This symposium was held online