原子力施設『RIBeamファクトリー』とは？
原子力を知りたい
先生、『RIビームファクトリー』ってどういうものですか？
原子力マニア
それは、重い原子核を加速して、不安定な原子核（RIビーム）を生み出す装置だよ。
原子力を知りたい
へえ、不安定な原子核って、どんな研究に使われるんですか？
原子力マニア
核物理学だけでなく、化学や医学など、さまざまな分野の研究に利用できるんだよ。
RIビームファクトリーとは。
「RIビームファクトリー」とは、重イオン線形加速器で加速された重イオンをリングサイクロトロン（SRC）と核破砕加速器でさらに加速し、重イオンとターゲット核の反応によって、水素からウランまでのすべての元素にわたる不安定原子核（RI）ビームを発生させる装置です（図参照）。このRIビームファクトリーは理化学研究所で建設が進められています。
発生したRIビームはシンクロトロン加速器（BigRIPS）と蓄積・冷却リング（ACR）によって高エネルギーかつ高品質、世界最大級の強度が得られます。これらのRIビームは、核物理学だけでなく、化学、生物学、薬学、医学、工学など幅広い分野での基礎研究や応用研究に活用されることが期待されています。
RIBeamファクトリーの概要
-RIBeamファクトリーの概要-
RIBeamファクトリーは、日本原子力研究開発機構（JAEA）が茨城県東海村に建設中の世界最先端の原子力施設です。この施設は、放射性同位体ビーム（RIB）と呼ばれる、不安定な原子核のビームを発生させます。RIBは、宇宙の起源や元素の生成を解明するなど、基礎物理学や応用科学の幅広い分野での研究に利用されます。
RIBeamファクトリーは、重イオン加速器コンプレックスと、RIBを発生させるための核反応ターゲットが設置されています。重イオン加速器は、原子番号の大きな原子核を高速に加速し、ターゲットに衝突させます。この衝突によって、不安定な原子核が生成され、これがRIBとして抽出されます。抽出されたRIBは、実験室に導かれ、さまざまな実験装置を用いてその性質が研究されます。
予備加速器
–予備加速器–
RIBeamファクトリーの中核を担うのが予備加速器です。この加速器は、非常にエネルギーの低いイオンを高いエネルギーまで加速する役割を担っています。イオンとは、電子を失った原子核のことであり、RIBeamファクトリーでは、さまざまな種類のイオンが使用されます。
予備加速器は、イオンを段階的に加速していく仕組みです。最初に、イオンは電極間に印加された電圧によって加速されます。次に、磁石を用いてイオンの軌道が曲げられ、加速されます。このプロセスは数段階にわたって繰り返されます。最終的に、イオンは十分なエネルギーを得て、次の加速ステージであるメインリングに移行します。
リングサイクロトロン（SRC）
「リングサイクロトロン（SRC）」は、「RIBeamファクトリー」の中核となる、円形の粒子加速器です。この加速器は、重イオン源から放出されたイオンを徐々 に加速していき、巨大なリング状の形状の軌道に投入します。この軌道上でイオンは強い磁場によって曲げられながら周回を重ね、速度とエネルギーが増加します。最終的に、最高1GeV/nucleonまで加速されたイオンビームは、実験室に送られます。SRCは、安定核から放射性核まで、幅広い種類のイオンの加速が可能な、柔軟性の高い加速器として機能しています。
核破砕加速器
「原子力施設『RIBeamファクトリー』とは？」の下に設けられたの「核破砕加速器」は、放射性イオンビーム（RIBeam）を発生させるための装置です。RIBeamファクトリーは、この加速器を核にして、理化学研究所（理研）が埼玉県和光市に建設を進めている施設です。
この核破砕加速器は、加速器内の標的に高速の重イオンを衝突させ、標的分裂によって生成されたRIBeamを加速する仕組みになっています。RIBeamは、医療や宇宙科学、材料科学などさまざまな分野で利用されますが、特に医用分野では、がんの診断や治療に使用される放射性医薬品の開発に大きな期待が寄せられています。
核反応とRIビームの生成
核反応とRIビームの生成
原子力施設「RIBeamファクトリー」では、核反応を利用して放射性同位体ビーム（RIビーム）を生成しています。RIビームとは、不安定な原子核を持つ特殊なイオンビームです。これらのRIビームを生成するには、まず加速器で安定な原子核である重イオンビームを生成します。次に、重イオンビームをターゲットと呼ばれる薄い物質に衝突させます。この衝突によって、核反応が発生し、不安定な原子核が生成されます。こうして生成された不安定な原子核を電磁石で選別することで、RIビームを得ることができます。