| Project/Area Number |
21K18632
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
牧村 俊助 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 先任技師 (10391715)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | チタン合金 / 積層造形 / 加速器機器製造 / ビーム窓 / 研磨法 |
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| Outline of Research at the Start |
粒子加速器において厚みと密度の積を極力、小さくするとともに耐圧性能高いビーム窓を開発する。そのために64チタン合金の積層造形法を応用する。積層造形による材料は従来の製造法による材料と機械特性が異なるため、これらに関して調査を行う。引き続いて、実際の実機に相当するサイズのビーム窓を製造し、真空性能、耐圧性能を確認する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度に完成させ、ビームライン実機に導入したTi-6Al-4V製の積層造形ビーム窓は運転終了まで問題なく使用された。それに加えて実際の最大耐圧試験を実施した。その結果、目標としていた0.9 MPaを大幅に上回る4 MPaまでの耐圧を実現した。これは、窓が塑性変形することによって、球殻の曲率半径が小さくなったため、予想していた値よりも高い耐圧が得られたと考えられる。
また、共同研究を実施した共同研究者によって開発内容が論文化された。
目標は概ね達成したが、更なる高度化を実現すべく新たなビーム窓の製造に着手した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
目標としていたビーム窓製造を実現し、耐圧性能も目標値を大きく上回った。知財申請も実現しており、論文化も行なったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ti-6Al-4V製ビーム窓は実現したが、さらに低密度で薄いアルミ合金材料による積層造形ビーム窓の製造を開始した。この窓が実現できると、アルミ真空ダクトに直接、溶接が可能となり、応用範囲が格段に広がる。
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