超伝導加速空洞の高電界化が期待される多層薄膜超伝導体の実証研究
Project/Area Number |
22K18128
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 80040:Quantum beam science-related
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Research Institution | Ibaraki National College of Technology |
Principal Investigator |
服部 綾佳 茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 助教 (10758569)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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Keywords | アンテナ設計 / 超伝導共振器 / 薄膜 / 超伝導加速空洞 |
Outline of Research at the Start |
本研究ではマイクロ波中で多層薄膜超伝導体の最大表面磁場を測定する超伝導共振器を開発する。多層薄膜構造をもつ超伝導体(多層薄膜超伝導体)は超伝導体単体よりも最大表面磁場が大きくなると予測されている。素粒子実験用の高エネルギー加速器に用いられる超伝導加速空洞を多層薄膜超伝導体で製造すると加速勾配が飛躍的に向上すると示唆されている。超伝導加速空洞内面はマイクロ波の影響を受けるので、マイクロ波中で多層薄膜超伝導体の最大表面磁場を実測し、マイクロ波中で予測される通りの最大表面磁場を得られるのかを確かめたい。そこで、多層薄膜に予測されている最大表面磁場を上回る磁場強度を印加できる超伝導共振器を開発する。
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Outline of Annual Research Achievements |
マイクロ波中での多層薄膜超伝導体に印加できる最大表面磁場を測定するための半球状超伝導共振器の開発を実施している。 超伝導共振器に設計通りのマイクロ波(TE013モード)を安定して励振させるアンテナの設計が課題であった。2022年度は高周波電磁界解析を行い、半球状共振器へのアンテナの挿入方向を、半球状共振器の半球部底面に対して垂直方向であったのを水平方向に変更することで、シンプルなアンテナ形状でも目的のマイクロ波(TE013モード)を励振できることが分かり、共振周波数の近い他のモードとも50 MHz以上離れ、かつ、それらのモードは共振しにくいというシミュレーション結果が得られたことより、アンテナ形状を決定した。 設計したアンテナの性能を評価するため、まずは常温においての周波数特性、アンテナ結合係数測定、電場分布測定を予定している。そのため、常温試験用のアルミ製半球状共振器の設計に取り掛かっている。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では、2022年度中に設計したアンテナを試作し、その評価まで実施する予定であった。常温でのアンテナ評価に用いる半球状共振器には既存のものに追加工を加え、使用することにしたが、アンテナ設計の結果、半球部以外のパーツに大幅な設計変更を要し、複数個所のパーツを新規設計しているため、遅れている。
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Strategy for Future Research Activity |
2023年6月中旬頃に、アンテナ評価用のアルミ製半球状共振器の製造が完了する見込みである。2023年9月までにアンテナの性能評価を行い、その結果を踏まえ、アンテナの性能を確認できた場合には超伝導共振器の実機製造に向けた設計に入る。もし、アンテナの性能に問題があった場合には、再度、アンテナ設計を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(1 results)