Development of high-power superconducting input coupler using MgB2 for next-generation compact superconducting RF accelerators

• Project/Area Number: 24K03208
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 阪井 寛志 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (50345229)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井藤 隼人 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 助教 (30881552)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2025: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2024: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: 超伝導空洞 / 加速器 / 入力カプラー / 伝導冷却 / MgB2

Outline of Research at the Start

本研究は、次世代型超伝導加速器の大電力下で徹底的な熱負荷削減を目的とした「MgB2超伝導材料を用いた世界初の大電力超伝導入力結合器」の開発を行うものである。
近年Nbより転移温度の高いNb3SnやMgB2等の新しい超伝導材料の加速空洞開発により、液体Heを用いない小型冷凍機による次世代型大電力超伝導加速器の実現が期待されている。その中で、本加速器実現の鍵となるのは、空洞以外の熱負荷の抑制である。特に、大強度ビーム加速に必要な大電力を超伝導加速空洞へ供給する「入力結合器」での高周波損失による発熱は、小型冷凍機への大きな熱負荷になる。この入力カプラーの熱負荷削減をMgB2超伝導体を用い実現する。