1992 Fiscal Year Annual Research Report
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03558024
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| Research Institution | KYUSHU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
的場 優 九州大学, 工学部, 教授 (60037827)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
魚住 裕介 九州大学, 工学部, 助手 (00232801)
井尻 秀信 九州大学, 総合理工学研究科, 助手 (90136549)
栄 武二 九州大学, 工学部, 助教授 (60162278)
吉村 厚 九州大学, アイソトープ総合センター, 助教授 (50013371)
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| Keywords | 超伝導磁石 / 小型サイクロトロン / 磁場測定 / 平衡軌導シミュレーション / 加速軌導シミュレーション |
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| Research Abstract |
本研究は平成3、4年度の2年計画で実施した。平成3年度には、京都大学化学研究所(宇治市)に保管されているサイクロトロンを復元・調整して九州大学工学部へ移設し、研究体制を整えた。また、サイクロトロンに関する設計計算、シミュレーション計算並びに、磁場測定装置の開発・製作を進めた。シミュレーション計算では平衡軌道、加速軌道の安定性について詳細な調査を行い、最適な磁場形状を決定した。また、最適な磁極を製作するためフリップコイル法を使用した精密磁場測定装置の開発も行った。平成4年度には中心領域の設計を行い、イオン源からのビーム引出し等に関する最適化を行った。強磁場を利用した小型サイクロトロンでは引出し条件が厳しくなる等、中心領域の設計は非常に重要となる他、本研究では特にトリムコイルを使用しないことを目標にしているため、設計の信頼性を上げる目的で3次元のシミュレーションコードを作成した。本コードを使用した計算の結果、電極形状や引出し電圧、初期位相等について最適なものが決定でき、加速軌道の安定化が計れた。更に、超伝導電磁石の動作テストを目標にしてクライオスタット系の冷却テストを行うために侵入熱の評価を行った。外部から液体ヘリウム槽への輻射と熱伝導による熱入量を計算した結果、熱伝導によるものがその大部分を占め、6W程度であることが分かった。これはパワーリードによる効果が大であることから、その構造等を改善することによって低減可能であり、最適化された場合は液体ヘリウムの消費は3.6リットル/h程度にできることを確認した。以上の結果、小型超伝導サイクロトロンの磁場設計と試作研究は順調に実施され、今後の研究の体制が整った。
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[Publications] Y.Uozumi,N.Kikuzawa,T.Sakae,M.Matoba,S.Matsuki: "Design and Study of Superconducting Compact Cyclotron" Proceedings of the 8th Symposium on Accelerator Science and Technology. 25-27. 386-388 (1991)
