2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the Induction Microtron for Giant Cluster Ions
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15H03589
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
高山 健 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, 研究員 (20163321)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安達 利一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, シニアフェロー (80141977)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 誘導加速 / マイクロトロン / 磁場簾 / 閉軌道歪み / x-yカップリング / 磁気飽和 / スイッチング電源 / SiC-MOSFET |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）逆磁場すだれを有する偏向磁石（プロトタイプ）の実証: 主磁極を囲む上下のレーストラック構造の励磁コイルで励磁する1/10スケールモデル電磁石を用い、主磁極部の磁気飽和特性を利用した磁石開口部の逆磁場簾の生成を実証した。この逆磁場簾は低速入射の誘導加速マイクロトロンでは不可欠な磁場要素であり、磁石のコンパクト化への要請を満足するもであった。
（２）誘導加速マイクロトロンのビーム力学の確立: 単一粒子力学ではマイクロトロン特有の加速に伴う軌道遷移と有限長の180度偏向電磁石の特性に起因する磁場分布の非一様性とが合わさって誘起するビーム閉軌道歪みと不可避のx・ｄy/dsとy・dxds couplingの存在を明らかにした。前者の補正法を考案し、後者の摂動の大きさを評価した。一方多粒子力学として空間電荷効果を取り組むシミュレーションコードとしてビームコア発展モデルと組み合わせた、行列法とRunge-Kutta手法の二つの方式を開発した。これらのコードを利用し、巨大クラスターイオンの現実的誘導加速マイクロトロンの入射ビームパラメーターを得た。
（３）本番用偏向磁石磁場計算の完成: 閉軌道歪みの原因となる磁場分布の非一様性を最小化するためいに長手方向に於ける磁極構造の最適化を３D磁場計算プログラムを駆使して行った。磁場計算結果が製作前の磁極形状決定に有効か否かを（１）との対比で検証した。
（４）誘導加速システムを駆動するSiC-MOSFET素子を用いたスイッチング電源の開発: 次世代スイッチング素子である3.3kVSiC-MOSFETの動作特性を検証した上で、フルブリッジ回路構成を組み、その基本動作特性を明らかにし、電源製作までに漕ぎつけた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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