2004 Fiscal Year Annual Research Report
高繰り返し誘導加速モジュールを基盤とする重イオン核融合加速器システムの構築
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16360456
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
堀岡 一彦 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (10126328)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高山 健 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (20163321)
中島 充夫 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助手 (30198098)
堀田 栄喜 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (70114890)
小川 雅生 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (60016863)
長谷川 純 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助手 (90302984)
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| Keywords | 重イオン核融合 / 誘導加速 / 大電流加速器 / エネルギードライバー / 波形制御 / 半導体スイッチ / 慣性核融合 |
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| Research Abstract |
重イオン核融合は加速器システムを検討することが重要な課題であるが、従来の高周波空洞を基盤にした方式は非常に大規模でコストがかかることが大きな障害になっている。誘導加速モジュールの波形制御性と繰り返し能力が改善できると、比較的コンパクトで合理的な大電流の加速器システムを構成できる可能性がある。
本研究は、誘導型加速空洞の高繰り返し動作と加速電圧波形の制御技術を確立するとともに、慣性核融合ドライバー用の加速器システムの再検討を行うことを目的としている。本年度は半導体スイッチで駆動される波形合成型の誘導加速モジュールを設計製作し、波形合成の原理実証実験と精度の検討を行った。5つのモジュールを製作し、最初に単一パルス波形に対する整合条件と波形の精度について検討した。その結果、誘導加速空洞の実効インピーダンスを考慮すれば整合条件を満たすことを明らかにするとともに5つのモジュールを動作させ波形合成の実証実験を行った。また、高エネルギー加速器研究機構の既存リングを用いた誘導加速の実証実験を行った。
今年度の成果の概要は以下の通りである。
(1)モジュール化した誘導加速空洞を試作し、パルス波形に対する整合条件を検討した
(2)5モジュールの空洞を製作し、波形合成の原理実証を行った
(3)高フラックスイオン源のエミッタンスを検討した
(4)空間電荷効果を考慮した大電流ビームの伝送特性を検討した
(5)既存の加速リング(高エネルギー加速器研究機構のシンクロトロンリング)を用いて誘導加速の実証実験を行った
以上の今年度に得られた結果は、国内外の会議に報告するとともに、イオン源や大電流ビームの物理に関する研究論文を発表した。今後は、波形精度のさらに詳細な検討と高繰り返し実証実験、これらの成果を基にした加速器システムの検討が課題である。
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