2005 Fiscal Year Annual Research Report
大立体角磁気スペクトロメータ用変形四極電磁石の研究
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16540227
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
加藤 静吾 山形大学, 理学部, 教授 (70013422)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 治 東北大学, 理学部, 教授 (50092292)
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| Keywords | 磁気スペクトロメータ / 四極電磁石 / 磁場分布 / 3次元磁場計算 |
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| Research Abstract |
口径が傾斜している四極電磁石を用いれば超伝導電磁石を用いなくても大立体角磁気スペクトロメータを作ることができるが、そのような変形四極電磁石の磁場分布をできるだけ正確に知り、軌道計算に取り入れる必要がある。このような磁場分布計算が一般的に(磁場計算を行わなかった磁極形状に対しても)使えるためには、軌道追跡計算に与えるべき磁場分布は表ではなく代数的な式で表されるべきである。そのような実用的な式を求めるのがこの研究の目的である。この研究では次ぎの手順で作業を進めた。
先ず平均口径を一定とし口径傾斜5通り、長さ3通りの合計15通りの磁極構造の四極電磁石に対する3次元磁場計算を3次元磁場計算プログラムTOSCAを用いて求めた。その計算点の数は各形状に対して6171点となった。その各点での磁場の3成分を15通りの形状に対して外部記憶装置に書き出した。次にこれら15通りの3次元磁場分布表のうちの必要な空間に限定した5355個の値を再現する実験式とそれに含まれるパラメータを探した。実験式はできるだけ簡単で、パラメータも必要最小限もものとなるようにした。
その結果、磁場を与えるための式としては中心軸上での磁場の1次微分係数と5次微分係数とが軸上の座標の関数として与えられれば必要な3次元空間全体の磁場の3成分を与えられることが分かり、実験式に含まれるパラメータを11個まで減らすことができた。そのうちの6個は一定口径で理想的な四極電磁石の軸方向の磁場のしみ出しを再現するのに必要なパラメータで、1個は磁極形状が完全な直角双曲線でないことを考慮するもの、4個が口径の傾斜を考慮するものである。
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