Establishment of Precise Field Control for New Type Undulator usig Bulk MgB2 Superconductor and Fluid Analysis of Supercurrent

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H01127
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: KII TOSHITERU 京都大学, エネルギー理工学研究所, 准教授 (30314280)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 富田 優 公益財団法人鉄道総合技術研究所, 研究開発推進部, 担当部長 (40462915)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: バルク超伝導体 / アンジュレータ / 放射光

Outline of Final Research Achievements

Undulators, which generate periodically alternating magnetic fields for undulating electron beams, are an essential device for generating synchrotron radiation. Permanent magnets and electromagnets have been used in conventional undulators, but the use of superconducting materials is expected to significantly improve their performance. In this study, the use of the new material MgB2 has improved the controllability of the periodic magnetic field. As a result, the use of MgB2 suppressed the fluctuation of the peak field strength in rare-earth cuprate superconductors to less than half.

Free Research Field

超伝導応用

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バルク超伝導体を用いた放射光生成用アンジュレータは、磁場強度は格段に高く放射光生成に革新をもたらすことが期待されている。しかしピーク磁場強度の一様性に課題があり、現時点では実用化に至っていない。希土類系バルク超伝導体では製法上の理由により特性にばらつきが生じてしまうことが、実用レベルのピーク磁場均一度を得るための妨げとなっていた。本研究では、希土類系とは製法が異なりばらつきの発生が極めて小さいMgB2超伝導体を用いることで、ピーク磁場均一度を大幅に向上させた。これにより、数値計算モデルの精度向上等を通じて実用化にむけた研究を可能とし、革新的なアンジュレータの実現が近づいた。