2009 Fiscal Year Annual Research Report
磁性体を装荷しない陽子シンクロトロン用高周波加速空胴
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21740203
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
山本 昌亘 Japan Atomic Energy Agency, J-PARCセンター加速器ディビジョン加速器第ニセクション, 研究員 (30354749)
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| Keywords | 加速器 / 陽子シンクロトロン / 高周波加速空胴 |
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| Research Abstract |
本件は、磁性体を装荷しない陽子シンクロトロン用高周波加速空胴の研究開発を目的としている。当該年度では以下の項目について、研究開発を行った。
1. 高周波加速空胴の設計
必要とされる加速周波数帯域を確保するコイル、コンデンサー、抵抗値の計算を行い、必要な寸法から高周波加速空胴の構造体の設計を行った。最も重要な構成要素である対向ソレノイドコイルについては詳細に解析計算を行い、コイル半径、巻き数を決定することに成功じた。
2. 電磁場解析
設計を行った高周波加速空胴について電磁場計算を行った。加速に必要な電場が発生しているかどうか、漏れてくる電磁場がどの程度かを見積もった。その結果、加速に必要な電場は発生可能であるが、それとは別に若干の漏れ電磁場成分により加速軸とは垂直方向にも電磁場が発生していることが確認された。
3. 高周波加速空胴製作
設計した高周波加速空胴を製作した。
4. 高周波加速空胴特性測定
製作した高周波加速空胴の周波数特性測定を行った。必要な加速周波数帯域が確保することに成功した。ただし、基本周波数成分よりも高い周波数成分において、寄生共振があることが確認されたが、寄生共振自体の値も低い値であることが分かった。また、ピッゲアップコイルによる磁場測定を行い、当初のコンセプトである対向するコイル構造によって、加速軸方向の磁場が打ち消すごとに成功していることを確認した。
5. 加速電圧発生試験
高周波加速空胴に、半導体増幅器で増幅した100W程度の高周波を投入し、実際に加速電圧が発生できるかどうかを高周波投入試験を行った。必要な加速周波数帯域において、加速電圧が発生できることに成功した。ただし、電磁場計算において確認されていた加速軸とは垂直方向の雷磁場についても観測され、加速軸とは垂直方向にキックされる現象を解明していくことが、今後の課題となる。
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