2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of a high-efficiency and high-intensity accelerator with the cyclotron resonance
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21K12537
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
神田 浩樹 大阪大学, 核物理研究センター, 講師 (40321971)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福田 光宏 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (60370467)
依田 哲彦 大阪大学, 核物理研究センター, 講師 (30372147)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | サイクロトロン共鳴 / 高周波共振空洞 / 計算シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サイクロトロン共鳴加速に使用する回転TE111モードの円筒形共振空洞の計算機シミュレーションを継続し、ミューオン加速・減速を想定した500 MHz用RF共振空洞のための入力機構、チューニング機構の検討を実施した。この結果、チューニング用の金属棒による電磁場の乱れが当初の計算値以上に大きく、電場の方向を大きく変えてしまうことが判明した。そのため、チューニングによる電磁場の乱れが小さくなる構造を見出すべく共振器の構造と調整機構の構造全体を見直しを行い、計算用のモデルの再構築を行った。
また、粒子軌道シミュレーションでは成功している加速の実証のため、電子を加速するテストベンチの構築を行った。このテストベンチは電子サイクロトロン共鳴イオン源用の共振空洞およびミラー磁場生成用の永久磁石の設計をベースに再設計を行うことで、比較的短時間に設計を完了することができた。永久磁石については既存のものを流用し、さらに鉄製のヨークや調整板を用いることで、加速に必要な平滑なソレノイド磁場を十分な空間的領域にわたって生成することが可能なことが磁場シミュレーションによって示されたことから、短時間で製作を行うことができた。また、RF機器の構成を検討して必要な機材を調達するなど、実証に向けた準備を進めた。なお、このテストベンチではRF共振器として本来であれば必要であるチューニング機構は省いて製作を行ったが、これは長期の安定は求めておらず設計製作を迅速に進めるためである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
円筒型共振器に縦偏波・横偏波の2系統の高周波を導入する構造において、それぞれの系統の周波数チューニング機構についての計算シミュレーションによる設計を続行したが、相互の影響を小さくできるような構造を見出すことが困難であり時間を費やした。他の研究者との議論の結果、共振器の構造全体の見直しをすることになり、シミュレーション用のモデルの再構築を行うこととなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規に構築したモデルを用いた共振器の計算機シミュレーションは継続して実施し、チューニング機構の開発、設計を進める。
昨年度より設計と製作を進めてきた電子加速用のテストベンチのRF特性や電子銃の性能試験を6月までに実施し、加速の確認を今年度中に行う。この結果をもって論文とし、学術雑誌への投稿を完了する。
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Research Products
(1 results)
