2023 Fiscal Year Annual Research Report
垂直軌道変位固定磁場加速器VFFAの原理検証機用電磁石の開発
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21K12538
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
有馬 秀彦 九州大学, 工学研究院, 助教 (20253495)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 義治 京都大学, 複合原子力科学研究所, 特任教授 (30124176)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 垂直軌道変位固定磁場加速器 / 集束系電磁石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
将来の大強度・高エネルギー加速器の候補の一つとして現在検討中の新方式円形加速器では、加速に伴い周回ビーム軌道が垂直方向に変位する「垂直軌道変位固定磁場加速器(VFFA)」の実用化が不可欠である。しかしながら、未だVFFAの原理検証機の開発例はない。そのため、垂直方向に特殊な磁場分布を有する電磁石から構成されるビーム集束系を設計開発し、VFFAを利用した新方式加速器実現のための諸データ取得を目指す必要がある。本研究課題では、VFFA原理検証機として直径約2mの数十keV電子モデルを想定し、未だ開発例のないVFFA原理検証機の完成実現に向け、VFFA集束系電磁石の設計開発および性能評価等を主な研究目的とした。昨年度から引き続き、設計製作したVFFA原理検証機用集束系電磁石から構成される集束系の設置を行った。各電磁石に多段コイルを使用することで、VFFA集束系に不可欠な特殊な磁場勾配等を得るための磁場分布の調整が可能な方式を採用した。VFFA用電磁石で構成される数セルからなるビーム集束系を構築後、磁石間の漏れ磁場も含めた詳細な３次元磁場測定を行った。測定された磁場分布は３次元磁場計算コードによる予測値とほぼ一致した結果が得られた。VFFA特有のビーム周回軌道を得るために必要となる、ビーム軌道に沿った磁場分布を生成させるための各コイルへの電流分布を決定する電磁石設計手法を開発した。この手法は、VFFAにおける安定なビーム軌道を得るための条件を見出す新たな手法として、今後のVFFA開発において有意義と考えられる。
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