2022 Fiscal Year Research-status Report
Development of hybrid permanent magnet multipole for intense beam transportation
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21K17996
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
不破 康裕 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究職 (00817356)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | ビーム物理学 / 量子ビーム / 永久磁石 / 大強度ビーム / 加速器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
量子ビームの大強度化における課題の一つである空間電荷効果によるビーム品質低下を抑制する手法として、複数の多重極磁場成分をビームラインに印加することが提案されている。本研究では、この方式によるビーム輸送を実験的に実証するため、永久磁石を用いた機能結合型多重極磁気デバイスを開発している。
３年間の研究期間における２年目にあたる令和４年度は、空間電荷効果の抑制を実現する機能結合型多重極磁石のプロトタイプを製作し、発生する磁場分布を評価することを目標とした。本研究で提案している多重極磁石は、省スペースで強力なビーム集束力を確保するために永久磁石を使用することとし、集束磁場の主成分となる４極磁場に加えて空間電荷効果によるビーム発散力を補正するための８極磁場成分を同時に発生させることができる機能を有するものである。また、８極磁場による空間電荷効果の補正をビーム試験で実証するためには、４極磁場成分を変化させることなく８極磁場成分の強度を変調させる必要があった。そのため、プロトタイプ磁石の磁気回路は、４極磁場を発生させる永久磁石と８極磁場を発生させる永久磁石を分けた構造として設計し、８極磁場を発生させるための磁石材料にはそれらを回転させて強度を変調する機構を導入して製作した。
製作したプロトタイプ磁石に対して基礎的な磁場測定を実施し、４極成分を十分な強度で発生できること及び８極成分を必要な強度範囲で変調可能であることを検証した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画において令和４年度に実施予定であった、複合多重極磁石のプロトタイプの製作及びその発生磁場の測定による磁場分布の評価を完了したことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和５年度には、製作及び基礎的な磁場評価が完了した磁石に対して、精密多重極磁場測定及びビーム輸送試験を実施し、8極磁場成分がビームに与える影響を詳細に評価する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの蔓延及び市場での半導体不足の影響から、当初購入を計画していた部品調達に遅れが生じ、次年度使用額が発生した。次年度使用額は、当初購入を検討していた部品と相当する性能を持つ代替品の調達なども視野に入れて計画的に必要な物品を調達することで研究計画遂行に努める。
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