2013 Fiscal Year Annual Research Report
次世代重粒子線がん治療装置用超伝導加速器の基盤技術開発
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23246053
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
石山 敦士 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00130865)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山川 宏 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00097263)
王 旭東 早稲田大学, 理工学術院, 助教 (20550346)
若尾 真治 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70257210)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 加速器 / 超伝導材料 / 電気機器工学 / 量子ビーム / 癌 |
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| Research Abstract |
次世代の重粒子線がん治療用超伝導加速器（出力：400MeV/核子・300nA）「先進ハイブリッド・サイクロトロン（AHC）の実現」を最終目標に、必要となる高温超伝導コイルシステムの基盤技術の開発を進めた。本年度は、最終年度として次の３項目を実施した。1)試設計したAHC用等時性磁場発生円形スプリットコイルおよびAVF発生用スパイラルセクターコイルについて、コイル内電磁応力分布とひずみ・変形解析・評価を行い、研究代表者らが提案したYOROIコイル構造による高強度化とコイル変形の抑制効果を検証した。これにより、機械強度において試設計コイルシステムの実現可能性が示された。２）AVF発生用スパイラルセクターコイルは、凸形状に加え凹形状部分を含む巻枠に巻線する必要があるため高精度の巻線を実現するのが難しい。ここでは実規模の4分の１のサイズのモデルコイルを実際に巻線・試作し、発生磁場の評価実験を実施した。その結果、設計値に対して所望の磁場発生を確認することができた。３）不整磁場発生要因と考えられる、a) コイル巻線精度、b)超伝導線材に誘導される遮へい電流の影響について実験と数値解析により評価を行った。a)については、試作モデルコイルを用いて発生磁場精度評価実験を行った。また、コイルの巻線精度が実規模コイルの発生磁場精度に与える影響を解析・評価した。b)については、モデルコイル実験と数値解析により発生する遮へい電流とそれによる不整磁場分布の振る舞いを明らかにするとともに、遮へい電流磁場の影響を抑制する方法として、細線化、高負荷率化、コイル形状・配置の最適化等について検討を行い、それらの有効性を評価した。前年度までの成果と合わせ、本研究課題の当初の目的であるAHC実現のキーテクノロジーとなる「高磁場を高い精度で発生可能な超伝導コイルシステムの開発」のための基盤技術を確立することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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