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2013 Fiscal Year Final Research Report

Development of fundamental technology of next generation superconducting cyclotron for heavy particle cancer therapy

Research Project

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Project/Area Number 23246053
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

ISHIYAMA Atsushi  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00130865)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) YAMAKAWA Hiroshi  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00097263)
WAKAO Shinji  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70257210)
WANG Xudong  早稲田大学, 理工学術院, 助教 (20550346)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) FUKUDA Mitsuhiro  大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (60370467)
UEDA Hiroshi  大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (10367039)
MIYAHARA Nobuyuki  (独)放射線医学総合研究所, 放射線発生装置利用技術開発課, 課長 (60260238)
Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords加速器 / 超伝導材料 / 電気機器工学 / 量子ビーム / 癌
Research Abstract

Our objective is to develop an Advanced Hybrid Cyclotron (AHC) using High-Temperature Superconducting (HTS) coil technology with a compact body, high efficiency, and high performance in heavy particle cancer therapy. For cyclotron application, high accuracy magnetic field distribution with isochronous field and azimuthally varying field (AVF) are required. We proposed a coil system be composed of HTS air-core split coils for isochronous field and HTS air-core spiral sector coils for AVF. In this study, to realize the HTS coil system technology for AHC, we performed the following three issues: 1) optimal design of HTS coil system; 2) reduction of irregular magnetic field caused by coil winding error, deformation due to thermal and electromagnetic stress, and screening current induced in tape type superconductor such as Y-system coated conductor; and 3) Experiments on effects of irradiation on commercially available Bi-2223 and YBCO superconducting tapes.

  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Influence of Winding Accuracy on Magnetic Field Distribution in YBCO Pancake Coil for Cyclotron Application2014

    • Author(s)
      Wang, T、Karino, H、Ishiyama, A(以下6名)
    • Journal Title

      IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY

      Volume: 24巻3号 (記事番号9002005)

    • DOI

      10.1109/TASC.2013.2297317

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical Structural Analysis on a New Stress Control Structure for High- Strength REBCO Pancake Coil2014

    • Author(s)
      Wang, X、Ishiyama, A、Yamakawa, H (以下4名)
    • Journal Title

      IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY

      Volume: 24巻3号 (記事番号4601605)

    • DOI

      10.1109/TASC.2013.2288294

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement and Simulation of Magnetic Field Generated by Screening Currents in HTS Coil2014

    • Author(s)
      Ueda, H、Michitsuji, K、Ishiyama, A (以下7名)
    • Journal Title

      IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY

      Volume: 24巻3号 (記事番号:4701505)

    • DOI

      10.1109/TASC.2014.2299537

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conceptual Design of Next Generation HTS Cyclotron2013

    • Author(s)
      Ueda, H、Fukuda, M、Hatanaka, K Ishiyama, A、(以下7名)
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 23巻3号 (記事番号:4100205)

    • DOI

      10.1109/TASC.2012.2232955

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial and Temporal Behavior of Magnetic Field Distribution Due to Shielding Current in HTS Coil for Cyclotron Application2013

    • Author(s)
      Ueda, H、Fukuda, M、Hatanaka, K、Ishiyama, A (以下2名)
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 23巻3号 (記事番号:4100805)

    • DOI

      10.1109/TASC.2012.2234813

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Critical Current Degradation in High-Temperature Superconducting Tapes Caused by Temperature Rise2013

    • Author(s)
      Yazaki, S、Ishiyama, A (以下3名)
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Applied Superconductivity

      Volume: 23巻3号 (記事番号:4602304)

    • DOI

      10.1109/TASC.2013.2244157

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 次世代超電導サイクロトロンの開発 : 非円形YBCO パンケーキコイルの試作2014

    • Author(s)
      松見絢子、王旭東、石山敦士、植田浩史、(以下6名)
    • Organizer
      平成26年度電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
    • Year and Date
      2014-03-18
  • [Presentation] REBCO 超電導コイルにおける遮へい電流の影響評価2014

    • Author(s)
      植田浩史、道辻健太、石山敦士(以下4名)
    • Organizer
      電気学会超電導応用電力機器研究会資、ASC-15-006
    • Place of Presentation
      成蹊大学
    • Year and Date
      2014-01-30
  • [Presentation] 次世代超電導サイクロトロンの開発 : 非円形YBCO パンケーキコイルの試作2013

    • Author(s)
      梅田大貴、石山敦士
    • Organizer
      第88回低温工学・超電導学会研究発表会
    • Place of Presentation
      ウィンクあいち
    • Year and Date
      20131204-06
  • [Presentation] 次世代超電導サイクロトロンの開発―YBCO ダブルパンケーキコイルの巻線精度評価―2013

    • Author(s)
      齋藤隼、植田浩史、王旭東、石山敦士(以下7名)
    • Organizer
      電気学会超電導応用電力機器研究会資、ASC-13-042
    • Place of Presentation
      東京電力・技術開発研究所
    • Year and Date
      2013-09-25
  • [Presentation] 次世代超電導サイクロトロン用コイルの設計最適化2013

    • Author(s)
      植田浩史、福田光宏、畑中吉治、野口聡、石山敦士(以下5名)
    • Organizer
      電気学会超電導応用電力機器研究会資、ASC-13-011
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所
    • Year and Date
      2013-01-16
  • [Presentation] 次世代超電導サイクロトロンの開発-YBCOパンケーキコイルの巻線精度評価-2013

    • Author(s)
      王韜、矢崎真二郎、石山敦士(以下8名)
    • Organizer
      電気学会超電導応用電力機器研究会資、ASC-13-012
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所
    • Year and Date
      2013-01-16
  • [Presentation] 次世代超電導サイクロトロンの開発―高温超電導線材の中性子照射による特性変化―2013

    • Author(s)
      柄澤彰良、石山敦士、宮原信幸(以下4名)
    • Organizer
      電気学会超電導応用電力機器研究会資、ASC-13-013
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所
    • Year and Date
      2013-01-16
  • [Presentation] 次世代型重粒子線がん治療用超電導サイクロトロン : 中性子照射特性評価(RI測定)2012

    • Author(s)
      宮原信幸、石山敦士、植田浩史、福田光宏、畑中吉治
    • Organizer
      第86回秋季低温工学・超電導学会
    • Place of Presentation
      いわて県民情報交流センター
    • Year and Date
      2012-11-08
  • [Presentation] 次世代超電導サイクロトロンの開発 : 高温超電導線材の中性子照射特性(超電導特性)2012

    • Author(s)
      道辻健太、石山敦士、植田浩史,宮原信幸
    • Organizer
      第86回低温工学・超電導学会研究発表会
    • Place of Presentation
      いわて県民情報交流センター
    • Year and Date
      2012-11-08
  • [Presentation] 次世代超電導サイクロトロンの開発 : 高温超電導線材の中性子照射特性(機械特性)2012

    • Author(s)
      道辻健太、石山敦士、植田浩史,宮原信幸
    • Organizer
      第86回低温工学・超電導学会研究発表会
    • Place of Presentation
      いわて県民情報交流センター
    • Year and Date
      2012-11-08

URL: 

Published: 2015-06-25  

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