Development of power-saving, space-saving, and low-cost normal-conducting accelerating structures that surpass superconductivity

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H03744
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 阿部 哲郎 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (70370070)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 加速器 / 粒子加速 / 常伝導 / 省電力 / 省スペース / 低価格 / マイクロ波 / 高周波

Outline of Annual Research Achievements

加速器は、幅広い分野で利用されている有用な実験装置である。しかし、その運転には大電力が必要、設置に広いスペースが必要、そして高価である、といった欠点がある。これらのことにより、科学実験の長期遂行や高度化、新規プロジェクトの提案などの妨げとなっている。エネルギー効率だけを考えれば、近年、超伝導加速器（通常、その加速構造はレアメタルである純ニオブ製）が活躍しているが、（断熱構造である）クライオスタットも含めるとかなりのスペースを要し、また、非常に高価である。本研究課題では、常伝導加速構造（通常は低価格な純銅製）でも、高い加速周波数を採用する等で、超伝導加速構造以上の高い省電力性と省スペース性を実現でき、さらに、圧倒的な低価格で加速構造が製作可能であることを実証することが目標である。これにより、小型加速器の医療・産業分野への応用研究を推し進める。本開発研究は、①各種設計・要素試験、②０号機（プロトタイプ）の製作・試験、③１号機（改良型）の製作・試験、④２号機（最終型）の製作・試験というステップで進める。当該年度は、①の段階に相当する加速構造の電気設計、及び、効率的な冷却方法の試験を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定していた加速構造の電気設計、及び、効率的な冷却方法の試験が進んだため。

Strategy for Future Research Activity

０号機（プロトタイプ）の製作、及び、その試験を行う。また、必要に応じて、関連部品の
要素試験も行い、それらの結果を１号機の設計にフィードバックする。