Development of Tesla kicker system and improvement of beam quality

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25286089
• Research Institution: High Energy Accelerator Research Organization
• Principal Investigator: 中村 英滋 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, 研究機関講師 (70311131)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 薮上 信 東北学院大学, 工学部, 教授 (00302232) ; 石 禎浩 京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (00525834) ; 高山 正和 秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教授 (20236368) ; 小口 治久 国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (20356976) ; 上杉 智教 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (80392215)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: パルス電磁石 / 高エネルギー粒子 / 加速器 / 飽和 / 非線形 / 核融合 / 矩形 / 時間

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、研究目標細目の一つである、ビーム制御試行実験を主として研究を行って来た。高エネルギー粒子源としては、京都大学・原子炉実験所のFFAG加速器から供給される 100 MeV 陽子線を用いた。本研究課題で試作した最大 約0.5 T のパルス電磁石システムを用いて 100 MeV 陽子線の軌道制御を試み、想定通りの重心軌道変位を確認した。なお、100 MeV 陽子線の軌道変位の確認は、蛍光スクリーンを用いて行った。100 MeV 陽子線とパルス電磁石励磁タイミングを徐々にずらし、相互作用の様子も観測した。その結果、100 MeV 陽子線の重心軌道の変位は、パルス電磁石の磁場波形とほぼ一致した。また、パルス電磁石の通常励磁（磁性体ヨーク非飽和）と、飽和条件の２つのケースで実験を試みた。飽和条件時に、100 MeV 陽子線の重心軌道の固定と、長く安定したフラットトップの形成を確認した。これは、磁性体飽和による効果と判断できる。これをもって研究細目：ビーム制御試験の成功とみなす。
前身の基盤研究(C)(一般)21540310 では工学的検証に終始していたが、本研究課題のこの成果により、実際にその有用性を検証できた。
この結果をもとに、更なる性能向上の検討と、広い分野への応用の検討も行った。その一部である医学利用への応用に関して道が拓けつつあり、小規模サンプル試験を行った。その結果、研究価値があると判断し、別途改めて研究計画を立案し展開していくこととなった。本研究課題は本年度をもって終了するが、副次的成果も多く、様々な分野に展開していく予定である。他方、ここでは非線形現象の一部を取り上げて研究を進めて来た。有効な非線形現象は他にも多くあり、この観点からも広く展開していきたい。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。