2017 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of 5H Superconducting Coil System Technology for Next Generation Medical Cuclotron
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26249036
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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) |
金 錫範 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (00287963)
植田 浩史 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (10367039)
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| Project Period (FY) |
2014-06-27 – 2018-03-31
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| Keywords | 加速器 / 超伝導材料 / 電気機器 / 量子ビーム / 癌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高温超伝導コイル技術を活用した小型・高効率・高性能の重粒子線がん治療用超伝導加速器「先進ハイブリッド・サイクロトロン（AHC）」の開発を目標に、その実現の鍵となる「高機械強度・高電流密度・高安定・高磁場・高精度磁場」という「5つの高：5-High」を可能とするREBCO超伝導テープ線材を巻線したコイル開発のための基盤技術の確立を目指してきた。本年度は、高磁場精度化について、不整磁場の発生要因の１つである遮蔽電流磁場の抑制手段、特に時間安定度の改善法として、オーバーシュート法とデマグネタイゼーション法を対象に、実験と数値解析より改善効果を評価した。オーバーシュート法は運転電流より大きく励磁し、その後減磁する手法であり、デマグネタイゼーション法は一度大きく励磁と減磁をすることで線材内に残留磁化をつくる手法である。解析評価の結果、デマグネタイゼーション法の方がオーバーシュート法を上回る時間安定度を示した。また、デマグネタイゼーション法の電流のふり幅を調整することにより、1ppm/h以下の時間安定度を達成することができた。次に高電流密度化と高熱的安定化を両立する技術として、電気絶縁を持たない線材で巻線する「無絶縁コイル（NIコイル）技術」の適用に向けた検討を行った。本年度は、内径60[mm]の小口径NIダブルパンケーキコイルを、実応用を想定して3個作製し同軸上にスタックしたマルチNIコイルについて、ヒーター入熱による局所的常伝導転移を模擬した実験と、新たに開発した数値解析プログラムによるシミュレーションを行い、マルチNIコイル特有の電磁的・熱的な振る舞いを明らかにした。本課題最終年度のまとめとして、鉄芯を用いず空芯の超伝導コイルのみにより粒子ビームを加速するサイクロトロン（「スケルトン・サイクロトロン」と呼称することとした）の設計を行い、実現可能性を検証した。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
