2014 Fiscal Year Annual Research Report
ソレノイド型蓄積磁石への3次元らせん軌道によるビーム入射の実証試験
| Project/Area Number |
26287055
|
|---|
| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
|---|
Principal Investigator |
飯沼 裕美 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, 助教 (60446515)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大澤 哲 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, 教授 (00150011)
中山 久義 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 名誉教授 (20011728)
佐々木 憲一 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (70322831)
深尾 祥紀 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 助教 (80443018)
三部 勉 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (80536938)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 3次元らせん入射 / 電子銃 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、J-PARC g-2/EDM実験の蓄積リングの1/3スケールの小型ソレノイド磁石を設置したテストビームラインに、112keV/cの電子ビームを通し、3次元らせん軌道入射方式を実証する。平成26年度ではビームライン建設のための詳細設計、必要機材の調達などの製作準備を主に行った。平成26年度の具体的な研究実績は6項目に上る。項目5,6)は計画を前倒しして実効できた。1)小型ソレノイド磁石の製作：詳細設計を行い発注する。弱収束磁場発生用のコイル、およびキッカーコイルの製作も併せて行う。2)ビームパイプ、小型ソレノイド磁石内部の蓄積槽の設計・製作を行う。3)ビームラインの設計、建設。輸送区間の詳細設計を行い、真空機材の調達を行う。輸送区間の電磁石の製作。4)電子銃の運転を開始し、110keVのＤＣ電子ビームを安定して出力するように慣らし運転を行った。5)小型ソレノイド磁石の単体励磁試験、その後にホール素子を用いて磁場測定を行った。特にフリンジ部の3次元マップを取得し設計磁場に対して100ppm以内の精度を達成していることを確認した。6)小型ソレノイド磁石をビームラインに設置し、その他の輸送ラインに構成要素（電磁石、ビームパイプ、真空機器）を接続した。途中の適当な箇所及び、最下流に蛍光板・ファラデーカップを設置し、輸送区間前後のビーム断面サイズおよび、強度を比較し、輸送ラインの電磁石の磁場強度の荒調整を行った。この結果、小型ソレノイド磁石内部の蓄積槽の直前まで電子ビームを輸送できることを確認した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
1)研究実績の概要で述べた通り、平成27年度作業として計画していたものの一部を含む、全作業が順調に進んだ。小型ソレノイド磁石の磁場評価も必要な精度を満足している結果を得た。
2)電子銃の立ち上げが順調で、目標エネルギー(110keV)での安定運転まで2カ月程度の慣らし運転で到達できた。
3)輸送ラインの真空機器は、既存品を流用することで新規製作に伴う作業・経費を抑えることができた。その分を、真空槽の中に蓄積したビームのモニター開発費に充てることができる。
4)輸送ラインは粗アライメントの段階で、輸送ライン全体にビームを通すことができので、ビームをモニターしながらステアリング磁石などの調整が可能で、ビーム調整作業効率を大きく上げることができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、ビーム輸送ラインの調整を行う。精密アライメントを施し、ステアリング磁石の調整幅を大きくするように改善を行う。その後、蓄積磁石内に封入された乾燥アルゴン又は、完走窒素内で電子ビームが電離して発光を検出する作業を行う。電子銃の強度や、ビームラインの収束磁石(レンズ系)、コリメータ形状、蓄積槽の窒素濃度などの各種調整作業を経験し、ビームラインの全体の理解を深める。また、シミュレーションによりビーム性能を評価し、実際のビームとの比較を行う。平成27年度の目標は、蓄積槽内の3次元らせん軌道の電子ビーム（ここではDCビーム）を3次元可視化し、シミュレーション結果と比較することである。更に、小型ソレノイドの補正コイルを調整し、ビームをミリ秒程度の蓄積を試みる。
|
| Causes of Carryover |
輸送ラインの真空機器は、既存で借用可能なものを組み合わせて使用することにしたため、新規設計作業と購入費用を抑えることができた。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
真空蓄積槽の中のビームモニターの開発費用に充てる。特に、本研究計画の後半のパルスビームの場合、高感度カメラやMCPなどの使用も検討している。
|
Research Products
(2 results)
