2015 Fiscal Year Research-status Report
加速ビームを使った超伝導加速空洞の精密アライメント技術開発
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26400300
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
早野 仁司 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 (00173055)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
服部 綾佳 茨城工業高等専門学校, その他部局等, 助手 (10758569)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ワイヤー高調波モード励起 / 高調波モードシミュレーション / 局在高調波モード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高調波モードの局在場所、偏極角度、インピーダンスを系統的に調べ、ビーム誘起信号からその姿勢位置情報を簡便に引き出す方法を開発することが本研究の目的である。平成２６年度において構築したビーズ摂動測定装置を利用して平成２７年度において、改造してビーズではなく細い金属ワイヤーを加速空洞に通して張り、そこに高速なパルス信号を通過させてビームを模擬した実験を系統的に行った。パルス信号により励起された微弱な高調波信号を増幅し、オシロスコープにより捕捉し、フーリエ変換をして目的の高調波モードTE-111-7のみをノイズを下げて取り出すことに成功した。さらに、加速空洞の乗っているステージを高精度に上下左右にその位置をずらして相対的にワイヤーが動いたような効果を得て、その時の高調波モードの励起強度をマッピングすることで、２つの偏極軸とその交点、すなわち電気的中心を得る方法を確立した。またその電気的中心を機械的中心に関連付けることにより、初期アライメントの評価もできることを示した。
一方、実際にビームを使用した過去の実験データを使って、理論的詳細研究も進めている。その実験時のビームエネルギーが低かったためいろいろな要因でビーム軌道が複雑となるので、ビーム軌道を、シミュレーションを利用して高精度に推定するところから始め、励起した高調波モードがビームパイプ部分から加速空洞の第１セル部分にかけて局在していることを計算で示し、その電気的中心をあらかじめシミュレーションにより知っておき、ビーム励起信号を使って算出した電気的中心との絶対的な偏差を算出する方法を開発している。この手法の開発にはもう少し時間が必要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
加速空洞内に細い金属ワイヤーを張り、高電圧高速パルス信号を流して、実験室内で高調波モードの励起を実際に起こしてビーム誘起尊号をシミュレートした。この方法により、加速空洞を極低温に冷やしてビームを通すことなく、簡便に、高調波モード検出の実験ができるようになり、電気的中心を求める方法を開発することができた。同時にビーズ摂動法をも行えるので高調波モードの局在情報についても取得できるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
超伝導加速空洞を極低温に冷却して実際に電子ビームを通過させて行う実験は、加速器整備が都合で遅れているので、ワイヤーに高電圧パルスを流す方法に研究を変更したが、電子ビームは平成２８年度内には利用できる可能性があるので、そのときに本研究を電子ビーム利用に応用し、研究を完成させる予定である。
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| Causes of Carryover |
平成２８年度内に実験を予定しているSTF加速器がビーム加速をできる予定でいるが、そのビーム実験時に予期しない理由であらたに電子部品が必要となる可能性がある。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成２８年度内のビーム実験時に予期しない理由であらたに電子部品が必要となる可能性があり、そのための消耗品費として見込んでいる。
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Research Products
(1 results)
