| Project/Area Number |
22K18798
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
Abe Tetsuo 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 (70370070)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 真空絶縁破壊 / ブレークダウン / 超高耐電圧化 / 超高耐圧化 / 加速空洞 / 真空 / 高電圧 |
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| Outline of Research at the Start |
真空には優れた電気的絶縁特性があり、それを利用した様々な機器が社会で役立っている。電力の安定供給に不可欠な真空遮断器は、その最たる例である。また、医療・産業分野や学術研究で広く使われている粒子加速器も、真空絶縁を利用した装置である。しかし、真空絶縁には、「真空絶縁破壊」（ブレークダウン）という大問題がある。持続的社会を実現するためには、環境負荷の少ない真空遮断器や粒子加速器の適用拡大が必要であり、そのためには、真空遮断器の高電圧化・大容量化・安定化や、粒子加速器のコンパクト化をはかる必要がある。本研究では、そのための起点となる真空絶縁破壊の引き金の解明と対策を進める。
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| Outline of Final Research Achievements |
To observe infrared radiation with wavelengths exceeding several micrometers generated in particle accelerators, especially in acceleration cavities, special windows must be used because the transmittance of quartz glass and sapphire, which are used as windows separating the atmosphere and vacuum, is low. Therefore, in this study, we focused on the near-infrared (wavelength of about 1-2 μm) and directly observed the inside of an acceleration cavity using a relatively inexpensive near-infrared high-definition camera. Here, we developed a system for automatic recording of the images from said high-definition camera using an appropriate trigger signal. Direct observation of the inside of the acceleration cavity during high-power operation with this system allowed us to observe some aspects that are not visible with a normal visible light camera. This is very useful for clarifying and understanding the breakdown trigger mechanism.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
真空には優れた電気的絶縁特性があり、それを利用した様々な機器が社会で役立っている。電力の安定供給に不可欠な真空遮断器や、医療・産業等で広く使われている粒子加速器などの装置である。しかし、真空絶縁には、「真空絶縁破壊」（ブレークダウン）という大問題がある。ブレークダウンの引き金機構が解明でき、それを環境負荷の少ない真空遮断器や粒子加速器に適用できれば、それら装置の高耐電圧化・大容量化・安定化やコンパクト化が実現でき、持続的社会の実現に大きな貢献をすることができる。本研究は、空洞内直接観察法を基に、そのための基礎的な研究を展開した。
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