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高速・巨大クラスターイオン用誘導加速マイクロトロンの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H03589
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 応用物理学一般
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

高山 健  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, 研究員 (20163321)

研究分担者 安達 利一  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, シニアフェロー (80141977)
研究協力者 タウフィック  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
キーワード誘導加速 / マイクロトロン / 軌道理論 / 90度偏向磁石 / 逆磁場簾 / 半導体スイッチ / Closed Orbit Distortion / 磁場簾 / 閉軌道歪み / x-yカップリング / 磁気飽和 / スイッチング電源 / SiC-MOSFET / 偏向磁石 / 逆磁場 / 閉軌道ゆがみ / 慣性核融合 / クラスターイオン
研究成果の概要

多粒子シムレーションコードを確立。参照粒子集団軌道からlattice関数を見出す一般的手法を確立した。線形理論との一致を確認。偏向磁石が持つ物理的有限性に起因する磁場の非一様性が生むIntrinsic CODが見出され、対称steering補正系の必要性を見出す。
プロトタイプ偏向磁石を製作した。磁石本体部の飽和特性を利用した磁石開口部の逆磁場簾の生成のアイデアが実証された。磁極間に働く磁力による磁極間ギャップの変形を見出す。予め計算で把握しておくことの重要性が明らかにした。
線形化された空間電荷効果で摂動を受けるBeam Core発展方程式を導入し、クラスターイオンビーム電流閾値を見出す。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 7件、 招待講演 17件)

  • [雑誌論文] 高エネルギークラスター加速くを実現する誘導加速技術の進歩2018

    • 著者名/発表者名
      高山 健
    • 雑誌名

      放射線と産業

      巻: 144 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Induction Microtron Design Final2018

    • 著者名/発表者名
      安達利一
    • 学会等名
      G-CLIF Meeting, Nagaoka
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Induction Microtron Orbit Calculation2018

    • 著者名/発表者名
      Taufik
    • 学会等名
      G-CLIF Meeting, Nagaoka
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Barrier Bucket Dynamics and Chaos2017

    • 著者名/発表者名
      高山 健
    • 学会等名
      プラズマ・核融合専門員会
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      2017-03-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Orbit Stability Analysis of the Induction Microtron2017

    • 著者名/発表者名
      安達利一
    • 学会等名
      プラズマ・核融合専門員会
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      2017-03-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Intrinsic COD in the Induction Microtron2017

    • 著者名/発表者名
      Taufik
    • 学会等名
      プラズマ・核融合専門員会
    • 発表場所
      長岡
    • 年月日
      2017-03-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Possible Accelerator Complex for Giant Cluster Ion Inertial Fusion2017

    • 著者名/発表者名
      Ken Takayama
    • 学会等名
      US-Japan meeting on Inertial Fusion and Warm Dense Matter
    • 発表場所
      Berkeley, US
    • 年月日
      2017-02-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lattice Design of The 144 MeV Induction Microtron for C-602017

    • 著者名/発表者名
      Taufik, T.Adachi, M.Wake, K.Takayama
    • 学会等名
      The 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan , Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3D Macro Particle Simulation of Induction Microtron2017

    • 著者名/発表者名
      Taufik
    • 学会等名
      TIA連携プログラム探索推進事業シンポジウム, Tsukuba
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mrotron for Giant Cluster Ions2017

    • 著者名/発表者名
      Taufik
    • 学会等名
      4th South Asian Accelerator School, Tsukuba
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大パワーSiC-MOSFET駆動の加速器用パルス電源2017

    • 著者名/発表者名
      岡村勝也,隈元大輝,高山 健
    • 学会等名
      NIFS Symposium, Toki, Gifu
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 13kV級高耐圧SiC-MOSFETを使用したパル電圧発生方法の研究2017

    • 著者名/発表者名
      隈元大輝,岡村勝也,高山 健
    • 学会等名
      NIFS Symposium, Toki, Gifu
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Study of an Injector (Induction Microtron) for Giant Cluster Ion Inertial Fusion Driver2017

    • 著者名/発表者名
      Taufik, T. Adachi, M. Wake, K. Takayama
    • 学会等名
      NIFS Symposium, Toki, Gifu
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] How are quasi-relativistic cluster ions obtained? - Induction Microtron for Giant Cluster Ions -2016

    • 著者名/発表者名
      高山 健
    • 学会等名
      連携研究「高速クラスター研究会」
    • 発表場所
      高崎
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] How are quasi-relativistic cluster ions obtained?- Induction Microtron for Giant Cluster Ions -2016

    • 著者名/発表者名
      高山 健
    • 学会等名
      連携研究「高速クラスター」研究会
    • 発表場所
      量子研機構・高崎量子応用研究所
    • 年月日
      2016-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] How are quasi-relativistic cluster ions obtained? - Induction Microtron for Giant Cluster Ions -2016

    • 著者名/発表者名
      Ken Takayama
    • 学会等名
      9th Internation Meeting on Recent Developments in The Study of Radiation Effects in Matter
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How are quasi-relativistic cluster ions obtained?- Induction Microtron for Giant Cluster Ions -2016

    • 著者名/発表者名
      Ken Takayama
    • 学会等名
      9TH INTERNATIONAL MEETING ON RECENT DEVELOPMENTS IN THE STUDY OF RADIATION EFFECTS IN MATTER
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Quantum Beam Driver for Future Inertial Fusion2016

    • 著者名/発表者名
      Ken Takayama and Kazuhiko Horioka
    • 学会等名
      21st International Symposium on Heavy Ion Inertial Fusion (HIF2016)
    • 発表場所
      Astana, Kazafstan
    • 年月日
      2016-07-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A Quantum Beam driver for Future Inertial Fusion2016

    • 著者名/発表者名
      Ken Takayama
    • 学会等名
      21st International Symposium on Heavy Ion Inertial Fusion(HIF2016)
    • 発表場所
      Nazarbayev University in Astana
    • 年月日
      2016-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 準相対論的巨大クラスターイオン用誘導加速マイクロトロン2016

    • 著者名/発表者名
      高山健、安達利一、和気正芳、岡村勝也、百合庸介、岩田康嗣
    • 学会等名
      29回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2016-06-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 準相対論的巨大クラスターイオン用誘導加速マイクロトロン2016

    • 著者名/発表者名
      高山 健
    • 学会等名
      29回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会
    • 発表場所
      筑波大
    • 年月日
      2016-06-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A RACETRACK-SHAPE FIXED FILED INDUCTION ACCELERATOR FOR GIANT CLUSTER IONS2016

    • 著者名/発表者名
      K. Takayama, M. Wake, Y. Iwata, Y. Yuri, T. Adachi, and K. Okamura
    • 学会等名
      7th Internation Particle Accelerators Conference (IPAC'16)
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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