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高温超伝導SQUIDビーム電流計の高感度・小型化

研究課題

研究課題/領域番号 15K04749
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

渡邉 環  国立研究開発法人理化学研究所, 仁科加速器科学研究センター, 専任技師 (30342877)

研究協力者 福西 暢尚  
稲森 聡  
今 康一  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードビーム電流計 / SQUID / 高温超伝導 / ビーム診断
研究成果の概要

本研究に於いて、高温超伝導SQUID(超伝導量子干渉素子)ビーム電流計の開発を続け、理化学研究所の加速器施設に於いて、世界に先駆けて実用化し、特許申請に至っている。SQUIDは、脳磁や心磁など、医療の測定に用いられる超高感度磁気センサーであり、その優れた性能を本研究に応用した。更に高い分解能と小型化を目指し、ビームが作り出す電磁場から得られる信号と、外部環境から受ける雑音、即ち信号対雑音比に焦点を当て、測定分解能の解明を進めた。モデル計算を行い、ビームの模擬電流を用いてSQUIDの出力を観測した結果、計算値と計測値とは良く一致し、モデル計算の正しさを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

RI(放射性同位元素)は、基礎科学研究分野に留まらず、医療や産業など様々な分野において、すでに私達の身近で利用されている。特に近年、最先端のがん治療薬として、α線を放射する短寿命放射性同位元素であるアスタチン211(211At)が、今注目を集めている。この製造量と質を正しく見積もるためには、加速されたビームの電流とエネルギーの高精度な測定は極めて重要である。211At生成収率はビームエネルギーに、収量は照射積算電流量に依存性を持つが、その測定結果は研究機関毎にばらつきがあるのが現状である。高温超伝導SQUIDビーム電流計は、生成収量の精度を大幅に向上し、211Atの製造法の最適化を実現する。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] SENSITIVITY IMPROVEMENT AND MINIATURIZATION OF HTC-SQUID BEAM CURRENT MONITOR2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉 環、福西 暢尚、稲森 聡、今 康一
    • 雑誌名

      Proceedings of the 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan

      巻: PASJ2016 ページ: 1127-1133

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] HTc-SQUID BEAM CURRENT MONITOR AT THE RIBF2016

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabey, N. Fukunishi, M. Kase, S. Inamori, K. Kon
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th International Beam Instrumentation Conference

      巻: 1 ページ: 590-594

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 高温超伝導SQUIDビーム電流モニターの高感度・小型化2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉 環
    • 学会等名
      第13回日本加速器学会年会
    • 発表場所
      ちば国際コンベンションビューロー
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] HTc-SQUID Beam Current Monitor at the RIBF2015

    • 著者名/発表者名
      渡邉 環
    • 学会等名
      4th International Beam Instrumentation Conference
    • 発表場所
      MCEC MELBORNE, AUSTRALIA
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 仁科加速器科学研究センター 運転技術チーム

    • URL

      http://www.riken.jp/research/labs/rnc/accel/beam_dyn_diagn/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 加速器基盤研究部 運転技術チーム

    • URL

      http://www.nishina.riken.jp/labo/accel_dinamics.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 運転技術チーム

    • URL

      http://www.riken.jp/research/labs/rnc/accel/beam_dyn_diagn/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] CHARGED PARTICLE BEAM CURRENT MEASUREMENT APPARATUS2018

    • 発明者名
      渡邉環、福西暢尚
    • 権利者名
      渡邉環、福西暢尚
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] PCT出願2017

    • 発明者名
      渡邉環、福西暢尚
    • 権利者名
      渡邉環、福西暢尚
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 荷電粒子ビームの電流測定装置2016

    • 発明者名
      渡邉 環、福西 暢尚
    • 権利者名
      渡邉 環、福西 暢尚
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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