| 研究課題/領域番号 |
18H03707
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(A)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
|
|---|
| 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 |
大谷 将士 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 (90636416)
|
|---|
| 研究分担者 |
森下 卓俊 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究副主幹 (30370480)
近藤 恭弘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 副主任研究員 (40354740)
二ツ川 健太 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 (50713153)
河村 成肇 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 特別准教授 (60311338)
飯沼 裕美 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 准教授 (60446515)
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)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
交付 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2019年度: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円)
2018年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
|
|---|
| キーワード | ミューオン / RFQ / IH-DTL / スピントラッキング / ビーム診断 / 線型加速器 / 縦方向測定 / MCP / CFD / 線型加速 / IH DTL / スピン / 高時間分解能 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究の目的はミューオン異常磁気能率(g-2)精密測定にむけた(1)ミューオン低速部加速空洞(IH-DTL)の開発、(2)ミューオンビームモニターの開発、(3)ミューオンスピン回転機器の開発、である。
このうち(1)に関して、IH-DTLのプロトタイプを製作し、共振周波数や電磁場分布などの低電力試験を行った。その結果、設計通りの性能を持っていることを実証し、測定結果にt基づいたシミュレーションによってミューオンを設計通りに加速できることを確認した。これらの成果は国際線型加速器会議などで報告している (Y. Nakazawa, M. Otani et al., Proceedings of LINAC2018, Beijing, China, MOPO085)。
(2)に関してはマイクロチャンネルプレートを用いたバンチ構造モニターを開発した。実際の加速ミューオンの観測を行い、世界初となるミューオンのマクロバンチ構造の測定に成功した。この成果は国際加速器学会2019(IPAC2019)における口頭発表で報告する(Y. Sue et al., A Bunch Structure Measurement of Muons Accelerated by RFQ Using a Longitudinal Beam-Profile Monitor With High Time-Resolution)。
(3)について静電磁場を用いたウィーンフィルター型のスピン回転機器を設計し、要求されるエミッタンス成長程度の機器設計に成功した。現在は機器の製作にむけた準備と性能評価にむけたビーム試験のデザインを行っている。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究は以下の通り当初の想定を超えた。
(1)ミューオン低速部加速空洞IH-DTLに関しては、プロトタイプの低電力試験に必要な機器を設計・製作し、共振周波数や電磁場分布の測定などを予定通り完了した。
(2)縦方向のビーム診断モニターに関しては、マイクロチャンネルプレートMCPを用いたバンチ構造モニターを開発し、実際に加速ミューオン照射によって想定通りのビームバンチ構造を測定できた。
(3)スピン回転機器に関しては機器の設計を行い、想定されるビーム分布におけるエミッタンス成長をビームダイナミクスシミュレーションにより評価した。その結果、要求される性能を持っていることを実証した。
上記のように、すべての課題において想定通りの結果を得ることができた。これに加えて、(2)の縦方向モニターに関しては、J-PARC陽子加速器でMCPを用いない方法で縦方向の測定に成功し[M. Otani et al., Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. Sec. A, Volume 908, 11 November 2018, Pages 313-317.]、代替案となる手法を確立した。以上から、総合的に当初の計画以上に進展していると結論した。
|
| 今後の研究の推進方策 |
これまでに開発した加速器プロトタイプとビームモニターを駆使し、低速部加速空洞IH-DTLを用いたミューオン加速試験の準備を完了する。
IH-DTLに関しては低電力試験まで完了しているため、必要な加速電圧を励磁するための機器を設計・製作し、実際に電力を投入した大電力試験まで完了する。また、加速したミューオンを測定するために、ビームモニターと四極電磁石などの機器を組み合わせた診断ビームラインを設計して製作する。
スピン回転機器に関しては前年度の基本設計に基づき、真空系や電力ラインなど、製作に必要な詳細設計を行う。これに加えて、スピン回転角度を測定するシステムを設計・製作し、ミューオンビームラインにおいて試験を行う。
|
