| 研究課題/領域番号 |
20H00245
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
雨宮 尚之 京都大学, 工学研究科, 教授 (10222697)
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| 研究分担者 |
曽我部 友輔 京都大学, 工学研究科, 助教 (40847216)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2023年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2022年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2021年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
2020年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | 超伝導 / 電磁石 / 加速器 / がん治療 / 交流 / 交流損失 / 遮蔽電流磁界 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
高温超伝導線を用いて重粒子線がん治療用スキャニング電磁石を実現する高速変動高磁界発生技術を構築する。マルチフィラメント化し銅分流層を複合した薄膜高温超伝導線を円形コアに多層巻きするSCSCケーブルを用いてコイルを巻くことにより、交流損失、磁界精度劣化、高い端子電圧というボトルネックを解決する。SCSCケーブルで巻いたコイルと鉄ヨークにより構成した電磁石の電磁現象を解明し、交流損失・遮蔽電流磁界低減指針を構築する。これに基づき、重粒子線がん治療用スキャニング電磁石に適用可能な高速変動高磁界電磁石技術を構築し、200 Hz, 1 T,磁界精度0.2%のスキャニング電磁石の概念設計を行う。
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| 研究成果の概要 |
重粒子線がん治療用スキャニング電磁石に適用可能な高速変動高磁界電磁石の概念設計を行った。
マルチフィラメント化し銅分流層を複合した薄膜高温超伝導線を円形コアに多層巻きしたSCSCケーブルを用いてコイルを巻くことにより、磁界変動時の磁束量子の出入りに伴う交流損失、テープ形状に起因する大きな反磁化による磁界精度劣化、大きな鎖交磁束と高い周波数に起因する高い端子電圧というボトルネックの解決をはかった。実験と電磁界解析を組み合わせたアプローチにより、SCSCケーブルで巻いたコイルと鉄ヨークにより構成した電磁石の電磁現象を解明し、交流損失・遮蔽電流磁界低減指針を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
銅分流層複合マルチフィラメント薄膜高温超伝導線をスパイラル状に巻いた導体であるSCSCケーブルを用いて高速変動高磁界電磁石技術の構築をはかるという独自性の高い研究である。また、周波数200 Hz、磁束密度1 Tの高速変動高磁界を大空間に発生する技術は存在せず、これまでほぼ直流の応用に限定されていた超伝導電磁石の応用領域を200 Hzという高速変動高磁界の発生に大きく広げる可能性を秘めた成果であり、本研究の研究成果の学術的意義は大きい。
さらに、本研究の成果をもとに回転ガントリーの格段の小型化を通して重粒子線がん治療の普及が進むことが期待され、健康長寿社会に貢献するという大きな社会的意義をもつ。
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