加速器用超大電流電源の開発

• 研究課題/領域番号: 21604013
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 量子ビーム
• 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: 和気 正芳 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 功労職員 (90100916)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 加速器 / 超伝導磁石 / 電源 / 大電流 / 超伝導磁石電源 / 低電圧 / 大電流電源 / 超伝導

研究概要

超伝導磁石の運転には、大きな電流を必要とするが電圧が要らないことに鑑み、今までにない大電流電源を低い電圧で運用することにより低電力で達成することを目指した基礎研究を行った。トランスの二次巻き線を1ターンにすれば原理的には可能だが実際には漏れ磁場が大きな問題となる。三次元形状を考え、漏れ磁場のない巻き線を開発した。コイルの最適化設計には、スクリプト言語によりモデルを作成するプログラムを作り、超伝導磁石のクエンチ問題にも応用した。

研究成果

• [雑誌論文] Complete Quench Simulation of Large Solenoid Magnet (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Wake, R.Yamada, M.Lamm, R.Ostojic, R.H.Wands, T.M.Page
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Sup.Cond 巻: Vol.22 ページ: 4704504-4704504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solenoid Magnet System for the Fermilab Mu2e Experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: M.J. Lamm, N. Andreev, G. Ambrosio, J. Brandt, R. Coleman, D. Evbota, V.V. Kashikhin, M. Lopes, J. Miller , T. Nicol,T.Page, T.Peterson, J.Popp, V.Pronskikh, Z.Tang., M.Tartaglia, M.Wake, , R.Wands, R.Yamada , R.Wands, R.Yamada
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Sup.Cond 巻: 22 ページ: 4100304-4100304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete Quench Simulation of Large Solenoid Magnet (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Wake
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Sup.Cond. 巻: 22 号: 3 ページ: 4704504-4704504
  • DOI: 10.1109/tasc.2012.2184251
  • 査読あり
• [雑誌論文] Solenoid Magnet System for the Fermilab Mu2e Experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: M.J.Lamm
  • 雑誌名: IEEE Trans. Appl. Sup.Cond 巻: 22 号: 3 ページ: 4100304-4100304
  • DOI: 10.1109/tasc.2011.2179835
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Package of SiC-JFET for a Switching Pulse Supply Operating at 1MHz for an Induction Synchrotron (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Okamura
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Plasma Science 巻: 40 号: 9 ページ: 2205-2210
  • DOI: 10.1109/tps.2012.2207129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Megahertz High-Voltage Switching Pulse Modulator Using SiC-JFET for an Induction Synchrotron (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ise, H.Tanaka,K.Takaki, M.Wake, K.Okamura, K.Takayama, and W.Jiang
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Plasma Science 巻: vol.39 ページ: 730-736
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Compact Switching Power Supply utilizing SiC-JFET for the Digital Accelerator (2011)
  • 著者名/発表者名: E. Kadokura, T. Kawakubo, H. Nakanishi, M. Wake, T. Adachi, T. Arai, Y. Arakida, M. Hasimoto, T. Iwashita, T. Kubo et. Al
  • 雑誌名: Conf.Proc 巻: C1205201 ページ: 3677-3679
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Switching Power Supply utilizing SiC-JFET and its Potential for the Digital Accelerator (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Wake, T. Iwashita, K. Okamura, K. Takayama (KEK, Tsukuba), K. Takaki (Iwate U.), Y. Osawa, K. Ise
  • 雑誌名: Conf.Proc 巻: C110904 ページ: 3402-3404
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Compact Switching Power Supply utilizing SiC-JFET for the Digital Accelerator (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Iwashita, M. Wake, K. Okamura, K. Takayama, K. Takaki, M. Toshiya
  • 雑誌名: Conf.Proc 巻: C110904 ページ: 1920-1922
  • 査読あり
• [雑誌論文] KEK digital accelerator (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Iwashita, T. Adachi, K. Takayama, K. W. Leo, T. Arai, Y. Arakida, M. Hashimoto, E. Kadokura, M. Kawai, T. Kawakubo, Tomio Kubo, K. Koyama, H. Nakanishi, K. Okazaki, K. Okamura, H. Someya, A. Takagi, A. Tokuchi, and M. Wake
  • 雑誌名: Phys.Rev.ST Accel.Beams 巻: 14 ページ: 71301-71301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Megahertz High- Voltage Switching Pulse Modulator Using SiC - JFET for an Induction Synchrotron (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ise, H.Tanaka,K.Takaki, M.Wake, K.Okamura, K.Takayama, and W.Jia ng
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Plasma Science 巻: vol.39 ページ: 730-736
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of a Megahertz High-Voltage Switching Pulse Modulator Using SiC-JFET for an Induction Synchrotron (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Ise, H.Tanaka, K.Takaki, M.Wake, K.Okamura, K.Takayama, W.Jiang
  • 雑誌名: IEEE Transaction on Plasma Science, vol.39 巻: 19 ページ: 730-736
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison Between Nb3Al and Nb3Sn Strands and Cables for High Field Accelerator Magnets (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Yamada, A.Kikuchi, E.Barzi, G.Chlachidze, A.Rusy, T.Takeuchi, M.Tartaglia, D.Turrioni, V.Velev, M.Wake, A.V.Zlobin
  • 雑誌名: IEEE Trans.Appl.Supercond 巻: vol.20 ページ: 1399-1403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison Between Nb3Al and Nb3Sn Strands and Cables for High Field Accelerator Magnets (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada, R.; Kikuchi, A.; Barzi, E.; Chlachidze, G.; Rusy, A.; Takeuchi, T.; Tartaglia, M.; Turrioni, D.; Velev, V.; Wake, M.; Zlobin, A.V.
  • 雑誌名: IEEE Trans.Appl.Supercond.vol.20 巻: 19 ページ: 1399-1403
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetization, Low Field Instability and Quench of RHQT Nb3A1 Strands. (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Yamada
  • 雑誌名: IEEE Trans.Appl.Supercond. 19 ページ: 2744-2480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quench tests and FEM analysis of Nb3A1 Rutherford cables and small racetrack magnets. (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Yamada
  • 雑誌名: IEEE Trans.Appl.Supercond. 19 ページ: 1116-1120
  • 査読あり
• [学会発表] EXCELによるフラックスジャンプモデル (2009)
  • 著者名/発表者名: 和気正芳、山田隆治
  • 学会等名: 超伝導低温工学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2009-11-19
• [学会発表] 鉄を使わない大型検出器磁石 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和気正芳、山田隆治
  • 学会等名: 超伝導低温工学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2009-11-18
• [学会発表] EXCEL によるフラックスジャンプモデ (2009)
  • 著者名/発表者名: 和気正芳 、山田隆治
  • 学会等名: 超伝導低温工学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2009-09-19
• [学会発表] 鉄を使わない大型検出器磁石 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和気正芳 、 山田隆治
  • 学会等名: 超 伝導低温工学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2009-09-18
• [備考] 電池で動く大電流電源
  • URL: http://research.kek.jp/people/wake/batps/