| 研究課題/領域番号 |
21K12537
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分80040:量子ビーム科学関連
|
|---|
| 研究機関 | 大阪大学 |
|---|
研究代表者 |
神田 浩樹 大阪大学, 核物理研究センター, 講師 (40321971)
|
|---|
| 研究分担者 |
福田 光宏 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (60370467)
依田 哲彦 大阪大学, 核物理研究センター, 講師 (30372147)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
|
|---|
| キーワード | サイクロトロン共鳴 / 陽子加速器 / TE111共振器 / 高周波共振空洞 / 計算シミュレーション / チューニング機構 / 加速技術 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
磁場中の荷電粒子の周回周波数と印加する高周波電磁波の周波数が等しい場合に発生するサイクロトロン共鳴を用いた陽子加速器の開発を行う。極めて強い磁場を用いることから必要とされる荷電粒子の収束性に対する制限が小さく、周回する粒子を繰り返し加速することで電磁波から粒子の運動へのエネルギー伝達効率を高めることができるために、既存の加速技術をはるかに超えた高効率・大電流の加速器を構成することができる。電磁波の共振空洞、強磁場を発生する電磁石システム、入射・引き出しも含めた軌道解析など多くの技術的課題を一つ一つ克服し、シミュレーションを元にした概念設計を行う。また、モデル共振空洞を製作し試験を実施する。
|
| 研究成果の概要 |
Yale大学における先行研究により大強度・高効率の電子加速が示されていたサイクロトロン共鳴加速法を陽子に適用するための検討を行い、１台の共振器と高温超電導線材による加速器の概念設計を実施した。高温超電導線材を用いることで、MRI等の強磁場のアプリケーションにすでに実用化されている磁場を超える15 Tの静磁場中を発生できること、その中に配置する円筒形の共振空洞内部にTE111モードの回転する高周波電磁場の励振をコンピューターシミュレーションで確認した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究における大強度陽子加速器は、将来的には中性子などの二次粒子発生用加速器、あるいは大量のRI製造や長寿命核廃棄物の消滅処理などに必要な大強度・高効率加速器の候補となり得る。今回の研究をさらに進めることにより、小型化や高エネルギー化の目途が立てばさらに多くの用途に利用可能な加速器となり得る。
|
