次世代小型超伝導加速器のためのMgB2を用いた大電力超伝導入力結合器の開発

• 研究課題/領域番号: 24K03208
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 阪井 寛志 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, 教授 (50345229)
• 研究分担者: 井藤 隼人 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 (30881552)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円); 2026年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2025年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2024年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: 超伝導空洞 / 加速器 / 入力カプラー / 伝導冷却 / MgB2

研究開始時の研究の概要

本研究は、次世代型超伝導加速器の大電力下で徹底的な熱負荷削減を目的とした「MgB2超伝導材料を用いた世界初の大電力超伝導入力結合器」の開発を行うものである。
近年Nbより転移温度の高いNb3SnやMgB2等の新しい超伝導材料の加速空洞開発により、液体Heを用いない小型冷凍機による次世代型大電力超伝導加速器の実現が期待されている。その中で、本加速器実現の鍵となるのは、空洞以外の熱負荷の抑制である。特に、大強度ビーム加速に必要な大電力を超伝導加速空洞へ供給する「入力結合器」での高周波損失による発熱は、小型冷凍機への大きな熱負荷になる。この入力カプラーの熱負荷削減をMgB2超伝導体を用い実現する。