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テスラ級超強磁場高応答キッカーシステムの開発と省電力高効率粒子線入出射法の実現

研究課題

研究課題/領域番号 25286089
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
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

中村 英滋  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, 研究機関講師 (70311131)

研究分担者 薮上 信  東北学院大学, 工学部, 教授 (00302232)
石 禎浩  京都大学, 原子炉実験所, 准教授 (00525834)
高山 正和  秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教授 (20236368)
小口 治久  国立研究開発法人産業技術総合研究所, その他部局等, 研究員 (20356976)
上杉 智教  京都大学, 原子炉実験所, 助手 (80392215)
浅井 朋彦  日本大学, 理工学部, 准教授 (00386004)
連携研究者 金道 浩一  東京大学, 物性研究所, 教授 (20205058)
稲垣 滋  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (60300729)
研究協力者 酒井 泉  高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, ダイヤモンドフェロー
佐藤 晧  高エネルギー加速器研究機構, 名誉教授
中村 ゆう子  日本大学, 理工学部, 非常勤講師
中村 直司  石巻専修大学, 理工学部, 研究補助員
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2014年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワード粒子線加速器 / パルス電磁石 / 飽和 / テスラ / 高電圧 / 非線形 / 大電流 / 荷電粒子 / 高エネルギー粒子 / 加速器 / 核融合 / 矩形 / 時間 / 加速器要素技術開発 / パルス / 電磁石 / 高電圧・大電流 / 素粒子 / ミュオン / キッカー
研究成果の概要

テスラ級キッカーシステムに関して、電磁石原型機を製作し、性能評価試験を実施した。その結果、目標以上の1.3T/0.9μsを達成した。実際の高エネルギー粒子との相互作用を確認するべく、高エネルギー加速器にインストールし、100 MeV 陽子の軌道制御を試みた。その結果、想定通りの軌道変位が確認でき、原理実証完了と判断した。磁石構造を変え、飽和条件と非飽和条件での比較も行い、飽和条件での早い立ち上がりと、フラットトップの形成も確認できた。これらを基盤とした広範囲な応用の検討も行い、高エネルギー粒子科学だけでなく、育種や、医学利用への展開も拓けたため、それぞれ新たに研究をスタートさせる予定である。

報告書

(6件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Developments on Next-Generation Beam Handling of High-Energy Particles by using Non-linear Characteristics2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamura
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Applied Physics Research

      巻: Special Issue 2 号: Special ページ: 1-6

    • DOI

      10.15379/2408-977x.2016.02.01

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Saving Energy and Uninterruptible Power System for Large Scale Research Facility2016

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sato
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Applied Physics Research

      巻: Special Issue 2 号: Special ページ: 7-12

    • DOI

      10.15379/2408-977x.2016.02.02

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New Approach for Designing of High-Energy Circular Particle Accelerators2016

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamura
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Applied Physics Research

      巻: Special Issue 2 号: Special ページ: 13-17

    • DOI

      10.15379/2408-977x.2016.02.03

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Impulse Strong Mirror Field for High-Energy Particle Handlings2016

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Takayama, Koichi Kindo, Akira Matsuo, Koushi Kawaguchi and Eiji Nakamura
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Applied Physics Research

      巻: Special Issue 2 号: Special ページ: 18-23

    • DOI

      10.15379/2408-977x.2016.02.04

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Meson Acceleration and Handling2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko Nakamura
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Applied Physics Research

      巻: Special Issue 2 号: Special ページ: 24-28

    • DOI

      10.15379/2408-977x.2016.02.05

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transverse Dynamics for Super-Rapid Acceleration in Circular High-Energy Particle Accelerators2015

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamura
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Applied Physics Research

      巻: 2-2 号: 2 ページ: 1-6

    • DOI

      10.15379/2408-977x.2015.02.02.1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Conceptual Design of Rapid Circular Particle Accelerator Using High-Gradient Resonant Cavities with Fixed Frequency2015

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamura, et al.
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Applied Physics Research

      巻: 2-1 号: 1 ページ: 8-18

    • DOI

      10.15379/2408-977x.2015.02.01.2

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Opening talk of the scientific research symposium on middle range energy production: power supply systems on demand by pulsed operation for nuclear fusion, following conventional fusion methods and using fundamental methods promoted rapidly in this decade2015

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamura
    • 学会等名
      The 32nd annual meeting of the Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research (JSPF)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Requirements of compact pulsed nuclear fusion reactors for middle energy production2015

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sato, Eiji Nakamura
    • 学会等名
      The 32nd annual meeting of the Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research (JSPF)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Opening talk of the informal meeting IF9 on middle range energy production: power supply systems on demand by pulsed operation for nuclear fusion, following conventional fusion methods and using fundamental methods promoted rapidly in this decade2015

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamura
    • 学会等名
      The 32nd annual meeting of the Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research (JSPF)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] The Future Problem of the Power System Operation under the Trend of Electricity Demand2015

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko KONDO, Haruhisa Koguchi
    • 学会等名
      The 32nd annual meeting of the Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research (JSPF)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Current state of high-beta fusion reactor core2015

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Asai, Hiroshi Gota
    • 学会等名
      The 32nd annual meeting of the Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research (JSPF)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Recent Progress on Nuclear Fusion Research Projects and Demands for Compact Reactor2015

    • 著者名/発表者名
      Inagaki Shigeru
    • 学会等名
      The 32nd annual meeting of the Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research (JSPF)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Discussion on electricity supplies obtained from the experience at the Fukushima Nuclear Power Plant2015

    • 著者名/発表者名
      SAKAI Izumi
    • 学会等名
      The 32nd annual meeting of the Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research (JSPF)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] High-energy particle handling by using 50 T class pulsed magnets2015

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamura, Koichi Kindo, Akira Matsuo, Koushi Kawaguchi, Izumi Sakai, Shin Yabukami, Masakazu Takayama, Yoshihiro Ishi, Tomonori Uesugi, Tomohiko Asai, Jun'ichi Sekiguchi, Tadafumi Matsumoto, Takahiro Edo, Haruhisa Koguchi, Tsukasa Nakamura, Fumio Yoshinari, Yuko Nakamura, Shigeru Inagaki
    • 学会等名
      The 32nd annual meeting of the Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research (JSPF)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Opening talk ~ Recent circumstances on electricity in Japan and developments for special fundamental techniques ~2014

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamura
    • 学会等名
      1st seminar of scientific research program on middle range energy production and high-energy particles for wide uses
    • 発表場所
      日本大学・駿河台キャンパス
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent status of plasma science and nuclear fusion research2014

    • 著者名/発表者名
      Shigeru Inagaki
    • 学会等名
      1st seminar of scientific research program on middle range energy production and high-energy particles for wide uses
    • 発表場所
      日本大学・駿河台キャンパス
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of nuclear fission reactors by using accelerator driven system (ADS) and progress of thorium reactor2014

    • 著者名/発表者名
      Izumi Sakai
    • 学会等名
      1st seminar of scientific research program on middle range energy production and high-energy particles for wide uses
    • 発表場所
      日本大学・駿河台キャンパス
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Progress of FRC research and its applications to μCF2014

    • 著者名/発表者名
      Tomohiko Asai
    • 学会等名
      1st seminar of scientific research program on middle range energy production and high-energy particles for wide uses
    • 発表場所
      日本大学・駿河台キャンパス
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nitrogen plasma for h-BN deposition2014

    • 著者名/発表者名
      小口治久
    • 学会等名
      Plasma2014
    • 発表場所
      新潟・朱鷺メッセ
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Future compact fusion reactors using advanced techniques promoted rapidly in this decade2014

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamura
    • 学会等名
      第10回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 炭素プラズマ成膜装置の開発2014

    • 著者名/発表者名
      小口治久
    • 学会等名
      第10回核融合エネルギー連合講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fundamental design of compact high-energy hadron accelerator for nuclear fusion driver

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sano, Tomohiko Asai, Haruhisa Koguchi, Eiji Nakamura, Izumi Sakai, Yoshihiro Ishi, Tomonori Uesugi, Masakazu Takayama, Shin Yabukami, Shigeru Inagaki
    • 学会等名
      The 30th annual meeting of the Japan Society of Plasma Science and Nuclear Fusion Research
    • 発表場所
      Tokyo Institute of Technology, Ookayama, Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://research.kek.jp/people/eijinaka/h25kakenB/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] Reports on Personal Study

    • URL

      http://research.kek.jp/people/eijinaka/h25kakenB/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] Eiji Nakamura's personal page

    • URL

      http://www-accps.kek.jp/staff/eijinaka/h25kakenB/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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