Nb超伝導加速空洞と最先端超伝導技術の融合による4K運転の実現

• 研究課題/領域番号: 26610076
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 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: 吉田 光宏 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, 准教授 (60391710)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 加速器 / 超伝導 / 極低温冷凍機

研究成果の概要

超伝導加速器の空洞材質としては現時点では材料の質からTc=9.2K のニオブが唯一の候補材料である。しかし高周波空洞では転移温度以下なら使えるというわけではなく、金属中の電子が高周波に散乱される異常表皮効果によってQ値が制限を受けるため、Tc=1.5Kまで冷却しないと必要なパフォーマンスが得られない。1.5Kに冷却するには、液体Heをさらに蒸発冷却する必要があり、超伝導空洞の冷却システムを複雑にし、コスト増につながっている。本研究では Tc の高い材料として NbN の成膜を行い、これを用いてクーパー対を供給する方法等の研究を行った。さらに他の超伝導技術を利用した方法についても検討を行った。