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超伝導空洞を用いた簡易な大出力ミリ波パルス源の開発

研究課題

研究課題/領域番号 60850014
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 応用物理学一般
研究機関新潟大学 (1986)
東京工業大学 (1985)

研究代表者

南 一男  新大, 工学部, 教授 (00023135)

研究分担者 美寺 久光  新潟大学, 工学部, 助教授 (60018471)
上岡 泰晴  東洋酸素(株), 川崎事業所低温開発研究所, 所長
粟野 満  東京工科大学, 工学部, 教授 (20016009)
研究期間 (年度) 1985 – 1986
研究課題ステータス 完了 (1986年度)
配分額 *注記
11,800千円 (直接経費: 11,800千円)
1986年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1985年度: 10,000千円 (直接経費: 10,000千円)
キーワードニオブ空洞 / 自動周波数安定化回路 / 放電管 / 電界研磨 / クライオスタット / ニオブ / マイクロ波 / クライストロン
研究概要

超伝導空洞の時定数が【10^(-2)】秒程度と長いことを利用して、マイクロ波エネルギーを貯蔵しこれを短時間に放出する原理にもとづく簡易で汎用のミリ波パルス源を2年間で開発することを目的とした。第1年度である60年度には、必要な装置すなわちニオブ空洞、ミリ波自動周波数安定化回路、FRPクライオスタット等の設計・製作および調整を行った。またマイクロ波取り出し用の小型放電管(半径5mm)は気圧20〜50Torrの気体ヘリウムを封じ切った。ニオブ空洞は内径22mm、長さ111mmで共振周波数設計値24.5GHzに対し【TE_(0,1,17)】円筒モードのオーバーモード空洞となっている。最終年度の61年度には、ニオブ空洞の常温における周波数特性をまず精しく測定した。比較のため同じ形状の真ちゅう空洞を製作し、比較測定を行って空洞のパラメータを算出した。出来上ったニオブ空洞の周波数特性を広範囲に行ったところ、23.77GHz、内部Q値2×【10^3】であった。発振器と空洞が【TE_(0.1)】モードと最も強く結合する配置の入出力アンテナを用いているのでこれが【TE_(0,1,17)】モードであると推定した。内部Q値は常温では低いので、電界研磨法により内面の表面粗さを0.1μm以下に抑えることを行った。電界研磨には濃硫酸と弗酸を85:10とした液体中で、上下フランジおよび円筒部を別々に陽極を設け、60mA/【cm^2】の電流密度で各々約4時間、通電と撹拌をくり返し鏡面仕上げを行った。その後、クリーンルーム内で速やかに組立てて、リークテストおよびベーキングを行ない、内部気圧を3×【10^(-8)】Torrまで排気した。これにより、ニオブ空洞を液体ヘリウムにより温度4.2Kに冷却した場合、Q値が約【10^8】程度に上昇すると考えられる。現在この状態で、放電アンテナに、電圧20KV,電流2000A,時間幅1USeCのパルス電力の放電を行なわせ、所期の【10^4】倍のパルス電力利得を得るべく最終試験を行っている。

報告書

(3件)
  • 1986 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1985 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

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すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] O.Kobayashi;K.Minami;K.Saeki;M.Awano: Journal of Applied Physics. 57(1). 105-109 (1985)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 佐伯幸四郎,木村智博,久保秀之,南一男,大塚美枝子,粟野満: 応用物理. 54(8). 812-816 (1985)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Saeki;H.Kubo;H.Takai;K.Minami: Japanese Jounal of Applied Physics. 25(2). L159-L161 (1986)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Minami: Conference Abstracts,1986 IEEE International Conference on Plasma Science,May 19-21,Saskatoon,Canada. 56-57 (1986)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Minami;K.Saeki;H.Kubo;M.Ohtsuka;M.Awano;H.Takai: Journal of Applied Physics. 58. (1987)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O. Kobayashi, K. Minami, K. Saeki and M. Awano: "Extraction of Microwave Pulses from a Superconducting Cavity by Gas Discharge Switch" Journal of Applied Physics. 57(1). 105-109 (1985)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Saeki, T. Kimura, H. Kubo, K. Minami, M. Ohtsuka and M. Awano: "Microwave Pulse Source Utilizing a Superconducting Cavity" Ohyobutsuri(in Japanese). 54(8). 812-816 (1985)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Saeki, H. Kubo, H. Takai and K. Minami: "Switching of Microwave Energy by a Superconducting Polycrystalline Ba <Pb_(1-x)> <Bi_x> <O_3> Thin Film" Japanese Journal of Applied Physics. 25(2). L159-L161 (1986)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuo Minami: "High-Power Microwave Pulse Generation Utilizing Superconducting Cavities for Energy Storage" Conference Abstracts, 1986 IEEE International Conference on Plasma Science, May 19 - 21, Saskatoon, Canada. 56-57 (1986)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Minami, K. Saeki, H. Kubo, M. Ohtsuka, M. Awano and H. Takai: "Quick Extraction of Microwave Pulses from a Cavity by a Superconducting Polycrystalline Ba <Pb_(1-x)> <Bi_x> <O_3> Thin Film" Journal of Applied Physics. 58. (1987)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1986 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.Kobayashi;K.Minami;K.Saeki;M.Awano: Journal of Applied Physics. 57(1). 105-109 (1985)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] 佐伯幸四郎,木村智博,久保秀之,南一男,大塚美枝子,粟野満: 応用物理. 54(8). 812-816 (1985)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] K.Saeki;H.Kubo;H.Takai;K.Minami: Japanese Jounal of Applied Physics. 25(2). L159-L161 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuo,Minami: Conference Abstracts,1986 IEEE International Conference on Plasma Science,May 19-21,Saskatoon,Canada. 56-57 (1986)

    • 関連する報告書
      1986 実績報告書
  • [文献書誌] K.Minami;K.Saeki;H.Kubo;M.Ohtsuka;M.Awano;H.Takai: To be published in Journal of Applied Physics. 58. (1987)

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      1986 実績報告書
  • [文献書誌] J.Appl.Phys.57-1. (1985)

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      1985 実績報告書
  • [文献書誌] 応用物理. 54-8. (1985)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書
  • [文献書誌] Jpn.J.Appl.Phys.25-2. (1986)

    • 関連する報告書
      1985 実績報告書

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公開日: 1987-03-31   更新日: 2016-04-21  

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