| 研究領域 | 宇宙観測検出器と量子ビームの出会い。新たな応用への架け橋。 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05194
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 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 |
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研究代表者 |
山崎 高幸 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 助教 (40632360)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | 加速器 / ミュオン / 量子ビーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ミュオン特性X線を利用した試料の元素分析や、次世代加速器であるミュオンコライダーなどにおいて、負ミュオンマイクロビームの生成が重要な課題となっている。超低速負ミュオンが実現されれば、フラットトップRF加速サイクロトロンによってエネルギー分散が極めて小さい負ミュオンビームが得られ、色収差なくマイクロビーム集光が可能となる。本研究では、フラットトップRF加速のために従来にない形状の同軸RF共振器を開発する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ミュオンマイクロビーム生成の鍵となるフラットトップRF加速空洞を開発する。フラットトップRF電場によって加速することでエネルギー分散の増加を抑制することが可能であり、最終収束時に色収差の影響を抑えることが可能となる。フラットトップRF空洞の形状としては、小型サイクロトロン内で324MHzという高い周波数のRFを印加する必要があることから、公開特許（2002-43097）に基づく両端ショート型の半波長同軸共振器を採用し、本研究で初めて実機を製作し、その性能評価を行った。
2019年度にCST Microwave Studioを用いて詳細な3次元RF計算を行い、RFカプラや周波数チューナーなどの細部を含めた詳細設計を行ったが、これに基づき2020年度に実機の製作および静特性評価を行った。実機の共振周波数および周波数チューニング範囲はシミュレーションと一致していたが、空洞のQ値がRF計算の約50%程度と低い値であった。ミュオンマイクロビーム生成に必要な性能の範囲内であるが、Q値の低下に伴い、外部から導入した励振用RFと共振器空洞との結合が悪化したため、実測を基にRFカプラの再設計・製作を行うことでクリティカルカップリングを得た。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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