| 研究課題/領域番号 |
15GS0217
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| 研究種目 |
学術創成研究費
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 (2004-2007)
高エネルギー加速器研究機構 (2003) |
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研究代表者 |
高山 健 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (20163321)
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| 研究分担者 |
木代 純逸 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授
和気 正芳 高エネルギー加速器研究機構, 超伝導低温工学センター, 准教授 (90100916)
山根 功 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 名誉教授 (50013769)
作田 誠 岡山大学, 大学院・理学研究科, 教授 (40178596)
堀岡 一彦 東京工業大学, 大学院・総合理工学科, 教授 (10126328)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2007
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| キーワード | 誘導加速 / シンクロトロン / スイッチング電源 / スーパーバンチ / 全種イオン加速 / スーパーバンチハドロンコライダー / 〓 |
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| 研究概要 |
誘導加速装置で発生させるパルス電圧を利用した新しいシンクロトロン(誘導加速シンクロトロン)を実現し、スーパーバンチの加速と閉じこめに成功した。加速と閉じこめ機能を完全分離する特徴を利用した新しいトランジションエネルギー通過法を実証し、KEKの500MeVブースターを入射器を用いない全種イオン加速器に改装、スーパーイオンバンチの応用を検討した。従来の高周波電場を用いる円形加速器の種々の制約が克服され、粒子ビームのハンドリングの自由度も大幅に向上したことになる。
研究方法としては、必要な1MHzで繰り返し動作可能な誘導加速システムー式を完成させ(2004年)、この数を年毎に増やしてKEK12GeVシンクロトロンに導入、段階的に実証試験を実施した【段階I:既存高周波閉じ込め・誘導加速、段階II:誘導ステップ電圧(バリアー電圧)によるスーパーバンチの形成、段階III:バリアー電圧による閉じ込め・誘導加速電圧による加速】。2004年秋に高周波電圧で閉じこめた陽子バンチを8GeVまで誘導加速することに世界初の成功、2006年春には誘導加速シンクロトロンの完全実証に成功した。
KEKの12GeV陽子シンクロトロンが2006年3月末で運転を終了したため、開発した誘導加速システムを海外のハドロン円形加速器に持ち込むという当初の計画を変更。2006年夏-2008年7月には、誘導加速方式を導入した入射器を必要としない全種イオン加速器(デジタル加速器)のアイディア(特許)を具体化、誘導加速シナリオを構築し、長パルス誘導加速セルとECRイオン源を製作した。
誘導加速シンクロトロンの応用として既にスーパーバンチハドロンコライダーが提案され、全種イオン加速器においては、ガン治療、新機能材料創出、地球温暖化対策としての穀物品種改良、高温高密度科学と幅広く応用が期待されている。
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