超強力永久磁石の開発とその応用、特にリニアーコライダーと中性子光学への新展開

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18204023
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 岩下 芳久 京都大学, 化学研究所, 准教授 (00144387)
• キーワード: 超強力永久磁石 / 改良型Halbach配列 / 四極磁石 / 六極磁石 / 多極磁石 / リニアーコライダー / 最終集束レンズ / 冷中性子

研究概要

リニアーコライダー用の最終集束レンズに関しては昨年度製作した試作第2号機の評価、改良を行った。これは、ビームテストを通じてそのフィージビリティを実証するため、最終集束のテスト実験を行う予定であるATF2でも実験が可能なように、外形はILC用と同じままでボア径を大きく設計し、製作してある。ATF2ではビームエネルギーも低いため、この変更を行っても強度は十分と想定される。回転駆動部などの形状は同じであるため、ATF2でビームテストが出来れば、その評価が可能である。試作機は磁石の調整を行った後、強度可変性や、磁場中心の変動、集束面の傾きなどの磁場測定を行った。可変性や集束面の傾きなどについては充分な性能を得たが、磁場中心の変動については予測よりも大きかったので、改善が必要なことが判った。これには個々の磁石の再調整で対応可能と踏んでいる。また、回転駆動には強磁場中でも対応可能なように超音波モーターを採用したが、その回転制御にロータリーエンコーダーによるフィードバック制御が必要であり、まず制御回路を製作した。
六極磁石に関してはフランス・グルノーブル・ILLの極冷中性子(VCN)を用いて冷中性子ビーム集束実験を行い、集束性能の検証を行った。予備実験として磁場強度は3点の半固定で実験を行い、焦点距離など予想通りの結果を得た。また、パルス周期に同期させて変調をかける際のモーター負荷を減らすためのトルクの削減機構の試作を行った。初トライアルで1/3まで減っており、現在更に1/10まで減らす工夫をしている。

研究成果

• [雑誌論文] Strong variable permanent multipole magnets (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Iwashita, M. Ihikawa, Y. Tajima, S. Nakamura, M. Kumada, CMSpencer, T. Tauchi, S. Kuroda, T. Okugi, T. Ino, S. Muto, HM. Shimizu
  • 雑誌名: IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY 18 ページ: 957-960
  • 査読あり
• [学会発表] ATF2実験に向けた強度可変4極永久磁石の製作II (2009)
  • 著者名/発表者名: 杉本貴則, 岩下芳久, 市川雅浩, 山田雅子, 田内利明, 増澤美佳
  • 学会等名: 日本物理学会・第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 可変六極永久磁石による極冷中性子集束実験 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子, 岩下芳久, 市川雅浩, 杉本貴則, 頓宮拓, 藤澤博, 三島賢二, 猪野隆, 竹谷薫, 吉岡瑞樹, 武藤豪, 清水裕彦, 他7名
  • 学会等名: 日本物理学会・第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 永久磁石を用いた超小型ECR H+イオン源の開発3 (2009)
  • 著者名/発表者名: 市川雅浩, 岩下芳久, 杉本貴則, 頓宮拓, 藤澤博, 山田雅子
  • 学会等名: 日本物理学会・第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] パルス中性子集束のための強度変調型永久6極磁石の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子,岩下芳久,市川雅浩,杉本貴則,藤澤博,清水裕彦, 他
  • 学会等名: 日本中性子科学会第8回年会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] DEVELOPMENT OF THE CONTINUOUSLY ADJUSTABLE PERMANENT MAGNET QUADRUPOLE FOR ATF2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Takanori Sugimoto, Yoshihisa Iwashita, Masahiro Ichikawa, Masako Yamada, Ichiro Kazama, Toshiaki Tauchi
  • 学会等名: XXIV Linear Accelerator Conference, LINAC08
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2008-09-30
• [学会発表] DEVELOPMENT OF Very small ECR Ion Source with Pulse Gas Valve (2008)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ichikawa, Hiroshi fujisawa, Yoshihisa Iwashita, Takanori Sugimoto, Hiromu Tongu, Masako Yamada
  • 学会等名: XXTV Linear Accelerator Conference, LINAC08
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2008-09-30
• [学会発表] DEVELOPMENT OF MODULATING PERMANENT MAGNET SEXTUPOLE LENS FOR FOCUSING OF PULSED COLD NEUTRONS (2008)
  • 著者名/発表者名: Masako Yamada, Yoshihisa Iwashita, Masahiro Ichikawa, Hiromu Tongu, Hiroshi Fujisawa, Hirohiko M. Shimizu, Takashi Ino, Kenji Mishima, Kaoru Taketani, Takahiro Morishiraa, Suguru Mutou, Tamaki Yoshioka, Takayuki Oku, Kenji Sakai, Takenao Shinohara, Jun-ichi Suzuki, Katsuya Hirota, Yoshie Otake, Hiromi Sato, Yoshiohika Seki, Sinsuke Kawasaki, Hidetoshi Otono, Saohio Komamiya, Satoru Yamashita, Yoshio Kamiya, Peter Geltenbort
  • 学会等名: XXIV Linear Accelerator Conference, LINAC08
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2008-09-29
• [学会発表] ATF2実験に向けた強度可変4極永久磁石の製作 (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本貴則, 岩下芳久, 市川雅浩, 山田雅子, 風間一郎, 田内利明
  • 学会等名: 日本物理学会・秋季大会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] 永久磁石を用いた超小型ECR H+イオン源の開発2 (2008)
  • 著者名/発表者名: 市川雅浩, 岩下芳久, 杉本貴則, 頓宮拓, 藤澤博, 山田雅子
  • 学会等名: 島本物理学・会秋季大会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] パルス冷中性子集束用の強度変調型永久六極磁石の開発II (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子, 岩下芳久, 市川雅浩, 頓宮拓, 藤澤博, 杉本貴則, 清水裕彦, 猪野A, 三島賢二, 竹谷薫, 吉岡瑞樹, 武藤豪, 森嶋隆裕, 奥隆之, 鈴木淳市, 篠原武尚, 酒井健二, 佐藤広海, 広田克也, 大竹淑恵, 關義親, 川崎真介, 駒宮幸男, 神谷好郎, 音野瑛俊, 山下了
  • 学会等名: 日本物理学会・秋季大会
  • 発表場所: 山形犬大
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Development of Modulating Permanent Magnet Sextupole Lens for Focusing of Pulsed Cold Neutrons (2008)
  • 著者名/発表者名: Masako Yamada, Yoshihisa Iwashita, Masahiro Iohikawa, Takanori Sugimoto, Hiromu Tongu, Hiroshi Fujisawa, Hirohiko M. Shimizu, Takashi Ino, Kenji Mishima, Kaoru Taketani, Tamaki Yoshioka, Suguru Muto, Takahiro Morishiima, Takayuki Oku, Jun-ichi Suzuki, Takenao Shinohara, Kenji Sakai Hiromi Sato, Katsuya Hirota, Yoshie Otake, Yoshichika Seki, Shinsuke Kawasaki, Sachio Komamiya, Yoshio Kamiya, Hidetoshi Otong, Satoru Yamashita, Peter Geltenbort
  • 学会等名: 7th International Workshop on Polarised Neutrons in Condensed Matter Investigations, PNCMI 2008
  • 発表場所: Tokai, Ibaraki, Japan
  • 年月日: 2008-09-02
• [学会発表] 強度変調型永久六極磁石の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子, 岩下芳久, 市川雅浩, 杉本貴則, 頓宮拓, 藤澤博, 漬水裕彦, 他
  • 学会等名: 第5回日本加速器学会年会・第33回リニアック技術研究会
  • 発表場所: 東広島市中央公民館
  • 年月日: 2008-08-07
• [学会発表] 強度可変4極永久磁石の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本貴則, 岩下芳久, 市川雅浩, 山田雅子, 風間一郎, 田内利明
  • 学会等名: 第5回日本加速器学会年会・第33回リニアック技術研究会
  • 発表場所: 東広島市中央公民館
  • 年月日: 2008-08-07
• [学会発表] パルスガス弁を用いた小型ECRイオン源の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 市川雅浩, 岩下芳久, 杉本貴則, 頓宮拓, 藤滓博, 山田雅子
  • 学会等名: 第5回日本加速器学会年会・第33回リニアック技術研
  • 発表場所: 東広島市中央公民館
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] Development of Modulating Permanent Magnet Sextupole Lens for Focusing of Cold Neutrons (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, Y. Iwashita, M. Ichikawa, H. Tongu, H.M. Shimizu, T. Ino, S. Muto
  • 学会等名: 11th biennial European Particle Accelerator Conference, EPAC'08
  • 発表場所: Genoa, Italy
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] Continuously Adjustable Permanent Magnet Quadrupole for a Final Focus (2008)
  • 著者名/発表者名: Takanori Sugimoto, Yoshihisa Iwashita, Masahiro Ichikawa, Masako Yamada, Shigeru Kuroda, Toshiaki Tauchi, Masayuki Kumada
  • 学会等名: 11th biennial European Particle Accelerator Conference, EPAC'08
  • 発表場所: Genoa, Italy
  • 年月日: 2008-06-26
• [学会発表] Development of Piezoelectric Pulse Gas Valve for Small ECR Ion Source (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Iohikawa, H. Fujisawa, Y. Iwashita, H. Tongu, M. Yamada
  • 学会等名: 11th biennial European Particle Accelerator Conference, EPAC'08
  • 発表場所: Genoa, Italy
  • 年月日: 2008-06-23