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

2009 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の試作第2号機は、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必要がある。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。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が必要である。その過程で、使っている磁石の一つが不良品であることが判明し、精度が悪い原因の一つが解消した。一方、磁場測定装置にも改良の必要があることが判り、検討中である。また、ATF2でのテストのために微動調整架台を製作した。永久磁石を使うレンズの場合、完全には強度をゼロにすることは自明ではないため、この架台は、真空を破らずにビーム軸上から磁石を移動させる機能を持たせている。
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)を用いた。チョッパーを用いてパルス化を行い、これに同期させた強度変調により、白色パルス中性子の集束の実証を行った。その後、小角中性子散乱(SANS)の実験体系を組み、いくつかの特徴的なサンプルのfocusing VCN-SANS測定を行い、装置全体がコンパクトになることや、分解能の向上、角度幅の拡大などが実証できた。ここで代表的なサンプルは水溶性3ブロック共重合体(PEO-PPO-PEO)溶液であり、これの温度相転移現象が観測できた。
また、その他、低エネルギービーム輸送系に於けるソレノイドレンズの消費電力低減や、イオン源の超小型化等に利用可能なことを示した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Modulating Permanent Magnet Sextupole Lens for Focusing of Pulsed Cold Neutrons (2009)
  • 著者名/発表者名: Masako Yamada, Yoshihisa Iwashita, Masahiro Ichikawa, Takanori Sugimoto, Hiromu Tonga, Hiroshi Fujisawa, Hirohiko M.Shimizu, Takashi Ino, Kenji Mishima, Kaoru Taketani, Tamaki Yoshioka, Suguru Muto, Takahiro Morishima, Takayuki Oku, Jun-ichi Suzuki, Takenao shinohara, Kenji Sakai Hiromi Sato, Katsuya Hirota, Yoshie Otake, Yoshichika Seki, SHinsuke Kawasaki, Sachio Komamiya, Yoshio Kamiya, Hidetoshi Otono, Satoru Yamashita, Peter Geltenbort
  • 雑誌名: Physica B : Condensed Matter 404 ページ: 2646
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly polarized very cold neutrons through a permanent magnet quadrupole (2009)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Taketani, Kenji Mishima, Takashi Ino, Tamaki Yoshioka, Suguru Muto, Takahiro Morishima, Hirohiko M.Shimizu, Takayuki Oku, Junichi Suzuki, Takenao Shinohara, Kenji Sakai, Hiromi Sato, Katsuya Hirota, Yoshie Otake, Masaaki Kitaguchi, Masahiro Hino, Yoshichika Seki, Yoshihisa Iwashita, Masako Yamada, Masahiro Ichikawa, et al.
  • 雑誌名: Physica B : Condensed Matter 404 ページ: 2643
  • 査読あり
• [雑誌論文] A small angle neutron scattering(SANS) experiment using very cold neutrons(VCN) (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Bleuel, J.M.Carpenter, B.J.Micklich, P.Geltenbort, K.Mishima, H.M.Shimizu, Y.Iwashita, K.Hirota, M.Hino, S.J.Kennedy, J.Lal
  • 雑誌名: Physica B : Condensed Matter 404 ページ: 2629
  • 査読あり
• [学会発表] 永久磁石を用いた小型ECRイオン源の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 市川雅浩, 岩下芳久, 頓宮拓, 藤澤博, 山田雅子
  • 学会等名: 第6回日本加速器学会年会
  • 発表場所: 茨城県東海村
  • 年月日: 2010-08-07
• [学会発表] Development of very small ECR H+ Ion Source with Pulse Gas Valve (2010)
  • 著者名/発表者名: 市川雅浩
  • 学会等名: PAC'09
  • 発表場所: バンクーバー(カナダ)
  • 年月日: 2010-05-05
• [学会発表] PERMANENT MAGNET FINAL FOCUS DOUBLET R&D FOR ILC AT ATF2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwashita
  • 学会等名: PAC'09
  • 発表場所: バンクーバー(カナダ)
  • 年月日: 2010-05-05
• [学会発表] focusing VCN-SANSによる水溶性3ブロック共重合体(PEO-PPO-PEO)溶液の温度相転移現象の観測 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山市
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] 京都大学理学部の小形中性子源 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩下芳久
  • 学会等名: 日本物理学会第65回年次大会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山市
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] Statellite Pulsed Tiny Neutron Source at Kyoto University, Sakyo (2010)
  • 著者名/発表者名: Y Iwashita
  • 学会等名: NOP2010
  • 発表場所: Alpe d'Huez near Grenoble, France
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Development of magnetic lens for focusing of neutron beams and novel approach for high resolution TOF-SANS (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada M
  • 学会等名: NOP2010
  • 発表場所: Alpe d'Huez near Grenoble, France
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] Satellite Pulsed Tiny Neutron Source at Kyoto University (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩下芳久
  • 学会等名: ICANS-XIX
  • 発表場所: Grindelwald, Switzerland
  • 年月日: 2010-03-10
• [学会発表] Novel approach to high resolution SANS by synchronized focusing of a white neutron beam with a magnetic lens (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子
  • 学会等名: ICANS-XIX
  • 発表場所: Grindelwald, Switzerland
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] 白色パルス中性子ビーム集束用磁気レンズを用いたVCN-focusing-SANS (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子
  • 学会等名: 日本中性子科学会第9回年会
  • 発表場所: 茨城県東海村
  • 年月日: 2009-12-29
• [学会発表] Practical Applications of Permanent Magnet Multipoles (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwashita, M.Ichikawa, M.Yamada, T.Sugimoto, H.Tongu, H.Fujisawa M.Masuzawa, T.Tauchi, T.Oku, K.Hirota
  • 学会等名: 21st International Conference on Magnet Technology
  • 発表場所: Hefei, Auhui, China
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] Permanent Quadrupole Study Plan (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwashita, H.Fujisawa, H.Tongu, M.Masuzawa, T.Tauchi
  • 学会等名: 2009 Linear Collider Workshop of the Americas
  • 発表場所: Albuquerque, New Mexico(メキシコ)
  • 年月日: 2009-10-01
• [学会発表] パルス中性子集束用磁気レンズを使ったVCN-SANS (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本県熊本市
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] VCN-SANSたのめのパルス極冷中性子集束用磁気レンズの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子
  • 学会等名: 第6回日本加速器学会年会
  • 発表場所: 茨城県東海村
  • 年月日: 2009-08-07
• [学会発表] 小形中性子源用陽子線型加速器のLEBT (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ushijima, H.Tonga, H.Fujisawa, 市川雅浩, 山田雅子, 岩下芳久
  • 学会等名: 第6回日本加速器学会年会
  • 発表場所: 茨城県東海村
  • 年月日: 2009-08-06
• [学会発表] ILC最終集束レンズ用永久四極磁石のATF2でのテスト (2009)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwashita
  • 学会等名: 第6回日本加速器学会年会
  • 発表場所: 茨城県東海村
  • 年月日: 2009-08-05