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 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18204023
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 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)
• 連携研究者: 笹尾 登 岡山大学, 極限量子研究コア, 教授 (10115850) ; 横谷 馨 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (40141973) ; 田内 利明 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (20154726) ; 清水 裕彦 高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 教授 (50249900) ; 白井 敏之 放射線医学総合研究所, 重粒子医科学センター物理工学部, 主任研究員 (50252507) ; 熊田 雅之 放射線医学総合研究所, 加速器物理工学研究部, 客員研究員 (50044748)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• 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

超強力永久磁石の特性を活用して、リニアーコライダー用最終集束レンズや、中性子集束についての研究を行った。最終集束レンズに関しては、5-ring-singletによる可変型2号機を製作、磁場調整の後、ATF2でのビームテストにより基本機能の確認ができた。これらにより今後の課題の抽出が可能になった。また中性子集束用の六極磁石は強度変調型を試作し、改良型2号機をILLに持ち込んで極冷中性子の変調集束実験により白色中性子ビームの集束を実証した。この中性子ビームを使って中性子小角散乱実験を行い、コンパクトな装置で高分解能が達成できることが実証できた。

研究成果

• [雑誌論文] A Tranport Optics for Pulsed Ultracold Neutrons (2010)
  • 著者名/発表者名: H.M.Shimizu, Y.lwashita, M.Kitaguchi, K.Mishima, T.Yoshioka
  • 雑誌名: Nucl.Instrum.Methods Phys.Res.A (in press )
  • 査読あり
• [雑誌論文] Practical Applications of Permanent Magnet Multipoles (2010)
  • 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, H.M Shimizu, Caitu Shi, Y.Zhu
  • 雑誌名: IEEE Trans.on Applied Supercond 20, 3, ページ: 842-845
  • 査読あり
• [雑誌論文] Satellite pulsed tiny neutron source at Kyoto University, Sakyo (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwashita, T.Nagae, T.Tanimori, H.Fujioka, H.M.Shimizu
  • 雑誌名: N1M A (In Press ) ページ: DOI:10.1016/j.nima.2010.06.356
  • 査読あり
• [雑誌論文] The performance of a magnetic lens for focusing VCN-SANS (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada, Y.Iwashita, T.Kanaya, M.Ichikawa, H.Tongu, et.al
  • 雑誌名: NIM A (in print)
  • URL: http://dx.doi.on/10.1016/j.nima.2010.06.356
  • 査読あり
• [雑誌論文] Present status and first results of the final focus beam line at the KEK Accelerator Test Facility (2010)
  • 著者名/発表者名: P.Bambade , 他
  • 雑誌名: Phys.Rev ST-AB 13 ページ: 042801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly polarized very cold neutrons through a permanent magnet quadrupole (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Taketani, K.Mishima, T.Ino, T.Yoshioka, S.Muto, T.Morishima, H.M.Shimizu, T.Oku, J.Suzuki, T.Shinohara, K.Sakai, H.Sato, K.Hirota, Y.Otake, M.Kitaguchi, M.Hum, Y.Seki, Y.Iwashita, M.Yamada, M.Ichikawa, et al
  • 雑誌名: Physica B : Condensed Matter 404 ページ: 2643-2646
  • 査読あり
• [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: M.Yamada, 他
  • 雑誌名: Physica B(Elsevier) 404 ページ: 2646-2651
  • 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(Elsevier) 404 ページ: 2629-2632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong Variable Permanent Multipole Magnets (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwashita, M.Ichikawa, Y.Tajima, S.Nakamura, M.Kumada, C.M.Spencer, T.Tauchi, S.Kuroda, T.Okugi, T.Imo, S.Muto, H.M.Shimizu
  • 雑誌名: IEEE Trans.Appl.Supercond. 18 ページ: 957-960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variable permanent magnet sextupole lens for focusing of pulsed cold neutrons (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwashita, Y.Tajima, M.Ichikawa, S.Nakamura, T.Ino, S.Muto, H.M.Shimizu
  • 雑誌名: NIM A 586 ページ: 73-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Possibility of a Small Neutron Source by Laser-Plasma Interaction (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwashita, S.Nakamura, K.Yamada, A.Ogata, Y.Wada,K.Hirota
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics B (IJMPB)(Special Issue) 21 ページ: 600-608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Field Distribution Control with Anisotropic Inter-Pole Magnetic Field (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Iwashita, A.Sato, Y.Arimoto
  • 雑誌名: IEEE Trans.Appl.Supercond. 16 ページ: 1286-1289
  • 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] Permanent Magnet Final Focus Doublet R, D for ILC at ATF2 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩下芳久
  • 学会等名: PAC'09
  • 発表場所: Vancouver
  • 年月日: 2010-05-05
• [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, 藤澤博, 岩下芳久, T.Sugimoto, 頓宮拓, 山田雅子
  • 学会等名: PAC'9
  • 発表場所: Vancouver
  • 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, 岩下芳久, 金谷利治 ,市川雅浩, 頓宮拓, 清水裕彦, 山田悟史, 三島賢二, 広田克也, 日野正裕, 北口雅暁, Shane J.Kennedy, Bruno Guerald, Giuliana Manzin, Ken Andersen, Peter Geltenbort, Jyotsana Lal, John M.Carpenter, Markus Bleuel, NOP Collaboration
  • 学会等名: 日本物理学会第65回次大会
  • 発表場所: 岡山大
  • 年月日: 2010-03-23
• [学会発表] Satellite Pulsed Tiny Neutron Source at Kyoto University, Sakyo. (2010)
  • 著者名/発表者名: 岩下芳久
  • 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, novel approach for high resolution TOF-SANS (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子, 市川雅浩, 岩下芳久, 他
  • 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] 白色パルヌ中性子ビニ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, 岩下芳久, T.Kanaya, 清水裕彦, K.Mishima, N.L.Yamada, K.J.Shane, K.Hirota, M.Hino, P.Geltenbort, B.Guerard, G.Manzin, K.Andersen. J.Lal, J.M.Carpenter, M.Bleuel
  • 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: 岩下芳久, M.Ichikawa, 山田雅子, T.Sugimoto, 頓宮拓, 藤澤博 M.Masuzawa, T.Tauchi, T.Oku, K.Hirota
  • 学会等名: 21st International Conference on Magnet Technology
  • 発表場所: Hefei, Anhui, China
  • 年月日: 2009-10-21
• [学会発表] Permanent Quadrupole Study Plan (2009)
  • 著者名/発表者名: 岩下芳久, H.Fujisawa, 頓宮拓, M.Masuzawa, T.Tauchi
  • 学会等名: 2009 Linear Collider Workshop of the Americas
  • 発表場所: Albuquerque, New Mexico
  • 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,岩下芳久, 他
  • 学会等名: 2009物理学会秋季大会, 領域10X線・粒子線セッション
  • 発表場所: 熊本県熊本市
  • 年月日: 2009-09-27
• [学会発表] VCN-SANSのためのパルス極冷巾性子集束川磁気レンズの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子,岩下芳久, 他
  • 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] 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: 岩下芳久, ILC
  • 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
• [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 ATF (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Sugimoto, 岩下芳久, 市川雅浩, 山田雅子, I.Kazama, T.Tauchi
  • 学会等名: 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: 市川雅浩, 藤澤博, 岩下芳久, Takanori Sugimoto, 頓宮拓, Masako Yamada
  • 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 Modulating Permanent Magnet Sextupole Lens for Focusing of Pulsed Cold Neutrons (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, 清水裕彦, 他20名
  • 学会等名: 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: 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] パルス冷巾性子集束川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, 他19名
  • 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] Development of Modulating Permanent Magnet Sextupole Lens for Focusing of Pulsed Cold Neutrons (2008)
  • 著者名/発表者名: 山田雅子, 岩下芳久, 他25名
  • 学会等名: 7th International Workshop on Polarised Neutrons in Condensed Matter Investigations, PNCMI2008
  • 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: 東広島市巾央公民館
  • 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, 藤澤博, 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究会
  • 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: 山田雅子, 岩下芳久, 市川雅浩, 頓宮拓, 清水裕彦, T.Ino, S.Muto
  • 学会等名: 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: T.Sugimoto, 岩下芳久, 市川雅浩, 山田雅子, S.Kuroda, T.Tauchi, 熊田雅之
  • 学会等名: 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: 市川雅浩, 藤澤博, 岩下芳久, 頓宮拓, 山田雅子
  • 学会等名: EPAC'08
  • 発表場所: Genoa, Italy
  • 年月日: 2008-06-23
• [学会発表] 永久磁石によるILC最終集束レンズII (2008)
  • 著者名/発表者名: 岩下芳久, 市川雅浩, 田島裕二郎, 杉本貴則, 山田雅子, 熊田雅之, 田内利明
  • 学会等名: 日本物理学会・第63同年次大会
  • 発表場所: 近大
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 強度可変な4極永久磁石における誤差評価について (2008)
  • 著者名/発表者名: 杉本貴則, 岩下芳久, 田島裕二郎, 市川雅浩, 田内利明, 黒田茂
  • 学会等名: 日本物理学会・第63回年次大会
  • 発表場所: 近大
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 冷中性子集束用の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, 田島裕二郎, 頓宮拓, 猪野隆, 清水裕彦, 武藤豪
  • 学会等名: 日本物理学会・第63回年次大会
  • 発表場所: 近大
  • 年月日: 2008-03-24
• [学会発表] 永久磁石を用いた超小型ECR H+イオン源の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 市川雅浩, 岩下芳久, 田島裕二郎, 頓宮拓, 藤澤博
  • 学会等名: 日本物理学会・第63回年次大会
  • 発表場所: 近大
  • 年月日: 2008-03-23
• [学会発表] 永久磁石によるILC最終集束レンズ (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩下芳久, 市川雅浩, 田島裕二郎, 熊田雅之, 奥木敏行, 黒田茂, 田内利明, 大森恒彦, 山本均
  • 学会等名: 日本物理学会・第62回年次大会
  • 発表場所: 北大
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] 超強力永久磁石を用いた強度可変多極磁石の磁場測定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 市川雅浩, 岩下芳久, 田島裕二郎, 頓宮拓, 猪野隆, 清水裕彦, 武藤豪
  • 学会等名: 日本物理学会・第62回年次大会
  • 発表場所: 北大
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] リニアコライダー用最終集束レンズの磁場測定用ローテーティングコイルシステム (2007)
  • 著者名/発表者名: 岩下芳久, 市川雅浩, 田島裕二郎, 熊田雅之
  • 学会等名: 日本物理学会・2007年春季大会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] リニアコライダー用超強力永久四極磁石における磁場の軸方向分布 (2007)
  • 著者名/発表者名: 市川雅浩, 岩下芳久, 田島裕二郎, 熊田雅之
  • 学会等名: 日本物理学会・2007年春季大会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] 中性子ビーム偏極集光磁気レンズの開発1-永久磁石による四極磁気レンズと可変六極磁気レンズの設計- (2007)
  • 著者名/発表者名: 猪野隆, 岩下芳久, 奥隆之, 金子直勝, 川合將義, 小林庸男, 下ヶ橋秀典, 佐藤節夫, 篠原武尚, 清水裕彦, 鈴木淳市, 田原俊央, 広田克也, 武藤豪, 森嶋隆裕
  • 学会等名: 日本物理学会・2007年春季大会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2007-03-19
• [学会発表] 中性子ビーム偏極集光磁気レンズの開発2-永久磁石による四極磁気レンズと可変六極磁気レンズの試作- (2007)
  • 著者名/発表者名: 猪野隆, 岩下芳久, 奥隆之, 金子直勝, 川合將義, 小林庸男, 下ヶ橋秀典, 佐藤節夫, 篠原武尚, 清水裕彦, 鈴木淳市, 田原俊央, 広田克也, 武藤豪, 森嶋隆裕
  • 学会等名: 日本物理学会・2007年春季大会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2007-03-19
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://wwwal.kuicr.kyoto-u.ac.jp/www/accelerator/sspm/index.htmlx