| 研究課題/領域番号 |
18390334
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
畑中 吉治 大阪大学, 核物理研究センター, 教授 (50144530)
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| 研究分担者 |
福田 光宏 大阪大学, 核物理研究センター, 准教授 (60370467)
依田 哲彦 大阪大学, 核物理研究センター, 助教 (30372147)
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| キーワード | 高温超伝導磁石 / 臨界電流 / 交流励磁 / ヒステリシス損失 / 二次元ビームスキャニング |
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| 研究概要 |
本研究では、各二個の空芯コイルからなる直交した二次元磁場を発生させる。シミュレーション磁場計算に基づき決定されたコイル形状から電磁気力を求め、コイル支持機構の機械構造を決めた。さらに、熱負荷を評価し冷凍機の選択を行った。本年度は熱シールドを含むクライオスタットの設計を終了し、実機を製作した。
本研究では、粒子線をスキャンするために電磁石を交流励磁する。交流励磁用回路はコンデンサとの直列共振回路とした。5ヘルツから60ヘルツの共振に必要なコンデンサを選択した。周波数変換は、インバータを利用して誘導モーターと発電機を組み合わせて製作した。
最大励磁電流を200Aとし、回路内の電圧を評価し、電流リード、熱伝達を設計した。昨年度に製作した高温超電導コイルをクライオスタット内に設置し、真空排気、冷却テスト、励磁テストを開始している。熱負荷の周波数依存性を測定し、超電導材に特有なヒステリシス損失を求める。測定結果を数値シミュレーションと比較し、ヒステリシス損失のコイル配置と磁場強度依存性の予測性を明らかにする。これは、重粒子線癌治療照射野形成装置小型化に際して重要な指針となる。
製作した磁石を核物理研究センターのビームラインに設置し200MeV陽子の二次元スキャニングの実証テストを行う。生成される照射野の形状、サイズ、ビーム強度の分布を測定する。このテストは癌治療装置に組み込んだ時に発生する可能性のある問題点を明確にするためには不可欠である。
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