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2021 年度 実績報告書

セラミックス一体型多極キッカー入射技術の次世代極低エミッタンスリング適用開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K12649
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

研究代表者

満田 史織  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (60425600)

研究分担者 高井 良太  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (20533780)
小林 幸則  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (40225553)
原田 健太郎  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (70353365)
高木 宏之  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 准教授 (80251487)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード超小口径12極型セラミックス一体型キッカー / セラミックスと銅コイル埋め込みロウ付け技術 / 円筒内面微細パターンコーティング技術 / セラミックス円筒内面銅材パターンコーティング / 次世代放射光源加速器入射技術 / パルス多極マグネット入射
研究実績の概要

課題研究の最終年度となる3年目では、超小口径セラミックス円筒におけるコイル埋め込み技術の完成度を高める改善が進められ、製作歩留まりの向上が図られた。その結果、直径40mmの超小口径5mm厚み薄肉セラミックスにて6コイル埋め込み技術が完成し、4コイル埋め込み技術においては歩留まりが100へと改善されている。埋め込み精度は当初対面距離にて+200umであったものが+30um以下を達成し、真空隔壁でもあるコイル埋め込み部では1.3×10-11Pa・m3/sの真空気密が保持されている。加速器におけるビーム制御の観点からの磁場精度の要求、真空精度の要求のいずれも満たす加速器適用が可能なセラミックスチェンバー一体型パルスマグネット(CCiPM)製作技術が完成した。
遮蔽磁場となる渦電流を抑制しながらビームインピーダンスを低減するために、パターンコーティングで壁電流の抵抗性インピーダンスを低減する技術開発が継続され、コーティングの材質を銅、膜厚を50umとしCCiPMに実装するプロトタイプの製作が進められた。平板試験片で成功したレシピにて精密な銅パターンコーティングを30umの膜厚でCCiPMに実装することに成功した。CCiPMを加速器リング内に導入する際に課題となるビームインピーダンスの低減対策技術となる開発が完了した。
開発に成功した4コイル埋め込みの八極型CCiPM(CCiPM-O)は、次世代放射光源加速器のビーム入射技術へ適用を前提として、入射実証試験をするためKEK-PFリングへ導入された。ビームを使った磁場分布の計測でシミュレーション通りの分布を示しているなど良好な結果を得て基礎データーの取得を開始している。KEK-PFは共同利用マシンであるため慎重な運用が求められており、ビーム入射実証試験に至るまでに基礎実験が継続され、最終的に実証試験に向かう予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うちオープンアクセス 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] New introduction of ceramics chamber with suppressed eddy current effects in beam injection using a pulsed sextupole magnet2022

    • 著者名/発表者名
      Chikaori Mitsuda
    • 雑誌名

      Physical Review Accelerator and Beams

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping pulsed magnetic field measurement using a compact pick-up probe for a pulsed sextupole magnet2022

    • 著者名/発表者名
      Yao Lu
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] NEWLY DEVELOPMENT OF CERAMICS CHAMBER WITH INTEGRATED PULSED MAGNET FOR SUPER-NARROW BORE IN KEK-PF2021

    • 著者名/発表者名
      Chikaori Mitsuda
    • 雑誌名

      Proc. 12th Int. Particle Acc. Conf. IPAC2021, Campinas, SP, Brazil

      巻: - ページ: pp 4524-4527

    • DOI

      10.18429/JACoW-IPAC2021-FRXB04

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Magnetic Field Measurement and Beam Performance Test of Ceramics Cham-ber with Integrated Pulsed Magnet at KEK-PF2021

    • 著者名/発表者名
      Yao Lu
    • 雑誌名

      Proc. 12th Int. Particle Acc. Conf. IPAC2021, Campinas, SP, Brazil

      巻: - ページ: pp. 2352-2355

    • DOI

      10.18429/JACoW-IPAC2021-TUPAB359

    • オープンアクセス
  • [学会発表] NEWLY DEVELOPMENT OF CERAMICS CHAMBER WITH INTEGRATED PULSED MAGNET FOR SUPER-NARROW BORE IN KEK-PF2021

    • 著者名/発表者名
      Chikaori Mitsuda
    • 学会等名
      12th Int. Particle Acc. Conf. IPAC2021, Campinas, SP, Brazil
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Eddy current effects on the stored beam generated by the pulsed sextupole magnet at KEK-PF2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Takaki
    • 学会等名
      12th Int. Particle Acc. Conf. IPAC2021, Campinas, SP, Brazil
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Magnetic Field Measurement and Beam Performance Test of Ceramics Cham-ber with Integrated Pulsed Magnet at KEK-PF2021

    • 著者名/発表者名
      Yao Lu
    • 学会等名
      12th Int. Particle Acc. Conf. IPAC2021, Campinas, SP, Brazil
    • 国際学会
  • [学会発表] KEK-PF における超小口径セラミックスチェンバー一体型パルスマグネットの 将来光源適合開発2021

    • 著者名/発表者名
      満田史織
    • 学会等名
      日本加速器学会年会
  • [学会発表] NEWLY DEVELOPMENT OF CERAMICS CHAMBER WITH INTEGRATED PULSED MAGNET FOR PULSED MULTIPOLE INJECTION AT KEK-PF2021

    • 著者名/発表者名
      Yao Lu
    • 学会等名
      日本加速器学会年会
  • [学会発表] New Development of a pulsed octupole injection at KEK-PF2021

    • 著者名/発表者名
      Yao Lu
    • 学会等名
      ビーム物理研究会、若手の会

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公開日: 2023-12-25  

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