| 研究課題/領域番号 |
23K11715
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
沢村 勝 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光量子科学研究所 光量子ビーム科学研究部, 専門業務員 (30354905)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| キーワード | 高調波減衰 / スポーク空洞 |
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| 研究実績の概要 |
高調波（HOM）減衰型のスポーク空洞としてＣ形導波管を内蔵したHOMスポークを提案した。スポーク空洞は楕円空洞に比べて、加速周波数が同じであれば外径をほぼ半分の大きさにすることができるため、加速器をコンパクトにできる利点がある。しかし大電流の超伝導加速器に必要なHOM減衰器の大きさは周波数で決まるため、スポーク空洞が小さくなってもHOM減衰器の大きさは変わらないため、全体としてスポーク空洞の利点を打ち消してしまう。新しいタイプの高周波伝送線であるＣ形導波管をスポーク内部に組み込むことにより、加速器全体の大きさをあまり変えることなく、HOM減衰が可能になる。
HOMスポークは、ボアと同軸の開口部でＣ形導波管とカップリングさせ、スポーク内でＣ形導波管を同軸に折り返す構造になっている。
HOMスポークの基本的な高周波特性を確認するためにアルミニウム製のHOMスポークモデルを製作した。ボア部分を同軸導波管にしたモデルでは、HOMスポーク単体での伝送特性を測定することができ、HOMスポークの遮断周波数特性を確認した。さらにHOMスポークモデルをスポーク空洞に組み込み、加速モードおよびHOMの外部Ｑ値をネットワークアナライザを用いて測定し、加速モードは減衰させず、HOMのみを減衰させることを確認した。
HOMスポークには半径の違う３種類の円筒と同軸状の円筒間をつなぐ接続板が必要になるが、製作工程をできるだけ簡潔にするため、半円筒と接続板を一体でプレス加工することとした、１種類の金型の設計・製作を行い、銅板、アルミニウム板を用いたプレス加工を行った。プレス加工された部品は３次元形状測定を行い、予定どおりの加工ができていることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
アルミニウム製のHOMスポークモデルを製作し、HOMスポーク単体およびスポーク空洞に組み込み、HOMスポークの基本的な高周波特性の測定を行い、HOM減衰効果を確認することができた。
HOMスポークの製作を進めており、HOMスポーク構成部品のうち、１部品に関して金型の設計・製作を行った。油圧プレス機を購入、設置し、プレス加工を行った。プレス加工した部品は３次元形状測定を行い、予定どおりに製作できていることを確認した。これにより当初の研究計画の通りHOMスポークの残りの部品の製作に進むことができる。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでに得られた結果を基にして、HOMスポーク製作に必要なすべての部品のプレス金型、トリミング治具を製作し、銅板、アルミニウム板およびニオブ板を用いたプレス加工、トリミング加工を行う。加工した部品を組み立てるための溶接加工に必要な機器購入、治具製作を行う。さらに製作各工程において部品の加工精度の測定を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度製作したHOMスポーク空洞部品および内軸金型が当初予定していた金額よりも安く製作することができたため。
次年度に計画しているHOMスポーク製作のための溶接作業における環境整備・安全衛生対応の費用に充てる予定である。
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