超強力永久磁石によるリニアーコライダー用最終集束レンズ

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14204023
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岩下 芳久 京都大学, 化学研究所, 助教授 (00144387)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 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) ; 黒川 眞一 高エネルギー加速器研究機構, 加速器研究施設, 教授 (90044776) ; 熊田 雅之 放射線医学総合研究所, 加速器物理工学研究部, 主任研究員
• Keywords: リニアーコーライダー / 最終集束レンズ / 飽和鉄 / 超強力永久磁石 / 四極磁石

Research Abstract

初年度はまずリニアーコライダーの最終集束として要求されるスペックの調査を行ったが、これについてはまだ紆余曲折する可能性があるので、今回は超強力永久磁石として、飽和鉄を永久磁石回路中に導入する事により四極磁石に於いても強度の増大が可能なことを検証することに主眼を置いた。また、測定装置に関しては当初自主開発する予定であったが、議論を重ねていく過程で、米国スタンフオードリニアーアクセレレーターーセンター(SLAC)と共同で研究を行うことになり、測定を先方と共同で行うことにした。長期間の安定度などの測定を継続して行うため、ロガーや、ポータブルコンピューターを導入した。また、位置決めを行うためのステージを購入した。これは15年度にSLACに持ち込み、評価を行う予定である。製作した超強力永久磁石四極レンズは測定の結果、磁場勾配で従来よりも強力なものが達成できることが示された。
今回のものは最高強度の達成という点に着目して設計したため、多重極成分などが多少多いが、これは次のモデルで改善させる予定である。また、永久磁石素材の温度係数が若干大きいため、温度補償が必要であるが、これは整磁合金を使うことにより強度を大きく落とすことなく実現できる見通しが立った。
また、ビームオプティクスからの要請として強度を可変させる事があるが、これは全体を複数の小さな四極磁石に分けておき、お互いを90度ステップで回すことにより、全体のレンズとしての強度を可変することで実現できると考えている。ビームオプティクスとしてはスキュー成分を極端に嫌うので正確に90度の設定が必要であり、また、回転時の軸ずれも極力抑える必要があるため、回転機構の評価などの準備を行った。