2021 Fiscal Year Research-status Report
磁気ヒステリシスを定量化した，加速器用電磁石の高速かつ高精度な制御方法の研究
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20K04454
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
菅原 賢悟 近畿大学, 理工学部, 准教授 (50718963)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石 禎浩 京都大学, 複合原子力科学研究所, 准教授 (00525834)
藤原 耕二 同志社大学, 理工学部, 教授 (20190093)
中村 健二 東北大学, 工学研究科, 教授 (70323061)
羽根 吉紀 東北大学, 工学研究科, 助教 (40908753)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 電磁石 / 加速器 / 磁気ヒステリシス / 磁気余効 / プレイモデル / 電磁界解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
粒子加速器による磁場制御の精度をさらに向上させるためには、これまで粒子加速器分野で研究されてこなかった磁気ヒステリシスや磁気残効をモデル化することが必要である。本論文では、モデル化に必要な実験データを取得するため、電磁石の磁場測定環境の構築及び磁場測定を行い，測定した基礎データの分析を行った．測定結果より，磁気余効の時定数より十分に長い待機時間を設けた場合，渦電流などによる磁場の遅れが増加するという現象と真逆の現象を確認した．
この現象の原因については今後の研究で明らかにしていく必要がある．また，電気機器の分野において提案されたヒステリシスモデリング手法は，そのままの形では加速器の分野に適用できないことを明らかにした．したがって，これらの現象を考慮した新たなモデリング手法の確立も必要である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験環境を東北大学で構築している。コロナ禍の影響により出張回数は制限されているものの，実験を複数回に渡り実施しており，ある程度のまとまったテータは取得できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，加速器用の大電流電磁石のみならず，新たに製作した小型のC型電磁石や，リング型電磁石による検討も平行して行うことで検討を加速していく。
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| Causes of Carryover |
東北大学で行っている実験については一段落したため，東北大学 中村先生に分担をお願いしている分担金のうち残額を返金していただく。これまでの実験結果を小型の実験装置を用いて分析し，その研究成果について国際会議で発表する。そのため，旅費として，近畿大学と東北大学羽根先生に再分配する。
小型の実験装置については，随時改造を計画しているが，その改造には数万円程度の消耗品予算で対応していく。現時点で明らかになっている抵抗測定に関しては，東北大学に8万円のブリッジ回路を導入して検討を行っていく予定である。
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