伝導冷却によるニオブスズ薄膜超伝導加速空洞を用いた電子ビーム加速

使用带有传导冷却的铌锡薄膜超导加速腔进行电子束加速

• 批准号: 21J00471
• 负责人: 山田 智宏
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J00471/
• 关键词: 伝導冷却; 超伝導加速空洞; ニオブスズ; クライオモジュール

本研究の最終的な目標は、ニオブスズ薄膜超伝導加速空洞の超低振動伝導冷却を実現し、新規設計・製作したクライオモジュールを用いて世界初のビーム加速を実証することである。これまで一部で限定的に使用されてきた超伝導空洞技術を広く社会に普及させるために、半導体分野や粒子線治療及び放射 性医薬品製造等の産業および医療応用を実現するための基幹技術の確立を目指す。本研究で鍵となるのが冷却手法の大転換であり、従来の液体ヘリウム浸漬冷却に代わり小型冷凍機を用いて熱伝導のみで冷却する。本年度はニオブスズ空洞の伝導冷却下でのRF試験を最終ゴールとして設定し、その前段階としてニオブ製の円筒を用いた冷却手法の検討から取り組んだ。他研究所などが取り入れている、空洞にニオブ製の鍔を電子ビーム溶接する手法と、KEKが提案する銅製クランプで覆う方法とで比較検討を行い、銅クランプの手法でも前者と比べ遜色なく冷却できることを確認した。その後、通常のニオブ空洞を用いた伝導冷却試験を実施し4.3Kまで冷却できることを確認し、またヒーターを用いたRF発熱模擬試験を行い、発熱量と空洞温度の関係を調べた。続いて、KEK内で成膜されたニオブスズ空洞を実際に伝導冷却しRF試験を実施した。これは日本で初の実施例となる。

This study の final な target は, ニ オ ブ ス ズ film super 伝 accelerating cavity の ultra-low vibration 伝 guidance cooling を be し, new rules design, production of し た ク ラ イ オ モ ジ ュ ー ル を with い て initial の world ビ ー ム accelerate を card be す る こ と で あ る. こ れ ま で a で qualified に use さ れ て き た super 伝 guide hole technology を hiroo く popular social に さ せ る た め に, semiconductor eset や particle line therapy and び radiation sexual medicine の 薬 product manufacturing industry お よ び medical 応 with を be presently す る た め の backbone technology の establish を refers す. This study で key と な る の が cooling technique の big planning in で あ り, 従 の liquid ヘ リ ウ ム dipping cooling に generation わ り small refrigerator を with い て hot 伝 guide の み で す cooling る. This year は ニ オ ブ ス ズ hollow の 伝 guide under the cooling で の RF test を eventually ゴ ー ル と し て set し, そ の earlier order と し て ニ オ の ブ system has drifted back towards &yen; tube を with い た cooling technique の 検 please か ら group take り ん だ. He institute な ど が take り れ て い る, empty に ニ オ ブ system の E を electronic ビ ー ム dissolves す る と, KEK が proposal す る copper ク ラ ン プ で fu う method と で compare 検 line for を い, copper ク ラ ン プ の gimmick で も former と worse than べ な く cooling で き る こ と を confirm し た. After そ の, usually の ニ オ ブ hollow を with い た 伝 guide cooling test を be applied し 4.3 K ま で cooling で き る こ と を confirm し, ま た ヒ ー タ ー を with い た RF 発 thermal simulation test line を い, 発 heat と cavity temperature の masato is を adjustable べ た. 続 い て, KEK で film-forming さ れ た ニ オ ブ ス ズ hollow を be interstate に 伝 guide cooling し RF test を be applied し た. Youdaoplaceholder2 れ Japanese で initial <s:1> practice examples となる.

项目成果

ニオブスズ超伝導加速空洞の伝導冷却に向けた要素試験

铌锡超导加速腔传导冷却的元素试验

• 发表时间: 2022
• 作者: Jun Inamo;Akari Suzuki;Mahoko Ueda;Kensuke Yamaguchi; View ORCID ProfileHiroshi Nishida;Katsuya Suzuki;Yuko Kaneko;Tsutomu Takeuchi;Yasushi Ishihama;Kazuhiko Yamamoto;Yuta Kochi;Hikaru Watanabe;Hikaru Watanabe;Hikaru Watanabe;山田智宏
• 通讯作者: 山田智宏