Development of a high-efficiency and high-intensity accelerator with the cyclotron resonance

サイクロトロン共鳴加速に使用する回転TE111モードの円筒形共振空洞の計算機シミュレーションを継続し、ミューオン加速・減速を想定した500 MHz用RF共振空洞のための入力機構、チューニング機構の検討を実施した。この結果、チューニング用の金属棒による電磁場の乱れが当初の計算値以上に大きく、電場の方向を大きく変えてしまうことが判明した。そのため、チューニングによる電磁場の乱れが小さくなる構造を見出すべく共振器の構造と調整機構の構造全体を見直しを行い、計算用のモデルの再構築を行った。また、粒子軌道シミュレーションでは成功している加速の実証のため、電子を加速するテストベンチの構築を行った。このテストベンチは電子サイクロトロン共鳴イオン源用の共振空洞およびミラー磁場生成用の永久磁石の設計をベースに再設計を行うことで、比較的短時間に設計を完了することができた。永久磁石については既存のものを流用し、さらに鉄製のヨークや調整板を用いることで、加速に必要な平滑なソレノイド磁場を十分な空間的領域にわたって生成することが可能なことが磁場シミュレーションによって示されたことから、短時間で製作を行うことができた。また、RF機器の構成を検討して必要な機材を調達するなど、実証に向けた準備を進めた。なお、このテストベンチではRF共振器として本来であれば必要であるチューニング機構は省いて製作を行ったが、これは長期の安定は求めておらず設計製作を迅速に進めるためである。

サイクロトロン共鳴加速に使用する回転TE111モードの円筒形共振空洞の計算機シミュレーションを継続し、ミューオン加速・減速を想定した500 MHz用RF共振空洞のための入力機構、チューニング機構の検討を実施した。この結果、チューニング用の金属棒による電磁場の乱れが当初の計算値以上に大きく、電場の方向を大きく変えてしまうことが判明した。そのため、チューニングによる電磁場の乱れが小さくなる構造を見出すべく共振器の構造と調整機構の構造全体を見直しを行い、計算用のモデルの再構築を行った。また、粒子軌道シミュレーションでは成功している加速の実証のため、電子を加速するテストベンチの構築を行った。このテストベンチは電子サイクロトロン共鳴イオン源用の共振空洞およびミラー磁場生成用の永久磁石の設計をベースに再設計を行うことで、比較的短時間に設計を完了することができた。永久磁石については既存のものを流用し、さらに鉄製のヨークや調整板を用いることで、加速に必要な平滑なソレノイド磁場を十分な空間的領域にわたって生成することが可能なことが磁場シミュレーションによって示されたことから、短時間で製作を行うことができた。また、RF機器の構成を検討して必要な機材を調達するなど、実証に向けた準備を進めた。なお、このテストベンチではRF共振器として本来であれば必要であるチューニング機構は省いて製作を行ったが、これは長期の安定は求めておらず設計製作を迅速に進めるためである。