THP034 　ポスター③　 10月20日 会議室P 13:00-15:00

サイクロトロンの高エネルギー効率化に向けた高温超伝導加速空洞の物理設計

High-temperature superconducting cavity design for improving energy efficiency of cyclotron

○武田 佳次朗，福田 光宏，神田 浩樹，依田 哲彦（核物理研究センター），篠塚 勉，伊藤 正俊（東北大CYRIC），倉島 俊，宮脇 信正（QST高崎），涌井 崇志（QST量医研），中尾 政夫（群大GHMC），松田 洋平（甲南大），森田 泰之，原 隆文，荘 浚謙（核物理研究センター）

○Keijiro Takeda, Mitsuhiro Fukuda, Hiroki Kanda, Tetsuhiko Yorita (RCNP), Tsutomu Shinoduka, Masatoshi Ito (CYRIC), Satoshi Kurashima, Nobumasa Miyawaki (QST-Takasaki), Takashi Wakui (QST-NIRS), Masao Nakao (GHMC), Yohei Matsuda (Konan Univ), Yasuyuki Morita, Takaumi Hara, Tsun Him Chong (RCNP)

サイクロトロンは同一の電磁石と加速空洞を使ってCW運転できるためエネルギー効率が高い傾向がある。その中でもPSIのリングサイクロトロンHIPAは18%という最大のエネルギー効率を誇るが、常伝導加速空洞が全消費電力の約70%を消費しており、更なる高効率化には大強度化または省電力化が求められる。大阪大学RCNPではイオン源、入射/引出効率などの大強度化に向けた要素技術開発を行いつつ、高温超電導磁石や超伝導加速空洞などの高エネルギー効率化に向けた概念～詳細設計を進めてきた。 本研究では、超伝導物質MgB2を使用したサイクロトロン高温超伝導加速空洞の物理設計を行い、陽子1MW(100MeV, 10mA)をエネルギー効率30%で加速可能であると示すことを目的としている。MgB2は臨界温度が39Kと高く20K程度での運転が期待されているが、下部臨界磁場が20mTと小さく、加速空洞と隣り合わせで存在する電磁石の漏洩磁場下でも安定的に運転させる必要がある。またMgB2成膜技術に加え、数mサイズの空洞を超伝導化させることも重要な課題である。 本発表では、サイクロトロン超伝導加速空洞のRF解析、クライオモジュールを含めた熱解析結果を報告し、エネルギー効率30%を達成するための課題についても議論する。