ー电磁石开发ー-久野研究室.PPT

PRISM-FFAGの開発（Ⅴ）　ー 電磁石開発 ー 大阪大学 理学研究科 久野研究室　M1 中丘末広 PRISM working group 目次 PRISM-FFAG 　FFAGの利点 シンクロトロン振動 サイクロトロンは等時性のため不可 運動量アクセプタンスが大きい シンクロトロンは小さい（数 ％） 横方向アクセプタンスが大きい 強収束 　　10,000π mm mrad 以上＠Ｋ値＝５ PRISM-FFAG電磁石の特徴 Radial sector型 ＤＦＤ triplet 薄型 Ｃ型マグネット 入射?取り出し 大口径 100cm x 30cm k値?F/D比が可変 異方性中間磁極型を用いた電磁石 異方性中間磁極の効果１ -磁場相似性- 異方性中間磁極により磁場分布のｒ依存が解消される。 効果２ -トリムコイルの影響- トリムコイルでk値をディフォルトの状態から変えた場合のlocal kのふるまい。異方性中間磁極によってトリムコイルに近い領域での磁場振幅が大幅に減少できる。 中間磁極板厚の検討 PRISM-FFAG電磁石デザイン１ 中間磁極なしの電磁石 通常のトリムコイルの下に銅板を貼り付けることにより中間磁極がなくても、トリムコイルによる磁場のがたつきは抑えることができる。 PRISM-FFAG電磁石デザイン２ 磁場分布の比較 Zero Chromaticity 中間磁極有りの方がvertical tuneのバラつきが少ない。 磁場の相似性に起因するものと思われる。 アクセプタンス ４次元の位相空間におけるアクセプタンスを評価して、その水平?垂直位相空間への射影をもって２次元のアクセプタンスの目標値との比較を行った。 まとめ 大アクセプタンスFFAGにおける異方性中間磁極型電磁石について検討した。 中間磁極の有無に関わらず大口径FFAGを作ることは可能である。 トラッキングの結果、中間磁極を用いることで４次元アクセプタンスが1.3倍になった。 四次元アクセプタンス ４次元の位相空間= (r,ur,z,uz)内の十分に大きな領域をメッシュ状に区切り、各格子点座標を初期位相としトラッキングを行った結果、８周以上回ったものをアクセプトされたとする。アクセプトされた座標数をＮ、４次元の位相空間各軸のメッシュサイズをそれぞれΔr,Δur,Δz,Δuzとすると、四次元アクセプタンスＶ4Dは次式で定義できる。 V4D = NΔrΔurΔzΔuz トラッキング結果 PRISM-FFAG電磁石のスペック BL積：ビーム軌道方向に沿って磁束密度、　Bzを正負の符号ごとに積分 　　 　　磁場の評価はこのBL積を用いて行わなければならない。 FFAG (Fixed-Field Alternating-Gradient) Radial sector 型 scaling FFAG 磁場は時間的に一定 　B(r)= B0(r / r0)k k : field index (定数) 強収束 　磁場方向が相反するＦとＤを 　交互に並べる（図はＤＦＤ 　triplet方式） Zero chromaticity チューン（ベータトロン振動数）が運動量 　に依存しない 　→ k値が一定 ? 主にhorizontal tune 　→ F/D比（BF/BD）が一定 ? 主にvertical tune 　→ 各rでの磁場分布の相似性 目次 トラッキングによる比較 * * PRISM-FFAG電磁石への要求事項 異方性中間磁極を用いた電磁石デザイン 異方性中間磁極の説明 異方性中間磁極の効果 電磁石デザイン 中間磁極なしの電磁石デザイン トリムコイル 電磁石デザイン トラッキングによる比較 まとめ PRISM-FFAGレイアウト FFAG = Fixed Field Alternating Gradient PRISM 高輝度ミューオン　　　　　位相空間回転 大強度ミューオン　 　　大アクセプタンス　 B(r) = B0(r / r0)k k : field index (定数) (radial sector 型) 収束 発散 r θ z ビーム 問題点 k値が変えられない。 ギャップ間隔がrによるのでフリンジング磁場が一様でない。 磁場分布 　　　B(r) = B0(r / r0)k 通常型 メインコイル メインコイル 問題点 ギャップ間隔がrによるのでフリンジング磁場が一様でない。 少ない数のトリムコイルではその近傍で磁場ががたつく。 トリムコイル トリムコイル使用 強磁性体 常磁性体 磁極形状によるフリンジング磁場のr依存性を抑える 　→各ｒでの磁場の相似性をよくする。 トリムコイルによる磁場のが