OHO’22

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受付

Contribution ID: 1

Type: not specified

受付

August 25, 2024

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Contribution ID: 2

開会の挨拶
Type: not specified

開会の挨拶

Presenter: 美佳, 増澤August 25, 2024

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Contribution ID: 3超伝導電磁石加速器応用全般（1）Type: not specified

超伝導電磁石加速器応用全般（1）Tuesday, 6 September 2022 09:30 (50 minutes)
1980 年台に建設された大型加速器 TEVATRON は、世界で初めて大規模な超伝導電磁石応用を実現し、超伝導電磁石技術が加速器の性能向上に大きく寄与できることを実証した。
またそこで行われた開発が超伝導電磁石の製造技術を大きく発展させ、MRI の産業化などに大きな貢献をした。これ以降、加速器と超伝導電磁石技術の発展は相補的に進み、現在では、大型加速器だけでなく放射光や医療用加速器など中小規模の加速器においても超伝導電磁石が応用される様になっている。また応用の広がりは、超伝導電磁石に対する要求も広げ更なる技術発展につながっている。本講義では、加速器における超伝導電磁石応用についてその歴史を振り返りながら入門的な講義をするともに、現在の応用の広がりや将来に向けての技術動向に関しても紹介していく。

Presenter: 荻津透（KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 4超伝導電磁石加速器応用全般（2）Type: not specified

超伝導電磁石加速器応用全般（2）Tuesday, 6 September 2022 10:30 (50 minutes)

Presenter: 荻津透（KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 5超伝導電磁石加速器応用全般（3）Type: not specified

超伝導電磁石加速器応用全般（3）Tuesday, 6 September 2022 11:30 (50 minutes)

Presenter: 荻津透（KEK）

August 25, 2024

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超伝導の基礎（1）Contribution ID: 6

Type: not specified

超伝導の基礎（1）Tuesday, 6 September 2022 13:30 (50 minutes)

Presenter: 有本靖（KEK）

August 25, 2024

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超伝導の基礎（2）Contribution ID: 7

Type: not specified

超伝導の基礎（2）Tuesday, 6 September 2022 14:30 (50 minutes)
今日, 超伝導は先端加速器においてますます重要な技術となっている.
本講義では超伝導の基礎的な内容について紹介する.
具体的には, マイスナー効果, ロンドン方程式等の現象論, 超伝導状態の熱力学特性, BCS理論の基本的な考え方, ジョセフソン効果等について解説する.

Presenter: 有本靖（KEK）

August 25, 2024

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超伝導電磁石の基礎（1）Contribution ID: 8

Type: not specified

超伝導電磁石の基礎（1）Tuesday, 6 September 2022 15:30 (50 minutes)
NbTi や NbSn3 といった実用的な超伝導材料（第 II 種超伝導体）では超伝導体内部への磁束の侵入が許され、またピン止め効果によって磁束は捕捉されるため、結果として第 I 種超伝導体を凌ぐ高い臨界磁場・臨界電流密度を得る事ができます。しかし、磁束が侵入するという事は超伝導体が磁化するという事ですから、周辺に余計な磁場を生み出し、また磁化損失等によって超伝導体内部に発生する熱が熱的安定性に影響を及ぼします。これらは加速器等の磁場発生装置としての応用において問題となります。本講義では上記背景から出発して電磁石のために考案された超伝導線材・ケーブルの特徴を述べ、想定される電磁現象や熱的安定性について加速器用電磁石の実例を交えながら話していきた
いと思います。

Presenter: 鈴木研人（KEK）

August 25, 2024

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超伝導電磁石の基礎（2）Contribution ID: 9

Type: not specified

超伝導電磁石の基礎（2）Tuesday, 6 September 2022 16:30 (50 minutes)

Presenter: 鈴木研人（KEK）

August 25, 2024

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超伝導線材開発（1）Contribution ID: 10

Type: not specified

超伝導線材開発（1）Wednesday, 7 September 2022 09:00 (50 minutes)
現在、高エネルギー粒子加速器や MRI などの実用超伝導マグネットには NbTi 合金線材が広く使われています。NbTi 合金は塑性加工が比較的容易で長尺線材も世界的に量産されています。一方、10T を超える高磁場マグネットでは、上部臨界磁場の高い化合物系や銅酸化物系などの高磁場用超伝導線材が求められます。いずれも脆弱な機械的性質をもつため線材化は難しく、さらに高い性能を得るには結晶粒の微細化や結晶配向などの高度な組織制御も必要で、そこに線材開発の醍醐味があります。本講義では、各種超伝導体の性質に応じたユニークな線材化プロセス開発とそれらの特徴について、最新トピックスを交えながら解説します。

Presenter: 菊池章弘（NIMS）

August 25, 2024

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超伝導線材開発（2）Contribution ID: 11

Type: not specified

超伝導線材開発（2）Wednesday, 7 September 2022 10:00 (50 minutes)

Presenter: 菊池章弘（NIMS）

August 25, 2024

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Contribution ID: 12

SuperKEKB 超伝導電磁石システ …
Type: not specified

SuperKEKB 超伝導電磁石システム（1）Wednesday, 7 September 2022 11:00 (50 minutes)
SuperKEKB は電子・陽電子を衝突させ、その衝突による反応現象から新しい物理を見つけ出そうとする加速器です。目標とする衝突の頻度は、SuperKEKB の前加速器 KEKB より一桁以上高く、電子と陽電子のビーム衝突断面形状は、垂直方向に約 50 ナノメータ、水平方向に約 10 マイクロメータまで絞り込みます。今回のセミナーでは、加速器電磁石で用いられる磁場について簡単に説明し、電子・陽電子ビームを絞り込むための超伝導電磁石システムについて説明します。

Presenter: 大内徳人（KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 13

SuperKEKB 超伝導電磁石システ …
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SuperKEKB 超伝導電磁石システム（2）Wednesday, 7 September 2022 13:20 (50 minutes)

Presenter: 大内徳人（KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 14

HL-LHC 計画と KEK における超 …
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HL-LHC 計画と KEK における超伝導磁石開発（1）Wednesday, 7 September 2022 14:20 (50 minutes)
欧州原子核研究機構（CERN）の Large Hadron Collider（LHC）は、世界最高エネルギーでの陽子・陽子衝突実験を行う、エネルギーフロンティア加速器である。世界最高の重心系衝突エネルギー（7+7=14 TeV）を実現するため、周長 27km の加速器リングには 1000 台を超える超伝導電磁石が設置されている。KEK は CERN との国際協力として LHC 建設に参加し、1996 年から最終ビーム収束用超伝導四極電磁石（MQXA）の開発・製造を分担して貢献した。
このときの LHC 計画を通して培った超伝導技術が、2002 年に始まった J-PARC ニュート
リノビームライン用超伝導電磁石システムの建設に活かされることになった。世界初となる機能結合型超伝導電磁石の開発に成功し、2009 年からはビーム実験が始まり現在に至っている。
一方、LHC では順調に運転が進んでいるが、統計数を飛躍的に増大させるための高輝度化アップグレード計画 HL-LHC（High Luminosity LHC）が並行して進行している。KEK は
再び HL-LHC 計画に参加しており、ビーム分離用超伝導双極電磁石（D1）の開発・製造を分担している。
本セミナーでは、KEK で開発、製造してきた上述の超伝導電磁石を概観した後、現在進行中である D1 磁石の技術的詳細について説明する。

Presenter: 中本建志（KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 15HL-LHC 計画と KEK における超 …
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HL-LHC 計画と KEK における超伝導磁石開発（2）Wednesday, 7 September 2022 15:20 (50 minutes)

Presenter: 中本建志（KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 16

夜話（超伝導技術が切り拓く高 …
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夜話（超伝導技術が切り拓く高エネルギー加速器・素粒子物理実験のフロンティア）
Wednesday, 7 September 2022 16:20 (1h 10m)
素粒子物理実験のフロンティアを担う高エネルギー加速器・物理実験では、軌道制御を担う超伝導磁石、加速を担う超伝導高周波加速空洞が両輪となって、将来の更なる発展に向けた鍵を握ります。これらの超伝導技術の発展に着目しつつ、高エネルギー加速器フロンティアの未来を展望します。 また、夜話・余話として、超伝導技術の究極的な応用となった『超伝導スペクトロメータによる宇宙起源反粒子探索・南極周回気球実験（BESS）」への取り組み』を紹介し、２０年かけて実現した『夢』への体験をお伝えしたく思います。

Presenter: 山本明（CERN/KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 17

粒子検出器用超伝導電磁石（1）Type: not specified

粒子検出器用超伝導電磁石（1）Thursday, 8 September 2022 09:00 (50 minutes)
高エネルギー・原子核実験や宇宙線観測では粒子判別のために超伝導電磁石による強磁界空間が利用されています。SuperKEKB の Belle II 検出器では直径 3.4 m、長さ 4.1 m の空間に 1.5 T の磁場が超伝導ソレノイドによって生成されています。講義ではこの BelleII 用の超伝導ソレノイドを始め LHC で稼働中の検出器用超伝導電磁石を事例に挙げながら、アルミ安定化超伝導線など共通する技術項目の解説をします。また、宇宙線観測や原子核実験向けにも夫々の用途に応じた様々な超伝導電磁石が開発されており、それらに採用された技術要素の紹介もします。

Presenter: 槙田康博（KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 18

粒子検出器用超伝導電磁石（2）Type: not specified

粒子検出器用超伝導電磁石（2）Thursday, 8 September 2022 10:00 (50 minutes)

Presenter: 槙田康博（KEK）

August 25, 2024

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ヘリウム冷却システム

Contribution ID: 19

Type: not specified

ヘリウム冷却システム
Thursday, 8 September 2022 11:00 (1h 30m)
超伝導を利用するには超伝導体で製作された機器を極低温に冷却する必要がある。
極低温環境を提供する冷凍機にはいくつかの種類があるが、加速器のような比較的大規模な応用では、液化ヘリウムを利用する方法が一般的である。
液化ヘリウムを供給するための冷凍システムや、断熱の仕組みについて解説する。
また、いくつかの冷凍システムの例を紹介する。

Presenter: 中西功太（KEK）

August 25, 2024

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施設見学（つくば or 東海）

Contribution ID: 20

Type: not specified

施設見学（つくば or 東海）

August 25, 2024

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Contribution ID: 21

g-2/EDM 超伝導電磁石開発と M …
Type: not specified

g-2/EDM 超伝導電磁石開発と MRI への精密磁場技術（1）
Friday, 9 September 2022 09:00 (50 minutes)
超精密磁場技術について、MRI 用磁石と g-2/EDM 磁石開発に応用している磁場設計と設置後の精密磁場調整の手法について述べる。トカマク装置のプラズマ安定化のため利用していた、磁場分布・電流分配を、特異値分解 (SVD: Singular ValueDecomposition) で得られる固有モード毎に制御・調整し、加算して必要磁場分布を得る方法を、精密磁場発生用磁石の設計と磁場調整に応用している。SVD 固有モードの加算数を増加させることで磁場精度を高めることが出来る。しかし、固有モード数が多すぎると、磁場精度は非常に良くなるが、一方で、過大な電流密度が求められることもある。そのため、工学的に実現可能な範囲で精密磁場設計を行う。ここでは、磁石磁場設計と設置後の精密磁場調整 (磁場シミング)、また、任意の 3D 目標磁場に対するコイル形状設計手法についても、実例を通して概要を説明する。

Presenter: 阿部充志（KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 22

g-2/EDM 超伝導電磁石開発と M …
Type: not specified

g-2/EDM 超伝導電磁石開発と MRI への精密磁場技術（2）
Friday, 9 September 2022 10:00 (50 minutes)

Presenter: 阿部充志（KEK）

August 25, 2024

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KAGRA の低温技術

Contribution ID: 23

Type: not specified

KAGRA の低温技術
Friday, 9 September 2022 11:00 (50 minutes)
低温重力波望遠鏡（KAGRA）の鏡を冷却する目的は、鏡内部の熱雑音を抑制し、量子雑音レベルの計測を行うことにあります。大パワーレーザ光の照射を常に受ける干渉計の鏡は、鏡の基材と反射膜のわずかな光吸収が発熱源となって熱雑音が発生します。
加えて、観測帯域中で鏡を自由質点として運動させるために鏡は振子状に懸架され、超高真空中に置かれます。このため、鏡の位置変化を生じさせない無振動の冷却法が要請されました。本講義では、KAGRA の鏡を無振動で 20 K まで冷却する低温設備を紹介します。

Presenter: 木村誠宏（ICRR）

August 25, 2024

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Contribution ID: 24

COMET と耐放射線超伝導電磁 …
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COMET と耐放射線超伝導電磁石開発（1）Friday, 9 September 2022 13:20 (50 minutes)
加速器の大強度化に伴い、ミューオン等を生成、輸送する 2 次ビームラインにも高い放射線耐性が要求されるようになっている。2 次粒子を効率良く生成、輸送するためには、生成標的上またはその近傍に強磁場を印加することが必要である。近年、超伝導磁石を用いた２次ビームラインが開発、建設されており、J-PARC でも世界最大強度のミューオンビームを生成するための COMET 超伝導磁石システムを建設中である。超伝導磁石を高放射線環境で運転する場合の問題点、設計の実際について説明し、さらに高い放射線性耐性の実現に向けた基礎研究について紹介する。

Presenter: 吉田誠（KEK）

August 25, 2024

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Contribution ID: 25

COMET と耐放射線超伝導電磁 …
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COMET と耐放射線超伝導電磁石開発（2）Friday, 9 September 2022 14:20 (50 minutes)

Presenter: 飯尾雅実（KEK）

August 25, 2024

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サイクロトロンの超伝導化

Contribution ID: 26

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サイクロトロンの超伝導化
Friday, 9 September 2022 15:20 (50 minutes)
サイクロトロンは、等時性（静磁場中を周回する荷電粒子の周期が速度によらず一定である）の性質を利用して、シーケンシャルな加速を実現する加速器です。この加速に必要な磁場は、大方、常伝導磁石により生成されますが、省エネルギーや小型化を目指して超伝導磁石を用いる場合があります。1970 年代にミシガン州立大学において、初めて超伝導サイクロトロンが建設され運転に成功しました。また、日本では、理研で大型の超伝導リングサイクロトロン (SRC) が建設され 2007 年から稼働しています。本講義では、超伝導サイクロトロンの歴史を辿るとともに、理研の SRC の設計や建設について説明します。
最後に、将来的にどのような超伝導サイクロトロンが構想されているかについて触れた
いと思います。

Presenter: 奥野広樹（RIKEN）

August 25, 2024

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Contribution ID: 27

QST 重粒子線治療用加速器の超 …
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QST 重粒子線治療用加速器の超伝導化
Friday, 9 September 2022 16:20 (50 minutes)
QST では小型な重粒子線治療装置の開発プロジェクトを進めている。現在普及している重粒子線治療装置は 60m×50m 程度と非常に大きく、専用建物も必要となることから、治療施設の導入に多額の費用がかかってしまう。
その課題を解決するため、超伝導電磁石により加速器を小型化することで、既存の病院建物内に設置できる 20m×10m の装置サイズ実現を目指している。本セミナーでは、重粒子線治療装置について紹介するとともに開発中の超伝導電磁石について説明する。

Presenter: 水島康太（QST）

August 25, 2024

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