８．検出器用マグネット

高エネルギー加速器研究機構
槙

田

康

博

目

次

検出器用マグネット
１

はじめに……………………………………………………………………………………………………… ８−１２

荷電粒子の運動量測定……………………………………………………………………………………… ８−１

２．１

磁場中の荷電粒子の動き …………………………………………………………………………… ８−１

２．２

サジッタの測定から運動量へ ……………………………………………………………………… ８−２

３

検出器のタイプとコイルの種類………………………………………………………………………… ８−３

３．１

ソレノイド型スペクトロメータ― ………………………………………………………………… ８−３

３．２

ダイポール型スペクトロメータ― ………………………………………………………………… ８−４

３．３

トロイダル型スペクトロメータ― ………………………………………………………………… ８−４

３．４

KEKに所在するスペクトロメータ― ……………………………………………………………… ８−４４

検出器における超伝導磁石技術…………………………………………………………………………… ８−５４．１

検出器用超伝導磁石の特徴 ………………………………………………………………………… ８−５４．２

超伝導ソレノイドとトロイダルの特徴 …………………………………………………………… ８−５４．３

低物質量を目指すコイルと指標：E/M比 ………………………………………………………… ８−６

４．４

高E/M比を目指したこれまでの技術展開 ………………………………………………………… ８−７

４．５

アルミ被覆された超伝導線 ………………………………………………………………………… ８−８４．６

伝導冷却超伝導コイル ……………………………………………………………………………… ８−12

４．７

クエンチ保護 ………………………………………………………………………………………… ８−15

５

クライオスタット…………………………………………………………………………………………… ８−16６コイルの製造方法

７

まとめ………………………………………………………………………………………………………… ８−19………………………………………………………………………………………… ８−18

参考文献 ………………………………………………………………………………………………………… ８−20᳨ฟჾ⏝࣐ࢢࢿࢵࢺ
1. ࡣࡌࡵ࡟
㉸ఏᑟ࡛ࡣ࡞࠸ᑟయࠊࡍ࡞ࢃࡕỈ෭㖡ᑟయࢆ⏝࠸ࡓᖖఏᑟࢥ࢖࡛ࣝࡣ㸪Ⓨ⇕㔞࡜෭༷ᐜ㔞࡜ࡢࣂࣛࣥࢫ࠿ࡽ㸪㟁ὶᐦᗘࡣ⣙ 5 A/mm2 ௨ୗ࡟ไ㝈ࡉࢀ㸪฼⏝ྍ⬟࡞☢ሙ࡜ࡋ࡚ࡣ⣙ 0.5 T ࡀ㝈⏺࡛࠶ࡗࡓࠋ㉸ఏᑟ☢▼ᢏ⾡ࢆ⏝࠸ࡿࡇ࡜࡟ࡼ
ࡗ࡚ࢥ࢖ࣝ㟁ὶᐦᗘࢆ୍᱆௨ୖ㧗ࡵࡿࡇ࡜ࡀ࡛

Fig. 1 KEK ⟃Ἴᐇ㦂Ჷ࡛✌ാ୰ࡢ Belle ࢯࣞࣀ࢖ࢻ㸦タ⨨᫬ࡢ෗┿㸧ࡁ㸪☢ሙ 1 T ࢆ㉸࠼ࡿᗈ࠸☢ሙ✵㛫ࢆ๰ฟࡍࡿ⢏Ꮚ᳨ฟჾ⏝ࡢ኱ᆺ㟁☢▼ࡀྍ⬟࡜࡞ࡗࡓࠋ
㉸ఏᑟ☢▼ࡢ⢏Ꮚ᳨ฟჾ࡬ࡢᛂ⏝ࡣ㸪1960 ᖺ㉸ఏᑟ☢▼ࡣ㉸ఏᑟ⥺ࡢࡳ࡛ᅇ㊰ࢆ⤌ࡴࡇ࡜௦ࡢ௦⾲ⓗ࡞⢏Ꮚ᳨ฟჾ࡛࠶ࡿࠕỈ⣲Ἳ⟽ࠖࡢ࡛ Ọஂ 㟁ὶࣔ ࣮ࢻ 㐠㌿ࡀ ྍ⬟ ࡟࡞ࡾ ࠊ་ ⒪⏝ࡓࡵ࡟኱つᶍ☢ሙ✵㛫ࢆ⏕ᡂࡋࡓࡇ࡜࡟ጞࡲࡿ 1-

MRI ࡢ㉸ఏᑟ☢▼ࡣࡇࡢບ☢᪉ἲࢆ᥇ࡗ࡚࠸

3㸧ࠋࡑࡋ࡚ࡼࡾ㧗࠸ຍ㏿࢚ࢿࣝࢠ࣮ࢆᚲせ࡜ࡍࡿࡿࠋᏱᐂ⢏Ꮚ⥺ほ⣲⢏Ꮚ≀⌮ᐇ㦂࢚ࢿࣝࢠ࣮ࣇࣟࣥࢸ࢕࢔㡿ᇦ࡟Ꮚ᳨ฟჾ࡟࠾࠸࡚ࡶࡼࡾ㍍㔞࡛≀㉁㔞ࡢᑡ࡞࠸࠾࠸࡚ࠊ⢏Ꮚ᳨ฟࡢࡓࡵࡢᚲ㡲ࡢ⿦⨨࡜ࡋ࡚㉸ᙉ☢ሙⓎ⏕⿦⨨࡜ࡋ࡚Ọஂ㟁ὶᅇ㊰࡛ບ☢ࡉࢀ4-6) ࠋ⌧ᅾ࡛ࡿ㉸ఏᑟ☢▼ BESS ࡸ BessPolar ࡀ㛤Ⓨࡉࢀࠊఏᑟ☢▼ࡣᢏ⾡ⓗ࡟ᒎ㛤ࡋ࡚ࡁࡓࡣ㸪㧗☢ሙࡣࡶ࡜ࡼࡾ᭱ᑠࡢ≀㉁㔞࡛☢ሙ✵㛫࡞࡝ࣇ࢕࣮ࣝࢻᐇ㦂⏝ࡢ⢏ᐇ⦼ࢆṧࡋ࡚࠸ࡿ 19, 20㸧ࠋࢆᐇ⌧ࡍࡿࡓࡵ࡟ᚲ㡲ࡢᢏ⾡࡜࡞ࡗ࡚࠸ࡿࠋ

ᮏ✏࡛ࡣ୺࡟࢚ࢿࣝࢠ࣮ࣇࣟࣥࢸ࢕࢔㡿ᇦࡢ⌧ᅾࠊ㧗࢚ࢿࣝࢠ࣮ຍ㏿ჾ◊✲ᶵᵓ㸦KEK㸧᳨ฟჾ⏝㉸ఏᑟ☢▼࡛ᒎ㛤ࡋ࡚ࡁࡓᢏ⾡せ⣲ࠊ࡛ࡣ SuperKEKB ィ⏬ࡢ BelleII ᳨ฟჾ࡟࠾࠸࡚

࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺ࠊఏᑟ෭༷㸦㛫᥋෭༷㸧ࠊ

ཱྀᚄ 3.6 m ࡢ㉸ఏᑟࢯࣞࣀ࢖ࢻ 7)ࡀ✌ാࡋ࡚࠾ࡾ

ࢡ࢚ࣥࢳಖㆤ࡞࡝࡟㔜Ⅼࢆ⨨ࡁ࡞ࡀࡽࠊ᳨ฟჾ

(Fig. 1)ࠊࣄࢵࢢࢫ⢏ᏊࡢⓎぢࢆࡶࡓࡽࡋࡓḢᕞ⏝㉸ఏᑟ☢▼ᢏ⾡ࢆゎㄝࡍࡿࠋཎ Ꮚ ᰾ ᶵ ᵓ 㸦 CERN 㸧 ࡛ ࡢ LHC ィ ⏬ ࡛ ࡣ 㸪
ATLAS ࠾ࡼࡧ CMS ᳨ฟჾ࡟࡚㸪㉸ఏᑟࢯࣞࣀ
࢖ࢻࡸ㉸ఏᑟࢺࣟ࢖ࢲࣝࡀᇶ┙⿦⨨࡜ࡋ࡚✌ാࡋ࡚࠸ࡿ 8–10㸧㸬ᐇ⌧ࡀᮇᚅࡉࢀࡿᅜ㝿ࣜࢽ࢔ࢥࣛ

2. Ⲵ㟁⢏Ꮚࡢ㐠ື㔞ᐃ

2.1. ☢ሙ୰ࡢⲴ㟁⢏ᏊࡢືࡁⲴ㟁⢏Ꮚ㸦㟁Ⲵࢆᖏࡧࡓ⣲⢏Ꮚ㸧ࡢ㐠ື㔞࢖ࡣ࢖ࢲ࣮㸦ILC㸧㸪FCC ➼ࡢ኱ᆺィ⏬࡟࠾࠸࡚ࡶ㸪ࡉࡽ࡟ᕧ኱࡞㉸ఏᑟ☢▼ࡢ᳨ウࡀࡉࢀ࡚࠸ࡿ 11-☢ሙ࡮୰࡛ࡢ㣕㊧ࢆ

16㸧ࠋฟ᮶ࡿࠋⲴ㟁⢏Ꮚࡢ㉁㔞ࢆ݉ࠊ㟁Ⲵࢆ‫㏿ࠊݍ‬ᗘࢆ࢚ࢿࣝࢠ࣮ࣇࣟࣥࢸ࢕࢔㡿ᇦ࡛ࡢᕧ኱࡞㉸ఏᑟ☢▼ࡢ୍᪉࡛ 1 ࣓࣮ࢺࣝࢧ࢖ࢬࡢ᳨ฟჾ⏝㉸ఏᐃࡍࡿࡇ࡜࡛ồࡵࡿࡇ࡜ࡀ

࢜࡜ࡍࡿ࡜Ⲵ㟁⢏Ꮚ࡟ࡣୗᘧࡢࡼ࠺࡟࣮ࣟࣞࣥࢶ
ຊࡀస⏝ࡋ㐠ື㔞ࡀ೫ྥࡍࡿࠋ㈇ᢸࡀ㍍ῶࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋບ☢㟁ὶࡣ 300 A ⛬ᗘࠊࡲ = ࢖ሶ = ‫)࡮ × ࢜(ݍ‬, ࢖ = ݉࢜, ࢖ሶ = ݉࢜ሶ ࡼࡾ‫ݍ‬࢜ሶ = (࢜ × ࡮)݉ฟຊ㟁ᅽࡶ 10 V ⛬ᗘ࡞ࡢ࡛ࠊィ ࣛࢵࢡࢧ࢖ࢬ

☢ሙ࡮ࡢᵓᡂࢆ‫ܤ‬௫ = ‫ܤ‬௬ = 0, ‫ܤ‬௭ = ‫☢ࠊࡋ࡜ܤ‬ሙᑟ☢▼ࡶᩘࢆቑࡸࡋ࡚࠸ࡿࠋ4 K ࡢᑠᆺ෭෾ᶵ
㸦ࢡࣛ࢖࢜ࢡ࣮࣮ࣛ㸧࡟ࡼࡗ࡚෭༷࡟㛵ࢃࡿ㐠㌿ບ☢㟁※࡜࡞ࡾࠊࢩࢫࢸ࣒඲య࡛ᖖఏᑟ☢▼࡜ẚ㍑ࡋ࡚ࡶࢥࣥࣃࢡࢺ࡛㍍㔞࡞㟁☢▼ࢩࢫࢸ࣒(1)

࡟ᆶ┤࡞㏿ᗘᡂศࢆ‫(࡜ࡿࡍ࡜ ்ݒ‬1)ᘧࡢゎࡣୗᘧࡢࡼ࠺࡟࡞ࡿࠋ

ࡀᐇ⌧ࡋ࡚࠸ࡿ 17, 18)ࠋ㸶㸫 1

‫ݒ‬௫ = ‫ ்ݒ‬cos(ߟ߸஻ ‫ ݐ‬+ ߰଴ )‫ݒ‬௬ = െ‫ ்ݒ‬sin(ߟ߸஻ ‫ ݐ‬+ ߰଴ )(2)‫ݒ‬௭ = ‫ݒ‬௭ࡇࡇ࡛|‫ܤ|ݍ‬‫ݍ‬, Ʉ=, ‫ = ்ݒ‬ට‫ݒ‬௫ଶ + ‫ݒ‬௬ଶ|‫|ݍ‬݉(2)ᘧࢆ✚ศࡍࡿ࡜ࠊ⢏Ꮚࡢ఩⨨㸦㣕㊧㸧ࢆ⾲
߸஻ =

ࡍࠋ

‫்ݒ‬
sin(ߟ߸஻ ‫ ݐ‬+ ߰଴ ) + ‫ݔ‬଴
ߟ߸஻
‫்ݒ‬
‫=ݕ‬
cos(ߟ߸஻ ‫ ݐ‬+ ߰଴ ) +‫ݕ‬଴ߟ߸஻(a)☢ሙ✵㛫୰ࡢⲴ㟁⢏Ꮚࡢࡽࡏࢇ㌶㐨

Ё=

(3)

‫ݒ = ݖ‬௭ ‫ ݐ‬+ ‫ݖ‬଴ࡇࢀࡣࠊࡽࡏࢇ≧ࡢ㣕㊧㸦Fig. 1(a)㸧ࢆព࿡ࡋࠊ(b) ☢ሙ㍈ୖ࠿ࡽぢࡓⲴ㟁⢏Ꮚࡢ㣕㊧୰ᚰ㍈ࡀ☢ሙࡢ᪉ྥࢆྥ࠸ࡓ༙ᚄܴࡢ෇⟄㠃ୖ࡟ᥥ࠿ࢀࡿ㸦Fig. 1(b)㸧ࠋܴ = ඥ(‫ ݔ‬െ ‫ݔ‬଴ )ଶ + (‫ ݕ‬െ ‫ݕ‬଴ )ଶ ==‫்݌‬|‫ܤ|ݍ‬‫்ݒ݉ ்ݒ‬=߸஻ |‫ܤ|ݍ‬(4)(4)ᘧࡣ᭤⋡༙ᚄܴࡢ ᐃࡀࠊ”Rigidity”࡜࿧ࡤࢀࡿ‫ ்݌‬Τ‫ࢆ ݍ‬Ỵᐃࡍࡿࠋࡇࢀ࡜ࠊ㟁Ⲵ࡟ᑐᛂࡍࡿ㐺ษ࡞፹య୰࡛ࡢ࢚ࢿࣝࢠ࣮ࣟࢫ ᐃࡸࠊ᫬㛫ᕪ
࡟ࡼࡿ㏿ᗘ ᐃ࡞࡝௚ࡢཎ⌮ࡢ ᐃ࡜⤌ࡳྜࢃࡏ࡚ࠊ‫ࢆݒࡸݍ‬ồࡵࠊ⿕ ᐃ⢏Ꮚࡢ㉁㔞ࢆỴᐃࡋ࡚࠸ࡃࠋ☢ሙ࡜୪⾜ࡍࡿ㐠ື㔞ᡂศ‫݌‬௭ = ݉‫ݒ‬௓ ࡣ‫ྠ ்݌‬ᵝ᫬㛫ኚ໬ࡀ↓ࡃࠊ☢ሙ࡜㐠ື㔞㛫ࡢゅᗘߠ㸦Fig.
2(c)㸧࡜ୗグࡢ㛵ಀ࡟࠶ࡿࠋ
‫݌‬௓
‫்݌‬
‫்݌‬
cos ߠ =‫ ݎ݋‬tan ߠ =‫ ݎ݋‬sin ߠ =
‫݌‬
‫݌‬௭
‫݌‬

(5)

㸦c㸧☢ሙ࡜ᆶ┤࡞㠃ୖࡢⲴ㟁⢏Ꮚ
Fig. 2 ☢ሙ୰ࢆ㣕⩧ࡍࡿⲴ㟁⢏Ꮚ(4)ᘧࢆୗグࡢࡼ࠺࡟グ㏙ࡍࡿࠋ
‫ = ்݌‬0.3|‫ݍ‬ො|‫ܴܤ‬(7)ࡇ ࡇ ࡛‫ ࡢ ்݌‬༢ ఩ ࡣ [GeV/c], ‫[ ࡣ ܤ‬T]ࠊ ܴ ࡣ [m] ࡛‫ݍ‬ො = ‫ݍ‬Τ݁㟁Ẽ⣲㔞༢఩࡟ࡼࡿ㟁Ⲵ㔞࡛࠶ࡿࠋ
2.2. ࢧࢪࢵࢱࡢ ᐃ࠿ࡽ㐠ື㔞࡬ᐇ㝿ࡢ⢏Ꮚ᳨ฟჾ࡛ࡣ Fig. 2 ࡢࡼ࠺࡞ࡽࡏࢇ≧Ⲵ㟁⢏Ꮚࡢ㣕㊧ࡢᐃ࠿ࡽศᯒ㸦ᵓ⠏㸧ࡉࢀࡿܴ࡜ߠ࡟ࡼࡗ࡚ࠊ(4)(5)ᘧࡼࡾ㐠ື㔞ࡣୗグࡢࡼ࠺ࡢ㣕㊧࡛ࡣ࡞ࡃࠊᑠࡉ࡞೫ྥゅߙ࡛ࡢ᭤⋡༙ᚄܴ
࡜ Fig. 3 ࡟ᥥ࠿ࢀ࡚࠸ࡿࢧࢪࢵࢱ‫ܮ࣒࣮࢔࡜ݏ‬௣ ࡢ࡟ồࡲࡿࠋ㛵ಀ࠿ࡽࠊ☢ሙ࡟ᆶ┤࡞㐠ື㔞ᡂศ‫ࢆ ்݌‬ồࡵ࡚‫=݌‬|‫ܴܤ|ݍ‬sin ߠ(6)ࡇࡇ࡛㐠ື㔞ࡢ༢఩ࢆຍ㏿ჾ≀⌮࡛ࡼࡃ⏝࠸ࡽࢀࡿ[GeV/c]ࢆ฼⏝࡛ࡁࡿࡼ࠺࡟ࡍࡿࡓࡵࠊග㏿ܿ ൎ 0.3 × 10ଽ [݉Τ‫࡜]ݏ‬༢఩㛫ࡢ㛵ಀ[T] = [VsΤmଶ]ࢆ⏝࠸࡚ୗグࡢ༢఩㛫ࡢ㛵ಀࢆᑟࡁࠊ
GeV
1 eVs
e
ൣGeVൗc൧ = ൤
൨=൤൨ = ቂ Tmቃ
0.3 × 10ଽ
0.3 m
0.3

࠸ࡿࠋࡑࡢ㛵ಀࢆୗグࡍࡿࠋ
‫ܮ‬௣
ߙ
ߙଶ
ߙ ߙ
ܴെ‫ݏ‬
= cos ൎ 1 െܽ݊݀= sin ൎ
8
2ܴ
2
2 2
ܴ
ࡼࡾࠊ
‫ݏ‬ൎ

1 ‫ܮ‬ଶ௣ 1 ଶ= ‫ܮ‬௣ |ߢ|
8ܴ
8

(8)

ࡇࡇ࡛|ߢ| = 1Τܴࡣ᭤⋡ࢆ♧ࡍࠋ(7)(8)ᘧࡼࡾࠊ

㸶㸫 2ධᑕࣅ࣮࣒࡜ࢯࣞࣀ࢖ࢻ☢ሙࡀᖹ⾜࡟࡞ࡿࡼ࠺
ྥࡁࢆࡑࢁ࠼ࠊࣅ࣮࣒⾪✺Ⅼࡀࢯࣞࣀ࢖ࢻ☢▼ࡢ ୰ᚰ ࡜࡞ࡿ ࡼ࠺ ࢫ࣌ࢡ ࢺࣟ ࣓࣮ࢱ ̿ࢆ 㓄⨨ࡋ ࠊ⾪ ✺Ⅼ࿘ ᅖࢆ ෇⟄ᙧ ≧ࡢ ࢺࣛࢵ ࣮࢝ ࡀᅖࡳࠊࢯࣞࣀ࢖ࢻ☢ሙ࡛೫ྥࡍࡿ⏕ᡂ⢏Ꮚࡢ㣕㊧ࡸ 2 ḟᔂቯࡢᵝᏊࢆ඲᪉఩㸦4ȧ㸧࡛㏣㊧ࡍࡿ㸦Fig. 4㸧ࠋࢺࣛࢵ࣮࢝࡟ࡣ෇⟄≧ࡢࢻࣜࣇࢺࢳ࢙
ࣥࣂ࣮ࡸ༙ᑟయ᳨ฟჾࡀ౑⏝ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ
㏻ᖖࢯࣞࣀ࢖ࢻ☢▼ࡣࣅ࣮࣒ࣛ࢖ࣥࡀ㏻㐣ࡍFig. 5 ࢧࢪࢵࢱࡢ ᐃ࠿ࡽ෇㌶㐨࡬‫= ்݌‬

0.3 ‫ܮ‬ଶ௣ ‫ܤ‬
8 ‫ݏ‬

ࡿ୰ᚰ㍈௜㏆ࢆ㝖࠸࡚㕲࣮ࣚࢡ࡛ᅖࡲࢀࠊ☢Ẽᅇ㊰ࡀᙧᡂࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢ୧㛤ཱྀ㒊
(9)༢ ఩ ࡣ ࠊ ‫[ ்݌‬GeVΤc]ࠊ‫ܮ‬௣ [m]ࠊ‫[ݏ‬m]ࠊ‫[ܤ‬T] ࡜ ࡞ࡿࠋ(9)ᘧࡼࡾ⢏Ꮚࡢ㌶㊧㸦఩⨨㸧⢭ᗘ࡟㝈⏺ࡀ࠶ࡿࠊࡍ࡞ࢃࡕࢧࢪࢵࢱ‫ࢆݏ‬ᑠࡉࡃࡍࡿࡇ࡜࡟㝈⏺ࡀ࠶ࡿ࡜ࡍࡿ࡜ࠊࡼࡾ㧗࠸㐠ື㔞ࡢ⢏Ꮚࡢ㆑ู࡟ࡣ኱ࡁ࡞‫ܮ‬ଶ௣ ‫ࡀܤ‬ᚲせ࡟࡞ࡿࡇ࡜ࢆ♧ࡋ࡚࠸ࢆሰࡄ࢚ࣥࢻ࣮ࣚࢡࡣࠊࢺࣛࢵ࣮࢝ࡀ㓄⨨ࡉࢀࡿࢯࣞࣀ࢖ࢻෆ㒊✵㛫ࡢ☢ሙᆒ୍ᗘࢆᨵၿࡍࡿ
ࡼ࠺ෆഃ㸦☢ᴟ㸧ࡢᙧ≧ࡀᕤኵࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋࢯ
ࣞࣀ࢖ࢻࡢእഃࡢࣜࢱ࣮࣮ࣥࣚࢡࡸ࢚ࣥࢻ࣮ࣚ
ࢡࡢእ࿘㒊ࡣ✚ᒙᵓ㐀᳨࡛ฟჾࡀ࣮ࣚࢡᒙ㛫࡟ᕪࡋ㎸ࡲࢀࢯࣞࣀ࢖ࢻࡸ㕲ࢆ㏻㐣ࡋ࡚㣕⩧ࡍࡿ⢏Ꮚ㸦࣑࣮ࣗ࢜ࣥ࡞࡝㸧ࢆࡿࠋ‫↓ࡶܤ‬ไ㝈࡟኱ࡁࡃࡍࡿࡇ࡜ࡣ࡛ࡁ࡞࠸ࡢ

ᐃࡍࡿ㸦Fig. 5㸧ࠋ࡛ࠊຍ㏿ჾࡢ࢚ࢿࣝࢠ࣮ࡢ㧗ࡃ࡞ࢀࡤ࡞ࡿ࡯࡝
ᐃჾࡢࢧ࢖ࢬࡶቑࡋ࡚࠸ࡃࠋ┠Ᏻ࡜ࡋ࡚㐠ື㔞࡜ࢧࢪࢵࢱ‫ࡢݏ‬㛵ಀࢆ Table 1 ࡟ᩚ⌮ࡍࡿࠋ
Table 1㐠ື㔞 VS ࢧࢪࢵࢱ @ B=1 T, ࡸ࢖ =1 m‫( ்݌‬GeV/c)
1000
100
10
1

‫( ݏ‬mm)
0.037
0.37
3.7
37

Fig. 3 ࢯࣞࣀ࢖ࢻᆺࢫ࣌ࢡࢺ࣓࣮ࣟࢱɆ

3. ᳨ฟჾࡢࢱ࢖ࣉ࡜ࢥ࢖ࣝࡢ✀㢮⢏Ꮚࡢ㐠ື㔞ࢆỴᐃࡍࡿࡓࡵ࡟⢏Ꮚࡢ㣕㊧ࢆ㏣࠺ࢺࣛࢵ࣮࢝࡜☢ሙ✵㛫ࢆ๰ฟࡍࡿ☢▼ࢆ⤌ࡳྜࢃࡏࡓᐃჾࡣࠊ࣐ࢢࢿࢵࢺࢫ࣌ࢡࢺ࣓ࣟ

࣮ࢱ̿࡜࿧ࡤࢀࡿࠋ඾ᆺⓗ࡞࣐ࢢࢿࢵࢺࢫ࣌ࢡ
ࢺ࣓࣮ࣟࢱ̿ࡢᵓᡂ࡜ࡋ࡚ࠊࢯࣞࣀ࢖ࢻᆺཬࡧ
ࢲ࢖࣏࣮ࣝᆺཬࡧࢺࣟ࢖ࢲࣝᆺࡀ࠶ࡿࠋ
Fig. 4 ࢯࣞࣀ࢖ࢻᆺࡢ౛㸦Belle ᳨ฟჾ㸧

3.1. ࢯࣞࣀ࢖ࢻᆺࢫ࣌ࢡࢺ࣓࣮ࣟࢱ̿
SuperKEKB ࡢ BelleIIᐃჾࢆࡣࡌࡵࠊከࡃ

ࡢ⾪✺ᆺຍ㏿ჾ㸦ࢥࣛ࢖ࢲ࣮㸧ᐇ㦂࡛ࡣࢯࣞࣀ
࢖ࢻᆺࢫ࣌ࢡࢺ࣓࣮ࣟࢱ̿ࡀ᥇⏝ࡉࢀ࡚ࡁࡓࠋ

㸶㸫 3

3.2. ࢲ࢖࣏࣮ࣝᆺࢫ࣌ࢡࢺ࣓࣮ࣟࢱ̿
J-PARC ࣁࢻ࣮࡛ࣟࣥ࣍ࣝࡢཎᏊ᰾ᐇ㦂ࢆࡣࡌࡵࠊᅛᐃᐇ㦂ᶆⓗࢆ౑⏝ࡍࡿᐇ㦂࡛ࡣࢲ࢖࣏࣮ࣝ ᆺࢫ ࣌ࢡࢺ ࣓ࣟ ࣮ࢱ̿ ࡀ ୺ ࡟᥇⏝ ࡉࢀ ࡚࠸
ࡿࠋFig. 6 ࡟ᥥ࠿ࢀࡿࡼ࠺࡟ࠊᅛᐃᶆⓗࡢඛ᪉࡟ࢲ࢖࣏࣮࣐ࣝࢢࢿࢵࢺࡀ㓄⨨ࡉࢀࠊධᑕࣅ࣮࣒
࡜ࡣᆶ┤᪉ྥࡢ☢ሙ㡿ᇦࢆ⏕ᡂࡍࡿࠋ࣐ࢢࢿࢵ
ࢺෆ㒊ࡸ๓ᚋ࡟ࢺࣛࢵ࣮࢝ࡀ㓄⨨ࡉࢀᶆⓗ࡛⏕ᡂࡉࢀࡓ⢏Ꮚࡢ㐠ື㔞ࢆᆺࡀ඲᪉఩࡛⢏Ꮚࢆ
Fig. 6 ࢲ࢖࣏࣮ࣝᆺࢫ࣌ࢡࢺ࣓࣮ࣟࢱ̿

ᐃࡍࡿࠋࢯࣞࣀ࢖ࢻ

ᐃࡍࡿࡢ࡟ᑐࡋ࡚ࠊᮏࢱ

࢖ࣉ࡛ࡣ๓᪉࡟ฟ࡚ࡃࡿ⢏Ꮚ࡟㝈ᐃࡉࢀࡿࠋ
3.3. ࢺࣟ࢖ࢲࣝᆺࢫ࣌ࢡࢺ࣓࣮ࣟࢱ̿
ᅛᐃᶆⓗᐇ㦂࡛ࣅ࣮࣒㍈࡜ᆶ┤᪉ྥ࡟㣕⩧ࡍࡿ⢏Ꮚࢆ኱❧యゅ࡛ᐃࡍࡿ㸦Fig. 7㸧ࠋᶆⓗࡸ⾪✺Ⅼࡑࡢࡶࡢࡸ┤㏆࡬ࡢ☢ሙࡢ༳ຍࡣ㞴ࡋ࠸
ࡢ࡛ࠊLHC ࡢ ATLASᐃჾࡢࡼ࠺࡟⾪✺Ⅼ࿘

㎶ࡣࢯࣞࣀ࢖ࢻ☢ሙ࡛ࠊ㐲᪉ࡣࢺࣟ࢖ࢲࣝ࡟ࡼ
ࡗ࡚኱ࡁ࡞☢ሙ✵㛫ࢆ๰ฟࡋ࡚࠸ࡿᐇ౛ࡶ࠶ࡿ
㸦Fig. 8㸧
ࠋ㏫࡟ᶆⓗࡸධᑕࣅ࣮࣒ࣛ࢖ࣥ࡟☢ሙࢆ
Fig. 7 ࢺࣟ࢖ࢲࣝᆺࢫ࣌ࢡࢺ࣓࣮ࣟࢱ̿

࠿ࡅࡎࠊ኱❧యゅ࡛⢏Ꮚ᳨ฟࢆࡋࡓ࠸ሙྜࡣᮏ
᪉ᘧࡀዲࡲࡋ࠸ࠋ
3.4. KEK ࡟ᡤᅾࡍࡿࢫ࣌ࢡࢺ࣓࣮ࣟࢱ̿
KEK ࡟ࡣࠊFig. 5 ࡛♧ࡍࢯࣞࣀ࢖ࢻᆺࡢ Belleᐃჾ௨እ࡟㉸ఏᑟ☢▼ࢆ౑⏝ࡋࡓࣇ࢛࣮࣡ࢻ
ᆺ㸦Fig. 9㸧ࡸࢺࣟ࢖ࢲࣝᆺࡢࢫ࣌ࢡࢺ࣓࣮ࣟࢱ
̿ࡶ࠶ࡿࡢ࡛ࡇࡇ࡛⤂௓ࡋ࡚࠾ࡃ㸦Fig. 10㸧ࠋ࡝

ATL AS
Fig. 8ࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡜ࢺࣟ࢖ࢲࣝࡢ⤌ྜࡏ 9)

ࡕࡽࡶ J-PARC ࡢࣁࢻ࣮࡛ࣟࣥ࣍ࣝ✌ാࡋࡓᐇ⦼
ࡀ࠶ࡿࡀࠊ⌧ᅾࡣಖ⟶ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ

Fig. 9 SKS㸦ࣇ࢛࣮࣡ࢻᆺ㸧@J-PARC21)

Fig. 10 TREK㸦ࢺࣟ࢖ࢲࣝᆺ㸧@J-PARC22)

㸶㸫 4

4.2. ㉸ఏᑟࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡜ࢺࣟ࢖ࢲࣝࡢ≉ᚩ

4. ᳨ฟჾ࡟࠾ࡅࡿ㉸ఏᑟ☢▼ᢏ⾡᳨ฟჾࡢࢱ࢖ࣉࡈ࡜ࡢ≉ᚩࡣ 3 ⠇࡛㏙࡭ࡓࡀࠊ

4.1. ᳨ฟჾ⏝㉸ఏᑟ☢▼ࡢ≉ᚩ㉸ఏᑟࢥ࢖ࣝ࡜ࡋ࡚ࡢ≉ᚩࢆᩚ⌮ࡍࡿࠋ᭱ึ࡟᳨ฟჾ⏝㉸ఏᑟ☢▼࡟ᮇᚅࡉࢀ࡚࠸ࡿ
せ௳ࡸࡑࡢ≉ᚩࢆᩚ⌮ࡍࡿࠋ
ձ 2.2 ⠇࡛㏙࡭ࡓࡼ࠺࡟㐠ື㔞ᐃࡢࡓࡵࡢࢯࣞࣀ࢖ࢻࢥ࢖ࣝ
- ࢥ࢖ࣝᕳ⥺୰ࡢ᭱኱☢ሙ‫ܤ‬௣௘௔௞ ࡣ୰ᚰ☢ሙ‫ܤ‬଴ ࡢ
1.2 ಸ⛬ᗘࠋࢺࣟ࢖ࢻࢲࣝࡣ‫ܤ‬௣௘௔௞ /‫ܤ‬଴ ൎ ~4⛬༑ศ࡞☢ሙ✵㛫‫ܮܤ‬ଶ଴ ࡀ☜ಖࡉࢀ࡞ࡅࢀࡤ࡞

ᗘ࡟࡞ࡗ࡚ࡋࡲ࠺ࠋ

ࡽ࡞࠸ࠋࡑࡢ✵㛫ࡣ᳨ฟჾࡀタ⨨ࡉࢀࡿ- ෇⟄≧ࡢᕳ⥺ࡣࢩࣥࣉ࡛ࣝ⮬❧ᵓ㐀࡜࡞ࡿࠋࡢ࡛኱ᑍἲࡢᐊ ✵㛫࡟࡞ࡿࠋ- 㟁☢ຊࡣࣇ࣮ࣉຊ࡜㍈ᅽ⦰ຊ࡜࡞ࡾࠊᇶᮏⓗղ ᵝࠎ࡞᳨ฟჾࡀ☢▼ࡢෆእ࡟⛻ᐦ࡟⤌ࡳ࡟ࢥ࢖ࣝෆ㒊࡛ຊࡣ㛢ࡌ࡚࠸ࡿࠋእ㒊࡜ࡢ㟁㎸ࡲࢀࡿࡢ࡛ࠊ☢▼㸦㉸ఏᑟࢥ࢖ࣝࡢධ

☢ຊᨭᣢࢆ᭱ᑠ࡟ࡍࡿࡇ࡜࡛⇕౵ධࡶᑡ࡞ࡃ

ࡗࡓࢡࣛ࢖࢜ࢫࢱࢵࢺ㸧ࡢ≀⌮ⓗࢧ࢖ࢬ࡞ࡿࠋ㸦ཌࡳ㸧ࡢ᭱ᑠ໬ࢆᅗࡿ࡜࡜ࡶ࡟ࠊ≀㉁㔞

- ࢥ࢖ࣝᕳ⥺ࡣࡑࢀࢆእ࿘ഃ࠿ࡽᨭ࠼ࡿࢧ࣏࣮

ࡶ᭱ᑠ࡟ࡋ࡚ࠊࣀ࢖ࢬ※࡜࡞ࡿ⢏Ꮚᩓ஘ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮࡛ಖᣢࡉࢀࡿࠋࡇࡢࢧ࣏࣮ࢺࢩ

ࢆᢚ࠼ࡿࠋ≉࡟ࢯࣞࣀ࢖ࢻࢱ࢖ࣉ࡛እഃ

ࣜࣥࢲ࣮ࡣ㟁☢ຊᨭᣢࢆ⿵ຓࡍࡿ࡜࡜ࡶ࡟ఏ

࡟⢏Ꮚࡢ࢚ࢿࣝࢠ࣮ࢆ

ᑟ෭༷ࡢఏᑟᯈ࡜ࡋ࡚ࡶᶵ⬟ࡍࡿࠋᐃࡍࡿ࣮࢝ࣟࣜ

࣓࣮ࢱ࣮ࢆ㓄⨨ࡍࡿሙྜ࡟ࡣ≀㉁㔞ࡢ᭱- ᚑࡗ࡚ࢥ࢖ࣝࡣⷧࡃࠊ㍍ࡃࠊ㏱᫂ᛶࢆᣢࡓࡏ

ᑠ໬㸦⢏Ꮚࡢ㏱㐣ᛶ㸧ࡀ᭱㔜せ࡞タィ᮲௳࡟࡞ࡿࠋࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋ- 㣕㊧࡟ᑐࡋ࡚ᖹ⾜᪉ྥࡢ☢ሙࡀ࠶ࡾࠊࣅ࣮࣒ճ ㉸ఏᑟࢥ࢖ࣝ࡬෭፹ࢆ౪⤥ࡍࡿ㓄⟶ࡸບ

㍈᪉ྥ࡟㏆࠸⢏Ꮚ࡟ᑐࡋ࡚ࡣឤᗘࡀⴠࡕࠊຠ

☢⏝ࡢ㟁ὶࣂࢫࣛ࢖ࣥࡶ⢏Ꮚ᳨ฟჾࢆタ⨨࡛ࡁ࡞࠸ࢹࢵࢻࢫ࣮࣌ࢫ࡜ࡳ࡞ࡉࢀ࡚

⋡ࡀⴠࡕࡿࠋ- 㔜 ࡓ ࠸ 㕲 ࣚ ࣮ ࢡ ࡟ ࡼ ࡿ☢ Ẽ ᅇ ㊰ 㸦 ࣜ ࢱ ࣮ ࣥࡋࡲ࠺ࡢ࡛ࠊ᭱ᑠ໬ࡋ࡞࠸࡜࠸ࡅ࡞࠸ࠋ㒊㸧ࢆᚲせ࡜ࡍࡿࠋմ ☢▼ࡣෆ㒊ࡢ᳨ฟჾࡢᨭᣢᵓ㐀ࡢ୍㒊࡜ࢺࣟ࢖ࢲࣝࢥ࢖ࣝ

࡞ࡾࡑࡢⲴ㔜ࢆཷࡅࡿࠋ୍᪉ࠊ⮬㌟ࡣእ

- 㣕㊧࡟ᑐࡋ࡚ᆶ┤࡞☢ሙࢆ⏕ᡂࡍࡿࠋ㒊ࡢ᳨ฟჾᵓ㐀య࠿ࡽᨭᣢࡉࢀࠊࢩࣥࣉ

- ࢥ࢖ࣝࡔࡅ࡛☢Ẽᅇ㊰ࡀᙧᡂࡉࢀ㕲࣮ࣚࢡࡀࣝ࡞ᗋタ⨨࡟ࡣ࡞ࡽ࡞࠸ࡇ࡜ࡀከ࠸ࠋ᳨
ฟჾᵓ㐀య࡬ࡢ࢖ࣥࢫࢺ࣮ࣝ᪉ἲࡶྵࡵ

୙せࠋ- ࣅ࣮࣒㍈ୖࡣࢮࣟ☢ሙ࡛ධᑕࣅ࣮࣒࡬ࡢᖸ΅ᅛᐃ᪉ἲࡢ᳨ウࡀᚲせ࡜࡞ࡿࠋࡀ࡞࠸ࠋ㏫࡟ḞⅬ࡜ࡋ࡚⾪✺Ⅼ㏆ഐ࡬ࡢ☢ሙյ ᳨ฟჾ⏝㉸ఏᑟ☢▼ࡣ୍ྎ㝈ࡾ࡛ࣂࢵࢡ
࢔ࢵࣉࡣ኱᢬〇సࡉࢀ࡞࠸ࠋࡲࡓ᳨ฟჾ

ࡢᥦ౪ࡀ࡛ࡁ࡞࠸ࠋ
- ࢺࣟ࢖ࢲࣝ☢ሙࡣእ࿘࡟⾜ࡃ࡯࡝ୗࡀࡾᆒ୍

࡬ࡢ⤌ࡳ㎸ࡳᚋࡣ☢▼࡬ࡢ࢔ࢡࢭࢫࡢ㞴ࡋࡃ࡞ࡿࡢ࡛ࠊಟ⌮ࡶᅔ㞴࡟࡞ࡿࠋ㧗࠸ᗘࡀప࠸ࠋ- 㟁☢ຊࡣࢥ࢖ࣝෆ㒊࡟␃ࡲࡽ࡞࠸ࡢ࡛ࠊᙉᅛ

Ᏻ඲⋡ࠊሀ∼ᛶ࡜෕㛗ᛶࡀồࡵࡽࢀࡿࠋ

࡞௜ຍᵓ㐀ࡀᚲせ࡜࡞ࡿࠋն せồࡉࢀࡿ☢ሙࡢ㧗ࡉࡣ᭱኱ 5 T ⛬ᗘ࡞ࡢ௨ୖᩚ⌮ࡋࡓࡼ࠺࡟ࢯࣞࣀ࢖ࢻᙧ≧ࡀࢥ࢖࡛ࣝࠊ࣒࣊ࣜ࢘ᾮ໬෭෾ᶵ࡟ࡼࡿ 4.5 K ࡟෭ࡢ ≀㉁ 㔞పῶ 㸦㏱ ᫂໬㸧 ࡟༶ ࡋ࡚࠾ ࡾࠊ ᐇ㝿༷ࡉࢀࡓ NbTi ࢥ࢖ࣝࢆ㑅ᢥࡋࠊࡼࡾ㧗࠸ࠕⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻࠖ࡜ࡋ࡚ᵝࠎ࡞☢▼ࡀ㛤Ⓨࡉࢀ☢ሙࡢࡓࡵࡢ㐣෭༷ 2 K 㐠㌿ࡸ Nb3Sn ࡢ࡚ࡁࡓࠋᮏ✏࡛ࡣࠊࡇࢀ௨㝆≉࡟᩿ࡽ࡞࠸㝈ࡾ౑⏝ࡣ⪃࠼࡞࠸ࠋ

ⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻࢱ࢖ࣉࢆ๓ᥦ࡜ࡋ࡚ゎㄝࢆࡍࡍ
ࡵࡿࠋ

㸶㸫 5

෭༷ࡢሙྜᾮయ࣒࣊ࣜ࢘ᐜჾ㸧ࡶຍ࠼ࡽࢀࡿࠋ

‫ܤ‬଴ ଶ ܴ௜(12)
2ߤ଴ ‫ݐ‬௛(11)ᘧࡣୗグࡢࡼ࠺࡟᭩ࡁ᥮࠼ࡽࢀࡿࠋ
‫ܧ‬ൗ = ߪథ‫ ܯ‬2ߛ଴
ࡇࢀࡣ E/M ẚࡀࢥ࢖ࣝࡢࣇ࣮ࣉᛂຊ࡜ᐦᗘࡢẚ࡛⾲ࡉࢀࡿࡇ࡜ࢆ♧ࡋࠊ㧗࠸チᐜᛂຊߪ௔ ൫> ߪథ ൯
ࢆᣢࡘ㍍࠸ᮦᩱ࡛ࢥ࢖ࣝࢆᵓᡂࡍࢀࡤ㧗࠸ E/Mẚࢆᐇ⌧ࡍࡿࡇ࡜ࢆ♧ࡋ࡚࠸ࡿࠋࡇࡢࡓࡵࠊᚋ
㏙ࡍࡿࡼ࠺࡟᳨ฟჾࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡛ࡣ⥺ᮦࡸࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮ࠊ⇕ఏᑟᯈࡸ෭༷⟶࡞࡝࡟ࡣ࢔
࣑ࣝᮦࡀከ⏝ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ

4.3.1. E/M ẚ-㟁☢ᛂຊ࠿ࡽࡢ⪃ᐹ

4.3.2. E/M ẚ-⇕ⓗ࡞⪃ᐹ࡜ࢡ࢚ࣥࢳಖㆤ

4.3. ప≀㉁㔞ࢆ┠ᣦࡍࢥ࢖ࣝ࡜ᣦᶆ㸸E/M ẚߪథ =⢏Ꮚ᳨ฟჾ࡛ࡣ㸪4.1 ⠇࡛㏙࡭ࡓࡼ࠺࡟ࠊ኱ࡁ
࡞☢ሙ✵㛫ࢆ࡛ࡁࡿ㝈ࡾᑡ࡞࠸≀㉁㔞࡛⏕ᡂࡍࡿࡇ࡜ࡀせㄳࡉࢀࡿࠋࡑࡢᛶ⬟ࢆ⾲ࡍࢫࢣ࣮ࣜ
ࣥࢢࣃ࣓࣮ࣛࢱࡀ⵳✚࢚ࢿࣝࢠ࣮㸭ࢥ࢖ࣝ㉁㔞
㸦E/M㸧ẚ࡛࠶ࡿࠋࢥ࢖ࣝࡢ㉁㔞࡟ࡣࠊࢥ࢖ࣝᕳ
⥺࡟ຍ࠼࡚ᕳ⥺࡟ಀࡿ㟁☢ຊࢆᨭᣢࡍࡿᵓ㐀య㸦౛࠼ࡤࢯࣞࣀ࢖ࢻࢥ࢖ࣝእ࿘ഃࡢࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜ
ࣥࢲ࣮㸧ࡸ෭༷ࡢࡓࡵࡢ≀㉁㸦⇕ఏᑟᯈࡸᾐₕ⡆༢࡟༙ᚄܴ௜ ࡢ↓㝈㛗ࢯࣞࣀ࢖ࢻ༢఩㛗ࡉ㸦1m 㛗㸧࠶ࡓࡾ࡛ E/M ẚࡢᣢࡘព࿡ࢆ⾲グࡋ࡚ࡳࡿࠋࢥ࢖ࣝෆ㒊ࡣᆒ୍☢ሙ‫ܤ‬଴ ࡛⵳✚ࡉࢀ࡚࠸ࡿ
☢Ẽ࢚ࢿࣝࢠ࣮ࡣୗᘧ࡜࡞ࡿࠋ
‫ܤ‬଴ଶ
‫=ܧ‬ቆ
ቇ ൫ߨܴ௜ଶ ൯
2ߤ଴ࢥ࢖ࣝࡢཌࡉࢆ‫ݐ‬௛ ࠊᖹᆒࡢᐦᗘࢆߛ଴ ࡜⨨ࡃ࡜ࠊࢥ
࢖ࣝࡢ㉁㔞ࡣୗᘧ࡜࡞ࡿࠋ
‫ = ܯ‬2ߨܴ௜ ‫ݐ‬௛ ߛ଴
ࡼࡗ࡚ E/M ẚࡣଶଶ‫ܧ‬ൗ = ቆ ‫ܤ‬଴ ቇ ൬ ܴ௜ ൰ = ቆ ‫ܤ‬଴ ቇ ܴ௜(10)
‫ܯ‬2ߤ଴ 2‫ݐ‬௛ ߛ଴
4ߤ଴ ߛ଴ ‫ݐ‬௛࡜࡞ࡿࠋᚄܴ௜ ࡸ☢ሙ‫ܤ‬଴ ࡢ␗࡞ࡿࢥ࢖ࣝ㛫࡛≀㉁㔞ߛ଴ ‫ݐ‬௛ ࡢᑡ࡞ࡉࢆホ౯ࡋ࡚࠸ࡿࣃ࣓࣮ࣛࢱ࣮࡛࠶
ࡿࡇ࡜ࡀ♧ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ
ࡉࡽ࡟‫ݐ‬௛ ࡢ᭱ᑠ್࡟ࡘ࠸࡚⪃ᐹࡍࡿࠋ↓㝈㛗ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢෆ㒊☢ሙ‫ܤ‬଴ ࡣࢥ࢖ࣝࡢ༢఩㛗࠶ࡓࡾࡢࢥ࢖ࣝᕳᩘ݊࡜ࢥ࢖ࣝ㟁ὶ‫ࡾࡼ࡟ܫ‬௨ୗࡢࡼ࠺
࡟ồࡵࡽࢀࡿࠋ
(11)‫ܤ‬଴ = ߤ଴ ݊‫ܫ‬‫ܤ‬଴ ࡣ㍈᪉ྥࠊ‫ࡣܫ‬࿘᪉ྥ࡛ࢥ࢖ࣝ⥺ᮦ࡟ᚄ᪉ྥእ
ྥࡁ࡟⥺ᮦࡢ༢఩㛗ᙜࡓࡾ㟁☢ຊ݂௥ ࡀⓎ⏕ࡍࡿࠋࢥ࢖ࣝእ࿘ഃࡣ☢ሙࢮࣟ࡜࡞ࡿࡢ࡛ࠊࢥ࢖ࣝ㒊ࡢ☢ሙࡣᖹᆒࡋ࡚‫ܤ‬଴Τ2࡜ࡳ࡞ࡏ࡚‫ܤ‬଴݂௥ = ݊‫ܫ‬
2࡜࡞ࡿࠋ݂௥ ࡢྜຊࡣ Fig. 11 ࡟ᥥ࠿ࢀࡿࡼ࠺࡟࿘
᪉ྥࡢ࠸ࢃࡺࡿࣇ࣮ࣉຊ‫ܤ‬଴݊‫ܴܫ‬௜
݂థ =
2
ଶ
‫ܤ‬଴
ܴ
=
2ߤ଴ ௜
࡜࡞ࡿࠋࢥ࢖ࣝࡢཌࡉࡀ‫ݐ‬௛ ࡞ࡢ࡛ࣇ࣮ࣉᛂຊࢡ࢚ࣥࢳⓎ⏕᫬ࠊࡑࢀࡲ࡛ࢥ࢖ࣝ࡟㈓࠼ࡽࢀ
࡚࠸ࡓ☢Ẽ࢚ࢿࣝࢠ࣮ࡣࠊእ㒊ࡢಖㆤ᢬ᢠ࡟ྤ
ࡁฟࡉࢀࡿ௨እࡣࠊ⇕࢚ࢿࣝࢠ࣮࡟ኚ᥮ࡍ࡞ࢃ
ࡕࢥ࢖ࣝ⮬㌟ࡢ ᗘୖ᪼࡟࡞ࡿࠋ඲☢Ẽ࢚ࢿࣝࢠ࣮ࡀ⇕࢚ࢿࣝࢠ࣮࡜ࡋ࡚ࢥ࢖ࣝࡀᆒ➼࡟྾཰ࡍࡿ࡜ୗグࡢ㛵ಀ࡟࡞ࡿࠋ
‫ܯ = ܧ‬൫݄(ߠொ ) െ ݄(ߠ଴ )൯
‫ܧ‬ൗ = ݄൫ߠ ൯ െ ݄(ߠ )
(13)
ொ
଴
‫ܯ‬
݄(ߠொ )ࡣࢡ࢚ࣥࢳᚋࡢᆒ➼࡟ߠொ ࡲ࡛ ᗘୖ᪼ࡋࡓ
᫬ࡢ࢚ࣥࢱࣝࣆ࣮ࠊ݄(ߠ଴ )ࡣࢡ࢚ࣥࢳ๓ ᗘߠ଴ ࡛ࡢ࢚ࣥࢱࣝࣆ࣮ࢆ⾲ࡍࠋ (13)ᘧ࡟♧ࡉࢀࡿࡼ࠺
࡟ E/M ẚࡣᆒ➼࡟⵳✚࢚ࢿࣝࢠ࣮ࢆࢥ࢖ࣝ⮬㌟
ࡀ྾཰ࡋࡓ᫬ࡢ ᗘୖ᪼࡜ゝ࠼ࡿࠋࢥ࢖ࣝ࡟౑
⏝ࡉࢀࡿ୺࡞ᮦᩱ㸦㖡࡜࢔࣑ࣝ㸧ࡢ࢚ࣥࢱࣝࣆ࣮ࡢ ᗘኚ໬ࢆ Fig. 12 ࡟ࡲ࡜ࡵࡿࡀࠊE/M=10
kJ/kg ࡜࠸࠺ࡢࡣ࢔࣑ࣝ୺యࡢࢥ࢖ࣝࡔ࡜ 80 K࡟┦ᙜࡋ࡚࠸ࡿࠋ
ᐇ㝿࡟ࡣࢡ࢚ࣥࢳⓎ⏕Ⅼࢆࡣࡌࡵ ᗘୖ᪼ࡢ㧗࠸࠿ᡤࡀⓎ⏕ࡍࡿࠋE/M ẚࡀ㧗ࡃ࡞ࡾࠊࢡ࢚
ࣥࢳᚋࡢᆒ୍ ᗘୖ᪼ࡀࡼࡾ㧗ࡃ࡞ࡿ࡜ࠊ࣍ࢵࢺ ࢫ࣏ ࢵࢺࡀ Ⓨ⏕ ࡋ࡚ࢥ ࢖ࣝ ࡢ↝ᦆ ࠊ⤯ ⦕◚ቯࠊ⇕ࡦࡎࡳᦆയ࡞࡝ࡢ༴㝤ᛶࡀ㧗ࡲࡿࡢࡣ᫂
ࡽ࠿࡛ࠊࢡ࢚ࣥࢳಖㆤฎ⨨ࡢ㔜せᛶࡣቑࡍࠋ

㸶㸫 6

Fig. 11 ࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡟ㄏ㉳ࡉࢀࡿ㟁☢ᛂຊࢡ࢚ࣥࢳಖㆤἲ࡜ࡋ࡚ࠊ࠸ࡗࡓࢇࢡ࢚ࣥࢳࡀ
Ⓨ⏕ࡍࡿ࡜ࠊ㏫࡟ࢥ࢖ࣝ඲యࢆࢡ࢚ࣥࢳࡉࡏࡿ
ࡸࡾ᪉ࡀ࠶ࡿࠋࢥ࢖ࣝ඲ᇦ࡛᢬ᢠᡂศࢆᣢࡘࡇ
࡜࡛ࠊ㟁ὶࡢῶ⾶ࡀ᪩ࡃ࡞ࡾࢡ࢚ࣥࢳⓎ⏕Ⅼࡢᗘୖ᪼ࡀᢚ࠼ࡽࢀࡿ࡜࡜ࡶ࡟ࠊ᢬ᢠᛶ㟁ᅽ࡜ㄏᑟᛶ㟁ᅽࡀ┦ẅࡋྜ࠸㧗࠸ෆ㒊㟁ᅽࡢⓎ⏕ࢆ㜵ࡄࠋලయ⟇ࡣᚋ㏙ࡍࡿࡀࠊE/M ࣃ࣓࣮ࣛࢱ࣮
࡟ᑐᛂࡍࡿߠொ ࡀࡇࡢࢡ࢚ࣥࢳಖㆤᡭἲ࡛ᢚไࡉ
ࢀࡿୖ᪼ ᗘ┠ᶆ್࡟┦ᙜࡍࡿࠋ
4.3.3. E/M ẚࡢࡲ࡜ࡵ࡜ẚ㍑
ᑗ᮶ィ⏬ࡶྵࡵ୺せ࡞᳨ฟჾ⏝㉸ఏᑟࢯࣞࣀ
࢖ࢻࡢ E/M ẚࢆ Fig. 13 ࡟ࡲ࡜ࡵࡓࠋึᮇࡢ
PLUTO ࡸ AMY ࡣᾐₕ෭༷᪉ᘧ࡛ᾮయ࣒࣊ࣜ࢘
ᐜჾࡶ㉁㔞 M ࡟ຍ⟬ࡉࢀ࡚࠸ࡿࡢ࡛ప࠸್࡜࡞
ࡗ࡚࠸ࡿࠋE/M ẚࡀ 7 kJ/kg ࢆ㉸࠼ࡿ ATLASCSࠊ SDC-Proto ࠊ BessPolar(Main & Proto)ࠊ
CMS ࡣᚋ㏙ࡍࡿ࢔࣑ࣝ໬ᮦࡢᶵᲔᙉᗘࢆୖࡆࡓ
⥺ᮦࢆ᥇⏝ࡋ࡚࠾ࡾࠊᑗ᮶ィ⏬ࡢࢯࣞࣀ࢖ࢻࡶ
ࡑࡢᑟධࢆ᳨ウࡋ࡚࠸ࡿࠋ୍᪉ࠊPEP4/TPC ࡣప࠸㖡ẚ 1.8 ࡢ NbTi/Cu ࢆ⏝࠸ࡓࢥ࢖࡛ࣝࠊࡇ
ࡕࡽࡶ E/M ẚ 7.8 kJ/kg ࢆ㐩ᡂࡋ࡚࠸ࡿࡀࠊࢡ࢚
ࣥࢳ᫬ࡢ㧗㟁ᅽ࡛ࢩ࣮ࣙࢺ࡜↝ᦆ஦ᨾࢆⓎ⏕ࡋ࡚࠾ࡾࠊࡑࡢᚋࡢ᳨ฟჾ⏝ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢᑟయ࡜ࡋ ࡚࢔ ࣑ࣝ⿕ そᑟ యࡢ᥇ ⏝ࢆ ಁࡍ⤖ ᯝ࡜ ࡞ࡗࡓࠋߠ௤Fig. 12 ࢥ࢖ࣝ୺せᮦᩱࡢ࢚ࣥࢱࣝࣆ࣮

4.4. 㧗 E/M ẚࢆ┠ᣦࡋࡓࡇࢀࡲ࡛ࡢᢏ⾡ᒎ㛤
Table 2 ప≀㉁㔞ࡢࡓࡵ࡟ᑟධࡉࢀࡓᢏ⾡せ⣲
ᢏ⾡せ⣲

ᑟධᶵ

࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺

ISR,

ఏᑟ෭༷

CELLO

ྠ᫬ᢲฟἲ࡟ࡼࡿ࢔࣑ࣝᏳᐃ໬⥺CDF

E/M ẚࢆ㧗ࡵࡿࡓࡵ࡟ᑟධࡋ࡚ࡁࡓᢏ⾡せ⣲┤᥋ෆᕳࡁἲTOPAZ

ࢆ Table 2 ࡟ᩚ⌮ࡍࡿࠋࡇࢀࡽࢆ཰ᩡࡉࡏ࡚ࠊ⌧ࢧ࣮ࣔࢧ࢖ࣇ࢛ࣥ࡟ࡼࡿ෭፹౪⤥ALEPH,

᫬Ⅼ࡛ࡣୗグࡢࡼ࠺࡟ⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢ≉ᚩࢆ

DELPHIࡲ࡜ࡵࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋ

CFRP ┿✵ᐜჾእ⟄

VENUS

ձ ⣧࢔࣑࡛ࣝ⿕そࡉࢀࡓ NbTi/Cu ࢣ࣮ࣈࣝ⣧࢔࣑ࣝᯈ࡟ࡼࡿࢡ࢚ࣥࢳఏ᧛

BESS

Fig. 13 ୺せ࡞᳨ฟჾ⏝㉸ఏᑟࢯࣞࣀ࢖ࢻ㸦ᑗ᮶ィ⏬ࡶྵࡴ㸧ࡢ E/M ẚ㸦࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺㸧࡟ࡼࡿࢥ࢖ࣝᕳ

࢔࣑ࣝࣁࢽ࣒࢝┿✵ᐜჾእ⟄⥺ࠋ࢔࣑ࣝ㒊ศࡢᙉ໬࡟ࡼࡿ㟁☢ຊᨭᣢࠋZn ῧຍ࡟ࡼࡿ࢔࣑ࣝᮦᙉ໬

SDC-Pղ ᕳ⥺እ࿘ࢆࢧ࣏࣮ ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮࡛⿵ᙉ ࡍ↓⤯⦕ᕳ⥺*

CMD-2

ࡿࠋ෭༷㓄⟶ࡣࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮እ㠃࡟Ni ῧຍ࡟ࡼࡿ࢔࣑ࣝᮦᙉ໬ATLAS㓄⨨ࡉࢀࠊࢥ࢖ࣝࡣఏᑟ෭༷ࡉࢀࡿࠋ

࢔࣑ࣝྜ㔠௜ຍ࡟ࡼࡿᙉ໬

CMSࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮↓BessPolarճ ᕳ⥺ෆഃ࡟ࡣᕳᯟ࡞࡝ᵓ㐀≀ࡣ↓࠸ࠋ

㸶㸫 7մ ᕳ⥺ࡣ࢚࣏࢟ࢩᶞ⬡࡛ྵ౵ࡉࢀࠊࢧ࣏࣮ࢺ

ࡾ኱ࡁ࡞᳨ฟჾ☢▼ࡀᚲせ࡜࡞ࡾࠊࡼࡾ኱ࡁ࡞

ࢩࣜࣥࢲ࣮ࡶྵࡵ࡚ࠊᶵᲔⓗ࣭⇕ⓗ࡟୍య࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺ࡀ㛤Ⓨࡉࢀ࡚ࡁࡓࡇ࡜ࡀ

໬ࡉࡏ࡚࠸ࡿࠋ

♧ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋࡇࡢ࢔࣑ࣝᏳᐃ໬ᮦࡣࠊࢡ࢚ࣥյ ࣁࢽ࣒࢝ࡸ࢔࢖ࢯࢢࣜࢵࢻᵓ㐀࡛≀㉁㔞ࢆࢳ※࡟࡞ࡾ࠿ࡡ࡞࠸ᨐ஘ࢆ྾཰ࡋ㸦Ᏻᐃ໬㸧ࠊࢡୗࡆࡘࡘ๛ᛶࢆ☜ಖࡋࡓ┿✵ᐜჾእ⟄ࡸ➃࢚ ࣥࢳ ࡟Ⓨᒎ ࡋࡓ ᫬ࡢ ࢪ ࣮ࣗ ࣝⓎ⇕ ࡜ᗘୖ㒊ࣇࣛࣥࢪࠋ

࣭᪼㟁ᅽୖ᪼ࢆ⦆࿴㸦ࢡ࢚ࣥࢳಖㆤ㸧ࡍࡿࡓࡵձ㹼մࡢᴫᛕ࡟ᇶ࡙ࡃࢥ࢖ࣝࡣ㏱᫂ᛶࡢ௚࡟ୗ

࡟ᑟධࡉࢀࡓࠋࡉࡽ࡟ᶵᲔᙉᗘࡢྥୖࡀᅗࡽࢀ

グࡢࡼ࠺࡞ࡾ㛗ᡤࢆ᭷ࡍࡿࠋ

㟁☢ຊࡢᨭᣢࡶᢸ࠺ࡼ࠺࡟࡞ࡾࠊ࣒࣊ࣜ࢘ᐜჾ

-㍍㔞࡞ࢥ࢖ࣝ࡜࡞ࡾࠊࡑࡢᨭᣢᮦࡢ㈇ᢸࡀ

ࢆᗫṆࡋࠊࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮ࢆⷧࡃࡋ࡚ࠊࢥ

ῶࡾ౵ධ⇕ࡀୗࡀࡾࠊண෭᫬㛫ࡀ▷⦰ࡉࢀ࢖ࣝࡢⷧ⫗໬࡟㈉⊩ࡋ࡚࠸ࡿࠋ
࢔࣑ࣝᏳᐃ໬ࡢ௜ຍࡣ㸪ᙜึ㸦CELLO㸧ࡣࣁࡿࠋࡲࡓࠊ⪏㟈㈇Ⲵࡶῶࡿࠋ
-ఏᑟ෭༷ࡢࡓࡵࠊᾐₕ෭༷ࡢࡼ࠺࡟ࢡ࢚ࣥ

ࣥࢲྵ౵࡛࠶ࡗࡓࡀࠊFermilab-CDF ᐇ㦂⏝㉸ࢳ᫬ࡢᾮయ࣒࣊ࣜ࢘✺Ἓࡀ㉳ࡁ࡞࠸ࠋఏᑟ☢▼㛤Ⓨ࡟㝿ࡋ㸪᪥ᮏ࡛ࠕNbTi/Cu ࡜࢔ࣝᶞ⬡ྵ౵࡟ࡼࡾࢥ࢖ࣝࡣ୍య໬ࡋ࡚࠾ࡾࠊ

࣑Ᏻᐃ໬ᮦࡢྠ᫬ᢲࡋฟࡋ࡟ࡼࡿ୍యᡂᙧࠖἲ

⾲㠃࡟㈞ࡾ௜ࡅࡓ

ࡀ㛤Ⓨࡉࢀࠊࢥ࢔࡜࡞ࡿ NbTi/Cu ㉸ఏᑟ㒊࡜࢔ᗘィ࡛ࢥ࢖ࣝෆ㒊ࡢᗘࡶ᥎ᐃ࡛ࡁࠊ෭༷⣔ࡢ㐠㌿ไᚚ࡟ṇࡋࡃ࣑ࣝ⿕そ㒊ࡢ㔠ᒓ㛫᥋ྜࡀྍ⬟࡜࡞ࡗࡓࠋ

཯ᫎࡍࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋ

NbTi/Cu ㉸ఏᑟ⥺ࡢ⾲㠃ࢆᙧᡂࡋ࡚࠸ࡿ㖡࡜㧗ࡇࡢࡼ࠺࡞࣓ࣜࢵࢺ࠿ࡽࠊ࣮࣓࣮࢝ࣟࣜࢱ࣮ࡀ

⣧ᗘࡢ࢔࣑ࣝࡀࡏࢇ᩿ᦶ᧿᥋ྜࡋࡓ」ྜᮦ࡛࠶

ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢෆഃ࡟㓄⨨ࡉࢀ⢏Ꮚ㏱㐣ᛶࢆせồࡿࠋ⿕そ㟁Ẽⓗ≉ᛶࡸᶵᲔⓗ᥋ྜᙉᗘࡢⅬ࡛ඃࡉࢀ࡚࠸࡞࠸ࢯࣞࣀ࢖ࢻ㸦CMS ࡸ Belle ࡞࡝㸧ࢀ ࡚ ࠸ࡿ ᮏ᪉ ᘧ ࡀࠊ ࡑࡢ ᚋ ࡢ୺ ὶ࡜ ࡞ ࡾ㸪 S-࡟࠾࠸࡚ࡶࠊྠࡌࠕⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻࠖࡢᴫᛕ࡟KEKB ࡛ࡢ Belle ࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡟ࡶࠊྠ✀ࡢ⥺ᮦࡀᇶ࡙࠸࡚ࢥ࢖ࣝࡣタィࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ

౑⏝ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋࡉࡽ࡟ LHC ࡛ࡢ ATLAS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ࠾ࡼࡧ CMS ᐇ㦂⏝㉸ఏᑟ☢▼࡛ࡣ㸪࢔ࣝ

4.5. ࢔࣑ࣝ⿕そࡉࢀࡓ㉸ఏᑟ⥺࣑Ᏻᐃ໬ᮦࡢ㧗ᙉᗘ໬ᢏ⾡ࡀᑟධࡉࢀࡓࠋᑗ᮶

ⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻࢆ≉ᚩ࡙ࡅࡿᢏ⾡せ⣲࡜ࡋ࡚ィ⏬࡛ᥦ᱌ࡉࢀ࡚࠸ࡿ࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺ࡶ⣧࢔࣑ࣝࢆ㧗࠸᩿㠃ẚ⋡࡛㖡࣐ࢺࣜࢵࢡࢫ NbTi

㧗ᙉᗘ࢔࣑ࣝࢆ⿕そࡋࡓ㉸ఏᑟ⥺ࡢ᥇⏝ࢆ᳨ウ」ྜከⰺ⥺㸦㏻ᖖࡢ NbTi ㉸ఏᑟ⥺㸧࡟௜ຍࡋࡓ

ࡋ࡚࠸ࡿࠋᵓᡂࡢ⥺ᮦࡀ࠶ࡆࡽࢀࡿࠋࡇࢀࡲ࡛࡟㛤ⓎࡉࢀᏳᐃ໬ࠊⷧ⫗໬ࡢほⅬ࠿ࡽ㖡ࡢ࡞࠸᏶඲࢔ࣝ

࡚ࡁࡓࡇࡢ࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺ࡢ᩿㠃ࢆ Fig.

࣑Ᏻᐃ໬ᑟయࡀᮃࡲࡋ࠸ࡀࠊ࢔࣑࣐ࣝࢺࣜࢵࢡ

14 ࡟ᩚ⌮ࡍࡿࠋຍ㏿࢚ࢿࣝࢠ࣮ቑ኱࡟క࠸ࠊࡼ

ࢫࡢ NbTi 」ྜከⰺ⥺ࡢ〇సࡀᅔ㞴࡞ࡓࡵࠊᑟయ

Fig. 14 ࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺ࡢ⣔㆕㸶㸫 8〇సୖ㖡ࡣ୙ྍḞ࡛࠶ࡿࠋᚑࡗ࡚㖡ẚࡣ࡞ࡿ࡭

Al/Cu ᣑᩓᒙࡀᙧᡂࡋࠊ⣙ 30 MPa ࡢ⏺㠃ᙎᛶᙉࡃᑠࡉ࠸᪉ࡀࡼࡃࠊ0.8㹼1.2 ࡢ NbTi/Cu ⥺࡛ࢥᗘࠊ10-11 Ȑym ࡢ⏺㠃᢬ᢠࢆᣢࡘࡼ࠺࡟࡞ࡿࠋ⬤࢔㒊ࢆᙧᡂࡋ࡚࠸ࡿࠋ

࠸ AlCu 㔠ᒓ㛫໬ྜ≀ࡀᙧᡂࡉࢀ࡞࠸㏻㐣᫬㛫ࡸᗘࠊ⿕そࡉࢀࡿ┤๓࡛ࡢ NbTi/Cu ⥺ࡢవ⇕ࡸ

4.5.1. ࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺ࡢ〇㐀⾲㠃Ὑίࡀ㔜せ࡛࠶ࡿࠋ࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺ࡢᕤ⛬ࢆ Fig. 15 ࡟♧

Fig. 15 ࡟ᥥ࠿ࢀࡿࡼ࠺࡟ BELLE ࡢ⥺ᮦࡣ࢔ࡍࠋ࢔࣑ࣝ⿕そࡲ࡛ࡢᕤ⛬ࡣ㏻ᖖࡢ㖡࣐ࢺࣜࢵ࣑ࣝ⿕そᕤ⛬࡛᏶஢ࡋ࡚࠸ࡿࡀࠊATLAS ࢯࣞࣀࢡࢫ NbTi 」ྜከⰺ⥺࡟ࡼࡿ᧍⥺ࢣ࣮ࣈࣝ࡜ྠࡌ

࢖ࢻࡢ⥺ᮦ࡛ࡣ 20 %ῶࡢ෭㛫ᘬᢤࢆ࠿ࡅ࡚࢔ࣝ

࡛࠶ࡿࠋ࢔࣑ࣝࡢ⿕そᕤ⛬࡟ࡣ NbTi 」ྜከⰺ⥺࣑ࡢᶵᲔᙉᗘࢆྥୖࡉࡏ࡚࠸ࡿࠋࡲࡓ CMS ⏝ࡢ〇㐀࡜ྠᵝ㟼Ỉᅽᘧࡢྠ᫬ᢲฟᶵ

23)ࡸࢥࣥࣇ࢛

⥺ᮦ࡛ࡣ⣧࢔࣑ࣝࡢ୧ࢧ࢖ࢻ࡟࢔࣑ࣝྜ㔠24) ࠋ஫࠸࡟

1ȣm ⛬ᗘࡢ㸦AW6082㸧ࢆ㟁Ꮚࣅ࣮࣒㐃⥆⁐᥋࡛௜ຍࡋ࡚ᶵ

࣮࣒ᶵࡀ౑⏝ࡉࢀࡿᲔᙉᗘࢆྥୖࡉࡏ࡚࠸ࡿ 25㸧㸦Fig. 14ࠊFig. 15㸧
ࠋ
4.5.2. ෭༷Ᏻᐃᛶࡢ⪃ᐹࠊMPZ, MQE
4.4 ⠇࡛㏙࡭ࡓࡼ࠺࡟ⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡣ࢚࣏࢟
ࢩྵ౵ࡉࢀఏᑟ෭༷ࡉࢀࡿࡢ࡛ࠊᾮయ࣒࣊ࣜ࢘
࡞࡝෭፹࡬ࡢ⇕ఏ㐩࡟ࡼࡿࠕ෭༷Ᏻᐃᛶࠖࡣᮇ
ᚅ࡛ࡁ࡞࠸ࠋ⥺ᮦ࡟ἢࡗࡓ᪉ྥཬࡧᶓ᩿᪉ྥ࡬
ࡢ⇕ఏᑟ࡟ࡼࡿ෭༷࡜ᨐ஘࡟ࡼࡗ࡚⏕ᡂࡉࢀࡓᖖఏᑟ㒊࡛ࡢࢪ࣮ࣗࣝⓎ⇕࡜ࡢࣂࣛࣥࢫ࡛ࠕ෭
༷Ᏻᐃᛶࠖࢆ⪃ᐹࡍࡿࠋᨐ஘ࡢཎᅉ࡜ࡋ࡚ࡣ㟁☢ᛂຊ࡟ࡼࡾ࢚࣏࢟ࢩࡢࡦࡧ๭ࢀࡸࡑࢀ࡟క࠺
⥺ᮦࡢືࡁࡀ⪃࠼ࡽࢀࠊᐇ㝿ࢡ࢚ࣥࢳⓎ⏕┤๓࡟㡢ࢆ⪺ࡁࠊࢡ࢚ࣥࢳ᳨ฟჾࡀῶ⾶᣺ືἼᙧࢆ
ࣔࢽࢱ࣮ฟຊࡍࡿࡇ࡜ࡣࡋࡤࡋࡤ࠶ࡿࠋ
Ⓨ⏕ࡋࡓᖖఏᑟ㒊ࡀᑠࡉࡅࢀࡤࠊᖖఏᑟ㒊࡛⏕ࡌࡿࢪ࣮ࣗࣝⓎ⇕࡟ᑐࡋ࡚┦ᑐⓗ࡟⇕ఏᑟ࡟ࡼࡿ෭༷ࡀ኱ࡁࡃ࡞ࡿࡋࠊ኱ࡁࡅࢀࡤ෭༷㔞ࡣ┦ᑐⓗ࡟ᑠࡉࡃ࡞ࡿࠋᚑࡗ࡚ Fig. 16 ୰࡟ኴ࠸ᐇ
⥺࡛♧ࡋࡓࡼ࠺࡞ᖖఏᑟ㒊ࡢᾘ⁛ࡶࡋࡃࡣⓎᒎ

Fig. 15 ࢔࣑ࣝᏳᐃ໬㉸ఏᑟ⥺〇㐀ᕤ⛬Fig. 16 ᭱ᑠఏ᧛㡿ᇦ㸦MPZ㸧ᴫᛕᅗ㸶㸫 9ࡢ㝈⏺࡟┦ᙜࡍࡿᖖఏᑟ㒊ࡢ኱ࡁࡉࡀ࠶ࡾࠊࡇ

ࡿ᫬㛫ࢆࢡ࢚ࣥࢳಖㆤࡢࡓࡵࡢチᐜᾘ☢᫬㛫࡜ࢀࢆ MPZ㸦Minimum Propagation Zone, ᭱ᑠఏࡋ࡚タᐃࡍࡿࠋࢪ࣮ࣗࣝⓎ⇕ࡀ᧛㡿ᇦ㸧࡜࿧ࢇ࡛࠸ࡿࠋ

ࡍࡿ㛵ಀ࠿ࡽ
ߩ(ߠ)‫)ݐ(ܫ‬ଶ ݀‫ߛܣ = ݐ‬଴ ‫ߠ݀)ߠ(ܥ‬‫ܣ‬㟁ὶࡀῶ⾶ࡋࡁࡗࡓ࡜ࡇࢁ࡛᭱㧗 ᗘ㸦ߠ௠ 㸧ᖖఏᑟ㡿ᇦࡢ኱ࡁࡉ㸦MPZ ࡢ㛗ࡉ㸧ࡢᴫ␎ࢆ▱ࡿࡓࡵ࡟⡆༢࡞㏆ఝィ⟬ࢆ⾜࠺ࠋᖖఏᑟ㒊ࡢ㛗ࡉࢆ݈ெ௉௓ [m]࡜ࡋࠊ⥺ࡢ᩿㠃✚ࢆ‫[ ܣ‬m2]ࠊ㏻㟁
㟁ὶᐦᗘࢆ‫ܫ = ܬ‬/‫[ ܣ‬A/m2]ࠊᖖఏᑟ᫬ࡢ᢬ᢠ⋡ࢆ࡟㐩ࡍࡿ࡜ࡍࡿ࡜
ஶߩ[Ȑm]ࠊ⇕ఏᑟ⋡ࢆ݇଴ [W/m·K]ࠊ㉸ఏᑟయࡢ⮫⏺

ᗘߠ௖ [K]࡜ᐃᖖ෭༷

࡜ࡍࡿࠋᖖఏᑟ㒊ࡢⓎ⇕㔞ࡣ‫ܫ‬ଶ ߩ݈ெ௉௓ /‫ࠊܣ‬ᖖఏᑟ➃㒊࡛ࡢ ᗘ໙㓄ࢆ(ߠ௖ െ ߠ଴ )Τ݈ெ௉௓ ࡜௬ᐃࡍࡿ࡜
ఏ⇕෭༷㔞࡜ࡢࣂࣛࣥࢫࡣ(ߠ௖ െ ߠ଴ )ߩ݈ெ௉௓
= 2‫݇ܣ‬଴
‫ܫ‬ଶ
݈ெ௉௓
‫ܣ‬
࡜࡞ࡾࠊ

ఏ೘

න ‫)ݐ(ܫ‬ଶ݀‫ܣ = ݐ‬ଶ ߛ଴ න

ᗘߠ଴ [K]࡜ࡍࡿࠋ⇕ఏᑟࡣ⥺ᮦ᪉ྥࡢࡳࠊࢪ࣮ࣗࣝⓎ⇕ࡣᖖఏᑟ㒊ࡢࡳᗘୖ᪼࡟཯ᫎ

଴ఏబ‫)ߠ(ܥ‬
݀ߠ
ߩ(ߠ)

(16)

࡜࡞ࡾࠊࢡ࢚ࣥࢳಖㆤࡣ㟁ὶ‫ࢆ)ݐ(ܫ‬ዴఱ࡟᪩ࡃୗ
ࡆࡿ࠿ࡀ୺║࡜࡞ࡿࡇ࡜ࡀࠊ(16)ᘧ࡟ࡣ♧ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ୍᪉ྑ㎶࡟ὀ┠ࡍࡿ࡜ࠊ࢔࣑ࣝࡢ௜ຍࡣ‫ܣ‬ࡢቑ኱ࢆព࿡ࡋࠊ㟁ὶῶ⾶࡬ࡢ᫬㛫ⓗせồࢆ஧஌࡛⦆࿴ࡍࡿຠᯝࡀ࠶ࡾࠊࢡ࢚ࣥࢳಖㆤ࡜ࡋ࡚
ࠋᶵ⬟ࡋ࡚࠸ࡿࡇ࡜ࢆ♧ࡋ࡚࠸ࡿ㸦Fig. 17㸧

ଵ2݇଴ (ߠ௖ െ ߠ଴ ) ଶ ‫ܣ‬ቋ݈ெ௉௓ = ቊ
ߩ
‫ܫ‬
ଵ ‫ܣ‬
= ൫2‫ܮ‬଴ ߠ଴ (ߠ௖ െ ߠ଴ )൯ଶ
ߩ‫ܫ‬

(14)

࡜࡞ࡿࠋࡇࡇ࡛‫ܮ‬଴ = 2.45 × 10ି଼ >:ƺ.2]ࡣࣦ࢕
࣮ ࢹ࣐ ࣭ࣥࣇ ࣛࣥ ࢶࡢἲ ๎ࡢ ࣮ࣟࣞ ࣥࢶ ᐃᩘ࡛ࠊ‫ܮ‬଴ ߠ = ݇ߩࡢ㛵ಀࡀ࠶ࡿࠋࡑࡋ࡚ MPZ ࢆ⮫⏺
ᗘࡲ࡛ᗘୖ᪼ࡉࡏࡿ᭱ᑠࢡ࢚ࣥࢳ࢚ࢿࣝࢠ

࣮MQE㸦Minimum Quench Energy㸧ࡣࠊ⥺ᮦࡢ࢚ࣥࢱࣝࣆ࣮ࡢቑຍȟ݄ = ݄(ߠ௖ ) െ ݄(ߠ଴ )࠿ࡽ
‫ܧ‬ெொா = ‫݈ܣ‬ெ௉௓ ߛ଴ ȟ݄
‫ܣ‬ଶ
(15)
ߩ‫ܫ‬
࡜࡞ࡿࠋࡇࡢࡼ࠺࡟ࢥ࢖ࣝࡢ➼౯㟁ὶᐦᗘ‫ܬ‬௘ (ൎଵ= {2݇଴(ߠ௖ െ ߠ଴ )}ଶ ߛ଴ ȟ݄‫ܫ‬/‫ࢆ)ܣ‬ୗࡆ࡚ࡋࡲ࠺ࡀ⥺ᮦࡢ⇕ᐜ㔞ࢆ኱ࡁࡃࡋ
࡚Ᏻᐃ໬ࢆᅗࡿࡇ࡜ࡣ࢚ࣥࢱࣝࣆ࣮Ᏻᐃ໬࡜࿧
ࡤࢀ࡚࠸ࡿࠋ࢔࣑ࣝࡢ⿕そࡣ(14),(15)ᘧࡢ᩿㠃✚‫ࢆܣ‬ቑࡍࡔࡅ࡛࡞ࡃࠊప

࡛ࡢ㟁Ẽ᢬ᢠ⋡ߩࡀ㖡ࡼࡾప࠸ࡇ࡜࠿ࡽࠊMQE ࢆࡼࡾ኱ࡁࡃࡍࡿࡇ࡜
ࡀ࡛ࡁࡿࠋ
4.5.3. ࢡ࢚ࣥࢳಖㆤ࡜ࡋ࡚ࡢᙺ๭
ࢥ࢖ࣝࡢࢡ࢚ࣥࢳಖㆤࢆ᳨ウࡍࡿ࡟࠶ࡓࡗ࡚
ࡣࠊࡲࡎᖖఏᑟ㌿⛣ࢆࡋࡓ⟠ᡤࡢᗘୖ᪼ࢆ෭፹࡬ࡢఏ⇕ࢆ⪃៖ࡋ࡞࠸᩿⇕≧ែ㸦࣍ࢵࢺࢫ࣏
ࢵࢺࣔࢹࣝ㸧࡛ண᝿ࡋࠊチᐜ࡛ࡁࡿ

ᗘ࡟㐩ࡍ

㸶㸫 10

Fig. 17 ᩿⇕ ᗘୖ᪼ࢆᢚ࠼ࡿ࢔࣑ࣝ⿕そ4.5.4. ࢔࣑ࣝᏳᐃ໬ᮦࡢᶵᲔᙉᗘᙉ໬

ຍᕤ◳໬ࢆຍ࠼ࡿ㸦ຍᕤ࡟ࡼࡾ⣽ࡃࡍࡿ㸧㐣⛬ࢯࣞࣀ࢖ࢻᕳ⥺࡟ಀࡿ㟁☢ຊ㸦ࣇ࣮ࣉຊ㸧ࡣ࡛⧄⥔≧࡟⤡ࡳྜ࠸㸪࢔࣑ࣝࢽ࣒࢘ẕᮦ࡜ࡢ」⥺ᮦ⮬㌟ࡢᙇຊ࡜࢔࣑ࣝྜ㔠㸦A5083 ࡞࡝㸧〇ྜᵓ㐀ࡀᙧᡂࡉࢀࡿࠋ๓⪅ࡀᶵᲔᙉᗘࢆࠊᚋ⪅ࡢࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮࡛ಖᣢࡉࢀࡿࠋ99.999 %ࡀప࠸᢬ᢠ⋡ࡢಖᣢ࡟ᐤ୚ࡋ࡚୧⪅ࡢ୧❧ࢆᑟ⣧ᗘ⣧࢔࣑ࣝࡢ㝆అᙉࡉ㸦0.2 %⪏ຊ㸧ࡣ 30࠸࡚࠸ࡿࠋࡇࡢᵝᏊࡣ SEM ࡟ࡼࡾ Fig. 20 ࡢࡼ

MPa ⛬ᗘࡋ࠿࡞ࡃࠊ180 MPa ࡢࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥ࠺࡟ほᐹࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋࡲࡓṧ␃᢬ᢠẚ㸦RRR㸸

ࢲ࣮ཬࡧ NbTi-Cu ࡢࢣ࣮ࣈࣝࡀ୺య࡜࡞ࡗ࡚㟁ᐊ☢ຊࢆಖᣢࡍࡿࠋࡇࡢࡇ࡜ࡣゝ࠸᥮࠼ࡿ࡜࢔ࣝ

࢔࣑ࣝᏳᐃ໬ᮦࡢᙉᗘ㸦0.2% ⪏ຊ㸧ࡢ┦㛵ࢆ࣑Ᏻᐃ໬ᮦࡢᙉᗘࡀቑࡍ࡜ࠊእ࿘ࡢࢧ࣏࣮ࢺࢩ

Fig. 21 ࡟♧ࡍࠋᣓᘼෆࡢᩘ್ࡣ෭㛫ຍᕤ࡟࠾ࡅ

ࣜࣥࢲ࣮ࢆⷧࡃ࡛ࡁࡿࡇ࡜ࢆព࿡ࡋ࡚࠸ࡿ㸦Fig.
18㸧ࠋࡑࡋ࡚⣧࢔࣑ࣝࡢప᢬ᢠ⋡ࢆ⥔ᣢࡋࡓࡲࡲࠊᶵᲔᙉᗘࢆୖࡆࡿᡭἲࡢ☜❧࡟ດຊࡀᡶࢃ
ࠋ⌧᫬Ⅼ࡛ࡣ ATLAS ࢯࣞࣀࢀ࡚ࡁࡓ㸦Fig. 19㸧
࢖ࢻྥࡅ࡟㛤Ⓨࡉࢀࡓ࢔࣑ࣝᮦࡢᚤ㔞ྜ㔠ἲࡀⰋ࠸ᡂ⦼ࢆ♧ࡋ࡚࠸ࡿ 22)ࠋ᢬ᢠ㸦300 K㸧/ప᢬ᢠ㸦10 K㸧ࡢẚ㸧࡜ࡿ᩿㠃✚ῶᑡ⋡ࢆ♧ࡋ࡚࠸ࡿࠋ
4.5.1⠇࡛㏙࡭ࡓࡼ࠺࡟ࠊCMS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡛ࡣ㸪␗࡞ࡿ࢔ࣉ࣮ࣟࢳࢆ࡜ࡗ࡚࠸ࡿࠋྠ᫬ᢲฟ࡛ᙧ
ᡂࡉࢀࡓ⣧࢔࣑ࣝࢽ࣒࢘Ᏻᐃ໬㉸ఏᑟ⥺ࡢ୧▷㎶ഃ࡟㧗ᙉᗘ࢔࣑ࣝྜ㔠ᵓ㐀ᮦ㸦AW6082㸧ࢆ㐃⥆㟁Ꮚࣅ࣮࣒⁐᥋࡟ࡼࡗ࡚Fig. 13࡟ᥥ࠿ࢀ࡚࠸
ࡿࡼ࠺࡟୍య໬ࡋࠊ඲య࡜ࡋ࡚ᙉᗘࡀ250 MPa

ATLAS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡛ࡣࠊ⣧࢔࣑ࣝᮦ㸦 ⣧ᗘ
>99.999%㸧࡟ Ni ࢆᚤ㔞㸦1,000 ppm㸧ῧຍࡋ㸪ࡇࢀࡲ࡛࡜ྠᵝ࡟ྠ᫬ᢲࡋฟࡋἲ࡟ࡼࡗ࡚⿕そࡋ㸪ࡉࡽ࡟ 20 %ῶࢧ࢖ࢬࡢ෭㛫ຍᕤࢆຍ࠼ࡿࡇ
࡜࡟ࡼࡗ࡚㏻ᖖࡢ㖡Ᏻᐃ໬ᮦࢆ㉸࠼ࡿ㧗ᙉᗘ໬ࢆᚓ࡚࠸ࡿࠋ࢔࣑ࣝᮦ࡟ῧຍࡋࡓ Ni ࡀ㸪ᯒฟᚋ
Al3Ni 㔠ᒓ㛫໬ྜ≀࡜ࡋ࡚⢏≧࡟ᬗ㉁໬ࡋ㸪ᶵᲔ

Fig. 19 㧗ᙉᗘ໬࡜㧗 RRR ࡢ୧❧ࡢ᥈⣴

Fig. 18

SS ᭤⥺࡛♧ࡍ⣧࢔࣑ࣝࡢ㧗ᙉᗘ໬

Fig. 20 」ྜᵓ㐀ࢆᣢࡘ Ni ῧຍ Al

㸶㸫 11

Fig. 21 ῧຍᮦ࡜෭㛫ຍᕤ࡟ࡼࡿ Al Ᏻᐃ໬ᮦࡢᙉᗘ࢔ࢵࣉ≧ἣࠊ㸦ᩘ್㸧ࡣ᩿㠃ῶᑡ⋡㸦@4.2 K㸧ࢆ㉸࠼ࡿ⥺ᮦ࡜ࡋ࡚࠸ࡿࠋ
௒ᚋィ⏬ࡉࢀ࡚࠸ࡿ᳨ฟჾ☢▼⏝ࡢ㉸ఏᑟ⥺ࡣࠊࢥ࢖ࣝࢧ࢖ࢬࡢࡉࡽ࡞ࡿ኱ᆺ໬࡟ࡼࡾ㟁☢
ຊࡶࡉࡽ࡟኱ࡁࡃ࡞ࡿࡇ࡜࠿ࡽࠊATLASࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡜CMSࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡛ࡢᡂᯝ࡟ᇶ࡙࠸ࡓ⥺ᮦࡀ㉳᱌ࡉࢀᇶ♏㛤Ⓨࡀࡍࡍࡵࡽࢀ࡚࠸ࡿ25㸧ࠋ
4.6. ఏᑟ෭༷㉸ఏᑟࢥ࢖ࣝ
㉸ఏᑟࢥ࢖ࣝࢆᾮయ࣒࣊ࣜ࢘ࡢᵴ࡟ᾐࡍ෭༷
ἲ㸦ᾐₕ෭༷㸧࡛ࡣࠊᾮయ࣒࣊ࣜ࢘ᵴࡀ≀㉁㔞
࡜ࡋ࡚Ꮡᅾࡍࡿࠋࡇࢀࢆ᤼ࡍࡿᡭἲ࡜ࡋ᳨࡚ฟ
ჾ⏝㉸ఏᑟࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡛ࡣࠊ෭༷㓄⟶ࢆࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮እ⾲㠃࡟ศᩓ㓄⨨ࡋ࡚෭༷ࡋࢥ࢖
ࣝ⮬㌟ࡢᅛయ⇕ఏᑟ࡛ࢥ࢖ࣝ඲యࢆ෭༷ࡋ࡚࠸
ࡿࠋࢥ࢖ࣝ࠿ࡽࡢ᭱኱⇕㝖ཤ⬟ຊ࡜࠸࠺ほⅬ࠿ࡽࡣᾐₕ෭༷࡟ཬࡤ࡞࠸ࡀࠊ4.4⠇࡛ࡲ࡜ࡵࡓࡼ
࠺࡞࣓ࣜࢵࢺࡀ࠶ࡿࠋ

Fig. 22 ࢡ࢚ࣥࢳಖㆤ࡜වࡡ࡚ࢱࣥࢡ࠿ࡽ⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࢆෆ⾲㠃࡟᪋ࡋࡓࢥ࢖ࣝ
㸦BESS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ㸧ᕳ⥺㒊ෆ⾲㠃࡬ࡢ࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࡢ᪋ᕤࡣࠊ
ᚋ㏙ࡍࡿ㧗㏿ᖖఏᑟఏ᧛࡟ࡼࡿࢡ࢚ࣥࢳಖㆤᶵ
⬟ࡀ୺┠ⓗࡔࡀࠊ෭༷࡟㛵ࡋ࡚ࡶ᭷ຠ࡟ᶵ⬟ࡋ࡚࠸ࡿ㸦Fig. 22㸧ࠋ௚࡟ࡶࠊࢥ࢖ࣝᨭᣢᮦࡢప
➃࡜෭༷㓄⟶ࢆ⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉ࡛⇕ⓗ࡟▷⤡ࡋࢥ࢖ࣝࡢᒁᡤⓗ࡞ ᗘศᕸࢆ㜵ࡄ࡞࡝ࡢᕤ
ኵࡶ࡛ࡁࡿࠋ
4.6.2. 2 ┦ὶ࡬࣒ࣜ࢘ࡢᚠ⎔᪉ᘧࠊ෭༷㓄⟶෭༷㓄⟶࡟ 2 ┦ὶࢆᚠ⎔ࡉࡏࡿ᪉ἲ࡜ࡋ࡚ࡣࠊ
෭෾ᶵ⏝ࡢᅽ⦰ᶵࡸ࣏ࣥࣉ࡟ࡼࡿᙉไᚠ⎔㸦Belle ࡞࡝㸧࡜ࠊCMS ࡢࡼ࠺࡟ୖ㒊࡟㓄⨨ࡋࡓẼᾮศ㞳ᵴ࠿ࡽࡢẼᾮࡢᐦᗘᕪࢆ฼⏝ࡋࡓࢧ࣮ࣔࢧ࢖ࣇ࢛ࣥ㸦㔜ຊ࡜ᾋຊ࡟ࡼࡿ⮬↛ᚠ⎔㸧᪉ᘧࡀ࠶ࡿࠋ

4.6.1. ⇕ఏᑟタィࠊ⣧࢔࣑ࣝ⇕ఏᑟᯈࡢά⏝ᙉไᚠ⎔ࡢሙྜࠊ1 ᮏࡢ㓄⟶ࡀᢡࡾ㏉ࡋ࡞ࡀࡽఏᑟ෭༷ࡢᐟ࿨࡜ࡋ࡚⇕ࡢ㍺㏦ࡢࡓࡵ࡟ࡣ
ᗘᕪ㸦໙㓄㸧ࡀᚲせ࡜࡞ࡿࠋ≉࡟ࢥ࢖ࣝᕳ⥺㒊ࡢᑟయ࡟ᆶ┤࡞᪉ྥࡣ⇕ఏᑟ⋡0.1 W/m-K࣮࢜ࢲ࣮ࡢ㟁Ẽ⤯⦕ᒙࢆ⧞ࡾ㏉ࡋᶓษࡿࡓࡵṇ࿡ࡢ⇕ఏᑟ⋡ࡣపࡃ࡞ࡾࠊ ᗘᕪࡶ௜ࡁࡸࡍࡃ࡞ࡿࠋ
ࢥ࢖ࣝእ࿘ࢆそ࠺ࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮ࡣ෭༷⟶࠿ࡽࡢᐮ෭ࢆᕳ⥺㒊඲య࡟ᆒ୍࡟ࡋ࡚ఏ࠼ࡿ࡜
࡜ࡶ࡟ࠊእ࿘ഃ࠿ࡽࡢ㍽ᑕ⇕ࢆ㐽ࡗ࡚࠸ࡿࠋ
⇕ఏᑟ⋡ࡀᩘ༓ W/m-Kࡢ㧗࠸⣧㔠ᒓࡢ⇕ఏᑟᯈ㸦⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉ࡞࡝㸧ࢆ᭷ຠ࡟㓄⨨ࡋ࡚ᕳ⥺㒊ࢆ⇕ࡢ㍺㏦㊰࡜ࡋ࡞࠸ᕤኵࡀ᭷ຠ࡛࠶
ࡿࠋࢥ࢖ࣝࡢෆ⾲㠃࡟⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࢆ㍈᪉ྥ࡟ἢࡗ࡚㈞ࡿࡇ࡜࡛ࠊෆ࿘ഃ࠿ࡽࡢ㍽ᑕ⇕ࢆ㐽ࡾࠊࢥ࢖ࣝ➃㒊࠿ࡽࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮࡬
㸦᭱⤊ⓗ࡟ࡣ෭༷㓄⟶࡬㸧ఏ࠼ࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋ

ࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮እ⾲㠃ࢆ 1 ࿘ࡍࡿࡼ࠺࡟㓄⨨ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋࢥ࢖ࣝࢆฟࡓ㓄⟶ࡣ㟁ὶ࣮ࣜࢻୗ
➃ࢆ෭༷ࡍࡿࢱࣥࢡ࡟⮳ࡾࠊ୍㒊⵨Ⓨ࢞ࢫࢆ㟁ὶ ࣮ࣜ ࢻ෭༷ ⏝࡟ ศὶࡋ ࡚෭ ෾ᶵ࡟ ᡠࡗ ࡚⾜ࡃࠋᚠ⎔ࡍࡿᡤせὶ㔞‫ܯ‬ሶ௔ [kg/s]ࡣձᐃᖖ෭༷᫬ࡢ

㸶㸫 12

Fig. 23 ஧┦ὶᙉไᚠ⎔ὶ㊰ບ㸦CDF, TOPAZ,
BELLE ࡞࡝㸧⇕㈇Ⲵ㸦ບᾘ☢᫬ࡢ AC ࣟࢫ࡜㟁ὶ࣮ࣜࢻ࡬ࡢศ
ὶศࡶྵࡵࡿ㸧࡜߈ண෭᫬㛫ࡸࢡ࢚ࣥࢳᚋࡢ෌
ண෭᫬㛫࠿ࡽ⟬ᐃࡉࢀࠊḟ࡟ᅽຊᦆኻȟܲࡀ༑ศపࡃ࡞ࡿࡼ࠺෭༷⟶ࡢෆᚄ‫ܦ‬௣ ࢆỴࡵࡿࠋࡉࡽ࡟
෭෾ᶵࢺࣛࣈ࡛ࣝ෭፹౪⤥ࡀ೵Ṇࡋ࡚ࡶࠊࢡ࢚
ࣥࢳࡋ࡞࠸࡛ᾘ☢࡛ࡁࡿᾮ㔞ࢆಖ᭷ࡍࡿࡼ࠺㓄⟶ࡢᐜ✚ࢆ☜ಖࡍࡿࡼ࠺࡟ࡋ࡚࠸ࡿࠋ
୍⯡࡟㓄⟶㛗ࡣࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮ୖ࡟㓄⨨ࡉࢀࡿ㓄⟶ࡢ㛫㝸㸦⇕ఏᑟ㊥㞳㸧࡟ࡼࡗ࡚Ỵࡲ

Fig. 24 ࢧ࣮ࣔࢧ࢖ࣇ࢛ࣥ㓄⟶㸦CMS,CLEOII ࡞࡝㸧ࡾࠊ㓄⟶ࡢෆᚄࡣ㓄⟶㛗ࠊὶ㔞ཬࡧᅽຊᦆኻࢆ
⪃៖ࡋ࡚Ỵࡵࡿࠋᅽຊᦆኻȟܲ[Pa]ࡣࠊண෭᫬ࡢ
᪉ࡀᐃᖖ᫬ࡼࡾࡶὶ㔞ࡣከࡃᚲせ࡛ࠊᗘࡀ㧗࠸࡯࡝ᐦᗘࡀపࡃ࡞ࡿࡢ࡛ࠊᐊ

᫬ࡢ᮲௳࡛☜

ㄆࡍࢀࡤࡼ࠸ࠋᅽຊᦆኻࡣࠊᐊ

ࡢ≀ᛶ್ࢆ౑

ࡗ࡚ḟᘧ࡛ィ⟬ࡍࡿࠋଶ݈௣8‫ܯ‬ሶ௔
ȟܲ = ቆ݂+ ݊‫ܭ‬ቇ ൭ ଶ ସ ൱‫ܦ‬௣ߨ ‫ܦ‬௣ ߩ௚
0.3164(17)݂=ܴ݁ ଴.ଶହ
‫ = ܭ‬0.096 + 13݂
ࡇࡇ࡛݂ࡣ⟶ᦶ᧿ಀᩘ㸦Darcy’s friction factor㸧ࠊ݈௣ ࡣ┤⥺㒊ࡢ㓄⟶㛗[m]ࠊ‫ܦ‬௣ ࡣ㓄⟶ෆᚄ[m]ࠊ݊ࡣ

90 ᗘ᭤ࡆࡢಶᩘࠊ‫ࡣܭ‬᭤ࡆᦆኻಀᩘࠊࢧ࣮ࣔࢧ
࢖ࣇ࢛ࣥ᪉ᘧࡢሙྜࠊ‫ܯ‬ሶ௔ ࡣ㉁㔞ὶ㔞[kg/s]ࠊߩ௚ ࡣ

Fig. 25 ᙉไᚠ⎔࡜ࢧ࣮ࣔࢧ࢖ࣇ࢛ࣥษࡾ᭰
࠼࡛ࡁࡿ ATLAS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ

࢞ࢫ㸦࣒࣊ࣜ࢘㸧ࡢᐦᗘ[kg/m3]ࠊܴ݁ࡣࣞ࢖ࣀࣝ

ࣝ࡬ࡢ 2 ┦ὶᚠ⎔ࡀ࡛ࡁࡿࡼ࠺࡟ࡋ࡚࠸ࡿ㸦Fig.

ࢬᩘࢆ⾲ࡍࠋ
ࢧ࣮ࣔࢧ࢖ࣇ࢛ࣥࡢሙྜࠊࢥ࢖ࣝࡢୖ㒊࡜ୗ

25㸧ࠋࢥ࢖ࣝ࡟ධࡗࡓ෭༷㓄⟶ࡣ୍᪦ࢥ࢖ࣝࡢᗏ㒊 ࡟࣐ ࢽ࣮࣍ ࣝࢻ ࡜࡞ࡿ ኴࡵ ࡢ㓄⟶ ࡀ㓄 ⨨ࡉࡲ࡛ୗࡾ࡚ 2 ᮏ࡟ศ࠿ࢀࠊ2 ᮏ࡟ศ࠿ࢀࡓ㓄⟶ࡣࢀࠊࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮እ⾲㠃ࢆ㖄┤᪉ྥ࡟⤖ࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮እ⾲㠃ࢆᢡࡾ㏉ࡋ࡞ࡀࡽୖ

ࡪከࡃࡢ෭༷㓄⟶㸦ࣇ࢕ࢵࢩ࣮ࣗ࣎ࣥ㸧ࡀ୧⪅᪉࡟⛣ືࡋࠊ෌ྜὶࡋ࡚Ẽᾮศ㞳ᵴࡢୖ㒊࡟ᡠࢆ⧅࠸࡚࠸ࡿࠋẼᾮศ㞳ᵴࡢᗏ࠿ࡽୗ㒊࣐ࢽ࣍ࡗ࡚࠸ࡿࠋࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮ୖࡢ㓄⟶ࡣỈᖹ࣮ ࣝࢻ ࡟ࡣ⇕ ㈇Ⲵ ࢆཷࡅ ࡞࠸ ࡲࡲᾮ ࡀ౪ ⤥ࡉ࡛ࡣ࡞ࡃୖ᪉࡟ྥ࠿ࡗࡓ໙㓄ࢆᣢࡘࡼ࠺࡟ࡋࠊ

ࢀࠊ෭༷㓄⟶࡟࡚ࢥ࢖ࣝࡢ⇕㈇Ⲵࢆཷࡅ࡜ࡾࠊ

ẼἻࡀ⁫␃ࡋ࡞࠸ࡼ࠺࡟ࡋ࡚࠸ࡿࠋ෭፹ࡢ౪⤥Ⓨ⏕ࡍࡿ⵨Ⓨ࢞ࢫࡣᾋຊ࡟ࡼࡗ࡚ୖ㒊࣐ࢽ࣮࣍ࡣࣂࣝࣈษࡾ᭰࠼࡛ࠊ෭෾ᶵ࠿ࡽ࠿Ẽᾮศ㞳ᵴࣝࢻࢆ⤒࡚Ẽᾮศ㞳ᵴࡢẼ┦㒊࡬࡜ᡠࡿ㸦Fig.

ࡢᗏ࠿ࡽ࠿㑅ᢥ࡛ࡁࡿࡼ࠺࡟ࡋ࡚࠸ࡿࠋ㏻ᖖ᫬

24㸧ࠋᚑࡗ࡚⇕㈇Ⲵ࡟ᛂࡌࡓὶ㔞ࡀࢧ࣮ࣔࢧ࢖ࣇ

ࡣᙉไᚠ⎔࡛෭෾ᶵࢺࣛࣈࣝ᫬ࡶᩘ᫬㛫ࡣບ☢

࢛ࣥ୰ࢆᚠ⎔ࡍࡿࠋ෭෾ᶵࡢࢺࣛࣈ࡛ࣝᾮయ࣊

ࢆ⥔ᣢࡍࡿ࡜࠸࠺෕㛗ᛶࡢ☜ಖࡢ᪉㔪࠿ࡽࡇࡢ࣒ࣜ࢘ࡢ౪⤥ࡀ೵Ṇࡋ࡚ࡶ㈓ᾮ㔞ศࡣᚠ⎔ࢆ⥆ࡼ࠺࡞෭༷㓄⟶ᵓᡂ࡟ࡋࡓࠋ

ࡅࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋALEPH ࡸ CMS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ
ࡀᮏ᪉ᘧࢆ᥇⏝ࡋ࡚࠸ࡿࠋATLAS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡛ࡣࠊࢥ࢖ࣝୖ᪉ࡢẼᾮศ㞳ᵴ࡛ࡢࣂࣝࣈษࡾ᭰࠼࡛୧᪉ࡢ࣮ࣔࢻ࡛ࢥ࢖

㸶㸫 13

4.6.3. 㟁☢ຊ࡜ࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮
ఏᑟ෭༷ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡣࠊ࢚࣏࢟ࢩᶞ⬡୍࡛య໬ࡋࡓᕳ⥺࡜ࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮ࡢ๛ᛶ࡛㟁☢
ຊ࡟ᑐࡋ࡚ᙧ≧ࢆ⥔ᣢࡍࡿࠋ༙ᚄ᪉ྥእྥࡁࡢ
㟁☢ຊࡀ㞟ྜࡋ࡚࿘᪉ྥ࡟ࣇ࣮ࣉᛂຊࡀࠊࢥ࢖
ࣝ➃㒊ࡢ༙ᚄ᪉ྥ☢ሙ࡟ࡼࡿ㍈᪉ྥࡢ㟁☢ຊ࡟ࡼࡿ㍈ᅽ⦰ຊࡀບ☢᫬࡟ࡣⓎ⏕ࡍࡿ㸦Fig. 11㸧ࠋࡼࡾ㧗࠸ E/M ẚࢆ┠ᣦࡋ࡚࠸ࡃ࡜ࠊ㟁☢ຊ࡟ࡼࡿࢥ࢖ࣝෆ㒊ᛂຊࡀࢥ࢖ࣝ࡟౑⏝ࡋ࡚࠸ࡿᮦᩱࡢᛂຊチᐜ್࡟㏕ࡗ࡚ࡃࡿࡓࡵࠊࡑࡢホ౯ࡣཝ⥺ᮦ࡟㛵ࡋ࡚ࡣ 4.5 ⠇࡛㏙࡭ࡓࡀࠊࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜ ࣥࢲ ࣮࡟㐺 ࡋࡓ ࢔࣑ࣝ ྜ㔠 ࡜ࡋ࡚ ࡣࠊ ⁐᥋ᛶࠊษ๐ᛶࠊᙉᗘࠊ⇕ఏᑟ⋡࡞࡝ࢆ⥲ྜⓗ࡟ุ᩿ࡋ࡚ A5083 ࡀⰋࡃ᥇⏝ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ
ࢥ࢖ࣝᕳ⥺࡜ࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮㛫ࡢࡏࢇ᩿ᛂຊࡶ୧⪅㛫ࡢ࢚࣏࢟ࢩᶞ⬡࡟ࡼࡿ᥋╔ᙉᗘࡢไ㝈࠿ࡽ㔜せ࡟࡞ࡿࠋ᭱ࡶཝࡋ࠸᮲௳࡜ࡋ࡚ࡣ
ࢥ࢖ࣝ➃㒊࡛ࡢᚄ᪉ྥࡢ☢ሙᡂศ‫ܤ‬௥ ࡟ࡼࡿ㍈ᅽ⦰ຊࢆࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮࡟ఏ㐩ࡍࡿࡏࢇ᩿ᛂ
ຊߪ௦௛௠ [Pa]࡛ࠊᕳ⥺㒊ࡢ㟁ὶᐦᗘ‫ܬ‬థ [A/m2]ࠊᕳ⥺㒊ࡢཌࡉ‫ݐ‬௪ [m]࡜ࡍࡿ࡜ୗグࡢࡼ࠺࡟࡞ࡿࠋ
ߪ௦௛௠ = ‫ݐ‬௪ ‫ܬ‬థ ‫ܤ‬௥ᐦ࡟⾜ࢃࢀ࡞ࡅࢀࡤ࡞ࡽ࡞࠸ࠋ㏻ᖖࡣࠊ➼౯ᛂຊ ࡸ ࣑ ࣮ ࢮ ࢫ ᛂ ຊ ࢆ CAE 㸦 Computer Aided
Engineering㸧࡛ィ⟬ࡋ౑⏝ࡋ࡚࠸ࡿᮦᩱࡢチᐜᛂຊ௨ୗ࡛࠶ࡿࡇ࡜☜ㄆࡋ࡚࠸ࡿࡀࠊᴫ␎್ࡣ
ୗグࡢࡼ࠺࡟ࡋ࡚ぢ✚ࡶࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋ
ࣇ࣮ࣉᛂຊࡣ 4.3.1 ⠇ࡢᘧ(12)࡛⾲ࡉࢀࡿࠋ‫ܤ‬଴ ଶ ܴ௜(12)
ߪథ =2ߤ଴ ‫ݐ‬௛㍈ᅽ⦰ຊࡣ௬᝿ኚ఩ἲ࡟ࡼࡾୗグࡢࡼ࠺࡟ᑟฟ

(22)᥋╔ࡏࢇ᩿ᙉᗘߪ௦௛௔ [Pa]ࡣᶞ⬡ࡢ㑅ᢥࡸࢧ࣏࣮ࢺ
ࢩࣜࣥࢲ࣮ࡸ⥺ᮦࡢ⾲㠃ฎ⌮ࠊ⤯⦕ᮦࡢ㑅ᢥ࡛
20 MPa ࡣ㐩ᡂࡍࡿࡢ࡛ࠊCAE ゎᯒࢆࡋ࡚ߪ௦௛௠ <5 MPa ⛬ᗘ࡟࡜࡝ࡲࡗ࡚࠸ࡿࡇ࡜ࢆ☜ㄆࡋ࡚᥋ࠋ╔ࡢホ౯ࢆࡋ࡚࠸ࡿ㸦Fig. 27㸧ࡉࢀࡿࠋ‫ܨ‬௭ =݀‫ܧ‬݀‫ܤ‬଴ ଶ
݀‫ܤ‬଴ ଶ
=
ቆܸ
ቇ=
ቆ‫ܵݖ‬
ቇ
2ߤ଴
2ߤ଴
݀‫ݖ݀ ݖ‬݀‫ݖ‬=ܵ‫ܤ‬଴ ଶ
2ߤ଴

(18)ࡇࡇ࡛ࠊܸࡣ☢ሙ✵㛫ࡢయ✚㸦ࢥ࢖ཱྀࣝᚄ㒊ࡢయ✚㸧[m3]ࠊܵࢥ࢖ཱྀࣝᚄ㠃✚[m2]ࢆ⾲ࡍࠋ㍈ᅽ⦰ຊ࡟ࡼࡿᛂຊࡣߪ௓ =‫ܨ‬௭‫ܤ‬଴ ଶ ܴ௜=2ߨܴ௜ ‫ݐ‬௛ 4ߤ଴ ‫ݐ‬௛

(19)

Fig. 26 ࢥ࢖ࣝෆࡢᛂຊศᕸ౛㸦ATLAS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ㸧ୖグ 2 ࡘࡢᛂຊࡣࢥ࢖ࣝ୰ኸ㠃᭱኱࡜࡞ࡾࠊࡑࡇ࡛ ୧⪅ ࢆ」ྜ ࡋࡓ ᛂຊ࡛ ࠊᙉ ᗘࢆホ ౯ࡋ ࡚࠸ࡿࠋᛂຊᙉᗘ㸦Stress Intensity㸧ߪ௜௡௧ ࢆ౑࠺࡜(20)ߪ௜௡௧ ൎ ߪథ െ ߪ௓࡜࡞ࡿࠋ࣑࣮ࢮࢫᛂຊࢆ౑࠺࡜
ଵ

ൗଶ
1
ଶ
ଶ
ଶ
ߪ௘௤ = ൜ ቂ൫ߪథ െ ߪ௓ ൯ + ߪ௓ + ߪథ ቃൠ
2(21)ࡇࢀࡽࡀࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮ࡸ⥺ᮦࡢチᐜᛂຊ
㸦0.2 %⪏ຊ㸧ߪ଴.ଶ ௨ୗ࡛࠶ࡿࡇ࡜ࢆ☜ㄆࡋ࡚ᶵᲔ
ⓗ࡞Ᏻᐃࢆホ౯ࡋ࡚࠸ࡿ㸦Fig. 26㸧
ࠋ

㸶㸫 14

Fig. 27 ᕳ⥺࡜ࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮㛫ࡢࡏࢇ᩿ᛂຊศᕸ౛㸦ATLAS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ㸧ଵ

4.7. ࢡ࢚ࣥࢳಖㆤ
4.5.3 ࡛㏙࡭ࡓࡼ࠺࡟ࠊࢡ࢚ࣥࢳಖㆤࡣࢡ࢚ࣥ
ࢳ※ࡢᗘߠ௠ ࡀチᐜ್㸦౛࠼ࡤ 300 K㸧࡟཰ࡲࡿࡼ࠺㟁ὶ‫ࢆ)ݐ(ܫ‬ዴఱ࡟᪩ࡃୗࡆࡿ࠿ࡀᇶᮏⓗ᪉㔪࡜࡞ࡿࠋࢡ࢚ࣥࢳ᫬ࡢࢥ࢖ࣝ㟁ὶࡣ Fig. 28 ࡟♧ࡍ‫ิ┤ܴܮ‬ᅇ㊰࡜࡞ࡿࠋ᢬ᢠᡂศܴ࡜ࡋ࡚ࡣ☢▼እ㒊࡟タ⨨ࡉࢀࡿಖㆤ᢬ᢠܴ௣ ࡸࢥ࢖ࣝ⮬㌟ࡢᖖ
ఏᑟ㌿⛣㒊ࡢ᢬ᢠܴ௠ ࡀ࠶ࡾࠊບ☢㟁ὶࡣ᫬ᐃᩘ
߬௠ = ‫ܮ‬Τ൫ܴ௣ + ܴ௠ ൯࡛ῶ⾶ࡍࡿࠋಖㆤ᢬ᢠܴ௣ ࡣ㐠㌿㟁ὶࢆ‫ܫ‬௢௣ [A]࡜ࡍࡿ࡜㏻ᖖᑐᆅ⤯⦕ࢆ⪃៖ࡋ࡚ࢥ࢖ࣝࡢ➃Ꮚ⟶㟁ᅽࡀܴ௉ ‫ܫ‬௢௣ ൑1000 [V]ࡃࡽ࠸࡛タᐃࡉࢀࡿࠋ⵳✚࢚ࢿࣝࢠ࣮ࢆ
ࢥ࢖ࣝእ㒊࡟ྲྀࡾฟࡍࡢ࡛ࠊ෌ண෭᫬㛫ࡢ๐ῶ࡜࡞ࡿୖࠊ 㟁ὶⓎ⇕࡟ࡼࡿᙉไࢡ࢚ࣥࢳࢆㄏ
Ⓨࡋ࡚ෆ㒊᢬ᢠܴ௠ ࢆ⏕ᡂ㸦ࢡ࢚ࣥࢳࣂࢵࢡ࡜࿧
ࡤࢀࡿ㸧ࡋ᫬ᐃᩘ߬௠ ࢆ▷⦰ࡍࡿࠋ୍᪉࡛ࠊ➃Ꮚ㛫㟁ᅽܴ௉ ‫ܫ‬௢௣ ࡢไ㝈࠿ࡽ኱ᆺ໬࡟ࡼࡿ㈓ⶶ࢚ࢿࣝ
ࢠ࣮ቑຍ㸦࢖ࣥࢲࢡࢱࣥࢫࡢቑຍ㸧࡟ྜࢃࡏ࡚
ಖㆤ᢬ᢠܴ௣ ࢆ኱ࡁࡃࡍࡿࡇ࡜ࡣ࡛ࡁ࡞࠸ࠋᚑࡗ
࡚᫬ᐃᩘ߬௠ ࡣࢥ࢖ࣝ኱ᆺ໬࡜࡜ࡶ࡟ఙࡧ࡚࠸
ࡃࠋࡲࡓࠊࢡ࢚ࣥࢳࡢ᳨ฟ࡜㟁※࡜ࡢ㐽᩿ࡀືసࡢ๓ᥦ࡜࡞ࡿࡢ࡛ࠊࡑࡢືసࡀኻຠࡋࡓ᫬ࡢ
ࣂࢵࢡ࢔ࢵࣉࡀᚲせ࡜࡞ࡿࠋ

ଵ

݇௭ ଶ
݇௥ ଶ
‫ݒ‬௭ = ቆ ቇ ‫ݒ‬థ , ‫ݒ‬௥ = ቆ ቇ ‫ݒ‬థ݇థ݇థᕳ⥺㒊ࡢ݇௭ Τ݇థ ࡸ݇௥ Τ݇థ ࡣ㟁Ẽ⤯⦕ᮦࡢ⇕᢬ᢠࡀ
ຠ࠸࡚ 1/1000 ᮍ‶࡟࡜࡝ࡲࡿࠋࡇࡇ࡛ Fig. 22 ࡟♧ࡍ BESS ࢥ࢖ࣝࡢࡼ࠺࡟ࢥ࢖ࣝෆ⾲㠃࡟㍈᪉
ྥ࡟ἢࡗ࡚⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࢆ㈞ࡾࡘࡅࡿ࡜
ṇ࿡ࡢ݇௭ Τ݇థ ࡣ 1/10 ⛬ᗘ࡟࡞ࡾ‫ݒ‬௭ ࡣ 1 ᱆᪩ࡃ࡞ࡿࠋࡇࡢࡼ࠺࡟ࡋ࡚ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢ㍈᪉ྥࢡ࢚ࣥ
ࢳఏ᧛ࡀⴭࡋࡃ᪩ࡃ࡞ࡾࠊෆ㒊᢬ᢠܴ௠ ࡀࡼࡾ᪩ࡃ❧ࡕୖࡀࡗ࡚㟁ὶῶ⾶ࢆ᪩ࡵࡿ࡜࡜ࡶ࡟☢Ẽ

Fig. 28 ࢡ࢚ࣥࢳಖㆤసືᚋࡢບ☢ᅇ㊰ᖖఏᑟ㌿⛣㒊ࢆᣑ኱ࡋ࡚᢬ᢠܴ௠ ࢆ᪩ࡃ❧ࡕୖࡆࡿࡇ࡜ࡶ᫬ᐃᩘ߬௠ ࡢ▷⦰࡟ࡘ࡞ࡀࡿࠋ
㏻ ᖖ ࠊ ࢯ ࣞ ࣀ ࢖ ࢻ ࿘ ᪉ྥ 㸦 ⥺ ᮦ ࡟ ἢ ࡗ ࡓ ᪉ྥ 㸧ࡢ ᖖఏᑟ 㒊ࡢ ᣑ኱㸦 ࢡ࢚ ࣥࢳఏ ᧛㸧 ㏿ᗘ‫ݒ‬థ [m/s]ࡣଵ݆௘‫ܮ‬଴ ߠ௦ ଶ൬൰‫ݒ‬థ =ߛ‫ߠ ܥ‬௧ െ ߠ଴(23)࡛⾲ࡉࢀࡿࠋ݆௘ ࡣᑟయ඲య࡛ࡢ㟁ὶᐦᗘ[A/m2]ࠊ
ߛ‫ࡣ ܥ‬య✚ẚ⇕[J/kg-K]ࠊ‫ܮ‬଴ ࡣ࣮ࣟࣞࣥࢶᐃᩘ=2.45 × 10ି଼ >:ƺ.2]ࠊߠ଴ ࡣ㉸ఏᑟ㒊㸦ึᮇ㸧
ᗘ[K]ࠊߠ௦ ࡣᖖఏᑟ㡿ᇦ➃㒊 ᗘ[K]࡛௨ୗࡢࡼ࠺
࡟ᐃ⩏ࡍࡿࠋ
ߠ௖ + ߠ௚ߠ௦ =2
ߠ௖ ࡣ࠶ࡿ☢ሙࡢୗ࡛㟁ὶࢮ࡛ࣟࡢ⮫⏺ ᗘ[K]ࠊ
ߠ௚ ࡣ࠶ࡿ☢ሙୗ࡛࠶ࡿ㟁ὶ㏻㟁୰࡛ࡢ⮫⏺ ᗘ㸦ศὶ㛤ጞ ᗘ㸧[K]ࢆ⾲ࡍࠋḟ࡟ࢯࣞࣀ࢖ࢻ㍈᪉ྥ࡜༙ᚄ᪉ྥࡢࢡ࢚ࣥࢳఏ᧛㏿ᗘ‫ݒ‬௭ ࠊ‫ݒ‬௥ ࡣ⇕ఏᑟ⋡ࡢẚࢆ౑ࡗ࡚ࠊୗグࡢࡼ࠺࡟⾲ࡉࢀࡿࠋ

Fig. 29 ⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࡢ᭷↓࡟ࡼࡿ BESS
ࢥ࢖ࣝࡢࢡ࢚ࣥࢳᚋࡢ ᗘୖ᪼ศᕸࡢ㐪࠸

Fig. 30 ATLAS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ㸦ὀព㸸௬እᯟ௜㸧ෆ㠃࡟⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࡀ᪋ᕤࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ㸶㸫 15࢚ࢿࣝࢠ࣮ࢆᾘ㈝ࡍࡿ㡿ᇦࡀᣑ኱ࡋࠊᆒ୍࡞
ᗘୖ᪼࡟㏆࡙ࡃࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋࡇࡢ⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉ࡟ࡼࡿ㧗㏿ࢡ࢚ࣥࢳఏ᧛ࡣࠊࢥ࢖ࣝ⮬㌟ࡢ⪏ࢡ࢚ࣥࢳᛶ⬟ࢆ㧗ࡵࡿࡶࡢ࡛ࠊືసࡢኻ
ຠࡣ↓ࡃಙ㢗ᛶࡣ㧗࠸ࠋFig. 29 ࡟♧ࡍࡼ࠺࡟ࠊ
ࡇࡢಖㆤἲࢆጞࡵ࡚᥇⏝ࡋࡓ BESS ࢯࣞࣀ࢖ࢻ
ࡢ㛤Ⓨࢆ㏻ࡌ࡚ࡑࡢ᭷ຠᛶࢆ☜ㄆࡋ࡚࠸ࡿ 26) ࠋ
4.6.1 ⠇࡛㏙࡭࡚࠸ࡿࡼ࠺࡟ఏᑟ෭༷ほⅬ࠿ࡽࡶ⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࡣ᭷⏝࡛ࠊBelle ࡸ ATLASࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢෆ⾲㠃࡟ࡶ 99.999 %௨ୖࡢ⣧ᗘࡢࠋ࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࡀ㈞ࡾࡘࡅ࡚࠶ࡿ㸦Fig. 30㸧
ࢡ࢚ࣥࢳ᳨ฟᚋ࡟ࣄ࣮ࢱ࣮ࢆ↏࠸࡚ᙉไⓗ࡟ࢥ࢖ࣝ඲యࢆᖖఏᑟ㌿⛣ࡉࡏ࡚ᆒ୍࢚ࢿࣝࢠ࣮
ᾘ㈝ࢆ┠ᣦࡍಖㆤἲࡶ࠶ࡿࠋࢡ࢚ࣥࢳఏ᧛ࡼࡾ
ࡶࡼࡾ㐲ࡃࡢ㉸ఏᑟ㡿ᇦࢆࡼࡾ᪩ࡃᙉไⓗ࡟ᖖఏᑟ㌿⛣ࡉࡏࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋ࡜ࡣ࠸࠼ࠊᕧ኱
࡞᳨ฟჾ☢▼⏝ࢥ࢖ࣝ඲య࡟ࣄ࣮ࢱ࣮ࢆ᪋ࡍ࡜
࠸࠺ࡼࡾࠊࢥ࢖ࣝ୧➃ཬࡧ୍ᐃࡢ㛫㝸࡛ࣄ࣮ࢱ࣮ࢆ᪋ࡋࡑࡢ㛫ࢆ㧗㏿ࢡ࢚ࣥࢳఏ᧛࡛ಖㆤࡍࡿ
࡜࠸࠺ࡢࡀ⌧ᐇⓗ࡞ಖㆤἲ࡜ᛮࢃࢀࡿࠋATLASࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡛ࡣࢥ࢖ࣝ୧➃ཬࡧ㍈᪉ྥ 1/4 ࡈ࡜࡟ࣇ࢕࣒ࣝࣄ࣮ࢱ࣮ࢆࢱ࣮ࣥ㛫࡟ᣳࡳࢡ࢚ࣥࢳಖ
ㆤࣄ࣮ࢱ࣮࡜ࡋ࡚౑⏝ࡋ࡚࠸ࡿࠋFig. 31 ࡣヨ㐠㌿᫬ࡢࢡ࢚ࣥࢳಖㆤヨ㦂⤖ᯝࢆ♧ࡋ࡚࠸ࡿࡀࠊ
⣧࢔࣑ࣝ࡟ࡼࡿࢡ࢚ࣥࢳಖㆤ࡟ຍ࠼࡚ࠊࣄ࣮ࢱ
࣮࡟ࡼࡿಖㆤࡶᶵ⬟ࡋ࡚ࢡ࢚ࣥࢳ※ࡢ ᗘୖ᪼ࡣࡼࡾపࡃᢚ࠼ࡽࢀ࡚࠸ࡿ 27) ࠋࡉࡽ࡟ࠊእ㒊ಖ
ㆤ᢬ᢠࢆ㏣ຍࡋࡓ᫬ࡢヨ㦂ࡶ⾜ࡗ࡚࠾ࡾࠊࡼࡾప࠸ ᗘୖ᪼࡜࡞ࡗ࡚࠸ࡿࠋࡇࡢࡼ࠺࡟ྛࢡ࢚
ࣥࢳಖㆤἲࡣ➇ྜࡍࡿࡇ࡜࡞ࡃࠊಖㆤᶵ⬟ࢆࡼࡾ㧗ࡵࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋ
୙㐃⥆ࡢࢯࣞࣀ࢖ࢻࡸࢺࣟ࢖ࢲࣝࠊࢲ࢖࣏࣮
ࣝࡢࡼ࠺࡟ศ๭ࡉࢀࡓࢥ࢖ࣝ㛫࡛ࡣࢡ࢚ࣥࢳఏ
᧛ࡣᮇᚅ࡛ࡁ࡞࠸ࡢ࡛ࢡ࢚ࣥࢳಖㆤ࡟ࡣࡉࡽ࡞
ࡿὀពࡀᚲせ࡜࡞ࡿࠋᖖఏᑟ㌿⛣ࡋࡓࢥ࢖ࣝ࡜
㉸ఏᑟࡢࡲࡲࡢࢥ࢖࡛ࣝᾘ☢ࢆ⥆ࡅࡿ࡜ࢥ࢖ࣝ
᥋⥆㒊࡟࠾࠸࡚ kV ⣭ࡢ㧗࠸㟁ᅽࡀⓎ⏕ࡍࡿࠋእ㒊ಖㆤ᢬ᢠࢆຠ࠿ࡏࠊࢡ࢚ࣥࢳࣂࢵࢡ࡛ࢥ࢖ࣝ
඲యࡢᖖఏᑟ㌿⛣ࢆᮇᚅࡍࡿࡇ࡜ࡶ࡛ࡁࡿࡀࠊ኱ ᆺ࡟ ࡞ࡿ࡯ ࡝ࡑ ࡢ࣓࢝ ࢽࢬ ࣒ࡣప ୗࡍ ࡿࡢ࡛ ࠊࣄ ࣮ࢱ࣮ ࡟ࡼ ࡿᙉไ ࢡ࢚ ࣥࢳࡀ ᚲせ ࡟࡞
ࡿࠋATLAS ࢺࣟ࢖ࢻ࡛ࡣྛࢥ࢖ࣝ࡟ಖㆤࣄ࣮ࢱ
࣮ࢆ᪋ࡋ࡚࠸ࡿࠋࡲࡓࠊࢥ࢖ࣝࡈ࡜࡟ᾘ☢ᅇ㊰ࢆ⤌ࡴ࡜࠸࠺ಖㆤἲࡶ࠶ࡿࡀࠊῶ⾶୰ࡢࢥ࢖ࣝ
࡝࠺ࡋࡸࣜࢱ࣮࣮ࣥࣚࢡ࡜ࡢ㟁☢ຊࡢ࠿࠿ࡾ᪉
ࡀᐃᖖ᫬࡜ࡣ␗࡞ࡿࡇ࡜ࡶ࠶ࡿࡢ࡛ࢥ࢖ࣝᨭᣢ
ᮦࡢ⿵ᙉ࡞࡝༑ศ᳨ウࡋ࡞ࡅࢀࡤ࡞ࡽ࡞࠸ࠋ

Fig. 31 ⣧࢔࣑ࣝ࡟ຍ࠼ಖㆤࣄ࣮ࢱ࣮ࢆసືࡉࡏ
ࡓ࡜ࡁࡢࢡ࢚ࣥࢳᚋࡢ ᗘୖ᪼ศᕸ

5. ࢡࣛ࢖࢜ࢫࢱࢵࢺ
᳨ฟჾ㉸ఏᑟ☢▼⏝ࢡࣛ࢖࢜ࢫࢱࢵࢺࡣ᩿⇕ᛶ⬟ࡔࡅ࡛࡞ࡃࠊ᳨ฟჾࡀタ⨨ࡉࢀࡿෆ㒊ᐊ✵㛫ࢆ☜ಖࡋࠊሙྜ࡟ࡼࡗ࡚ࡣෆ㒊᳨ฟჾࡢⲴ
㔜ࢆᨭ࠼࡞ࡅࢀࡤ࡞ࡽ࡞࠸ࠋࡉࡽ࡟ࣀ࢖ࢬ※࡜࡞ࡽ࡞࠸ࡼ࠺≀㉁㔞ࡣ࡞ࡿ࡭ࡃᑡ࡞ࡃࠊ≀⌮ⓗ࡞ࢧ࢖ࢬࡶ᭱ᑠ࡜࡞ࡿࡼ࠺ồࡵࡽࢀ࡚࠸ࡿࠋࡇ
ࡇ࡛ࡣࠊ㏱᫂ᛶࢆ㏣ồࡍࡿ୰࡛㛤Ⓨࡉࢀࡓࢡࣛ
࢖࢜ࢫࢱࢵࢺせ⣲ࠊ┿✵ᐜჾእ⟄࡜ࢥ࢖ࣝᨭᣢ
ᮦ࡟ࡘ࠸࡚⤂௓ࡍࡿࠋ5.1.1. ┿✵ᐜჾእ⟄ⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻ࡛ࡣࢡࣛ࢖࢜ࢫࢱࢵࢺࡶ≀㉁㔞పῶ࡟ດࡵ࡞ࡅࢀࡤ࡞ࡽ࡞࠸ࠋ≉࡟┿✵ᐜჾእ⟄ࡣ 100 kPa ࡢእᅽ෇⟄࡜࡞ࡿࡢ࡛ࠊᗙᒅࣔ
࣮ࢻࡢᛂຊࢆཷࡅࡑࢀ࡟⪏࠼ࡿ᭤ࡆ๛ᛶࡀᚲせ࡟࡞ࡿࡢ࡛ࠊཌ⫗ࡢ෇⟄࡟࡞ࡗ࡚ࡋࡲ࠺ࠋFig.
32 ࡟♧ࡍᵓ㐀ࡢ࢔࣑ࣝࣁࢽ࣒࢝ࡣ๛ᛶࢆ☜ಖࡋ࡞ ࡀࡽ ≀㉁㔞 ࢆప ῶ ࡛ࡁ ࡿᯈ ᮦ࡜ࡋ ࡚╔ ┠ࡉ
ࢀࠊSSC ྥࡅࡢ㉸ఏᑟࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢ┿✵ᐜჾ࡟
ヨసࡉࢀࡓࠋࡑࡢ〇㐀ᕤ⛬ࢆ Fig. 33 ࡟♧ࡋ࡚࠸ࡿࠋ⯟✵ᶵࡸ᪂ᖿ⥺⏝࡟〇㐀ࡉࢀ࡚࠸ࡿࣟ࢘௜
ࡅࣁࢽ࣒࢝ᖹᯈࢆ 4 Ⅼ᭤ࡆ࡛᭤ࡆࢩ࢙ࣝ࡜ࡋࠊ⁐᥋᥋⥆࡛෇⟄࡟௙ୖࡆ࡚࠸ࡿ 28) ࠋࣁࢽ࣒࢝࡟ࡣཬࡤ࡞࠸ࡶࡢࡢ Fig. 34 ࡢ෗┿ࡢࡼ࠺࡞࢔࢖ࢯࢢࣜࢵࢻᵓ㐀ࡶ᭤ࡆ๛ᛶࢆ☜ಖࡋ࡞ࡀࡽ≀㉁㔞ࡢపῶࢆᅗࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁࡿࠋࡇࡕ㸶㸫 16ࡽࡶ࢔࢖ࢯࢢࣜࢵࢻᵓ㐀ࡢᖹᯈࢆ᭤ࡆຍᕤࡋ࡚
෇⟄ᙧ≧࡟⁐᥋⤌❧ࡋ࡚ࡋࡓ┿✵ᐜჾࡀ SSC ྥࡅ࡟㛤Ⓨࡉࢀ࡚࠸ࡿ 29)ࠋ୧⪅ࡢᛶ⬟ࢆ Table 3 ࡟ࡲ࡜ࡵࡿࠋ࡝ࡕࡽ࠿ࢆ
㑅ᢥࡍࡿ࡜࠸࠺ࡼࡾࡣ➃㒊ࣇࣛࣥࢪࡸࢧ࣏࣮ࢺ
ࡢྲྀࡾ௜ࡅᗙࠊ㓄⟶㈏㏻㒊࡞࡝ࡣ࢔࢖ࢯࢢࣜࢵ
ࢻᵓ㐀࡛ࠊࡑࢀ௨እࡣࣁࢽ࣒࡛࢝࡜࠸࠺㐺ᮦ㐺ᡤ࡟࡞ࡿࠋ௚ࡢ࢔ࣉ࣮ࣟࢳ࡜ࡋ࡚ࡣ CFRP ࡸ GFRP ࡜࠸ࡗࡓ㧗ศᏊᮦᩱࡶࢺࣜࢫࢱࣥ VENUS ࡞࡝࡛ࡢᐇ⦼ࡀ࠶ࡾࠊ⌧ᅾࡶࢡࣛ࢖࢜ࢫࢱࢵࢺ฼⏝࡟ࡴࡅࡓ R㸤D ࡀ㐍ࡵࡽࢀ࡚࠸ࡿࠋ

Fig. 32 ࣮ࣟ௜ࡅࣁࢽ࣒࢝ᵓ㐀

5.1.2. ࢥ࢖ࣝᨭᣢᮦ
㉸ఏᑟࢥ࢖ࣝࡣࢡࣛ࢖࢜ࢫࢱࢵࢺෆ࡛ᾋ㐟ࡋ࡚࠸ࡿࡀዴࡃ᩿⇕ᨭᣢᅛᐃࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ᩿⇕ᨭᣢᵓ㐀యࡢタィࡢせⅬࢆࡲ࡜ࡵࡿ࡜௨ୗࡢࡼ࠺࡟࡞ࡿࠋ- ࢥ࢖ࣝࡢ㟼Ⲵ㔜㸦㸯G㸧࡟ຍ࠼࡚ࠊᆅ㟈ࡸ㍺㏦࣭⤌❧᫬ࡢ᣺ືࢆ๓ᥦ࡟ 2G ࡢຍ㏿ᗘࢆᨭ࠼ࡿࠋ- ᩘࢭࣥࢳࡢタ⨨఩⨨ㄗᕪࡸ⇕཰⦰ኚ఩࡟࡚
⏕ᡂࡍࡿᑐ࣮ࣚࢡ୙ᖹ⾮㟁☢ຊࢆᨭ࠼ࡿࠋ
- 4.1 ⠇࡛㏙࡭࡚࠸ࡿࡼ࠺࡟ࠊ᳨ฟჾෆ࡛ࢡࣛ
࢖࢜ࢫࢱࢵࢺࡀ༨᭷ࡍࡿ✵㛫ࡢ᭱ᑠ໬ࡶồࡵࡽࢀ࡚࠸ࡿࠋࢥ࢖ࣝࡢ᩿⇕ᨭᣢᵓ㐀ࡶ↓⏝࡟┿✵ᐜჾࡢࢧ࢖ࢬࢆ኱ࡁࡃࡍࡿࡇ࡜ࡀ
↓࠸ࡼ࠺࡟ᕤኵࡍࡿࠋ- ఏᑟ⇕౵ධ㊰࡟࡞ࡿࡢ࡛ࠊ᩿⇕ᛶࡢⰋ࠸ᮦᩱ㸦GFRP ࡸ Ti ࡞࡝㸧ࢆ᥇⏝ࡋࠊࢧ࢖ࢬࡶ
⪃៖ࡋࡘࡘ᩿⇕㊥㞳ࢆ☜ಖࡍࡿࠋ- ࢥ࢖ࣝࡢ⇕཰⦰ࢆ྾཰ࡋࠊ཰⦰ᚋ࡟ࢥ࢖ࣝ
ࡀṇࡋ࠸఩⨨࡟࡞ࡿࡼ࠺ࠊᦾືᶵᵓࡸᅇ㌿ᶵᵓࢆ᭷ࡍࡿࠋ

Fig. 33 ࣮ࣟ௜ࡅࣁࢽ࣒࢝┿✵ᐜჾ෇⟄〇సᕤ⛬

Table 3 ࢔࢖ࢯࢢࣜࢵࢻཬࡧࣁࢽ࣒࢝ᵓ㐀࡟ࡼࡿⷧ⫗໬ࡢ┦ᑐホ౯

Type

ཌᯈ

ᮦᩱ

5083

඲ཌ(mm)
27⾲㠃ཌ㸦mm㸧 (27)ᐇຠཌ㸦mm㸧 27┦ᑐ㔜㔞1㍽ᑕ㛗㸦Xo㸧 0.303

࢔࢖ࢯ ࣁࢽ࣒࢝
ࢢࣜࢵࢻ

5083
-H32
46
4.0
11
0.4
0.123

6951/
4045-T646
3.0+3.0
7
0.26
0.079

Fig.
Fig.34࢔࢖ࢯࢢࣜࢵࢻᵓ㐀ᮦ࡟ࡼࡿ┿✵ᐜჾ34 ࢔࢖ࢯࢢࣜࢵࢻᵓ㐀ᮦ࡟ࡼࡿ┿✵ᐜ
ჾ

㸶㸫 17

ᚄ᪉ྥࡢᑍἲไ㝈ࡀཝࡋ࠸୰ࢥ࢖ࣝࢆ᩿⇕ᨭᣢࡋ࡚࠸ࡿ౛࡜ࡋ࡚ ATLAS ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢࢺࣛ࢖
࢔ࣥࢢࣝࢧ࣏࣮ࢺࢆ⤂௓ࡍࡿࠋࢥ࢖ࣝ୧➃࠿ࡽࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮࡟ྥ࠿ࡗ࡚┿✵ᐜჾෆ⟄ࡢࣇࣛࣥࢪ࠿ࡽ୕ゅᙧୖࡢࢧ࣏࣮ࢺࡀ୪ࡧࠊࢥ࢖
ࣝⲴ㔜࡜㍈᪉ྥࡢᅛᐃ୧᪉ࢆᨭ࠼࡚࠸ࡿࠋ┿✵ᐜჾഃ 2 ࠿ᡤ࡜ࢥ࢖ࣝഃ 1 ࠿ᡤࡢ᥋⥆㒊࡟ࡣ⌫㠃ᗙࡀ⤌ࡳ㎸ࡲࢀ࡚ᚄ᪉ྥࡢ⇕཰⦰࡟㏣㝶ࡋ࡚࠸ࡿࠋ෭༷㓄⟶ࡸ㉸ఏᑟࣂࢫࣛ࢖ࣥ࡜᥋⥆ࡍࡿഃࡢ㍈᪉ྥࡣᅛᐃࡉࢀࠊ཯ᑐഃࡣࢥ࢖ࣝ㍈᪉ྥࡢ཰⦰ࢆ྾཰ࡍࡿࡼ࠺ࢥ࢖ࣝ᥋⥆㒊ࡣࢫࣛ࢖ࢻࡍ
ࡿࡼ࠺࡟࡞ࡗ࡚࠸ࡿࠋ

6. ࢥ࢖ࣝࡢ〇㐀᪉ἲⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻᵓ㐀ࡢࢥ࢖ࣝࡣᕳ⥺ࡢእ࿘ࢆࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮࡛ᅖ࠸ࠊ⥺ᮦ࡜༠ㄪࡋ࡚㟁☢ຊࢆᨭᣢࡍࡿᵓ㐀ࢆྲྀࡗ࡚࠾ࡾᕳ⥺ෆഃ࡟ࡣ⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࢆࢡ࢚ࣥࢳಖㆤࡢࡓࡵ࡟㈞ࡾ௜ࡅ࡚࠸ࡿࡔࡅ࡛ࠊᕳ⥺᫬࡟ᚲせ࡜ࡉࢀࡿᕳ
ᯟࡣᏑᅾࡋ࡞࠸ࠋࡇࡢࡼ࠺࡞ᵓ㐀ࢆᙧᡂࡍࡿ㝿࡟ࡣࠊᕳ⥺࡜ࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮ࢆ᥋╔ࡍࡿᶞ⬡ᒙࡣ᥋╔ᙉᗘࡸ⇕ఏᑟࠊࢡࣛࢵࢡⓎ⏕㜵Ṇࡢ
ほⅬ࠿ࡽⷧ࠸᪉ࡀࡼࡃࠊᕳ⥺࠿ࡽࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜ
ࣥࢲ࣮࡟ྥ࠿ࡗ࡚ᢲࡋ௜ࡅࡿ≧ែ࡟࡞ࡗ࡚࠸ࡿ
ࡢࡀᮃࡲࡋ࠸ࠋᕤἲ࡜ࡋ࡚ࡣࠊձࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜ
ࣥࢲ࣮↝ࡁᔐࡵἲ࡜߈┤᥋ෆᕳࡁἲࡀ࠶ࡾࠊ࠾
࠾ࡴࡡ 2 m ᚄࢆ㉸࠼ࡿ࡜ᔐࡵྜࢃࡏኻᩋࡢࣜࢫ
ࢡࡀ↓࠸┤᥋ෆᕳࡁἲࡀ㐺⏝ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋ

Fig. 36 ATLAS ࢥ࢖ࣝࡢࢺࣛ࢖࢔ࣥࢢࣝᨭᣢᮦ
┤᥋ෆᕳࡁἲࡣࢺࣜࢫࢱࣥィ⏬ࡢ TOPAZ ࢯࣞࣀ࢖ࢻ㛤Ⓨࡢࡓࡵ࡟☜❧ࡋࠊࡑࡢᚋࡢⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢᕳ⥺࡟ࡶᛂ⏝ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋFig. 37 ࡟ࡣࡑࡢᕤ⛬ࢆᅗ♧ࡋ࡚࠸ࡿࠋࡲࡎෆᕳࡁࡢ๓ẁ㝵࡜ࡋ࡚ࢻ࣒ࣛ࠿ࡽᘬࡁฟࡋࡓ⥺ᮦࢆ⤯⦕ࢸ࣮ࣆࣥ ࢢࢆ ᪋ࡋ࡞ ࡀࡽ ௬ᕳᯟ ୖ࡟ ᕳࡃࠋ ࡓࡔ ᐇ㝿
ࡣࠊ3 Ⅼ࣮࣮ࣟࣛࡢ⤌ྜࡏ࡛࢔࣑ࣝᖹゅᲬࢆ࢚ࢵࢪ࣡࢖ࢬ࡟᭤ࡆ࡚௬ᕳᯟࡢእ࿘࡟㍕ࡏ࡚࠸ࡃ≧ែ࡟㏆࠸ࠋෆ⾲㠃࡟ᑐᆅ⤯⦕ࢆ᪋ࡋࡓࢧ࣏࣮ࢺ
ࢩࣜࣥࢲ࣮ࢆᆶ┤࡟❧࡚ࠊ୰࡟ᕳ⥺ᶵࢆᤄධࡍ
ࡿࠋࡑࡢୖ᪉࡟௬ᕳᯟ࡟ᕳ࠿ࢀࡓ௬ᕳ⥺ࢆ㓄⨨

Fig. 35 ⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻࢥ࢖ࣝ〇㐀ᕤ⛬㸶㸫 18ࡋ࡚ࠊᕳ⥺ᶵࡢ࣮࣮ࣟࣛࣘࢽࢵࢺ࡟⥺ᮦࢆ౪⤥ࡍࡿࠋ࣮࣮ࣟࣛࣘࢽࢵࢺࡣࢧ࣏࣮ࢺࢩࣜࣥࢲ࣮
ෆ㠃࡟⥺ᮦࢆᢲࡋ௜ࡅ࡞ࡀࡽ⨨࠸࡚࠸ࡃࠋ⥺ᮦࢆ⨨ࡃᡭ๓࡛ࡣຍ⇕◳໬ࢱ࢖ࣉࡢࣞࢪࣥࢆሬᕸ
ࡋ࡚࠸ࡿࠋ㍈᪉ྥࡣᕳ⥺ᶵࡢ㔜㔞ࡀᕳࡁ⤊࠼ࡓಶᡤᅽࡋ᥃࠿ࡿࡼ࠺࡟ࡋ࡚࠾ࡾࠊᕳ⥺୰ࡣ㍈ᅽ
⦰ຊࢆຍ࠼⥆ࡅ࡚࠸ࡿࠋᕳࡁ⤊࠼ࡿ࡜ᕳ⥺ᶵࡣྲྀฟࡋࠊෆ⾲㠃࡟⣧࢔࣑ࣝࢫࢺࣜࢵࣉࢆྲྀࡾ௜
ࡅࠊࢥ࢖ࣝ඲యࢆຍ⇕ࡋ࡚ࣞࢪࣥࡢ◳໬ฎ⨨ࢆࡋ࡚ࠊࢥ࢖ࣝࡢ᏶ᡂ࡜࡞ࡿࠋ

ಖㆤ࡞࡝࡟㔜Ⅼࢆ⨨ࡁ࡞ࡀࡽࠊ᳨ฟჾ⏝㉸ఏᑟ☢▼ᢏ⾡ࢆゎㄝࡋ࡚ࡁࡓࠋ᭱ᚋ࡟ࠊ୺せ࡞᳨ฟჾ⏝㉸ఏᑟࢯࣞࣀ࢖ࢻࢆ Table 4 ࡟ࡲ࡜ࡵࡓࠋẚ㍑ࡢࡓࡵ࡟㉸ఏᑟࢯࣞࣀ࢖ࢻࡀᬑཬࡍࡿ๓࡟฼
⏝ࡉࢀ࡚࠸ࡓᖖఏᑟࡢ᳨ฟჾࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢ᝟ሗ
ཬࡧ FCC ࡸ ILC ࡞࡝ᑗ᮶ィ⏬ࡉࢀ࡚࠸ࡿ᳨ฟჾ
ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡶグධࡋ࡚࠸ࡿࠋຍ㏿ჾࡢᛶ⬟ࡀୖࡀࡿ࡟ࡘࢀࡼࡾᕧ኱࡞☢▼ࡀ㛤Ⓨࡉࢀ࡚ࡁࡓࡇ
࡜ࡀࢃ࠿ࡿࠋᑗ᮶ィ⏬ࡢࢯࣞࣀ࢖ࢻࡣ㐠ᦙࡶࡲࡲ࡞ࡽ࡞࠸ࢧ࢖ࢬ࡜࡞ࡗ࡚࠸ࡿࠋࡇࢀࡲ࡛㏱᫂

7. ࡲ࡜ࡵ

ᛶࢆồࡵ࡚ᇵࡗ࡚ࡁࡓⷧ⫗ࢯࣞࣀ࢖ࢻᢏ⾡ࡣ☢

୺࡟࢚ࢿࣝࢠ࣮ࣇࣟࣥࢸ࢕࢔㡿ᇦࡢ᳨ฟჾ⏝▼ࡢࢧ࢖ࢬࢆ㣕㊧᳨ฟჾ㸦ࢺࣛࢵ࣮࢝㸧ࢧ࢖ࢬ㉸ఏᑟ☢▼࡛ᒎ㛤ࡋ࡚ࡁࡓᢏ⾡せ⣲ࠊ࢔࣑ࣝᏳ

࡟ᢲࡋ࡜࡝ࡵ☢▼ࢥࢫࢺࢆୗࡆࡿព࿡࡛ࡶ┈ࠎᐃ໬㉸ఏᑟ⥺ࠊఏᑟ෭༷㸦㛫᥋෭༷㸧ࠊࢡ࢚ࣥࢳ㔜せ࡟࡞ࡗ࡚࠸ࡿࠋ

Table 4 ୺せ࡞᳨ฟჾ⏝ࢯࣞࣀ࢖ࢻࡢᛶ⬟
᳨ฟჾྡ

タ⨨/㛤Ⓨ

PLUTO*CELLO
PEP4/TPC
CDF
D0
CLEO-II
ALEPH
DELPHI
ZEUS
H1
TOPAZ
VENUS
AMY*
Belle
ATLAS (CS)CMS
BESS
BESS-Polar
ᑗ᮶ィ⏬㸸
ILD
SiD
FCC-ee CLD
FCC-ee IDEA
FCC-hhCLICᖖఏᑟ☢▼㸸
TASSO
ARGUS
OPAL

DESY
DESY/Saclay
SLAC/LBL
FNAL/Tsukuba
FNAL
Cornell
CERN/Saclay
CERN/RALDESY/INFNDESY/RAL
KEK
KEK
KEK
KEK
CERN/KEK
CERN
KEK
KEK

DESY
DESY
CERN

☢ሙ
㸦T㸧
2.2
1.5
1.5
1.5
2
1.5
1.5
1.2
1.72
1.2
1.2
0.75
3.0
1.5
2
4
1.2
0.8

ཱྀᚄ
(m)
1.4
1.5
2.04
2.86
1.07
2.9
5.0
5.2
3.0
5.2
2.72
3.4
2.2
3.6
2.3
6
0.85
0.8

฼⏝㛗
(m)
1.05
4.02
3.84
5.07
2.7
3.8
6.3
7.4
2.85
5.75
5.4
5.64
1.54
4
5.3
12.5
1.0
1.0

Energy
(MJ)
4.25
7
11
30
5.6
25
136
109
11
120
19.5
12
40
42
38
2670
0.82
0.40

E/M
(kJ/kg)
1.6*
5.0
7.6
5.4
3.7
3.6
5.5
4.2
5.5
4.8
4.3
2.8
2.4*
5.3
7
12
6.6
9.2

3.5
3
2
2
4
4

7.2
5.4
8
4.4
10
7

7.5
5.6
7.2
5.8
20
8.3

2300
1400
600
170
1380
2320

13
12
12
14
11.9
12.9

0.5
0.8
0.44

2.7
2.8
4.36

4.4
2.8
6.3

㸶㸫 19

Power
(MW)

2.8
2
5

ཧ⪃ᩥ⊩
[1] M. Derrick et al., “History of the superconducting
magnet bubble chambers”, AIP Conference
Proceedings 60, 198 (1980);[2] A. Yamamoto and T. Taylor,” Review ofAccelerator Science and Technology”, Vol. 5, eds.
A. Chao and W. Chou, 91 (World Scientific, 2012).
[3] A. Yamamoto, Y. Makida et al., "Development
towards ultra-thin superconducting solenoid
magnets for high energy particle detectors",
Nuclear Physics B, 78 (1999) 565 -570.
[4] ᒣᮏ᫂㸸᪥ᮏ≀⌮Ꮫ఍ㄅ 72, 163 (2017).
[5] A. Yamamoto, Y. Makida, K. Tanaka, Y. Doi, T.
Kondo, K.Wada and S. Meguro: Nucl. Phys. B
Proc. Suppl. 78, 565(1999).
[6] A. Yamamoto and Y. Makida: Nucl. Instrum.
Methods A494, 255 (2002).
[7] Y. Makida, et al., "Development of asuperconducting solenoid magnet system for the
B-factory detector (BELLE)," Adv. in Cryogenic
Engineering, vol. 43, pp. 221-228, 1998.
[8] A. Yamamoto, et al., “The ATLAS central
solenoid,” Nucl. Instr. and Meth. A, Vol. 584, Is. 1,
PP. 53-74, 2008.
[9] H. Kate, et al., “Superconducting magnet system
for the ATLAS detector at CERN”, IEEE Tans. on
Appl. Super. Vol. 9, No. 2 pp.841-846.
[10] H. Herve et al., “Status of the construction of the
CMS magnet,” IEEE Trans. Appl. Super. Vol. 14,
pp. 542-547, 2004.
[11] A. Abada et al., “FCC-ee: The Lepton Collider:
Future Circular Collider Conceptual Design
Report Volume 2,” Eur. Phys. J. ST, vol. 228, no.
2, pp. 261–623, 2019.
[12] N. Alipour Tehrani et al., “CLICdet: The postCDR CLIC detector model,” CLICdp-Note-2017001. Revised 2019.
[13]“FCC-hh: The Hadron Collider,” EUR. Phys. J.
Special Topics 228, p. 755-1107 (2019).
[14] M. Mentink, H. Silva, A. Dudarev, E. Bielert, V.
Klyukhin, B. Cure, H. Gerwig, A. Gaddi, C.
Berriaud, U. Wagner, and H. ten Kate, “Evolutionof the Conceptual FCC-hh Baseline Detector
Magnet Design,” IEEE Trans. Appl. Super. 28, p.
4002710 (2018).
[15] F. Kircher et. al, “Conceptual design of the ILD
detector magnet system”, LC-DET-2018-081.
[16] UpdatingtheSiD
detector
concept.
https://arxiv.org/abs/2110.09965.

[17] N. Sumi et al., “Construction Status of theSuperconducting Magnet System for the COMET
Experiment,” IEEE Trans. Appl. Super. Vol. 32,
No. 6, 4101204, 2022.
[18] M. Kawai, et al., “Superconducting solenoid
magnet of the DCBA-T3experiment searching forneutrino-less double beta decay”, Prog. Theor.
Exp. Phys. 2014, 023H01[19] Y. Makida et al., "Ballooning of a thinsuperconducting
solenoidforparticle
astrophysics," IEEE Trans. Appl. Super, Vol. 5,
No. 2, pp.658-661, 1995.
[20] Y. Makida et al., “The BESS-Polar Ultra-Thin
Superconducting Solenoid Magnet and Its
Operational Characteristics During LongDuration Scientific Ballooning Over Antarctica,”
IEEE Trans. Appl. Super. Vol. 19, p.1315, 2009.
[21] 㟷ᮌ㤶ⱑ௚ࠊࠕSKS ㉸ఏᑟ㟁☢▼ࡢᨵ㐀࡜⛣タ -GM/JT ෭෾ᶵ࡟ࡼࡿ෭෾ࢩࢫࢸ࣒-ࠖ, పᕤᏛ, 45 ᕳ 4 ྕ, pp.191-198, 2010.
[22] J. Imazato, et al., “A Superconducting Toroidal
Magnet for Charged Particle Spectroscopy,”
Proceedings of 11th International Conference on
Magnet Technology (MT-11) pp 366–371.
[23] ᳃ⱱᶞ,ࠕ㧗࢚ࢿࣝࢠ࣮ᐇ㦂⏝኱ᆺⷧ⫗㉸ఏᑟࢯࣞࣀ࢖ࢻࠖ, ᪥ᮏ≀⌮Ꮫ఍ㄅ, ➨ 41 ᕳ, ➨1 ྕ, pp.33-40, 1986.
[24] I.L. Horvath, et al., “Aluminum stabilized
superconductor for the BELLE detector at KEKB”, Proceedings of 15th Int. Conf. on Magnet
Technology, October 20-24, 1997. Beijing, China.
[25] S. Sgobba et al., “Toward an Improved HighStrength, High RRR CMS Conductor,” IEEE
Trans. Appl. Super., vol. 16, pp. 521–524, 2006.
[26] Y. Makida et al., “Performance test of a thinsuperconducting
solenoidforparticle
astrophysics,” Adv. In Cryogenic Eng. Vol. 37A,
pp.401-407, 1991.
[27] Y. Makida et al., “Quench protection and safety of
the ATLAS central solenoid,” IEEE Trans.
Appl. Super., Vol.12, No. 1, pp.407-410,
2002.
[28] H. Yamaoka et al., “Development of abrazed-aluminum-honeycomb
vacuumvessel for a thin superconducting solenoid
magnet,” Adv. Cryogenic Eng., Vol. 39,
pp.1983-1990, 1994.
[29] R.W. Fast et al., “Isogrid vacuum shell forlarge superconducting solenoid,” Adv.
Cryogenic Eng. Vol. 39, pp.1991-1998, 1994㸶㸫 20