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LHCビーム衝突点超伝導四極電磁石
概要
欧州合同原子核研究機関(CERN)で現在稼働しているラージハドロンコライダー(LHC)において、ビーム衝突点付近に使用される強収束超伝導四極電磁石の開発・製作はアメリカと日本が協力して分担しました。日本側の開発は主としてKEKで行われ、超伝導・低温工学センター、機械工学センター、加速器研究施設、素粒子原子核研究所からの開発メンバーが協力して実施しました。開発は1995年より始まり、1 mモデル磁石５台、実機長プロトタイプ2台での技術確立・検証を経て、予備機を含む全20台の実機製作を2001年より2004年まで行いました。
この衝突点用強収束四極磁石はLHC用超伝導磁石のなかで最も性能要求が厳しく、215 T/mの強磁場勾配を直径70 mmの口径内に発生する事が求められました。最高磁場は8.6 Tにも達します。磁場精度の要求も厳しく、半径17 mmにおいて、主成分である4極磁場に対する高調波成分を10-4以下に抑える事が求められました。KEKではこれらの要求仕様を満足し、再現性を最大限にするため、1)電流密度のグレーディングを持つ4層コイル、2)非磁性鋼による薄肉スペーサーカラー、3)上下に分割、キー構造をもつ鉄ヨーク構造を採用しました。
(図1)衝突点用強収束四極磁石デザインの断面図
補足説明
4極磁場：ビームを収束するための磁場
関連するWebページ
http://lhc.web.cern.ch/lhc/
http://cry3-aps2.kek.jp/~cryoweb/index.htm
関連する研究グループ
CERN
KEK超伝導・低温工学センター
KEK機械工学センター
KEK加速器研究施設
KEK素粒子原子核研究所
関連する研究施設
LHC
