Vacuum chamber made of soft magnetic material with high permeability

強磁性体材料製真空容器の開発

神谷 潤一郎   ; 荻原 徳男; 西川 雅章; 引地 裕輔; 柳橋 亨; 金正 倫計  

Kamiya, Junichiro; Ogiwara, Norio; Nishikawa, Masaaki; Hikichi, Yusuke; Yanagibashi, Toru; Kinsho, Michikazu

ビームパワーの大強度化が進む粒子加速器や、核融合における一つの課題は不必要な磁場をいかにして遮蔽し、安定したビーム軌道を得られるかということである。ビームに対して不必要な磁場を最も効果的に遮蔽をすることは、最もビームに近い場所でビームの周りを磁性材料で完全に覆うことである。ビームの存在する真空容器を磁性材料化することが、完全な磁場遮蔽であるといえる。われわれは、現在漏洩磁場によりビーム軌道に影響がでているJ-PARC 3GeVシンクロトロン出射部の真空容器に対し、磁性材料化を適用することとした。しかしながら、磁気性能及び真空性能を併せ持つ真空容器の実績はない。そこで必要な磁気性能及び真空性能を満たすための課題を洗い出し、それらに対し実測に基づき検証を行った。その結果、磁気遮蔽性能及び真空性能の非常に優れた強磁性体材料製真空容器を開発することに成功したので報告する。本開発結果により、ビームを安定な軌道で運転でき、ビームロスを低減することが期待されるため、加速器をより安定に運転することが可能となる。

One of the reasons of a beam loss in a high power accelerator is leakage magnetic field from a magnet at a close beam line, which distorts the beam orbit and makes the beam hit the wall of the beam pipe. The most effective way to shield such leakage field is to cover the beam by the magnetic materials at the nearest space. This means that vacuum chambers should be made of the magnetic materials. We selected the permalloy, which has very high magnetic permeability for such a magnetic material. However, there is not proven evidence of the vacuum chambers, which are made of magnetic materials. We have developed a vacuum chamber of such new material with the object of vacuum and magnetic characteristics.