Model magnet development of D1 beam separation dipole for the HL-LHC upgrade

LHC高輝度化アップグレードに向けたD1ビーム分離用双極超伝導モデル磁石の開発

中本 建志*; 菅野 未知央*; Xu, Q.*; 川又 弘史*; 榎本 瞬*; 東 憲男*; 出崎 亮; 飯尾 雅実*; Ikemoto, Yukio*; 岩崎 るり*; 木村 誠宏*; 荻津 透*; 岡田 尚起*; 佐々木 憲一*; 吉田 誠*; Todesco, E.*

Nakamoto, Tatsushi*; Sugano, Michinaka*; Xu, Q.*; Kawamata, Hiroshi*; Enomoto, Shun*; Higashi, Norio*; Idesaki, Akira; Iio, Masami*; Ikemoto, Yukio*; Iwasaki, Ruri*; Kimura, Nobuhiro*; Ogitsu, Toru*; Okada, Naoki*; Sasaki, Kenichi*; Yoshida, Makoto*; Todesco, E.*

近年、大強度加速器施設におけるビーム高強度化を実現するため、強い放射線環境下で安定に高磁場を形成可能な超伝導磁石システムが求められている。本研究では、大型ハドロン衝突型加速器(Large Hadron Collider: LHC)の高輝度化アップグレード計画において、数十MGy級の耐放射線性を有するビーム分離用双極超伝導磁石システム(D1システム)を開発することを目指している。このシステムには超伝導材料や電気絶縁材料が用いられるが、電気絶縁材料にはコイル線材間の隙間を埋める成形性と十分な耐放射線性が要求される。我々は高い成形性、放射線照射時の低分解ガス生成能と高強度維持を実現したガラス繊維強化ビスマレイミドトリアジン(BT)樹脂を開発した。従来のガラス繊維強化エポキシ(G10)樹脂の場合、10MGyの線照射後、410mol/gのガスが発生し、曲げ強度が初期値の60%である280MPaまで低下したのに対し、BTでは100MGyの線照射後、510mol/gのガス発生量と初期値の90%である640MPaの曲げ強度を示した。今後、NbTi系超伝導線材の開発と磁石デザインを行ない、D1システム用モデル磁石を製作する予定である。

Recently, development of superconducting magnet system with high radiation resistance has been demanded for application in accelerator facilities such as CERN LHC. In order to realize superconducting magnet system with high radiation resistance, it is necessary to develop electrical insulator with high radiation resistance because the electrical insulator is made of organic materials whose radiation resistance is inferior to that of inorganic materials. We developed a glass fiber reinforced plastic with bismaleimide-triazine resin. The developed material showed excellent radiation resistance; the material evolved gases of 510 mol/g and maintained flexural strength of 640MPa (90% of initial value).