Design study of sector magnets for RIKEN Superconducting Ring Cyclotron, 2

Abstract

The RIKEN SRC-4 (4-sector Superconducting Ring Cyclotron) and SRC-6 (6-sector SRC) are the main accelerators for the RIKEN RI (Radioactive Isotope) Beam Factory. Here, the design study of sector magnets for SRC-6 is described. The main components of the magnetic elements are superconducting and normal-conducting coils, poles and a yoke. Two kinds of superconducting coils are used: a pair of main coils and a group of trim coils. The average current density of these coils is 34 A/sq mm and 41 A/sq mm, respectively. A group of normal-conducting trim coils is also arranged in the upper and lower side of the port against the huge magnetic force of the main coils. The method for supporting the vertical magnetic force and the magnetic shifting force in the radial direction is described in this report. To stabilize the superconducting wire, a pure aluminum stabilizer with flat surface is used. Two refrigerators, whose capacities are 500 W at 4.5 K, are used for cooling the 6-sector magnets and the beam injection/extraction magnets. The coolant of the 6-sector magnets is 360 tons, and it takes one and a half month for cooling it from room temperature to 5 K. It is expected that the SRC is operated for more than 6,000 hours a year.

理研SRC-4(4セクタ超伝導リングサイクロトロン)および6セクタSRC-6は理研RI(放射性同位元素)ビームファクトリー用の主要加速器である。SRC-6用セクタ磁石の設計研究について述べた。磁気要素の主要構成部品は超伝導および常伝導コイル、磁極およびヨークである。2種類の超伝導コイルとして、1対の主コイルおよび1群のトリムコイルを使った。これらの平均電流密度はそれぞれ34A/平方ミリメートルおよび41A/平方ミリメートルである。また1群の常伝導トリムコイルを主コイルの巨大な磁力に対してポートの上および下側に配置した。垂直方向の磁力および径方向の磁気シフト力に対する支持方法について述べた。超伝導腺を安定化するために平坦な面を持つ純アルミニウム安定化材を使用した。4.5Kで500Wの能力を持つ2台の冷凍機を6セクタ磁石とビームの入射/取出し磁石の冷却に使用した。6セクタ磁石の冷却媒体は360tあり、常温から5Kまで冷却するのに1ヶ月半掛かる。SRCを1年間に6,000時間以上運転することを期待している。