粒子加速器製造技術の開発

Abstract

核物理や素粒子研究などに用いられる粒子加速器は、用途に応じ電子、陽電子、陽子などの粒子を高エネルギーの状態まで加速し、実験を行う装置で、粒子の加速には高周波電力をエネルギー源とする加速空洞が用いられる。高い加速性能を得るため、材料として、常伝導方式では銅、超伝導方式では高純度のニオブ材が使用される。当社では約30年この加速空洞の製造技術の開発を行ってきている。最近確立した技術として、無酸素銅並みの高純度で強度や伸びが制御可能な革新銅電鋳技術を加速器構成部品へ適用しており、高精度の純ニオブ成形技術として対回液圧成形およびフローフォーミングをニオブ製空洞に適用した。

Particle accelerators used for studying elementary particle physics, nuclear physics, and materials science accelerate particles in normal conducting copper RF (Radio Frequency) cavities and/or superconducting pure niobium RF cavities. Over the last 30 years, techniques for manufacturing particle accelerator cavities have been developed. Among the latest of these techniques is advanced copper electroforming, applied to normal conducting cavities, which yields high-purity deposits having controllable mechanical properties. In high-precision forming, hydroforming and flow-forming were applied to a superconducting niobium cavity.