コンテンツに飛ぶ | ナビゲーションに飛ぶ

  • 日本語
  • English
 
現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学研究科 原子核工学専攻 複合加速器工学

複合加速器工学

JA | EN

科目ナンバリング
  • G-ENG08 7C078 LJ53
開講年度・開講期 2020・前期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 水3
教員
  • 石 禎浩(複合原子力科学研究所 准教授)
授業の概要・目的 加速器は素粒子・原子核物理実験にとって必須の装置であるとともに、将来の原子力システムにとっても重要である。加速器の基礎理論、特に円形加速器の軌道理論・ビーム力学・高周波加速理論・ラティス設計等について学修する。さらに加速器の様々な応用についてもあわせて講述する。
到達目標 加速器理論の基礎を修得し、簡単な円形加速器のビーム設計ができることを目標とする。
授業計画と内容 加速器の歴史と概説,1回
加速器開発の歴史・各種加速器の概要と物理学上の重要な発見等を紹介するとともに、加速器設計に必要な基礎事項をまとめる。また、本講義の全体の流れをまとめる。

円形加速器のビーム力学の基礎,1回
円形加速器における運動方程式と輸送行列による横方向ビーム運動理論を講述する。

加速器の主要機器,1回
加速器の主要構成機器について説明する。

ビーム軌道理論,3回
円形加速器におけるハミルトニアンを導出し、そこから運動方程式を導出する。また線形ビーム理論について講述し、ベータトロン振動を説明する。またその基本的なパラメターである、ベータ関数・チューン・クロマティシティ等について説明する。また、線形理論に基づき、応用例としてビーム入射について講述する。

高周波加速,2回
高周波加速の理論とビーム進行向動力学について講述する。さらに、高周波加速に関するハードウェアについて説明する。

ビーム設計の実際,2回
簡単な円形加速器の設計に関する実習を行う。PCを用いて実際にベータ関数・チューン等を計算し、加速器設計の実際を経験する。PCを用いたビームトラッキングによるシミュレーションを実施し、ビームの挙動に関する実感を把握する。

非線形ビーム力学、その他,4回
非線形ビーム動力学について講述し、ベータトロン振動の共鳴について説明する。また、ビーム取出しについて講述するとともに、ビーム取出しに必要な機器等について説明する。さらに、大強度ビームに由来するビームの不安定性等について紹介する。

学習到達度の確認,1回
講義に関する理解度等を口頭試問等を通じて確認評価する。
成績評価の方法・観点 演習問題・課題に対するレポートにより評価
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 講義の際に出題される演習問題・課題の復習を中心に行うのが望ましい。
参考書等
  • S.Y.Lee, Accelerator Physics, World Scientific (1999), J.J.Livingood, Cyclic Particle Accelerator, Van Nostland, New York (1961).E.D. Courant and H.S.Snyder, Ann. Physics, 3,1(1958).