Development of fundamental technology of next generation superconducting cyclotron for heavy particle cancer therapy

下一代超导回旋加速器重粒子癌症治疗基础技术开发

• 批准号: 23246053
• 负责人: ISHIYAMA Atsushi
• 金额: $ 31.2万
• 依托单位: Waseda University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-23246053/
• 关键词: 加速器; 超伝導材料; 電気機器工学; 量子ビーム; 癌

Our objective is to develop an Advanced Hybrid Cyclotron (AHC) using High-Temperature Superconducting (HTS) coil technology with a compact body, high efficiency, and high performance in heavy particle cancer therapy. For cyclotron application, high accuracy magnetic field distribution with isochronous field and azimuthally varying field (AVF) are required. We proposed a coil system be composed of HTS air-core split coils for isochronous field and HTS air-core spiral sector coils for AVF. In this study, to realize the HTS coil system technology for AHC, we performed the following three issues: 1) optimal design of HTS coil system; 2) reduction of irregular magnetic field caused by coil winding error, deformation due to thermal and electromagnetic stress, and screening current induced in tape type superconductor such as Y-system coated conductor; and 3) Experiments on effects of irradiation on commercially available Bi-2223 and YBCO superconducting tapes.

我们的目标是开发一种采用高温超导（HTS）线圈技术的先进混合回旋加速器（AHC），该技术具有紧凑的机身、高效率和高性能，可用于重粒子癌症治疗。对于回旋加速器应用，需要具有等时场和方位变场（AVF）的高精度磁场分布。我们提出了一种由用于等时场的高温超导空芯分体线圈和用于AVF的高温超导空芯螺旋扇形线圈组成的线圈系统。在本研究中，为了实现AHC的高温超导线圈系统技术，我们进行了以下三个问题：1）高温超导线圈系统的优化设计； 2) 减少由线圈绕线误差、热应力和电磁应力引起的变形以及在带状超导体（例如Y系统涂层导体）中感应的屏蔽电流引起的不规则磁场； 3）对市售Bi-2223和YBCO超导带进行辐照效果的实验。

项目成果

高温超電導線材の中性子照射実験:機械特性評価

高温超导线材中子辐照实验：力学性能评估

• 发表时间: 2011
• 作者: 矢崎真二郎;他5名
• 通讯作者: 他5名

次世代高温超電導サイクロトロンのための高温超電導コイルの遮へい電流による磁場の空間的・時間的変化-(2)計算例-

下一代高温超导回旋加速器高温超导线圈屏蔽电流引起的磁场时空变化 - (2) 计算示例 -

• 发表时间: 2011
• 作者: 植田浩史;他3名
• 通讯作者: 他3名

Reduction of Irregular Magnetic Field generated by Screening Current in REBCO Coil

REBCO线圈中屏蔽电流产生的不规则磁场的减少

• 作者: R. Zhang;P.-C. Huang;J.-C. Lin;M. Takenaka and S. Takagi;Jun Saito
• 通讯作者: Jun Saito

Influence of Winding Accuracy on Magnetic Field Distribution in YBCO Pancake Coil for Cyclotron Application

回旋加速器用YBCO扁平线圈绕线精度对磁场分布的影响

• DOI: 10.1109/tasc.2013.2297317
• 发表时间: 2014
• 期刊: IEEE TRANSACTIONS ON APPLIED SUPERCONDUCTIVITY
• 影响因子: 1.8
• 作者: Wang;T、Karino;H、Ishiyama;A(以下6名)
• 通讯作者: A(以下6名)

Spatial and Temporal Behavior of Magnetic Field Distribution Due to Shielding Current in HTS Coil for Cyclotron Application

回旋加速器应用高温超导线圈中屏蔽电流引起的磁场分布的时空行为

• DOI: 10.1109/tasc.2012.2234813
• 发表时间: 2013
• 期刊: IEEE Transactions on Applied Superconductivity
• 影响因子: 1.8
• 作者: Ueda;H、Fukuda;M、Hatanaka;K、Ishiyama;A (以下2名)
• 通讯作者: A (以下2名)