高エネルギー加速器研究機構の磁気分析装置"SHIZUKA"
"SHIZUKA" magnet for the AIDA experiments at KEK

AIDAのホームページ

経過 (introduction)



この図は上記のホームページにあります。この図で左から斜め下に向かってビームが入射されます。液体水素ターゲットを通過後のビーム方向の左手にSHIZUKAスペクトロメータ(着色部分)とBENKEIスペクトロメータが見られます。このSHIZUKAスペクトロメータ製作について説明します。

You can find this drawing at the AIDA homepage. Incident beam comes from left to right. Looking from the beam direction the SHIZUKA and BENKEI spectrometers are located. This page describes the SHIZUKA spectrometer.

このスペクトロメータに要求されることは後段のスペクトロメータで測定される粒子やビームが通り抜ける空間を空けて(この部分では磁場はできるだけ弱く),しかもこのスペクトロメータで測定する粒子が通る空間ではできるだけ一様な磁場を発生することです。さらに経費を節減するために既存の電磁石(中性K中間子スペクトロメータ電磁石)2つを解体してその鉄材を再利用することです。後段測定粒子やビームの通り抜けのためにC型電磁石にしました。また一様な磁場を発生させるために窓枠型コイルとしています。

The magnetic field at the main volume should be as uniform and strong as possible while it should be as small as possible at the region where beam and kaons to be detected by the forward BENKEI spectrometer go through. In order to save the cost, iron material from two existing magnets were recycled. The structure of the magnet is C-type because the space for the passage of the beam and forward kaons. The magnet is also window-frame type in order to obtain as uniform field as possible.


廃物利用による双極電磁石 (dipole magnet)

この電磁石は既存の電磁石2つを解体して組み立てました。この図はその材料の組み合わせを示しています。緑の部分が再利用された部分,黄色の部分が追加した部分を示します。解体した電磁石の鉄材をめいっぱい再利用し,できるだけ大きな磁石になるようにしました。右端に見られる再利用材の凹凸は元の磁石の加工の跡です。つぎはぎだらけで,ネジ止めされています。

Iron from existing two magnets are shown green. Yellow parts were added. We tried to get as large magnet as possible.



これは磁場分布計算の結果を示しています。磁力線が混んでいる所では鉄を厚めにしてあります。コイル(赤色)に囲まれる部分に磁極がないことが窓枠型電磁石の特徴です。そのために磁場の一様性が優れています。代りにコイルの構造はこの図で2次元的には表せない立体的な形をしています。それについては次の写真を見てください。

Magnetic field lines are shown. We added iron plates where the field flux was too dense. Note that there is no iron pole inside the coil. The magnetic field uniformity was achieved by this window-frame structure. Instead, the winding of the coil became complicated (as seen in the next picture).


写真 (photograph)



これは磁場測定中の写真で,ビーム下流側から見ています。コイルの一部が測定装置の陰に隠れますが測定粒子の通り道を迂回している窓枠型電磁石の構造がわかります。

This picture was taken while magnetic field distribution was measured. You can see how the coils are wound.