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主線形加速器の基幹技術を超伝導高周波空洞に

主線形加速器の基幹技術を超伝導高周波空洞に拠ることを決めた2004年の研究者間国際合意を踏まえ、2005年に加速器設計のための国際協力チーム (GDE) が立ち上げられた。GDEは、ICFA (International Committee for Future Collider - 世界各地の主要加速器研究所所長と研究代表者で構成される) の下部組織の一として位置づけられており、その統括責任者は ICFA のもとの国際リニアコライダー執行推進委員会 (International Linear Collider Steering Committee) に任命されている。GDEの中枢メンバー名簿に載っているのは約60名であるが、世界の100以上の研究所と大学から数百名の加速器専門家、技術者、高エネルギー物理学研究者が参加し、国際リニアコライダー(ILC)の設計と技術開発の作業を行っている(ILCでの実験について準備検討を行っている実験物理学者を加えるならば、関連研究者総数は一千名を大きく越える -- おそらく二千人弱 -- と推計される)。

GDEによる、国際リニアコライダーの現在の設計構想を下模式図に示す(縦横ほかの実際の寸法比は異なる)。第一期計画完成時に国際リニアコライダー加速器施設の主体をなすのは、相対するそれぞれ11.3kmの直線状の二本の主線形加速器(Main Linacs)である。これに延長約4.5kmの最終収束部(Beam Delivery Systems)、同じく約2.6kmのビームバンチ圧縮部(Bunch Compressors)、ビームエミッタンス減衰リング(Damping Rings)などを加えて、加速器施設で必要な立地は総延長約31kmの細長いものである。主線形加速器をはじめとする大部分の設備は地下施設に納められるが、中央の実験設備に対応する箇所を含め、約2.5kmの間隔で地上地下をつなぐ連絡路が設けられ、対応する地上部分に機材搬入口および各種の所要建屋が設けられる。加速器施設の中央部分にはビーム衝突点(Beam Collision Point)がもうけられ、二つの実験装置(Detectors)を交互にビーム衝突点に据え付けて実験を行う。
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主線形加速器には平均31.5MV/mの加速勾配で稼働する超伝導空洞(一個の長さ約1m)が総数約16,000台据え付けられる。付帯設備として、L-バンド1.3GHzのマイクロ波源、空洞を絶対温度2Kまで冷却するための冷凍施設、各種電源、制御機器が必要となる。最高ビームエネルギーはそれぞれの主線形加速器から250GeV。これらからのビームが正面衝突するので、ビーム衝突時の重心系エネルギーは最大値500GeVに到達し、前出CERNのLEP-II加速器で実現された重心系エネルギーの2倍を優に超えるものとなる。加速器施設全体の所要電力は約240MWに上ると見積もられる。

このような設計構想に沿い、GDEでは2005-2006年のあいだ加速器設計の現況とりまとめと建設コストの一次評価をおこない、これをICFAに報告した。報告書ドラフトと骨子とりまとめは、ICFAおよびILCSCの討議と承認を経て、2007年2月の北京でのICFAの会議のさいに、一般に公表された。それによると、ILC加速器建設にさいして必要な経費は、 "ILC value unit" と呼ぶ仮想価値単位にして、トンネルほか立地整備関連に 18億ILC-VU、加速器機材関係で 49億ILC-VU、と評価されている。また、建設工程に携わる所要マンパワーは2,200万人-時間と積算評価された。なお、通貨に換算すると、1 ILC-VU は 2007年はじめ時点の1 US$、0.83 Euro、117円に相当するが、上記評価ではインフレ、税金、間接経費ほかが算入されていない。また、人件費の算出習慣も各国で異なっている。これらのことを考慮した、各国の会計規則に従った見積もりへの換算は、別途行う必要がある。さらに、最終設計に至る間の開発予算、建設後のシステム立ち上げ試験経費、運転経費、また、物理実験用の測定器のための建設費用は別枠となる。

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2009年06月13日 11:11に投稿されたエントリーのページです。

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