パーマロイ・磁気シールド・磁界測定 ・
熱処理・磁場キャンセラーの株式会社オータマ

cERLは、大強度かつ高品質の電子ビーム生成を目指した「エネルギー回収型線形加速器（Energy Recovery Linac：ERL）」という次世代放射光施設に必要な基本技術を獲得するために建設された、およそ90mの試験加速器です。ERLは、放射光を生成することによって広がってしまった電子ビームからエネルギーを回収して後続の細くきれいなビームの加速に再利用することで、高輝度の細い光を持続的に作り出す加速器で、この主加速装置には「超伝導加速空洞」が不可欠です。私のチームはこの超伝導加速空洞の開発を担当し、阪井寛志教授らとともに2006年から設計、製作、性能試験と研究開発を進め、2009年にERLの技術検証用加速器としてcERLの建設を開始しました。ERLを実現するためには多くの技術を開発しなければならず、そのためにKEKでは小型のERLを作ることから始めたのです。加速器をゼロから作り上げるような機会は人生にそうあるものではありません。大変貴重で面白い経験を得ることができました。

オータマさんには、cERLを支える中核技術のひとつであるこの超伝導加速空洞の磁気シールドの製作でお世話になりました。電子の加速とエネルギー回収を行う超伝導加速空洞はcERLの心臓部ともいえる装置です。空洞を摂氏マイナス271度に冷却して超伝導状態にすると電気抵抗、つまりは電力損失が常伝導の空洞に比べて10万分の１に減少するのですが、そのナノオーム級の小さな電気抵抗を実現するのに技術が要ります。その邪魔をする要因として、磁場のトラップは大敵です。外部磁場は空洞性能を著しく低下させる要因ですから、そのような極低温下でも機能する磁気シールドが必要でした。磁気シールドの製作に取りかかったのは2012年、当時のオータマの担当者には磁気シールドはどんな形状がいいか、どう組み立てていったらいいかなど、さまざまな相談に乗っていただきました。もう12年も前になりますが、オータマさんは、私のシビアな要求にも真摯に対応してくださったのを覚えています。

cERLは2013年にビーム運転を開始し、2017年からは産業応用利用を念頭に置いた研究開発を進めています。応用研究としては、ERL技術による次世代半導体製造のための大強度光源の開発、次世代の超伝導加速空洞の開発、電子ビームの照射による、核医学薬剤の99Moの高効率生成、アスファルトの長寿命化、木材照射による新素材のナノセルロースの高効率生成の研究などがいま進められています。