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世界一の粒子加速器の最大電圧について教えてください。

世界一の粒子加速器の最大電圧について教えてください。 こんにちは 「素粒子物理入門(渡邉先生著)倍風館(2002年発行)」という本の「加速器の発展」の項を見ますと「数MVまでの高電圧が得られるのでエネルギーも数MeVまで加速できる。」とか「東海村に50GeV-PSなどの建設が始まった。KEKの現在の充実ぶりは夢のようである。」とか載っています。 この本はほぼ10年前のものですが、現在世界一の加速器は、何Vの高電圧が得られるのでしょうか?エネルギー(eV)ではなく電圧(V)を知りたいです。ご教示願います。

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noname#115788
noname#115788
回答No.1

>現在世界一の加速器は、何Vの高電圧が得られるのでしょうか?エネルギー(eV)ではなく電圧(V)を知りたいです。ご教示願います。 電圧というのを静電型の加速器(バンデグラーフ型加速器など)の加速電圧という意味であれば、これらは現在では小規模な実験用の加速器としてしか使用されていません。したがってあまり意味はないと思います。 現在の線形加速は電子ライナックであり、加速にマイクロ波を使うのでその出力は電力のWが使われます。これが判り易いかもしれません。 http://homepage3.nifty.com/canno/osaka-u.ac.jp/linac.html 現在世界一とか最強とか呼ばれる加速器は、リング型のシンクロトロンです。 1 貯蔵リング型ビーム衝突型加速器 衝突型加速器の性能はルミノシティといういう数字で表されます。 ルミノシティとは ■ バンチの荷電粒子の数が大きい程優れている ■ バンチの衝突回数が多い程、すなわち加速器中のバンチの数が多いほど優れている。 ■ バンチの衝突時の断面積が小さい程すぐれている。 バンチとは、荷電粒子の塊のことです。シンクロトロンは加速器の中で荷電粒子をグルグル廻しながら高密度のバンチを作り出す装置です。すなわち加速器のなかの電流値が大きいほど、また大きな磁力でバンチを小さく絞り込める程高性能ということになるのです。何故ならシンクロトロンの目的は、ほぼ光の速度で移動する荷電粒子どうしを衝突させるのが目的なので、バンチの数と衝突時の密度が高いほど多くの衝突現象が得られるということです。 KEKのこちらが判りやすと思います。 http://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/seminar/trape/FY2004/040520-akai.pdf 2 リニア-コライダ- リング型のシンクロトロンでは、荷電粒子を曲げる時にエネルギーがシンクロトロン光という形で失われてしまいます。それはそれで使い道があるのですが、衝突のエネルギーを高めるためには障害となります。そこで小型のシンクロトロンでバンチを作り、それを長い(数十Km)線形加速器で極限(光の速度)まで加速させようというのがリニアコライダーです。将来世界一の加速器になる予定です。 ただしあまりにも金がかかりすぎるので、世界中の国がお金を出し合って作りましょうということで話が進められています。そのために作られた機関がILCで日本はその中で指導的な役割を果たしている国の一つです。 http://aaa-sentan.org/ILC

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質問者

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お返事有難う御座います。加速器の詳しいご説明有難う御座います。 >現在世界一とか最強とか呼ばれる加速器は、リング型のシンクロトロンです。 シンクロトロンと聞きますと、spring8を思い出します。私が兵庫県民だからかもしれません。但し遠いので行ったことはありませんが、、、。 ところで、加速器はコッククロフト・ウオルトン型やバンデグラーフ型が主流では無いのですね。実はこの質問をした目的は、世の中で一番高電圧は何Vであるのかを知るためです。そう考えると加速器が世界最高の高電圧を発生させているに違いないと推定し、この質問をしました。  すいません。加速器を知らず予想が外れましたので、質問を少し変更させて頂きます。コッククロフト・ウオルトン型やバンデグラーフ型では、超高電圧まで上げて、電子等の荷電粒子を加速させる装置だと思うのですが、何Vくらいが最高電圧なのでしょうか?やはりMVぐらいでしょうか? 下記HPは加速器ではないですが、塩原にある12MVインパルス電圧発生装置です。加速器でも最高値は同じような電圧なのでしょうか? http://criepi.denken.or.jp/jp/shiobara/

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回答No.2

コックロフトウオルトンやバンデグラフは高電圧発生装置の名称で、加速器の名称ではないかと思います。 電圧の高いものとしては、年代測定などに使われる質量分析用の加速器に30MVの電源(バンデグラフ)が使われている例はあります。

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質問者

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お返事有難う御座います。 >コックロフトウオルトンやバンデグラフは高電圧発生装置の名称で、加速器の名称ではないかと思います。 そうですね。高電圧の本にも、回路、原理などの説明があり、加速器だけに使用されるものではないようですね。 >電圧の高いものとしては、年代測定などに使われる質量分析用の加速器に30MVの電源(バンデグラフ)が使われている例はあります。 了解致しました。30MVはかなり大きな電圧ですが、雷は上空では1~10億Vあるようです。人間が地上で作れる電圧は数十MVが限界なのでしょうね?それ以上になると、放電してしまうのかもしれませんね。

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