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偏向電磁石電源の更新計画花島 進
第19回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.50 - 53, 2007/01
原子力科学研究所タンデム加速器は折り返し型構造のため高電圧端子内に180偏向磁石を持っている。公称250A40Vのこの電源は、作られてから20年以上経過し、さまざまな故障が発生するようになった。そこで、電源を作り直すことにした。この電源は、原子力科学研究所タンデム加速器高電圧端子内(ターミナル)の特殊な環境で動作する必要がある。すなわち、(1)通常6気圧のSF6ガス内で動作,(2)一次電源は400Hz三相200V、及び(3)加速器の静電気放電のサージ電圧に耐えることが要求される。また、(4)電力効率の良いこと,(5)加速器の制御システムとの整合性がよく、磁場負帰還制御技術を組み込めるようにすること,(6)小電流出力時にも制御性が良いことが求められる。本研究会では現在設計中の電源本体の設計,タンデム加速器の中に設置してテストしている制御用の回路などについて報告する。
沓掛 健一; 中村 暢彦; 松田 誠; 花島 進; 堀江 活三
第19回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.92 - 94, 2007/01
原子力科学研究所タンデム加速器で近年発生したトラブルのうち、エレクトロニクス関連の障害2件について報告する。第1は、高電圧端子内の変更電磁石電源内の水冷配管破断である。対策として老朽化したゴムホースをすべて交換修理したほか、新たにリザーバタンクに水位計を設置した。これは、今回の障害が初めに加速器に電圧が印加されなくなったことで発見されたが、直接的に漏水を知ることができなかったことへの反省による。またこの水位計は、小規模の漏水の検知にも有効と考えている。第2のトラブルは同じ電源の電流制御用のDA変換回路に生じた。20ビットのうちMSBから14ビット目の制御ができなくなった。これはビームトランスポート調整時において故障が疑われ、定期整備時に調査した結果判明した。DA変換はケルビンバーレー分圧回路をリレーで駆動するものである。修理後のテストで、変換誤差の大きい桁が発見されたため、補正を行った。補正は最小の手術で結果を出せる範囲で行い、DA変換器の当初の仕様を満たすところまでは行っていない。研究会では老朽化対策と診断の考え方について報告・議論する。
天野 光; 甲 昭二; 木下 尚喜; 鈴木 崇史; 田中 孝幸; 乙坂 重嘉; 桑原 潤; 北田 慶信*; 渡部 幸也*; 北村 敏勝
第19回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.1 - 4, 2007/01
日本原子力研究開発機構むつ事業所タンデトロン加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU: High Voltage Engineering Europa製 Model 4130-AMS)は、最大加速電圧3MVのタンデム型加速器と炭素及びヨウ素同位体比測定用の2本のビームラインから構成されている。これまで海洋環境における放射性核種の移行挙動にかかわる研究等におもに利用され、平成17年度末までに約6,000試料(原子力機構:80%,原子力機構以外20%)を測定した。本発表では、17年度の運転及び維持管理状況,前処理技術開発等について報告するとともに、18年度から開始した施設共用についても報告する。
)イオン生成におけるサポートガスの影響山田 圭介; 大越 清紀; 齋藤 勇一; 水橋 清; 横田 渉
第19回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.106 - 109, 2007/01
原子力機構TIARAの400kVイオン注入装置では、新たなイオン種としてCイオンビームの提供が可能となり、クラスターイオン照射効果の解明等の実験に利用されている。Cイオンの生成にはフリーマン型イオン源を用いているが、一般的なイオン種ではアーク電流の増加とともに増えるイオン電流が逆に減ってしまうなど振る舞いが異なり、通常のパラメータではビーム電流を最大にすることができない。そこで、Cイオン生成のためのイオン源パラメータの最適化と大電流化を目的としてNe, Ar及びXeの3種類のサポートガスについて、ガス流量(イオン源部真空度)とビーム電流の関係を測定した。その結果、ビーム電流はアーク放電が保たれる最少ガス流量付近で最大となること,同じ真空度ではXe, Ar, Neの順に大きくなることがわかった。これにより、質量数が大きいサポートガスの方がビーム電流を得られる可能性があると考えられる。
松田 誠; 竹内 末広; 月橋 芳廣; 花島 進; 阿部 信市; 長 明彦; 石崎 暢洋; 田山 豪一; 仲野谷 孝充; 株本 裕史; et al.
第19回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.9 - 12, 2007/01
2005年度のタンデム加速器の運転日数は182日であった。最高端子電圧は19.1MVを記録し、18MVで計8日間の実験利用が行われた。利用されたイオン種は21元素であり、
Oの利用が全体の約2割で、
H, 
Li, 
Xeの利用はそれぞれ約1割を占め、H, Liはおもに短寿命核加速実験での一次ビームに利用された。加速器の定期整備では通常の整備項目以外に、高電圧端子内イオン源を高電圧端子の180偏向電磁石の上流側に移設する作業を行った。この配置により質量電荷比の近いビームを精度よく分離し加速管へ入射できるようになった。また負イオンビーム入射ラインのミスアライメントの修正を行った結果ビーム通過率が改善した。昨年度はタンク開放を必要とする故障が2件発生し、どちらも高電圧端子内の180電磁石電源に起因するものであった。高エネルギー加速器研究機構と共同で進めている短寿命核加速実験施設の実験利用が開始され、
Liを用いた実験が行われた。今後、年間50日の短寿命核ビームを用いた実験が行われる予定である。
齋藤 勇一; 千葉 敦也; 鳴海 一雅; 阿達 正浩
第19回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.13 - 16, 2007/01
効率的なクラスター加速のためには、荷電変換ガスとの衝突の際の、電離と解離の割合を最適化させることが重要である。この割合はガス圧のほか、荷電変換ガスの種類にも大きく依存すると考えられる。そこで今回、窒素,二酸化炭素,六フッ化硫黄の3種類のガスを用いて、加速効率を比較した。その結果、それぞれのガスの最大加速効率は、通常荷電変換ガスとして用いている窒素を基準にして、二酸化炭素で約8割、六フッ化硫黄で約7割となり、この3つの中では分子量が少ないほど加速効率がよくなる傾向を見いだした。また、クラスターイオンの加速エネルギー領域の拡大のため、多価クラスターイオン利用の可能性を利用頻度の高い金クラスターイオンについて探った。その結果、Au3の2価イオンを70pfA程度の電流で照射することに成功し、最大エネルギーが6MeVから9MeVに拡大することができた。応用研究としては、クラスターと物質との相互作用の研究の一環として、薄膜通過後の炭素クラスターの電荷状態の、クラスター構造依存性について調べた。その結果、C3クラスターの場合、もとの構造が鎖状と三角形状では、薄膜通過後の平均電荷が異なることがわかった。
笹尾 英嗣; 鈴木 元孝; 西澤 章光*
第19回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.35 - 37, 2007/01
JAEA-AMS-TONO(旧サイクル機構東濃地科学センターペレトロン)における、一昨年のタンデム研究会以降の装置の運転状況と保守状況,装置の整備状況を報告する。