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不破 康裕; 高柳 智弘; 岩下 芳久*
IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 32(6), p.4006705_1 - 4006705_5, 2022/09
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Engineering, Electrical & Electronic)大強度ビームを輸送するための手法としてJ-PARCリニアックにおいて多重極磁石を用いた空間電荷補正法が提案されている。この方式を実現するための機器として永久磁石を用いた複合多重極磁石を製作している。この多重極磁石ではビームを収束する四極成分に加えて空間電荷効果を補正する八極磁場成分を発生することができる。本項では製作した磁石システムの設計製作した磁石の機能と磁気的な特性を報告する。
beam with orifice in J-PARC front-end柴田 崇統*; 池上 清*; 南茂 今朝雄*; Liu, Y.*; 大谷 将士*; 内藤 富士雄*; 神藤 勝啓; 大越 清紀; 岡部 晃大; 近藤 恭弘; et al.
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011010_1 - 011010_6, 2021/03
J-PARC初段加速部では、イオン源から引き出されるビーム大強度化とともに、高周波四重極リニアック(RFQ)のビーム透過率向上が重要な課題である。RFQ透過率は、イオン源とRFQ間に位置する低エネルギービーム輸送部(LEBT)内のソレノイド電磁石設定に大きく依存する。本研究では、大強度化を行った際のRFQ透過率が高いビーム条件を明らかにするため、テストスタンドにおいてLEBT内で72mAと88mAの大強度ビーム下において、RFQ入口でのビーム粒子の位相空間分布を測定し、シミュレーションによる解析結果と比較した。その結果、LEBT内で水素ガスの差動排気に用いられる15mm
オリフィスにビームが衝突してコリメートされることで、RFQ入口におけるエミッタンスおよびTwissパラメータに影響することが判った。特に、ビーム電流88mAの条件では、この機構を利用することで、低ソレノイド電流値でRFQ透過率が最適となる結果が見られた。ビーム大強度化に伴い、空間電荷効果を抑えるために必要なソレノイド電流が設計上限に至る懸念があったが、本研究からコリメートビームの利用で問題解決の可能性が示された。
beam dynamics in J-PARC LEBT柴田 崇統*; 池上 清*; Liu, Y.*; 三浦 昭彦; 内藤 富士雄*; 南茂 今朝雄*; 小栗 英知; 大越 清紀; 大谷 将士*; 神藤 勝啓; et al.
Proceedings of 29th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2018) (Internet), p.519 - 521, 2019/01
実験結果と数値計算結果の比較によって低エネルギービーム輸送系(LEBT)での負水素イオン(H)ビームの輸送過程を調査している。これまで、(i)J-PARCのLEBTの2つのソレノイド電磁石による軸方向磁場と、(ii)空間電荷効果による径方向電場の2つを考慮するために、3次元のParticle-In-Cell(PIC)粒子輸送モデルを開発してきた。2つのソレノイド電磁石電流が変化したときの高周波四重極リニアック(RFQ)入口での全Hビーム粒子数に対するRFQのアクセプタンス内のHビーム粒子数の比を計算した。この計算結果をJ-PARCリニアックのコミッショニングで得たRFQの透過率測定の実験結果と比較したところ、実験で見られたソレノイド電磁石への印加電流に対するRFQの透過率の2つのピークが現れることが、計算結果からも確認できた。計算結果では、LEBT内で作動排気のために設置しているオリフィスがRFQ入口のエミッタンスを削ってしまうコリメータのような役割をしていることが示された。
原田 寛之; 明午 伸一郎; 白形 政司*; 佐藤 洋一*; 田村 文彦; 手島 昌己*; 橋本 義徳*; 五十嵐 進*; 小関 忠
JPS Conference Proceedings (Internet), 8, p.012010_1 - 012010_6, 2015/09
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、1MWのビーム出力を目指している。ビームロスの起源となり得る空間電荷効果などは、ビーム出力が増大するにつれて増大する。それは、制御不能なビームサイズの増大を引き起こし、最終的に制御不能なビームロスへとつながる。3GeVシンクロトロンの下段の加速器である主リング(MR)へのビーム輸送ラインにおいて、ビームコリメータを設置して、それらを活用し、不要に増大したビームを排除することが、MRのビーム出力増強に向けて必須となる。そのコリメータの能力を十二分に発揮させるためには、コリメータが設置している領域において、ビーム光学系を測定し、高精度に調整することが求められる。特に、ビーム運動量の広がりに対してビームサイズが変化する分散関数やビーム巾を決めるベータ関数のような光学系の調整はとても重要である。本発表では、ビーム輸送ラインにおける光学測定の手法を紹介し、シミュレーションに基づく、ビーム光学系の測定ならびに調整結果を報告する。
富澤 哲男; 木代 純逸; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*; 廣木 文雄
Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.428 - 430, 2003/08
J-PARCリニアックで扱う大強度陽子ビームを安全に加速するためには、ビーム損失をいかに抑えられるかが重要なファクターであり、高品質ビームの発生や正確なビーム輸送とともに、ビーム診断系の役割が大切である。このビーム診断系に用いられるビームモニターには、目的に応じ電流モニター,位相モニター,ビーム位置モニター,プロファイルモニター,ビームサイズモニター,スクリーンモニター及びビーム損失モニターなどがあり、これらのビームモニターの現状における種類,配置及びデータ処理について報告する。
明午 伸一郎
JAERI-Tech 2000-088, 32 Pages, 2001/02
大強度陽子加速器計画の生命・物質科学実験施設を構成する短寿命核種実験施設(E),中間子実験施設(M),中性子散乱実験値施設(N)(合わせてNME施設と呼ぶ)における3GeV陽子ビーム輸送ラインのビームオプティクス,ビーム形状及びビームスピルについて検討を行った。ビームオプティクス及びビームスピルの計算は、TRANSPORT及びDECAY-TURTLEコードを用いて行った。TRANSPORTコードを用いた計算の結果,ビームラインは前長86mとなり、概念検討の施設の案に収まることがわかった。DECAY-TURTLEを用いたビーム形状及びビームスピルの計算の結果,ビームスピルは目標とする15%以下にできることがわかった。また、中性子ターゲットにおけるビーム形状も目標とする横13cm,縦5cmの一様にできることがわかった。以上の検討結果は、今後のNME施設内の詳細配置の基本設計として用いられる。
上松 敬; 荒川 和夫; 岡村 哲也*
Cyclotrons and Their Applications 1998 (Cyclotrons'98), p.232 - 235, 1998/00
ビーム輸送におけるビーム可視化調整システムを開発した。このシステムは、ビーム輸送系において実際の設定パラメータを用いてトランスポート計算コードにより、ビーム軌道とビームの包絡線を模擬し、リアルタイムでCRT上に表示するものである。このシステムは、原研AVFサイクロトロンの実機に組み込まれ、実際のビーム輸送に使用して評価した。その結果、実ビーム軌道・包絡線と模擬軌道・包絡線はよく一致した。本システムは、未熟練運転員の運転支援と教育訓練に大変有用であることが明らかとなった。
尾下 博教; 遠山 伸一; 平野 耕一郎; 小無 健司; 笹尾 信之; 佐藤 勇
PNC TN8410 91-048, 92 Pages, 1991/02
高レベル廃棄物中のFission Productに関する消減処理研究は、東海事業所技術開発部フロンティアグループにて昭和63年度に開始した。平成元年度には同グループを核燃料技術開発部先端技術開発室に改組し、消減処理用加速器の要素開発研究を本格的に開始した。本年度の上記テーマの研究内容は、大電力Continuous Wave(以下CWと略す)加速管、大電力CWクライストロンの設計及び試作、大電力CWクライストロン用電源の設計等である。これらは平成元年度から引き続き行っており、現在のところCW運転時の電気的、熱的設計を中心に扱い、データとしては加速管、クライストロン等の試作要素の特性が得られている。また、これと並行して加速器建屋の設計を行った。本資料は、上記テーマに関して平成2年度の活動成果を中心にまとめたものである。内容は、消減処理要素技術開発用の大強度CW電子線形加速器の研究開発の計画及び現状から成っている。第1章では、消減処理に使用する核変換装置として加速器に要求される性能とその開発計画について述べ、以下の章では、大強度CW電子線形加速器の要素技術開発に関する今年度の開発成果について述べる。
吉川 博; 中村 直樹*; 水野 明彦; 鈴木 伸介; 益子 勝夫; 柳田 謙一; 横溝 英明
Proc. of the 8th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.304 - 305, 1991/00
放射光施設入射系の線型加速器における、電子銃からバンチャ入口までのビーム輸送について空間電荷効果をもり込んだ計算を行なった。電子銃出口のビームパラメータをEGUNの計算結果をもとにtwiss parametersを仮定し、モニタセクションのドリフト、プリバンチャ1、プリバンチャ2をへて、バンチャ入口までで、大電流モードと小電流モードでバンチング特性がどのように違うかを求めた。エンベロープに着目すると重畳されているソレノイド磁場が非常にエフェクティブであることがわかった。
横田 渉; 石堀 郁夫; 奥村 進; 上松 敬; 福田 光宏; 奈良 孝幸; 神谷 富裕; 中村 義輝; 荒川 和夫; 立川 敏樹*; et al.
Proc. of the 8th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.70 - 72, 1991/00
JAERI AVFサイクロトロンの入射器である、ECRイオン源(OCTOPUS)とマルチカスプイオン源は、原研に設置後、数ヵ月にわたる調整運転を経て所定の性能を得るとともに、サイクロトロンへのビームの供給を本年3月に開始した。本講演では、イオン源単体としての性能(イオンビームの価数、生成量、エミッタンス、安定度等)、運転パラメータの特性、およびサイクロトロンまでのビーム輸送に関して、これまで得られたデータ、問題点について報告する。
不破 康裕; 守屋 克洋; 高柳 智弘
no journal, ,
J-PARCリニアックの大強度運転において低エネルギー部における空間電荷由来のエミッタンス増大やビームハロー形成に起因するビームロスの抑制が必要とされている。空間電荷効果を抑制する手法として8極磁場など高次の多重極磁場により空間電荷効果の高次成分を打ち消す事が提案されている。本講演では空間電荷効果抑制のためにJ-PARCリニアックのMEBT1用に製作された多重極磁石の特性とその発生磁場分布を基に解析した空間電荷効果抑制に関するシミュレーション結果を報告する。
