大電流電子線形加速器の開発;計測・制御系(概要・ハードウェア)

A computer control system for the PNC high power cw electron linac; Concept and hardware

江本 隆; 加藤 裕子*; 平野 耕一郎  ; 石川 雄大*; 武井 早憲   ; 野村 昌弘  ; 谷 賢

Emoto, Takashi; Kato, Yuko*; Hirano, Koichiro; Ishikawa, Y.*; Takei, Hayanori; Nomura, Masahiro; Tani, Satoshi

動燃事業団では、核種分離・消滅処理研究の一環として、大電流電子加速器を用いて高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成物を消滅する可能性を研究している。将来の消滅処理システムで必要となる加速器の大電流化技術を開発することを目的として、当面の目標をエネルギー10MeV、最大電流100mA、パルス幅4ms、繰り返し50Hzに設定し大電流電子線形加速器の開発を推進している。本計測・制御装置は加速器全体の制御および大電流化により生じる問題に対して試験・運転を支援するものである。本装置の特徴は加速器の状態を分散配置した計算機で同時に把握できるように、通常用いられているEthernetの他に、専用の高速ネットワーク(SCRAM Net;15MB/s)とデータ処理専用の計算機(DSP)を用いて高速のデータ集録系としたこと、データの集録・制御の変更に対して柔軟にハードウェア・ソフトウェアの変更・保守が行えるようにデータの入出力を扱うハードウェアは他の加速器施設で採用されている標準規格モジュールを採用し、制御・測定のMMI(Man Machine Interface)部分は他の加速器施設に先駆け全面的にソフトウェアによるものとしたことである。制御画面等はGUI(Graphical User Interface)を採用し、その開発環境はオブジェクト指向プログラミングを用いて開発時間の短縮、保守性の向上を計り、視覚プログラミングを用いて容易な開発環境を整備した。

Design and construction of a high power cw (Continuous Wave) electron linac for studying feasibility of nuclear waste transmutation was started in 1989 at PNC. The PNC accelerator (10Mev, 20mA average current, 4 ms pulse width, 50 Hz repetition) is dedicated machine for development of the high current acceleration technology in future need. The computer control system is responsible for accelerator control and supporting the experiment for high power operation. The feature of the system is the measurements of accelerator status simultaneously and modularity of software and hardware for easily implemented for modification or expansion. The high speed network (SCRAMNet15MB/s), Ethernet, and front end processors (Digital Signal Processor) were employed for the high speed data taking and control. The system was designed to be standard modules and software implemented man machine interface. Due to graphical-user-interface and object-oriented-programming, the software development environment is effortless programming and maintenance.