TRIACにおけるECRイオン源の現状

仲野谷 孝充; 松田 誠; 藤井 義雄*

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.729 - 730, 2005/07

原研ではKEKと共同でTRIAC(Tokai Radioactive Ion Accelerator Complex)の建設を行ってきた。TRIACとは安定核ビーム及び短寿命核ビームを1MeV/uまで加速することができる複合型加速器である。安定核ビームはECRイオン源により生成され、おもに短寿命核を効率よく加速するためにパイロットビームとして用いられる。また、将来計画では大強度の安定核ビーム用のイオン源としても期待されている。これまでに、同イオン源から窒素やネオン等の気体元素のイオン化,加速は多くの実績がある。しかし、多様な短寿命核種のパイロットビームや大強度安定核ビームとして利用するために生成イオン種の拡大が求められている。そこでオーブン法により各種の金属イオンの生成を試みた。オーブン法では金属蒸気を生成するためのオーブンをイオン源内に直接導入する。そのためオーブンには坩堝容積を確保しながら本体の縮小化や、少ない熱輻射で高い到達温度等の相反する性能が求められる。これらの点を踏まえオーブンの開発を行った。結果、これまでにFeやAu等の17種類の金属イオンを生成することができた。

高電圧端子内ECRイオン源設置計画,2

松田 誠; 藤井 義雄*; 竹内 末広; 吉田 忠

第15回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.62 - 64, 2003/03

原研タンデム加速器では得られるビームのエネルギー,強度,イオン種の拡大を目的に高電圧端子内にECRイオン源を設置する計画を進めてきた。第1段階では基本的な技術の取得及び機器の開発のため、加速器本体に大きく手を加えることなく設置が可能な小型の永久磁石型ECRイオン源(RF周波数10GHz、出力200W)を搭載した。主に水素,酸素及び希ガスイオンの加速に利用され、利用実績も上がってきている。しかし現在のイオン源は性能的にはまだ十分ではないので、計画の第2段階として、より高性能なイオン源を設置する計画を進めている。イオン源には14.5GHz,200Wの永久磁石型ECRイオン源(SUPERNANOGAN)を採用する。このイオン源はかなり大きなものであるため、現在のイオン源位置には設置せず、ガスストリッパー装置を撤去しそこにTECRIS用の入射90度電磁石を配置しイオン源を接続する。この配置だと180度電磁石をビームの分析電磁石として使用することができるため、現在より広範な電荷領域にわたってイオンを選択することが可能となる。これによりSUPERNANOGANからの加速が実現すれば現在の加速器の性能を凌駕し、高質量のイオンについては引き出されるイオンの電荷が倍増、つまりエネルギーの倍増が期待できる。

ターミナルECRイオン源の現状

松田 誠; 藤井 義雄*; 田山 豪一; 石崎 暢洋; 阿部 信市; 花島 進; 月橋 芳廣; 堀江 活三; 大内 勲; 神田 将; et al.

JNC TN7200 2001-001, p.166 - 168, 2002/01

原研タンデムから得られるイオンビームの電流・エネルギーの増強及び加速イオン種の拡大のため、1998年にECRイオン源をタンデム加速器の高電圧端子に搭載した。その後、定期整備のたびに改良を加え、現在は安定動作を実現している。主な改良点はターボ分子ポンプを排気系に追加したことと、搭載ガスを8ボンベまで可能にしたことである。これまでに水素,窒素,酸素及び希ガスの加速を行い、ビーム電流は約1桁、エネルギーはXeで300MeVに達している。イオン源の動作もきわめて安定しており、最長4日間の連続運転にわたってイオン源を再調整する必要はなかった。本件では現在の運転状況と装置の現状について報告する。

Real-time neutron monitoring method using an imaging plate

坂佐井 馨; 片桐 政樹; 岸本 牧; 藤井 義雄

Proceedings of 7th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-7) (CD-ROM), 6 Pages, 1999/04

原子炉又は加速器施設における中性子モニタ法としてイメージングプレート(IP)を用いた方法を検討した。中性子IP(NIP)が中性子によって照射されたときに生ずる輝尽性発光(PSL)及び即発発光(PL)を用いた新しい中性子検出方法を考案し、半導体レーザー及び光電子増倍管からなる読みとりシステムを試作した。試作したシステムはPSL及びPLの両方の測定モードで作動することが確認された。したがって、通常はPL測定モードで、そしてPL測定モードでは測定不可能な強い中性子パルスの場合にはPSL測定モードで中性子をモニタすることにより、新しい中性子用広域モニタを構築することが可能となった。

冗長マニピュレータを用いた障害物回避実験

藤井 義雄; 鈴木 勝男

JAERI-Tech 97-071, 42 Pages, 1998/01

JAERI-Tech-97-071.pdf:1.71MB

原子力施設の高放射線区域における作業員の放射線被曝を低減する観点から、種々の不定型作業を能率的に遂行するための遠隔ロボット技術の開発が求められている。このため、制御知能工学研究室では、高度な作業機能を有する遠隔ロボット開発のため、環境知覚システムを開発するとともに冗長マニピュレータを製作した。本報告書は、冗長マニピュレータの作業性を試験するために実施したプログラム制御方式による障害物回避実験の結果をまとめたものである。実施した実験は、一次元X軸駆動機構に冗長マニピュレータを搭載し、狭隘な壁穴を通して壁の裏側に位置するバルブ・ハンドルを回転させる作業である。この実験により、冗長マニピュレータの使用によって、非冗長マニピュレータでは実現不可能な作業を実施できることを確認した。

Experimental consideration for realizing image based visual servo control system

石川 信行; 鈴木 勝男; 藤井 義雄; 臼井 甫積

The 3rd JSME/ASME Joint Int. Conf. on Nuclear Engineering (ICONE),Vol. 1, 0, p.449 - 454, 1995/00

TVカメラによる視覚情報フィードバック制御の一手法として、画像によるビジュアルサーボ制御法(IBVS)がWeissらにより提案されている。本手法の特徴は画像上の量(例えば物体の画像上での重心位置)を直接に制御量として用いて動的制御を実現している点にある。Weissらはこの手法の有効性を数値シミュレーションで示している。本稿ではIBVSを実際に実現する上で必要となる事項の実験的な考察をしている。第1点として、制御系を設計する上で必要となるモデルの検討及びこのモデルに含まれるパラメータ推定実験を行った。第2点目として、画像装置における演算遅れ時間の測定及びこの遅れによる制御系の安定性への影響を制御則としてPI制御を用いた場合について実験的に検討した。

逆フィルタリング手法による超音波信号の前処理に関する基礎実験

石川 信行; 藤井 義雄; 篠原 慶邦

JAERI-M 92-171, 24 Pages, 1992/11

JAERI-M-92-171.pdf:0.66MB

超音波を用いた開口合成法により物体位置計測を行なう場合の問題のひとつは、超音波センサの電気音響変換特性の影響により位置計測の分解能が低下することである。本研究では、この影響を補償することにより分解能の向上を図る目的で、開口合成法の前処理のために逆フィルタリーグ技法を適用した。本報告では、超音波センサの電気音響変換特性の測定、ならびに逆フィルタリング技法の有効性に関する実験結果について報告する。

Development of telerobotic systems for reactor decommissioning, III; Demonstration system

臼井 甫積; 藤井 義雄; 篠原 慶邦

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(8), p.767 - 776, 1991/08

https://doi.org/10.3327/jnst.28.767

本報告は、動力試験炉(JPDR)の放射化された炉内構造物の解体実地試験計画に沿って原子炉デコミッショニング用遠隔ロボットシステムの一つとして製作した実地試験用システムについて述べている。システム構成は取扱重量25daNを持つ水中・気中両用の多関節形電動スレーブマニピュレータ、チェーンによる支持移動システム、計算機支援形モニタシステムおよび計算機制御システムから成る。JPDRの解体実地試験に先立ち、性能確認のため遠隔ロボットシステムとプラズマトーチを組合わせ、実寸大の模擬炉内構造物を用いて水中切断のコールドモックアップ試験を実施した。十分な性能が得られたので、JPDRの高度に放射化された複雑な形状の炉内構造物について解体実地試験計画に沿った水中遠隔解体を実施し十分な成果が得られたことにより、原子炉解体における遠隔ロボット技術の有用性が実証された。

Development of telerobotic systems for reactor decommissioning, I; Prototype light-duty system

篠原 慶邦; 臼井 甫積; 藤井 義雄

Journal of Nuclear Science and Technology, 28(6), p.547 - 554, 1991/06

https://doi.org/10.3327/jnst.28.547

本報告は、原研で行なった原子炉解体技術開発における遠隔操作技術開発で、技術開発試験用に製作した軽作業用遠隔ロボット・システムについて概要をまとめたものである。全体システムは多機能型電動マニピュレータ・システム、伸縮管型の移送システム、数台のテレビモニタを含む監視システム及びシステム全体の運転を行うための制御システムから構成されている。スレーブ・マニピュレータは10daNの取扱重量をもち、水中でも気中でも使用することができる。システムの性能の技術的改善を図るために、種々の基本的試験や遠隔操作試験を行なった。このシステムの設計、製作、試験を通じて、その後のシステムの開発にとって有益な経験が得られた。

適応ファジィ制御の移動ロボットへの応用

塚田 亮; 鈴木 勝男; 藤井 義雄; 篠原 慶邦

JAERI-M 89-191, 25 Pages, 1989/11

JAERI-M-89-191.pdf:0.61MB

本研究では、制御目標として指定した走行曲線に沿って自律的に移動ロボットを走行させる制御問題を設定し、その制御に必要なファジィ制御則を適応学習機能により自動的に学習生成する制御器を設計した。さらに、この適応学習ファジィ制御器の制御特性を移動ロボットを用いた走行実験により明らかにし、良好な制御結果をえることができた。