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菅沼 和明; 廣木 文雄; 伊藤 崇; 山崎 良雄
Proceedings of 16th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.846 - 848, 2019/07
J-PARCリニアックの冷却水システムは、流量変動が発生し安定運転の妨げになっていた。冷却水の汚濁が流量変動を引き起こす原因であることを突き止め、循環ポンプの仕様変更と冷却水の汚濁を低減する対策を実行し、流量変動を収束させた。しかしながら、発生源の抑制は未解決である。これまでの調査から、汚濁は微量金属の混入で、冷却水に精製水を使用することによる銅への浸食と腐食によって起こることが判明している。精製水を使用し無酸素銅を多用する加速器特有の問題かもしれない。加速器に使用する冷却水は、放射線の影響を抑えるために不純物を極力排除した精製水を使用している。一方、加速空洞及び電磁石を製作する部材には、伝熱に優れている銅の使用や加工精度に優れている鉄を多用している。また、加速器は高電圧、大電流を使用する必要があり、工業用水や水道水の使用では、安定運転へのリスクが伴う。一般的な設備の冷却水に銅を使用する場合、防食剤を使用することで、腐食を抑制できるが、前述したとおり、加速器は、放射線場,高電圧の環境であり防食剤の使用が制限される。本報告では、J-PARCリニアック冷却水設備における微量金属混入の調査について報告する。
菅沼 和明; 廣木 文雄; 伊藤 崇; 山崎 良雄
Proceedings of 15th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.309 - 311, 2018/08
本件は、2017年夏に完全解決した冷却水設備における流量低下問題の改善報告である。J-PARCリニアックの前段空洞であるDTL及びSDTL用の循環冷却水の流量が、1週間かけて3%程度低下する現象が長年続いていた。この冷却水の流量低下によって、空洞に取り付けた流量計の低流量接点を動作させ、加速器の運転のみならずJ-PARC全体の運転を停止させていた。この流量低下の現象は発現から約9年が経過しており、抜本的な対策が望まれていた。本発表では、流量低下の解決の糸口となった着目点を整理し述べる。2017年夏にポンプの仕様変更を決断し、ポンプの入れ替えを行い冷却水流量の低下は皆無となった。J-PARC加速器のみならず、J-PARC全体の安定運転に絶大な貢献を果たした。
菅沼 和明; 廣木 文雄; 伊藤 崇; 山崎 良雄
Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.871 - 873, 2017/12
J-PARCリニアック冷却水設備のひとつである設備名称RI4の全体流量減少の原因は、水の汚濁と汚濁によるポンプ性能の変化であると考えられる。全体流量減少の対策として、循環ポンプの追加設置による南北配管の送水分離を実施した。その結果、流量減少に一定の改善が見られた。また、追加措置前のポンプ構成でも流量減少が現れず、これは、冷却水の入れ替えにより汚濁が薄まり、ポンプ性能が安定したことが理由と考えられる。ポンプ追加措置と同時に、冷却水中の浮遊物の調査も実施した。その結果、冷却水中にCu, Fe, Niなどが検出された。検出されたCuについてはメジアン径を測定した。本発表では、冷却水中の浮遊物の調査報告およびリニアック安定運転のために行うべき対策について報告する。
菅沼 和明; 廣木 文雄; 伊藤 崇; 山崎 良雄
Proceedings of 13th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.304 - 306, 2016/11
加速空洞用冷却水設備は、以前より流量が減少する事象が見受けられ冷却水の流量低下によって警報が発報し、加速器全体の運転を停止させることがある。警報発報から復旧までに時間を費やすため早急な対策が望まれており、J-PARC加速器全体で取り組む課題となっている。われわれは、リニアック空洞のRFQからSDTLまでの冷却水設備である設備名称RI4系について、以前から現象が確認されている冷却水設備のバッファタンクの水位変動と、冷却水全体流量の変動の関連について再度注目してみた。同時に、冷却水設備の運転データから新たな情報の有無を調べた。冷却水の全体流量の減少原因について、運転データと関連づけながら仮説を立ててみる。
小栗 英知; 長谷川 和男; 伊藤 崇; 千代 悦司; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 篠崎 信一; 青 寛幸; 大越 清紀; 近藤 恭弘; et al.
Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.389 - 393, 2014/10
J-PARCリニアックでは現在、ビームユーザに対する利用運転を行うとともに、リニアック後段の3GeVシンクロトロンにて1MWビームを加速するためのビーム増強計画を進めている。リニアックのビーム増強計画では、加速エネルギー及びビーム電流をそれぞれ増強する。エネルギーについては、181MeVから400MeVに増強するためにACS空洞及びこれを駆動する972MHzクライストロンの開発を行ってきた。これら400MeV機器は平成24年までに量産を終了し、平成25年夏に設置工事を行った。平成26年1月に400MeV加速に成功し、現在、ビーム利用運転に供している。ビーム電流増強では、初段加速部(イオン源及びRFQ)を更新する。イオン源はセシウム添加高周波放電型、RFQは真空特性に優れる真空ロー付け接合タイプ空洞をそれぞれ採用し、平成25年春に製作が完了した。完成後は専用のテストスタンドにて性能確認試験を行っており、平成26年2月にRFQにて目標の50mAビーム加速に成功した。新初段加速部は、平成26年夏にビームラインに設置する予定である。
瀧上 眞知子*; 長澤 尚胤; 廣木 章博; 笠井 昇; 吉井 文男; 玉田 正男; 瀧上 昭治*; 柴田 卓弥*; 明田川 康*; 尾崎 益雄*
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 35(3), p.647 - 650, 2010/09
家畜尿汚水の二次処理水に含有する腐植様着色物質が含有する排水の処理方法及び処理システムを開発した。本技術は、ビニロン繊維にカチオン性モノマーであるN,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミドを放射線グラフト重合させた繊維状の吸着材を設置した腐植様着色物質を吸着・除去させる排水処理方法であり、脱着による腐植様着色物質の回収並びに繊維状物の繰り返し利用を可能にしたシステムである。ビニロン繊維に
線を60kGy照射し、窒素置換した20%のモノマー溶液中で2時間グラフト反応して、グラフト率が約100%から150%有する吸着材を作製した。グラフト率が100%以上有する吸着材は、腐植様着色物質を吸着し、二次処理水の色度を90%以上低下させた。本技術は、家畜汚水,河川,土壌廃水からの腐植酸用物質回収材料として、農業,工業,環境等の広範囲な分野への応用が期待される。
瀧上 眞知子*; 天田 春代*; 長澤 尚胤; 廣木 章博; 笠井 昇; 吉井 文男; 玉田 正男
Transactions of the Materials Research Society of Japan, 33(4), p.849 - 852, 2008/12
世界におけるリン資源の枯渇や環境保全の目的である豚尿汚水からのリン除去が問題視されている。これらの問題を解決する手段として、カルボキシメチルセルロース(CMC)と鉄を原料としたゲルを作製し、豚尿汚水からリンを吸着する技術を開発した。三価の鉄イオンを用いるとゲル形成が急激に進むが、二価の鉄イオンでは、ゲル化しなかった。二価の鉄イオンでは、酸とともに加えることによりゲル形成することがわかった。得られたCMC/鉄ゲルは、約80mg/Lのリンを含む豚尿汚水から約97%除去することがわかり、家畜処理材として応用できる見通しを得た。
瀧上 眞知子*; 天田 春代*; 長澤 尚胤; 廣木 章博; 笠井 昇; 吉井 文男; 玉田 正男
JAEA-Review 2008-055, JAEA Takasaki Annual Report 2007, P. 44, 2008/11
豚尿に含まれるリンの再資源化と排水に含まれるリンの低減を目指して、カルボキシメチルセルロース(CMC)を用いた新素材を開発した。CMC単独ではリンを吸着することはできないが、アルミニウム及び鉄イオン等の多価の金属を用いることによりCMCのカルボキシル基間に金属イオンを固定することによりリンを吸着できると考えられる。そこで、CMCに塩化第1鉄[以下、Fe(II)]及び塩化第2鉄[以下、Fe(III)]水溶液を加え、ゲルを調製した。豚尿の分析を行って調製した模擬尿及び豚舎で実際に一次処理した豚尿を使用し、リン酸イオン吸着前後のリン酸イオンの分析を、イオンクロマトグラフ及びICPで測定した。Fe(II)を用いて調製したCMCゲルは模擬尿中及び一次処理済み尿汚水中のリン酸イオンを効率よく吸着した。リン酸イオンの濃度は、模擬尿中で457mg/Lから3mg/Lに、尿汚水で78mg/Lから2mg/L以下に減少した。この値は環境排水基準値8mg/Lを十分に満たす値である。
廣木 章博; 長澤 尚胤; 八木 敏明; 久米 民和; 吉井 文男; 玉田 正男
JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 56, 2007/02
当研究グループでは、ベトナムに豊富に存在する海藻やカニ・エビなどの海産物を原料としたアルギン酸やキチン・キトサンなどの天然多糖類を有効に活用した新たな産業の創出を目的に、多糖類の放射線加工に関する研究協力を行っている。6年間に及ぶこれまでの二国間研究協力の中で、植物成長促進剤,抗菌・抗カビ剤,金属吸着材の開発などさまざまな成果を上げてきた。例えば、アルギン酸水溶液に線照射することで、従来の酵素分解法に比べ簡便に低分子量化することができることを見いだした。低分子量化したアルギン酸を添加すると、イネやニンジンの生育が約20%促進されることがわかった。また、線照射により低分子量化したキトサンの水溶液をマンゴーやバナナの表面に塗布すると、未照射キトサンを塗布したものに比べ、抗カビ作用の向上に伴い貯蔵期間は2
4倍も長くなった。さらに、キトサン誘導体であるカルボキシメチルキトサンをペースト状態で線照射することによりゲルが得られることを見いだした。このゲルは抗菌性のみならず銅などに対する高い吸着性を有していたことから、有害金属除去材としての利用が期待されている。
富澤 哲男; 木代 純逸; 廣木 文雄; 佐藤 進; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*; 濁川 和幸*; 外山 毅*
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.165 - 167, 2004/08
J-PARCではビーム診断系のビームモニター製作を進めている。この論文では、SDTL部ビーム位置モニターの現状を記述する。ストリップライン型モニターのインピーダンスは、筐体と電極の形状により調整する。4枚のストリップラインを用いたビーム位置モニターは、すでに中間輸送系(MEBT)で調整を行っている。幾つかのビーム状態におけるビーム位置測定の予備試験の結果も報告する。
廣木 文雄; 吉川 博; 竹内 康紀*; 工藤 喜久雄*
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.159 - 161, 2004/08
大強度陽子加速器施設(J-PARC)においてPPSを構築しようとした場合の問題点は、機器だけではなく空気の放射化レベルも高い大型加速器に対して多数の入口が散在していること及び入域を前提とした特別な調整運転モードが存在することによって、インターロックだけではなく厳密な入域管理が必要になることである。本発表ではJ-PARCにおけるPPSの概要及びLinacで考えている加速器トンネルへの入域管理について報告する。
佐藤 進; 富澤 哲男; 廣木 文雄; Lee, S.*; 五十嵐 前衛*; 池上 雅紀*; 上野 彰; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 外山 毅*; et al.
Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.467 - 469, 2004/08
J-PARC LINACではビーム位置検出器(BPM)として、ビーム輸送用チェンバー上にストリップ型ピックアップ電極(50
)を設置した構造を用いる。較正は(1)(ビーム模擬用に加速周波数324MHzを印加した)ワイヤによる設置前スキャン,(2)ビームを用いた設置後スキャン(BBC)の2段階である。電極形状設計とともに、既に初歩的な結果を得ているBBCを含め、ビーム位置測定の系統的較正について報告する。
佐藤 進; 五十嵐 前衛*; Lee, S.*; 富澤 哲男; 廣木 文雄; 木代 純逸; 池上 雅紀*; 近藤 恭弘; 長谷川 和男; 上野 彰; et al.
Proceedings of 22nd International Linear Accelerator Conference (LINAC 2004), p.429 - 431, 2004/00
現在建設中のMWクラス大強度陽子加速器(J-PARC)においては、ビームロスを最小限に抑えることが必要である。これに伴い、数100マイクロメーター以下程度でビームの軌道の監視・制御が必要になる。加速初段はLINACを用いるが、ここでのビーム位置検出器はストリップライン型の電極(50オーム)を用いる。本論文ではLINACビーム位置検出器の系統的較正について報告する。
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。
長澤 尚胤; 瀧上 眞知子*; 天田 春代*; 廣木 章博; 笠井 昇; 八木 敏明*; 吉井 文男; 玉田 正男
no journal, ,
ペースト状のカルボキシメチルセルロース(CMC)に放射線照射による橋かけ技術と酸への浸漬処理を組合せることにより、弾力性を付与したCMCゲルを作製できることを見いだした。20%濃度のCMCペーストに線を10kGy照射して得られたゲルを、1Mの塩酸に4日間浸漬することにより、強度が約150倍も高くなる。また、酸の種類や濃度を変化させることにより、0.1から5MPaの強度を有する弾性ゲルを作製できることから、医療診断補助材や人体模型等の医用材料などのさまざまな用途に応用可能である。
廣木 章博; 長澤 尚胤; 岩永 繁; 吉井 文男; 田口 光正; 玉田 正男
no journal, ,
バイオマス由来のセルロースやデンプンなどの多糖類、及びそれらの誘導体は、従来、放射線照射により分解・低分子量化することが知られていたが、水と混練りしペースト状に調製した後で放射線を照射すると、橋かけ反応により高吸水性「多糖類ゲル」が得られることを見いだした。放射線橋かけ反応による多糖類ゲル作製では、橋かけ助剤など余計な化学薬品を添加する必要がないため、不純物を含まない環境に優しいゲル材料として注目されている。放射線照射により作製したゲルを活用し、床ずれ防止マット,家畜糞尿処理材,土壌改良材、さらには青森ヒバ油と組合せた抗菌材など、医療や農業分野でのさまざまな応用を図ってきた。低炭素社会の構築に向け、カーボンニュートラルの観点から天然バイオマスの活用が注目されている現状を踏まえ、本発表では、これまでの多糖類ゲルの研究・応用に関する環境材料プロセシング研究グループの成果を総括的に報告する。
廣木 章博; 長澤 尚胤; 田口 光正; 吉井 文男
no journal, ,
In this presentation, we introduce topics about a wound dressing and metal adsorbents prepared by irradiation techniques. (1) Hydrogel wound dressing for moist healing has been developed by a combined technology of radiation processing and coating/adhesive tape technology done by the Japan Atomic Energy Agency and Nichiban Co. Ltd., respectively. The PVA hydrogel sheet prepared by low energy electron beam was applied as wound dressing. This dressing has some advantages over conventional wound dressing, as it provides painless fixing onto the wound area, allows complete removal without leaving some residues and promotes fast healing. This is useful new product for application in medical field. The hydrogel wound dressing is now commercialized under brand name VIEWGEL by Nichiban Co. Ltd. (2) We found that water soluble polysaccharides derivatives such as carboxymethylcellulose, carboxymethylstarch and carboxymethylchitin/chitosan lead to radiation crosslinking at high concentrated aqueous solution (more than 10%, paste-like condition). It was proved that the crosslinking is remarkably affected by their concentration and degree of substitution. It was confirmed that high concentration and high degree of substitution are better for crosslinking. The carboxymethyl-chitin/chitosan hydrogels had adsorption capacities for some metal ions such as Cu, Au, and Pd.
