Beam position monitor system of J-PARC RCS

林 直樹; 川瀬 雅人; 畠山 衆一郎; 廣木 成治; 佐伯 理生二; 高橋 博樹; 照山 雄三*; 豊川 良治*; 荒川 大*; 平松 成範*; et al.

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 677, p.94 - 106, 2012/06

https://doi.org/10.1016/j.nima.2012.02.013

本論文は、J-PARC RCSのビーム位置モニタ(BPM)システムについて述べる。RCSは、ビームパワー1MWの速い繰返しのシンクロトロンで、そのBPM検出器は、直径250mm以上あるが、ビーム位置を極めて正確に測定する必要がある。さらに、定格から低いビーム強度まで、幅広い範囲で動作することが必要である。リングには、54台のBPMがあり、限られたスペースのため、そのほとんどを補正電磁石の内側に収めた。検出器は、静電容量型で4電極あり、対角線カット形状で構成される電極対は、ビーム位置に対し非常に良い線形出力特性を持つように設計した。また、14bit 40MS/sのADCと600MHzのDSPを持つ信号処理回路を開発し、それらを、shared memoryを介し、EPICSによって制御できるようにした。この回路は、連続して平均ビーム位置を計算するモードでは、25Hzのパルスすべての記録が可能で、ほかに、周回ごとのビーム位置計算など、高度な解析のため、全波形データを残すモードも設定した。

Beam instrumentations for the J-PARC RCS commissioning

林 直樹; 廣木 成治; 佐伯 理生二; 豊川 良治; 山本 風海; 吉本 政弘; 荒川 大*; 平松 成範*; Lee, S.*; 佐藤 健一郎*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.1125 - 1127, 2008/06

J-PARCの3-GeV Rapid-Cycling Synchrotron (RCS)は、最近コミッショニングを行った。コミッショニング中に、色々なビーム診断システムが使われた。マルチワイヤプロファイルモニタ(MWPM)は、入射軌道とH0ダンプラインの確立に使われた。エレクトロンキャッチャーは、ビームが荷電変換フォイルに当たっていることの確認に使われ、H0ダンプへの電流を制限する電流モニタも使われた。シングルパス用BPM, IPMは、1/3周モードでの軌道確認に使われた。全周のBPMは、COD測定及びターンごとの位置測定に使われた。チューンモニタは、コヒーレント振動を与えるエキサイターと専用のBPMよりなる。また、RFのfeedback, feedforward用に専用のBPM, FCT, WCMが用意された。論文では、各々の装置のパフォーマンスの紹介とどのように成功裏に終わったビームコミッショニングに使用されたかを報告する。

J-PARC RCSビームモニターシステムの現状

林 直樹; 廣木 成治; Saha, P. K.; 佐伯 理生二; 豊川 良治*; 山本 風海; 吉本 政弘; 荒川 大*; 平松 成範*; Lee, S.*; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.243 - 245, 2008/00

J-PARC RCSは、2007年秋よりビームコミッショニングを開始した。短期間の間に、入射軌道の確立,周回及び3GeVまでの加速,光学系の測定,(410ppbで)50kW相当のビームパワー出力を達成した。ビームモニターシステムは、このスムーズなビームコミッショニングに大変重要な役割を果たした。本報告は、このシステム、BPM,入射モニター,IPM,電流モニタ,チューンメータ,ロスモニタの現状報告を行う。

J-PARC RCS入射部およびダンプラインのモニターシステム

佐藤 健一郎; 廣木 成治; Lee, S.*; 林 直樹; 山本 風海; 平松 成範*; 外山 毅*; 荒川 大*; 五十嵐 前衛*; 佐伯 理生二

Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.297 - 299, 2007/00

RCS入射部, H0ダンプラインにはさまざまなビームモニターがインストールされている。入射部のモニターはビーム入射軌道調整に使われる。いうまでもなく、ビームを正確にリング内へ入射することは、リング内のビームロスを減らすために必要不可欠であり、そのためには正確なビームモニターリングが必要である。入射部モニターシステムはRCSの安定運転のために最も重要な機器群の一つであるといえる。H0ビームダンプには入射時に不要となる一部のビームを廃棄する。このビームダンプには4kW以下というビーム電力の制限があり、設置されるモニターには、廃棄ビーム軌道の調整とともにビーム量を正確に監視するという目的がある。本学会では、これらのビームモニターシステムについて概説する。

J-PARC用リニアックSDTL部ビーム位置モニターの設計

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。

Systematic calibration of beam position monitor in the high intensity proton accelerator (J-PARC) linac

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。

ITER fuelling, pumping, wall conditioning systems and fuel dynamics analysis

中村 博雄; Ladd, P.*; Federici, G.*; Janeschitz, G.*; Schaubel, K. M.*; 杉原 正芳; Busigin, A.*; Gierszewski, P.*; 廣木 成治; Hurztmeirer, H. S.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.883 - 891, 1998/09

https://doi.org/10.1016/S0920-3796(98)00275-0

本講演は、ITERの燃料供給、排気システムの設計の現状及び、燃料サイクルシステムの過渡応答解析について述べる。燃料供給システムは、ガス供給方式とペレット方式から構成されている。ガス供給場所は、ポロイダル断面で真空容器上部とダイバータ部の2か所で、トロイダル方向には5か所である。ペレット方式の燃料供給は、2台の遠心加速方式入射装置で行う。これらは、1個の容器(長さ6m,幅3m,高さ4.5m)に納められている。排気システムは、高英空用ポンプと粗引きポンプから構成されている。前者は、16台のクライオポンプ(排気速度200cm/s),後者は、2セットの機械式粗引きポンプである。トリチウムプラントを含んだ燃料サイクル系のトリチウムインベントリの最適化のために、過渡応答コードを開発中である。

JT-60 divertor pumping system and its initial operation in ohmically heated divertor discharges

安東 俊郎; 中村 博雄; 吉田 英俊; 砂押 秀則; 新井 貴; 秋野 昇; 廣木 成治; 山本 正弘; 大久保 実; 清水 正臣*; et al.

Proc. 14th Symp. on Fusion Technology, 1986, Vol.1, p.615 - 620, 1987/00

JT-60ダイバータ室粒子排気装置は、中性粒子入射加熱時における過度のプラズマ密度上昇を防止することを目的として設置された。本装置は4系統のZr/Alゲッターポンプから構成され、各系統には3台のSORB-AC C-500ゲッターカートリッジが取り付けられ、各々ダイバータ室へ接続されている。また、ダイバータ室粒子がトーラス主排気ポートへ流入され易くするように、真空管容器内に排気促進板を取り付けるとともに、ダイバータ室圧力を高めるために、ダイバータ室と主プラズマ容器との間にバッフル板を取り付けた。本排気装置は水素に対して約5m/sの排気速度を有することを確認した。また、JT-60ジュール加熱ダイバータ放電において、ダイバータ室圧力がプラズマ電子密度の約2乗に比例して上昇すること、平均電子密度が約110mになれば、中性粒子入射によるものとほぼ同程度の粒子を排気可能なことがわかった。

オージェ電子分光装置を利用した壁材の2次電子放出率の測定

廣木 成治; 阿部 哲也; 竹森 信*; 池田 佳隆; 村上 義夫

JAERI-M 85-123, 23 Pages, 1985/08

JAERI-M-85-123.pdf:0.71MB

オージュ電子分光装置を用いて、SUS304、モリブデン、銅、黒鉛、炭化チタンの2次電子放射率を、1次電子エネルギー0~1.5KeVの範囲で測定した。2次電子放出率は、材料の表面組成と密接な関係があり、各種表面処理(ベーキング、アルゴンイオンエッチング、メタングロー放電等)により大きく変化することがわかった。これらの結果に基づき、JT-60高周波加熱用導波管内壁の2次電子放出率の低減化対策を検討した。

高周波による表面清浄化試験

廣木 成治; 竹森 信*; 阿部 哲也; 小原 建治郎; 中村 和幸; 村上 義夫

真空, 28(5), p.300 - 303, 1985/00

https://doi.org/10.3131/jvsj.28.300

真空容器内の表面清浄化促進のため、無放電状態でマイクロ波(2.45GHz)を入射した。実験は、真空試験装置(JVX-I)を使って行った。マイクロ波導入窓には、コバールガラス製ビューイングポートを用い、マイクロ波入射の有無による圧力変化の比較、放出ガス成分、マイクロ波入射中の大気側器壁温度等について調べた。排気を始めてから24時間経過した後の到達圧力は、マイクロ波(最大1.5KW)を約7時間入射することにより、1桁程度向上している。この時、真空容器の大気側壁温は、最大120Cに達している。また、マイクロ波入射時の突発的な圧力上昇に対応してHはじめCO,CO等の分圧は同様に増加するが、HO分圧は逆に減少している。マイクロ波入射による効果として、壁のマイクロ波電力吸収による加熱脱ガス、吸着ガス分子とマイクロ波電磁界との相互作用による脱離、解離、電離等が考えられる。