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論文

Design and actual performance of J-PARC 3 GeV rapid cycling synchrotron for high-intensity operation

山本 風海; 金正 倫計; 林 直樹; Saha, P. K.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 谷 教夫; 高柳 智弘; 神谷 潤一郎; 菖蒲田 義博; et al.

Journal of Nuclear Science and Technology, 59(9), p.1174 - 1205, 2022/09

 被引用回数:3 パーセンタイル:80.29(Nuclear Science & Technology)

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)は、最大1MWの大強度ビームを25Hzという早い繰り返しで中性子実験及び下流の主リングシンクロトロンに供給することを目的に設計された。2007年の加速器調整運転開始以降、RCSではビーム試験を通じて加速器の設計性能が満たされているかの確認を進め、必要に応じてより安定に運転するための改善を行ってきた。その結果として、近年RCSは1MWのビーム出力で連続運転を行うことが可能となり、共用運転に向けた最後の課題の抽出と対策の検討が進められている。本論文ではRCSの設計方針と実際の性能、および改善点について議論する。

論文

Sodium-cooled Fast Reactors

大島 宏之; 森下 正樹*; 相澤 康介; 安藤 勝訓; 芦田 貴志; 近澤 佳隆; 堂田 哲広; 江沼 康弘; 江連 俊樹; 深野 義隆; et al.

Sodium-cooled Fast Reactors; JSME Series in Thermal and Nuclear Power Generation, Vol.3, 631 Pages, 2022/07

ナトリウム冷却高速炉(SFR: Sodium-cooled Fast Reactor)の歴史や、利点、課題を踏まえた安全性、設計、運用、メンテナンスなどについて解説する。AIを利用した設計手法など、SFRの実用化に向けた設計や研究開発についても述べる。

論文

J-PARC 3GeVシンクロトロンビームコリメータの故障原因究明作業

岡部 晃大; 山本 風海; 神谷 潤一郎; 高柳 智弘; 山本 昌亘; 吉本 政弘; 竹田 修*; 堀野 光喜*; 植野 智晶*; 柳橋 亨*; et al.

Proceedings of 14th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.853 - 857, 2017/12

J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)には、ビーム損失を局所化し、機器の放射化を抑制するためにビームコリメータが設置されている。RCSにて加速中に広がったビームハローは、すべてコリメータ散乱体によって散乱され、吸収体部にて回収される。2016年4月のコリメータ保守作業時に吸収体部の1つで大規模な真空漏れが発生したため、代替の真空ダクトを設置することで応急的な対処を行い、ビーム利用運転を継続した。取り外したコリメータの故障原因を特定するためには、遮蔽体を解体し、駆動部分をあらわにする必要がある。しかし、故障したコリメータ吸収体部は機能上非常に高く放射化しており、ビームが直接当たる真空ダクト内コリメータ本体では40mSv/hという非常に高い表面線量が測定された。したがって、作業員の被ばく線量管理、及び被ばく線量の低減措置をしながら解体作業を行い、故障したコリメータ吸収体の真空リーク箇所の特定に成功した。本発表では、今回の一連の作業及び、コリメータの故障原因について報告する。

論文

Progress of injection energy upgrade project for J-PARC RCS

林 直樹; 原田 寛之; 堀野 光喜; 發知 英明; 神谷 潤一郎; 金正 倫計; Saha, P. K.; 菖蒲田 義博; 高柳 智弘; 谷 教夫; et al.

Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.3833 - 3835, 2014/07

J-PARC RCSの入射エネルギーの増強(181から400MeV)は、2014年初めに予定されており、これに向けて、進んでいる機器増強の状況を報告する。具体的には、水平ペイントバンプ電磁石電源の更新、増強は、2012年までに完了しており、既に通常運転に用いている。MR/MLF行きのペイントエリアを切替えること、400MeVでも、ペインティングしない調整用のビームを作ること、この2つに必須の可変偏向電磁石システム、電磁石及び電源の据付も2012年に完了した。そして、400MeVを想定したビーム試験も実施し良好な結果を得た。残る大きな増強機器は、新しいシフトバンプ電磁石電源である。現行電源と比較しスイッチングノイズの低減は、期待できるが、新たに発生したリンギングの要因解析、対策を行い製作中である。これは、2013年の長期メインテナンス期間中に据付けられる。

論文

高周波加速空胴用金属磁性体コアの熱変形の測定

島田 太平; 山本 昌亘; 鈴木 寛光; 戸田 信*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 田村 文彦; Schnase, A.; 原 圭吾*; 野村 昌弘; et al.

Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1080 - 1082, 2010/03

J-PARC 3GeVシンクロトロン高周波加速空胴において、長時間の運転後、金属磁性体を使用したコアの一部が座屈する現象が発生した。その過程と原因を調査するために、大気中においてコアを高周波電流によって励磁し、変形の過程を測定した。その結果とコアの製造過程の関係及びコアの耐久性向上についての考察を報告する。

論文

Cavity voltage calibration for J-PARC Ring RF

Schnase, A.; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志; 野村 昌弘; 大森 千広*; 島田 太平; 鈴木 寛光; 高木 昭*; 田村 文彦; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.340 - 342, 2008/00

J-PARC RCS (Rapid Cycling Synchrotron) is under commissioning and reached the milestones of acceleration to 3 GeV and extracting the beam to MLF and MR (Main-Ring). We found a discrepancy between expected synchrotron frequency as function of voltage seen by the beam and measured value at injection energy. Also we saw a difference between expected and measured synchronous phase during acceleration. The voltage seen by the beam seemed to be lower than the voltage by the acceleration cavities. We found that the High Voltage probes used at calibration gave a too high value due to unwanted capacitive coupling. We reduced the coupling by probe tip extension and calibrated all 10 RCS cavities again. In RCS beam operation we confirmed that the discrepancy was resolved, so that the beam sees the expected voltage. This knowledge was used in MR calibration. We confirmed that expected and measured synchrotron frequency match very well. Expected and voltage seen by the beam are within $$pm$$2%.

論文

J-PARC RCS縦方向シミュレーション

山本 昌亘; 穴見 昌三*; 絵面 栄二*; 長谷川 豪志; 原 圭吾*; 堀野 光喜*; 野村 昌弘; 大森 千広*; Schnase, A.; 島田 太平; et al.

Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.358 - 360, 2008/00

J-PARC Rapid Cycling Synchrotron(RCS)は2007年9月にビームコミッショニングを開始し、所定の3GeVまでの加速及び取り出しに成功した。ビーム強度を上げるための試験も行われており、大強度ビームを加速する際の入射時の空間電荷効果を抑えることもその一つである。RCSでは、マルチターン入射の手法を用いて入射を行っているが、その際通常の基本波RFのみを用いた手法ではバケツ中心の電荷密度が高くなってしまうため、2倍高調波,運動量オフセット,2倍高調波位相オフセットの各手法を組合せて、入射時のバンチングファクターを小さく抑える手法をシミュレーションにより検討した。ビーム試験の結果とシミュレーションとの比較について述べる。

論文

A Structural study on uranyl (VI) nitrate complexes with cyclic amides; ${it N-n}$-butyl-2-pyrrolidone, ${it N}$-cyclohexylmethyl-2-pyrrolidone, and 1,3-dimethyl-2-imidazolidone

古志野 伸能*; 原田 雅幸*; 野上 雅伸*; 森田 泰治; 菊池 俊明*; 池田 泰久*

Inorganica Chimica Acta, 358(6), p.1857 - 1864, 2005/03

 被引用回数:53 パーセンタイル:88.17(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$L$$_{2}$$[L=${it N}$-ノルマルブチル-2-ピロリドン,${it N}$-シクロヘキシル-2-ピロリドン及び1,3-ジメチル-2-イミダゾリドン]の構造をX線回折により解析した。これらの錯体は2の六角錘を合わせた構造であることがわかり、U=O結合及びU-O(配位子)結合の距離、及びU-O-C(カルボニル基)の角度を求めることができた。また、赤外及びラマンスペクトルの測定から錯体の振動周波数を求めた。配位子の配位数とO=U=O結合の振動周波数との関係から、各配位子の配位性を求めた。

報告書

高速実験炉「常陽」MK-III総合機能試験結果報告書; インターロック・動作確認試験

道野 昌信; 鈴木 寿章; 会田 剛; 須藤 正義; 齊藤 隆一; 川原 啓孝; 礒崎 和則; 伊東 秀明; 井上 設生; 青木 裕; et al.

JNC TN9430 2004-001, 103 Pages, 2004/03

JNC-TN9430-2004-001.pdf:4.06MB

本報告書はMK-III改造に伴い実施した総合機能試験のうち、インターロック・動作確認試験として次に示す試験の結果について報告するものである。(1)1次、2次主冷却系インターロック試験(SKS-106、210)、(2)電源喪失試験(SKS-116)、(3)炉内移送、炉外移送自動運転試験(SKS-501、502) 主冷却系では、原子炉スクラム時の1次系、2次系のインターロックが変更されていることから、原子炉スクラム及び外部電源喪失による冷却系全体のインターロック動作の確認試験を実施した。燃料取扱系では、操作の自動化を図った燃料取扱設備の機能をMK-III炉心構成のための燃料取扱前に確認した。試験結果はいずれも判定基準を満足しており、MK-III炉心における冷却系インターロック動作及び燃料取扱系の動作が正常であることが確認できた。

論文

X-ray scattering study of interfacial roughness correlation in Mo/Si multilayers fabricated by ion beam sputtering

Ulyanenkov, A.*; 松尾 隆二*; 表 和彦*; 稲葉 克彦*; 原田 仁平*; 石野 雅彦; 西井 正信; 依田 修

Journal of Applied Physics, 87(10), p.7255 - 7260, 2000/05

 被引用回数:33 パーセンタイル:76.35(Physics, Applied)

イオンビームスパッタ法により、Si基板及びガラス基板上にMo/Si多層膜を積層させた。X線の共鳴散乱及び散漫散乱回折による多層膜の界面構造測定を行った。界面粗さの縦方向及び横方向の相関長を含むDWBA法により、測定結果を定性的定量的に評価し、周期性及び界面構造の詳細を導いた。拡散層の厚さは、蒸着物質に依存し、重いMoはSi層に深く埋め込まれることがわかった。また、基板材料の違いにより、相関長とフラクタル次元に差がでた。Si基板上の多層膜では界面が滑らかで短周期の変動を持ち、一方のガラス基板では、かなり大きな界面粗さを持ち、相関長がほとんどないことがわかった。これらの相違は、多層膜反射鏡の反射特性に影響を及ぼすもので、X線の散乱から得られる界面粗さの相関長の情報は、多層膜の構造評価に極めて重要である。

報告書

「常陽」1次系ナトリウム純化運転経験; ナトリウム受入れ、初期純化及び出力上昇時における純化運転経験

甲高 義則; 道野 昌信; 伊藤 芳雄*; 郡司 泰明*; 小沢 健二*; 山下 芳興*; 照沼 誠一*

PNC TN9410 89-129, 50 Pages, 1989/04

PNC-TN9410-89-129.pdf:1.48MB

高速実験炉「常陽」におけるこれまでの運転・保守経験及び知見を「もんじゅ」へ適切に反映するため、実験炉部原子炉第1課が中心となって「常陽」-「もんじゅ」運転計画検討会等の場を通じて技術交流を行っている。本資料は、上記検討会の一環として設置された「ナトリウム純化系に関する情報交換会」(昭和63年12月設置)の資料として、「常陽」一次系におけるナトリウムの受入れ、初期純化及び出力上昇時の純化運転経験についてまとめたものである。

口頭

日本・アジアのマイクロビーム生物研究施設

古澤 佳也*; Wang, X.*; 舟山 知夫; 小林 克己*; 今関 等*; 高城 啓一*; 中村 正信*; 菓子野 元郎*

no journal, , 

マイクロビームは放射線生物学研究を進展させるためのツールとして期待されている。生物実験用マイクロビーム施設は、国外では米コロンビア大のプロトンと$$alpha$$粒子の装置,英グレイ癌研究所のプロトンと$$alpha$$粒子による装置と蛍光X線による装置がある。またアメリカ,ドイツ,フランス,イタリア,中国で複数の施設が立ち上げを始めている。国内では原研高崎TIARA(重イオン),物構研PF(軟X線)で生物照射実験が可能であり、放射線医学総合研究所SPICE(軽イオン),長崎大(蛍光X線),京都大(重イオン),若狭湾エネルギー研究センター(軽イオン)の利用が可能になりつつある。国内での特徴は異なったビームを用いることができることである。これらのコンビネーションによって、生物物理的視点を加味した新しい観点からの研究が可能となる。

口頭

「常陽」における燃料交換機能の復旧作業状況,3; MARICO回収、UCS交換後のナトリウム純化運転

清水 俊二; 伊澤 修; 石崎 和彦; 武石 剛; 大和田 良平; 吉原 静也; 道野 昌信

no journal, , 

高速実験炉「常陽」では、平成19年に発生した「計測線付実験装置との干渉による回転プラグ燃料交換機能一部阻害」の復旧のため、平成26年に計測線付実験装置(以下、MARICO-2)試料部回収、炉心上部機構(以下、UCS)交換作業を実施した。本作業に伴い、原子炉容器内への不純物混入により原子炉容器内のナトリウムの純度が低下した。また、一部は原子炉容器内の構造物に吸着された。この状態で1次冷却系にナトリウムを充填した場合、1次冷却系全体に純度の低下したナトリウムが拡散し、ナトリウム中の不純物が析出し配管・弁等の閉塞が懸念されたため、安全にナトリウムを純化する方法として、段階的にナトリウム中不純物を希釈しながら、不純物が吸着された原子炉容器内構造物とナトリウムとの接液面積を制限しながらの純化運転を実施した。その結果、系統を閉塞させることなく純化運転を完了し、原子炉容器内ナトリウムの安全で確実な純化運転方法を確立した。本発表は、MARICO-2試料部回収、UCS交換作業後のナトリウム純化運転について報告するものである。

口頭

ITERトロイダル磁場コイル構造物の製作に関する進展

井口 将秀; 櫻井 武尊; 稲垣 隆; 田中 信彦; Hwang, S.*; 猪野 昌信; 中平 昌隆; 辺見 努; 松井 邦浩; 小泉 徳潔

no journal, , 

原子力機構は、これまでに実施してきたITER TFコイル構造物の製作技術を検証する中規模及び実規模の試作結果を基にTF構造物製作要領を策定し、2012年8月にTFコイル構造物の第1号機の製作を開始した。第1製作ステップである溶接によってコの字形状を製作するステップでは、試作試験結果から設定した管理値が$$pm$$10mmの溶接変形量であるのに対し、最大+3.7mmの溶接変形に抑えることに成功した。試作試験結果より決定した製作方法の妥当性が確認できたことから、2号機目以降の製作を部分的に開始している。第1製作ステップ以降についても、試作試験で策定した製作要領の妥当性を第1号機で確認した後に、次号機以降の製作を開始しており、現在4号機目の製作を開始している。

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