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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：6 パーセンタイル：84.97(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。
北里 宏平*; Milliken, R. E.*; 岩田 隆浩*; 安部 正真*; 大竹 真紀子*; 松浦 周二*; 高木 靖彦*; 中村 智樹*; 廣井 孝弘*; 松岡 萌*; et al.
Nature Astronomy (Internet), 5(3), p.246 - 250, 2021/03
被引用回数：43 パーセンタイル：96.93(Astronomy & Astrophysics)2019年4月「はやぶさ2」ミッションは、地球に近い炭素質の小惑星(162173)リュウグウの人工衝撃実験を成功させた。これは露出した地下物質を調査し、放射加熱の潜在的な影響をテストする機会を提供した。はやぶさ2の近赤外線分光器(NIRS3)によるリュウグウの地下物質の観測結果を報告する。発掘された材料の反射スペクトルは、表面で観測されたものと比較して、わずかに強くピークがシフトした水酸基(OH)の吸収を示す。これは、宇宙風化や放射加熱が最上部の表面で微妙なスペクトル変化を引き起こしたことを示している。ただし、このOH吸収の強度と形状は、表面と同様に、地下物質が300
Cを超える加熱を経験したことを示している。一方、熱物理モデリングでは、軌道長半径が0.344AUに減少しても、推定される掘削深度1mでは放射加熱によって温度が200Cを超えて上昇しないことが示されている。これは、リュウグウ母天体が放射加熱と衝撃加熱のいずれか、もしくは両方により熱変化が発生したという仮説を裏付けている。
鈴木 智也; 鷹尾 康一朗*; 川崎 武志*; 原田 雅幸*; 野上 雅伸*; 池田 泰久*
Polyhedron, 96, p.102 - 106, 2015/08
被引用回数：5 パーセンタイル：41.5(Chemistry, Inorganic & Nuclear)X線単結晶解析によりUO
(NO
)(
) (: 2-imidazolidone)とUO(NO)(
) (: tetrahydro-2-pyrimidone)及びUO(NO)(
) (: 1-methyl-2-imidazolidone)の錯体構造を明らかにした。また、融点と分子間水素結合距離を評価し、その関係を評価した。
島田 太平; 野村 昌弘; 田村 文彦; 山本 昌亘; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 戸田 信*; 吉井 正人*; Schnase, A.*; et al.
Proceedings of 4th International Particle Accelerator Conference (IPAC '13) (Internet), p.2750 - 2752, 2013/06
J-PARC 3GeVシンクロトロンでは、必要な加速電圧を得るために11台の高周波加速空胴が設置されており、合計198枚の金属磁性体コア(MAコア)が使用されている。コアの寸法は、外直径850mm、内直径375mm、厚さ35mmである。2007年10月の加速器の運転開始以降、幾つかのコアの内面で座屈が発生し、ビーム運転に支障が生じた。この座屈の原因調査の一環として、コアの内面形状を約2年の間をおいて測定した。その結果、座屈の発生、内径の真円からのずれ及び内径の経年変化がコアの製作過程における樹脂の含浸方法とかかわっていることが見いだされた。現在、座屈が発生しにくいよう製造方法を採用したコアと順次交換している。本発表では、コアの樹脂含浸方法と内面形状の関係及びその経年変化を報告する。
島田 太平; 鈴木 寛光; 山本 昌亘; Schnase, A.; 戸田 信*; 大森 千広*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 野村 昌弘; 田村 文彦; et al.
Proceedings of 9th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.1143 - 1145, 2012/08
J-PARC 3GeVシンクロトロンの高周波加速空胴では、外直径約850mm、内直径約370mmの金属磁性体コア198枚を使用している。2007年10月のシンクロトロンの運転開始以来、幾つかのコアで座屈による損傷が発生した。その原因調査の一環として、メンテナンスで空胴を解体した際、コアの内直径の測定を行った。コアの製造方法の違いにより、内径の真円からズレの度合いに一定の傾向があることがわかった。また、座屈が発生したコアを除き、ほとんどのコアでは、経年による形状変化は認められないが、一部のコアでは、扁平の度合いが大きくなっている傾向が観測されている。約2年の経年による内径の変化についても報告する。なお、現在、座屈防止に有効なコアの製造方法が確立され、夏期のシャットダウン時に順次コアの交換が進められている。
野村 昌弘; 山本 昌亘; Schnase, A.; 島田 太平; 鈴木 寛光; 田村 文彦; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 戸田 信*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 623(3), p.903 - 909, 2010/11
被引用回数：9 パーセンタイル：54.21(Instruments & Instrumentation)J-PARC 3GeV RCSでは、10台の金属磁性体コアを用いたRF空胴を使用している。3年間の運転で、3度コアの座屈によるRF空胴のインピーダンスの低下が起こった。原因を追及するために、運転中のコア内部に発生する応力の計算や座屈の発生とコアの構造の関係の調査を行った。その結果、座屈は、コアに低粘度樹脂含浸を行ったことにより熱応力が発生したことが原因であることが判明した。
島田 太平; 山本 昌亘; 野村 昌弘; Schnase, A.; 田村 文彦; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 戸田 信*; 鈴木 寛光; et al.
Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.549 - 551, 2010/08
J-PARC RCSの高周波加速部のビームパイプは、1MWのビームをロスさせることなく通過させるために、内直径247mmと大変大きい。したがって、金属磁性体(MA)コアのハイパワー試験において、試験用空胴の分解と再組み立ては大変な作業となる。実機用のビームパイプはセラミック絶縁部を有する大変高価かつ納期のかかるものなので、試験中に傷を付けたり放電させたりして壊してしまうことは避けなければならない。そこで、実機用と同等の機能を有する軽量かつ安価な試験用パイプを開発した。さらに、空胴に高周波電力を導入するための銅部品を再設計し、空胴の分解と組み立てに要する時間を短縮した。その結果、J-PARCの高出力化によって起こりうる高放射線環境化での空胴回りの作業時間を短縮し、高出力化を律する要因の一つを除外した。
Schnase, A.; 田村 文彦; 小関 忠*; 冨澤 正人*; 外山 毅*; 吉井 正人*; 大森 千広*; 野村 昌弘; 山本 昌亘; 戸田 信*; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.1446 - 1448, 2010/05
Applying narrow band noise to the beam in J-PARC Main Ring in flattop, while the acceleration voltage is off helps to counteract the effect of ripple on the slow extraction. For this purpose, a complex noise sequence output by DSP modulates a custom made DDS synthesizer to create single side spectra without carrier. The noise is calculated starting from a description in frequency domain. An algorithm creates narrow band spectra with optimized behavior in time domain. Frequency domain data is transformed to time domain, and the amplitude is smoothed. The smoothed data is transformed back to frequency domain, and the spectral shape is restored. This process repeats until the amplitude in time domain has converged, while the desired spectrum shape is preserved. Noise generated in this way can be tailored for different requirements. We show the signal properties, the hardware, and preliminary beam test results, when the noise is applied (a) to the MR RF system, and (b) to the horizontal exciter system.
田村 文彦; Schnase, A.; 吉井 正人*; 大森 千広*; 山本 昌亘; 野村 昌弘; 戸田 信*; 鈴木 寛光; 島田 太平; 原 圭吾*; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.1443 - 1445, 2010/05
J-PARC RCSでは広帯域のRF加速空胴が用いられ、一つの空胴を基本波と2倍高調波の重ね合わせで駆動するデュアルハーモニック運転が行われる。デュアルハーモニック運転により、追加の空胴なしにバンチ整形のための2倍高調波を大振幅で発生させることができる。2倍高調波の位相制御はバンチ整形のために重要である。基本波の位相はシンクロトロン振動をダンプするために位相フィードバックループにより制御される。2倍高調波は、11台の空胴の基本波のベクトル合成位相にロックされる。システムの詳細及び実際の運転について報告する。
野村 昌弘; Schnase, A.; 島田 太平; 鈴木 寛光; 田村 文彦; 山本 昌亘; 絵面 栄二*; 大森 千広*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.3723 - 3725, 2010/05
J-PARCでは、金属磁性体コアを用いたRF空胴を2007年から運転を行ってきた。コアの状況を把握するために、メンテナンスのための加速器の停止期間ごとに空胴のインピーダンスの測定を行ってきた。その結果、2009年1月と6月に2度のインピーダンスの低下が観測された。空胴を解体し調査したところ多くのコアで座屈が観測された。会議では、座屈とインピーダンス低下の関係や座屈の状態について発表する。
島田 太平; 山本 昌亘; 野村 昌弘; Schnase, A.; 田村 文彦; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 大森 千広*; 戸田 信*; 吉井 正人*; et al.
Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.3717 - 3719, 2010/05
J-PARC 3GeVシンクロトロン 高周波加速空胴用金属磁性体には、運転によって座屈や変形が生じている。その原因を探るべく、大気中において高周波加熱を行い、コアの製造方法と熱変形の関係を調査した。その結果を報告する。
田村 文彦; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 野村 昌弘; Schnase, A.; 戸田 信*; 鈴木 寛光; 島田 太平; 原 圭吾*; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.366 - 368, 2010/03
大強度の陽子ビーム加速においては、スペースチャージチューンシフトを軽減するために、縦方向ペインティングを行い、バンチングファクターを増大する必要がある。J-PARC RCSでは、モーメンタムオフセット入射及び2倍高調波の縦方向ペインティング手法を採用している。特に、J-PARC RCSでは広帯域MA空胴を採用したことにより、デュアルハーモニック運転を行い、大振幅の2倍高調波を追加空胴なしに発生することができる。縦方向ペインティング試験の結果について報告する。
Schnase, A.; 大森 千広*; 田村 文彦; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; 野村 昌弘; 島田 太平; 鈴木 寛光; 高木 昭*; et al.
Proceedings of 6th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (CD-ROM), p.1077 - 1079, 2010/03
An impedance reduction had been detected in the J-PARC RCS cavity 7 in January 2009. After taking out and opening the cavity tanks, buckling at the inner radius was detected at some of the MA cores. Here we describe the development and application of magnetic sensors, which were expected to detect the buckling of the cores in the stainless steel water tanks without the need for taking out and opening them.
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。
藤原 一成*; 伊東 賢伸*; 笹沼 美和*; 田中 英朗*; 広谷 浄*; 鬼沢 邦雄; 鈴木 雅秀; 雨澤 博男*
Transactions of the 20th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT-20) (CD-ROM), 8 Pages, 2009/08
現在国内では、原子力発電所の高経年化に対する関心が高まっている。しかしながら、原子力発電所を構成するコンクリートに及ぼす放射線照射の影響については、研究例や実測例が非常に少ないのが現状である。そこで、放射線照射がコンクリートの基本的な材料特性に及ぼす影響を確認するため、JMTRにおいてコンクリート試験体への照射試験を行った。JMTRでの照射試験では、照射中のコンクリート試験体の温度は原子力発電所の設計規定値である65C以下を満足し、高速中性子照射量は、代表的BWR型原子力発電所の原子炉圧力容器外側における60年相当の照射量を十分に超える12
10
n/cm
(E
0.1MeV)を与えることができた。照射後のコンクリート試験体を用いた圧縮強度試験の結果、基本的な環境で養生したコンクリート試験体とほぼ同等の圧縮強度が得られた。また、試験体の水分量を測定した結果、結合水量に照射前後で変化は見られなかった。以上より、本実験における照射量の範囲では、放射線照射がコンクリートの基本的な材料特性に大きな影響を及ぼさないことを確認した。
Schnase, A.; 田村 文彦; 山本 昌亘; 野村 昌弘; 長谷川 豪志; 島田 太平; 鈴木 寛光; 大森 千広*; 吉井 正人*; 絵面 栄二*; et al.
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.1988 - 1990, 2009/05
The J-PARC Rapid Cycling Synchrotron (RCS) uses broadband magnetic alloy loaded cavities to create the acceleration voltages needed for rapid cycling at 25 Hz rate. Besides the desired second harmonic of the acceleration frequency, which is employed in the painting process of RCS injection, also unwanted harmonics can be found at the acceleration gaps of the cavities. Here, the effect of the vector sums of undesired harmonics during the acceleration process is estimated.
田村 文彦; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 野村 昌弘; Schnase, A.; 戸田 信*; 鈴木 寛光; 島田 太平; 原 圭吾*; et al.
Proceedings of 2009 Particle Accelerator Conference (PAC '09) (DVD-ROM), p.1445 - 1447, 2009/05
J-PARC RCSではスペースチャージチューンシフトを軽減するようバンチングファクターを増大するため、モーメンタムオフセット入射及び二倍高調波の縦方向ペインティング手法を採用している。MA空胴でのデュアルハーモニック運転により、大振幅の二倍高調波を追加空胴なしに発生することができる。縦方向ペインティングの結果及び、高いビームパワーでのビームのふるまいについて発表する。
田村 文彦; 山本 昌亘; 吉井 正人*; 大森 千広*; 野村 昌弘; Schnase, A.; 戸田 信*; 鈴木 寛光; 島田 太平; 原 圭吾*; et al.
Physical Review Special Topics; Accelerators and Beams, 12(4), p.041001_1 - 041001_9, 2009/04
被引用回数：33 パーセンタイル：85.2(Physics, Nuclear)J-PARC RCSにおいてはスペースチャージ効果を軽減するために縦方向ペインティングが重要である。モーメンタムオフセット入射及びセカンドハーモニック電圧がバンチングファクターを改善することが知られている。われわれのシミュレーションでは、基本波に対し80%という大振幅が最適であると示されている。また、セカンドハーモニック位相スイープを行うことでより改善される。縦方向ペインティングについて、ビーム試験を実際に行い、80%のセカンドハーモニック、-0.2%のモーメンタムオフセットの条件でバンチングファクターが大幅に改善することを示した。
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 
2%.
田村 文彦; Schnase, A.; 野村 昌弘; 山本 昌亘; 鈴木 寛光; 島田 太平; 長谷川 豪志; 吉井 正人*; 大森 千広*; 戸田 信*; et al.
Proceedings of 5th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 33rd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.337 - 339, 2008/00
J-PARC RCSのビームコミッショニングは2007年10月に開始され、同月に3GeVまでの加速に成功し、2008年2月には
個の陽子の加速に成功した。現在はMLF及びMRにビームを供給しながら、ビームパワーの増強のためのコミッショニングを行っている。MRのコミッショニングは2008年5月から開始され、入射エネルギー3GeVにおけるRFによる捕獲,1秒のビーム保持及び取り出しに成功している。現在、RCSには10台、MRには4台のMA(magnetic alloy)空胴がインストールされている。MA空胴により、大強度の陽子の加速に必要な高い加速電圧を発生させることができる。これらのハイパワーシステムを制御するために、RCS, MRともにフルデジタルのLLRF制御システムを採用した。フルデジタルのシステムを採用したことで、非常に高精度かつ再現性の高い周波数,電圧及び位相の制御を行うことができる。この発表では、ビーム電流,軌道等の例を示しながら、RCS及びMRのビームコミッショニングにおけるRFの調整の現状及び今後の見通しについて述べる。
