Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
Initialising ...
發知 英明; J-PARC Beam Commissioning Team
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.6 - 10, 2011/09
J-PARCは、3基の加速器群(400-MeVリナック: linac、3-GeVシンクロトロン: RCS、50-GeVシンクロトロン: MR)と3つの実験施設(物質生命科学実験施設;MLF,ハドロン実験ホール;HD,ニュートリノビームライン;NU)からなる大強度陽子加速器施設であり、1MW級の出力ビームパワーの実現を目指している。現状のユーザー運転時の出力ビームパワーは、210kW(RCS), 145kW(MR)であり、さらなる出力パワー増強のための各種ビーム試験が、各ランごとに実施されている。本会議では、RCSでのペイント入射法を用いたビーム損失低減など、最近のJ-PARC加速器のビームコミッショニングの進展状況や今後のビーム増強の見通し等を報告する。
山本 風海; 山崎 良雄; 吉本 政弘; 神谷 潤一郎; 原田 寛之; Saha, P. K.; 發知 英明; 金正 倫計; 加藤 新一*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.1605 - 1607, 2011/09
J-PARC 3GeV Rapid Cycling Synchrotron(RCS)では、加速エネルギー3GeV, 200kWの出力で中性子ターゲット及び50GeV Main Ring(MR)に安定にビームを供給している。RCSを定常運転した際に最も大きな残留放射線量が観測されるのは、入射時に荷電変換し損なったH0及びH-ビームを廃棄するH0ダンプと周回ビームとの分岐点と、その直下流のBeam Position Monitor(BPM)である。これまでのビーム試験の結果から、この残留放射線は入射点に設置された荷電変換フォイルで入射、周回ビームが多重散乱され、散乱粒子がそれら光学的にアパーチャが狭くなる分岐点やBPMでロスし、発生していることが判明している。このような原因のため、荷電変換フォイルを用いた入射方式を採用する限り本質的にこのロスをなくすことはできない。そこで、このロスを緩和し、さらなる大強度出力を可能とするために、H0ダンプ分岐ダクトに新しいコリメーションシステムを導入する方向で検討を進めている。本発表では、この新しいコリメータの設計検討の概要を報告する。
佐甲 博之; 丸田 朋史; 三浦 昭彦
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.1251 - 1253, 2011/09
リニアックで最も高いビーム損失がACS部で観測された。この損失の原因は残留ガスによりH
ビームが電離して生じたH
と考えられている。Hはビームダクトに当たってH
に変わり、ビームダクト外に放出される。われわれはこのHを検出するためにシンチレーションファイバーホドスコープを開発した。このホドスコープは、長さ64mm、断面積4mm
4mmのファイバー16本からなる面を4面を持つ構成である。ACS部に設置したホドスコープによるビーム損失粒子の測定結果を示す。
野村 昌弘; Schnase, A.; 島田 太平; 田村 文彦; 山本 昌亘; 佐藤 智徳; 山本 正弘; 絵面 栄二*; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*; et al.
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.107 - 109, 2011/09
J-PARCの2つのシンクロトロンでは、金属磁性体コアを採用している。MR RF空胴でインピーダンスの低下が観測された。RF空胴を開け調査した結果、インピーダンスの低下はカットコアの切断面の腐食が原因であった。この腐食を促進した原因は、冷却水中に含まれる主電磁石ホロコンからの銅イオンと考えられる。
丸田 朋史
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.2595 - 2597, 2011/09
ビームロスは加速器機器を放射化する。高い残留放射線は手作業によるメンテナンスに時間的な制限を加えるため、加速器を長期間安定的に運転するためには、できる限り抑制しなければならない。J-PARCリニアックにおけるビームロスの最大の原因は、ビーム粒子である負電荷水素イオン(H)とビームダクト内の残留ガスとの散乱だと考えられている。ビームロスの対策を考えるには、シミュレーションツールが強力な道具となる。私は散乱などの物理事象のシミュレーションとして一般的なGeant4で、Hの散乱事象を扱うために必要なライブラリを構築した。本プロシーディングではこのライブラリで定義された散乱断面積等の概要、及びこのライブラリを使用してJ-PARCリニアックのSDTL入口から270mに渡ってシミュレーションした結果について報告する。
丸田 朋史; 三浦 昭彦; 佐甲 博之; Wei, G.; 池上 雅紀*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.1245 - 1247, 2011/09
J-PARCリニアックでは、加速後のビームを3GeV RCSに送る、ビームトランスポートセクションでロスが発生している。このロスの原因の一つとして、ロス発生部上流にあるSDTLでビームが縦方向アクセプタンスより広がっており、ビームがアクセプタンスからこぼれ、ロスに繋がっている可能性がある。そこでわれわれはビームのプロファイルが縦方向アクセプタンスに対して、どの程度余裕があるのか、実験的に検証した。実験では2種類の測定を実施した。一つは位相スキャンで、SDTLへのビームの入射位相を振ることにより、位相方向のアクセプタンスの余裕を調べた。もう一つはタンクレベルスキャンで、SDTLの全空洞のタンクレベルを一定の割合で減少させることにより、アクセプタンスを収縮させ、特にエネルギー方向にどの程度余裕があるか調べた。本プロシーディングでは測定方法と結果について報告する。
丸田 朋史; 三浦 昭彦; 佐甲 博之; Wei, G.; 池上 雅紀*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.2592 - 2594, 2011/09
J-PARCリニアックの3MeV RFQと50MeV DTLの間には、ビームのパラメータをDTLのアクセプタンスに合うように調整するMEBT1と呼ばれるセクションがあり、8台のQ磁石と2台のバンチャーが設置されている。加えてMEBT1には、ビームをパルス上に成形するために、チョッパー空洞とスクレーパーが設置されている。しかしながらこのようなビームを調整するセクションでありながら、MEBT1にはビームの縦方向を調べるためのツールがない。一方実験グループから、ビーム強度に対する残留ビームの割合を今より4桁向上させて欲しいという要望があり、このようなビームの調整には縦方向の測定が必須である。このような状況を踏まえ、われわれはDTLの縦方向のアクセプタンスを使用して、縦方向の情報を求める方法を検討している。その第一ステップとして、われわれは位相スキャン法による位相方向のアクセプタンスの導出、及び、DTLの1番目の空洞のタンクレベルを減らした場合にアクセプタンスがどの程度収縮するか測定した。本発表ではこれらの測定結果について報告する。
田村 文彦; 山本 昌亘; 大森 千広*; Schnase, A.; 吉井 正人*; 野村 昌弘; 戸田 信*; 島田 太平; 原 圭吾*; 長谷川 豪志*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.2733 - 2735, 2011/09
ビームローディング補償は、J-PARC RCSでの大強度陽子加速における最も重要な要素の一つである。広帯域金属磁性体RF空胴では、加速基本波だけでなく、高次ハーモニック成分までのウェーク電圧が発生する。高次成分は、RFバケツの変形を引き起こす。J-PARC RCSではマルチハーモニックビームローディング補償のために、RFフィードフォワード法を採用した。デジタル回路により、3倍高調波までの補償を行うシステムを構築した。大強度陽子ビームでのビーム試験結果を報告する。ビームの見るインピーダンスを加速開始から取り出しまで全域に渡り低下させることに成功した。基本波においては、空胴のシャントレジスタンスが800オームであるところ、25オーム以下に低下させることに成功した。この性能はデザインビーム出力1MWに向け前進であるといえる。
林 直樹; 發知 英明; 神谷 潤一郎; Saha, P. K.; 高柳 智弘; 山本 風海; 山本 昌亘; 山崎 良雄
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.2730 - 2732, 2011/09
J-PARC RCSの初期設計時の入射エネルギーは、400MeVであるが、現在は、181MeVで入射を行っており、ビームパワーは0.6MWに制限されている。J-PARC Linacのエネルギーは初期設計に戻す努力が行われており、RCSの入射機器のupgrade, 2種類のバンプ電磁石電源の増強とビーム行き先別にビームサイズを可変にできる電磁石システムも必要となる。ビームパワー1MWのためには、他にも新しい機器,補正四極電磁石やビーム不安定性の要因のキッカーインピーダンスの低減などが必要である。これら、入射エネルギーの回復に伴うJ-PARC RCSでの活動について報告する。
三浦 昭彦; 長谷川 和男; 小栗 英知; 大内 伸夫; 五十嵐 前衛*; 宮尾 智章*; 池上 雅紀*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.2328 - 2330, 2011/09
2011年3月11日東日本大震災が発生し、J-PARC加速器にも大きな被害をもたらした。J-PARCリニアックのビーム運転に必要なビームモニタについては、真空リークが発生するなどの被害が発生した。本稿では、震災により発生した被害の状況の詳細及び、これらの復興作業の状況について報告する。
三浦 昭彦; 丸田 朋史; 佐甲 博之; 長谷川 和男; 大内 伸夫; 五十嵐 前衛*; 宮尾 智章*; 池上 雅紀*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.1257 - 1259, 2011/09
J-PARCリニアックのビームロスの測定には、Arガスを封入した比例計数管が採用されているが、加速空洞の近傍ではRFに起因するX線が発生し、これによるノイズが小さなビームロス検出を阻害している。このため、X線のノイズを低減し、より正確にビームロスを測定するシステムの検討を開始した。この結果、高エネルギーの部分ではX線のノイズに影響を受けないビームロスの検出に成功した。同時に高い時間分解能を示すことから他のモニタリングにも使用できる可能性が示された。また、低エネルギーの部位においても同様に、X線のノイズに影響が少ないビームロスの検出に成功した。
森下 卓俊; 浅野 博之; 池上 雅紀*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.2601 - 2603, 2011/09
2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震によって、J-PARCリニアック加速器トンネルでは高さ方向40mm以上、水平方向25mmにおよぶ変形が発生した。地震後においても部分的な沈下傾向がおよそ2か月間継続した。また、リニアックは建家連結部を2か所有しており、ここでも数ミリの段差状の変動が起こっている。現在、リニアックアライメント復旧に向け、再アライメントに着手した。
高橋 博樹; 小島 敏行; 堤 和昌; 成田 隆宏; 西山 幸一; 榊 泰直; 前原 直
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.1734 - 1736, 2011/09
IFMIF/EVEDA加速器制御系は、中央制御システム(CCS),制御系LAN(LAN),人員保護システム(PPS),機器保護システム(MPS),タイミングシステム(TS)と機器制御システム(LCS)の6サブシステムで構成される。IFMIF/EVEDA加速器は、出力1MWのDビームの加速器であるため、この制御システムには高い信頼性、並びに、ビームコミッショニングなどのためのさまざまな運転を実現する有用性が要求される。これらの要求実現のために、初期段階として、われわれは特にPPS, MPSとTSの開発を進めている。この発表は、PPS, MPSとTSのハードウェア開発状況についてまとめたものである。
前原 直
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.101 - 103, 2011/09
IFMIF/EVEDAプロジェクトの原型四重極線形加速器設計において、重陽子を5MeVまで加速するために軸長さ9.78mの結合型RFQが提案された。125mAの大電流を連続運転において加速するために運転周波数として175MHzが選ばれた。RFQでは、8個のRF入力結合系から1.28MWのRFを入射しなければならない。RF入力結合系の設計として、ループアンテナと6 1/8インチ同軸導波管をベースとした高周波真空窓の高周波損失を解析した。会議では、これらの結果と連続運転中の熱解析結果について詳細に発表する。
高柳 智弘; 林 直樹; 富樫 智人; 植野 智晶; 渡辺 泰広; 金正 倫計
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.3403 - 3405, 2011/09
J-PARCの3-GeV RCSのバンプシステムは、リニアックの400MeVビームのアップグレードに応じて性能向上を計画している。電源容量の増強と出力電流の設定精度の向上の両方が必要になる、また、出力電流に生じるリップルの振動がビームのチューンに共鳴するオペレーティングポイントが明らかにされた。そのため、リップル電流を現在のレベルから半分以下にする必要がある。このリップル電流の問題を解決するパルス電源システムの開発が求められている。バンプシステムの性能向上と電源の開発内容について説明する。
菖蒲田 義博; 田村 文彦; 山本 昌亘; Chin, Y. H.*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.595 - 597, 2011/09
In order to accomplish high intensity proton beams, it is important to identify impedance sources in accelerators. At 3 GeV rapid cycling synchrotron (RCS) in Japan Proton Research Complex (J-PARC), the kicker impedance is the most dominant among such impedance sources. Beam instability can be observed by correcting chromaticity during the acceleration. Growth rate of the beam instability can be reduced by increasing peak current (reducing bunching factor). In other words, it is experimentally found that space charge effects mitigate the beam instability.
Saha, P. K.; 吉本 政弘; 畠山 衆一郎; 發知 英明; 原田 寛之; 山崎 良雄; 金正 倫計; 入江 吉郎*; 菅井 勲*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.3511 - 3513, 2011/09
The newly developed HBC stripper foil is used for the H stripping injection in the RCS and plays an important role in the operation. From the design criteria, it is very important to know the realistic stripping efficiency of the foil as a foil with different stripping efficiency causes a serious limitation in the stable and high power operation. We have developed a rather simple very precise method which determines the stripping efficiency very accurately. Such an accurate measurement of the installed foil is already found to very essential in order to determine realistic operational parameters for the RCS operation.
吉本 政弘; 林 直樹; 山本 風海; 發知 英明; Saha, P. K.; 原田 寛之; 金正 倫計
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.2412 - 2414, 2011/09
J-PARC 3GeVシンクロトロン(RCS)において、ビーム取り出しラインからのDC成分の漏れ磁場がビームに深刻な影響を与えていることがわかった。この問題に対して、われわれは磁気遮蔽装置を追加し、DC漏れ磁場を40%削減させることができた。また、これにより周回ビーム損失を大幅に回復させることに成功した。
吉本 政弘; 山本 風海; 山崎 良雄; 金正 倫計; 加藤 新一*
Proceedings of 2nd International Particle Accelerator Conference (IPAC 2011) (Internet), p.1545 - 1547, 2011/09
J-PARC RCSでのH0ダンプライン分岐部に新たに追加するコリメーターシステムのために、新しいH0ダンプ分岐ダクトの再設計を行った。この新しい分岐ダクトはSUS316Lオーステナイト系ステンレス及びSUS430フェライト系ステンレスの2種類のステンレス材を用いて作られている。この組合せの材料選択を検証するために、SUS430製テストダクトを用いた材料試験を実施し、SUS430の磁気焼鈍の条件を確立した。
