Development of beam current stabilization system using wire type beam attenuator

大越 清紀; 千葉 敦也; 水橋 清; 田島 訓

JAERI-Review 2004-025, TIARA Annual Report 2003, p.324 - 325, 2004/11

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAERI-Review-2004-025-p0248-p0374.pdf

原研高崎TIARAでは多目的な実験を行うために多種類のイオン発生を行っているが、イオン種によっては長時間安定に発生することが困難なものもある。ビーム電流の変動は照射量誤差の原因を引き起こすため、常時安定したビーム電流で照射することが望まれている。このため、われわれはビーム電流を常時一定にするためのワイヤー型連続可変減衰器を用いたビーム電流安定化システムの開発を行った。本減衰器はビームに挿入するワイヤーの粗密によりビーム電流を減衰するものであり、中空円筒状の曲面の両側に開口部を設け、そこに徐々に間隔を狭めるようにワイヤーを配置した構造になっている。ワイヤーは、最初の30mm部分は設置せずに100%透過できるようにし、そこから10mmごとに5本,10本,15本そして20本とワイヤー間隔を狭めて配置した。減衰器を減衰方向へ回転させるとビームに挿入するワイヤーが増え、ビーム形状を維持しながら減衰率をほぼ直線的に大きくすることができる。実際に減衰器をターゲット前に設置し、コンピュータの比較回路によって制御した結果、変動率26.7%/10minだったビームをほぼ3%(設定値1A)以内の安定したビームにすることができた。

大電力ジャイロトロンの定常運転のための電子ビーム電流制御

南 龍太郎; 小林 則幸*; 坂本 慶司; 春日井 敦; 高橋 幸司; 今井 剛

JAERI-Research 2004-006, 17 Pages, 2004/03

JAERI-Research-2004-006.pdf:1.37MB

ITER用大電力ジャイロトロンの秒レベルの長パルス運転時には、5A/sの電子ビーム電流の減少が生じ、正常な発振条件のミスマッチに起因する発振モードの移行のため、パルス幅が制限された。この電流減少の物理機構について検討し、その改善のための方法について報告する。電子ビーム電流の定量的な評価は、電子銃部陰極における熱移動のモデルを考え、パワーバランス方程式を解くことにより行い、このモデルが、実験結果をよく説明できることを明らかにした。また、ジャイロトロンの安定高性能な運転を維持するために、ショット中に電子銃部のヒーター電圧を上げ、電子ビーム電流を補償する実験を行った。これにより、電子ビーム電流の減少が抑制され、連続運転に向けた発振の安定化への見通しが得られた。

Development of accelerating unit for high beam current

中山 元林; 遠山 伸一; 野村 昌弘; 平野 耕一郎; 山崎 良雄; 佐藤 勇

JNC TN9400 99-073, 18 Pages, 1999/08

JNC-TN9400-99-073.pdf:0.57MB

線形加速器だけでなく、円形加速器や蓄積リングを含めた大電流加速器として進行波還流型加速構造を提案する。その構造は常伝導の加速構造であるが、連続波でビーム電流を10Aまで加速することが可能である。このような加速管では大電流においてビーム不安定性による共鳴電界が発生し易く、空洞内で発生した高次モードを消すためにはビーム輸送の口径を大きくする必要がある。このような加速構造は、高効率であるだけでなく大電力入力も可能であり、また励起モードの蓄積エネルギーも非常に小さい。このような加速管は、シングルモード型と呼ばれており、円形加速器の位相安定化のためビームがRFの最適位相からずれても、空洞のデチューニングは必要としない。本報告書では、このような特徴を有する大電流加速管について、検討結果を報告する。

Analysis of a beam centering error measured with a radial main probe

福田 光宏; 奥村 進; 荒川 和夫; 石堀 郁夫; 松村 秋彦*; 唐沢 孝*

Proc. of 11th Symp. on Accelerator Sci. and Technol., p.300 - 301, 1997/00

サイクロトロンの中心領域におけるビームセンタリングエラーの見積り方法を開発した。従来は、複数の半径プローブを用いてビーム軌道中心のズレを測定する方法が一般的であるが、原研AVFサイクロトロンの場合、複数の半径プローブを設置するスペースがなく、唯一全半径を走査できるメインプローブを所有しているだけである。そこで、一次元のビーム電流分布からビームセンタリングエラーを定量化する手法を考案し、実際のビーム電流分布を用いた見積りを試みた。粒子の運動方程式から、メインプローブ方向でのビーム位置を半径方向のベータトロン振動数、1ターン当たりのエネルギー利得、サイクロトロン中心からのビーム軌道中心のズレの強度で表し、加速初期段階の10ターン前後のビーム位置をフィティングすることにより、上記4パラメータを求めた。陽子10MeVのデータから、その解析手法の妥当性が確かめられた。

Submicron microbeam apparatus using a single-ended accelerator with very high voltage stability

神谷 富裕; 須田 保*; 田中 隆一

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 104, p.43 - 48, 1995/09

https://doi.org/10.1016/0168-583X(95)00399-1

原研軽イオンマイクロビーム装置が製作され、3MVシングルエンド加速器のビームライン上に設置された。本装置は主にイオンビーム分析のために用いられる。2MeVのヘリウムビームを用いたビームサイズ計測実験において、77pAの電流値で0.40.4m(半値幅)のビームスポットが得られた。本会議では、軽イオンマイクロビーム装置と加速器システムの概要を述べ、サブミクロン形成のためのビーム光学設計について議論し、ビームサイズ計測について報告する。

原研軽イオンマイクロビーム装置

神谷 富裕; 須田 保*; 石井 保行; 齋藤 勇一; 田中 隆一

BEAMS 1994: 第5回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム講演論文集, p.15 - 18, 1994/00

高分解能イオンビーム分析のための軽イオンマイクロビーム装置が製作され、原研3MVシングルエンド加速器のビームラインに設置された。加速器の電圧安定度は110以下である。ビーム集束実験において、ビームサイズ0.40.4m、ビーム電流77pAのビームスポットを達成した。使用したビームは、2MeVのヘリウムである。今回はサブミクロンビーム形成のために設計されたビーム光学系について、及びビームサイズ計測について報告する。

Operation of ECR and multi-cusp ion sources for JAERI AVF cyclotron

横田 渉; 石堀 郁夫; 奥村 進; 上松 敬; 福田 光宏; 奈良 孝幸; 神谷 富裕; 中村 義輝; 荒川 和夫; 立川 敏樹*; et al.

Proc. of the 8th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.70 - 72, 1991/00

JAERI AVFサイクロトロンの入射器である、ECRイオン源(OCTOPUS)とマルチカスプイオン源は、原研に設置後、数ヵ月にわたる調整運転を経て所定の性能を得るとともに、サイクロトロンへのビームの供給を本年3月に開始した。本講演では、イオン源単体としての性能(イオンビームの価数、生成量、エミッタンス、安定度等)、運転パラメータの特性、およびサイクロトロンまでのビーム輸送に関して、これまで得られたデータ、問題点について報告する。

温州ミカンの放射線保蔵に関する研究,第3報; ミカンの褐変発生と貯蔵効果に及ぼす電子線エネルギーの影響

渡辺 宏; 青木 章平; 佐藤 友太郎*

日本食品工業学会誌, 24(2), p.59 - 64, 1977/02

https://doi.org/10.3136/nskkk1962.24.59

電子線エネルギーやビーム電流、および照射前後の加熱処理などが果皮の褐度化や殺菌効果に及ぼす影響について調べ、カビや褐度の発生を抑えて温州ミカンを貯蔵するための条件を検討した。果皮の褐度化は電子線エネルギーが低いほど少なく、0.2MeVでは非照射と変わらなかった。前報での線量測定の結果から、果皮の褐度化は果皮だけに吸収された線量に依存し、果実全体に吸収された線量には依存しないことを明らかとした。また殺菌効果は0.5MeVで最も大きく、エネルギーが高くなるにつれて逆にカビの発生率は増加した。ビーム電流を変えて間接的に線量率効果を調べた結果、褐度発生には影響がみられないが、殺菌効果は電流が大きいほど、大きくなった。照射前後の加熱処理は無処理の場合よりも褐度やカビの発生を増加させた。したがってカビや褐度を抑えて貯蔵するには、比較的大きなビーム電流で0.5MeVで照射することが望ましく、また照射前後のミカンの品温を一定にする必要があると思われる。