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宇野 定則; 高山 輝充*; 江夏 昌志*; 水橋 清
第18回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.133 - 136, 2005/11
原研高崎の3MVシングルエンド加速器は設置当初からの懸案として、加速器本体内の構成部品の耐電圧不足があった。これが原因でタンク内放電や部品の損傷が起こり、最大定格電圧である3MVを長時間安定に保つことは困難だった。そこで、特に損傷しやすい部品であった加速電圧検出抵抗は無誘導型への改良を行い、また次に損傷の著しかった加速部アクリル板の交換及び電位固定の補強、並びにアルミ製のカラム電極支持具への変更などの改造を行った結果、3MVでの定常運転が可能となった。また、制御機器の増設に柔軟対応でき、かつ安定した運転ができるように、制御系の計算機とソフトウェアの更新を実施した。
宇野 定則; 田島 訓; 高田 功; 高山 輝充*; 江夏 昌志*; 森谷 義則*; 海老名 哲也*
第16回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.75 - 79, 2004/02
原研高崎の3MVシングエンド加速器は、加速電圧を220個の抵抗により分圧して検出を行い、加速電圧制御装置のフィードバック信号に用いている。この抵抗は、温度係数が50ppm/
Cの精密抵抗であり、この加速器で安定した高電圧を発生させるための重要な部品の一つである。しかしながら、この抵抗は加速電圧を2.8MV以上に昇圧した際に起こる加速器本体内の放電により、抵抗値の劣化が幾度も見られた。そして、抵抗値の劣化が一度発生すると、抵抗の耐電圧も奪われてしまうため、最大加速電圧の低下や電圧不安定の要因となり、加速器の実験利用を中止することに繋がってしまった。そのため、加速電圧検出抵抗の放電に対する耐久性を向上させるために改良を重ねた結果、無誘導型抵抗により劣化は全く確認できなくなり耐放電性が著しく向上した。
竹内 末広; 松田 誠; 吉田 忠
JAERI-Conf 2000-019, p.105 - 108, 2001/02
原研タンデムブースターの利用においては未知重核の合成等の実験のために強いビームが必要となってきている。加速開発においてはビームの増強化に取り組んでいる。その現状と今後の計画について述べる。3つの方策があって、1つはタンデムの高電圧端子内にECRイオン源を設置し高電荷・高電流のイオンビームを直接加速する方法で、これまでに10GHzの小型のイオン源を設置し運転を始めた。今回はその排気系としてターボ分子ポンプの開発について報告する。2つ目はタンデムの加速電圧を上げることによってブースターへの入射条件を改善することでビーム増強が可能となることと、加速管更新計画を述べる。3つ目はタンデムに代ってリニアックを入射器として利用する案である。高性能のECRイオン源を用いれば10倍以上のビーム増強化が得られる。KEK(高エ研)と検討してきた案を紹介する。
横田 渉; 福田 光宏; 奥村 進; 荒川 和夫; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; 上松 敬; 田村 宏行; 倉島 俊; 中村 義輝; et al.
JAERI-Review 2000-024, TIARA Annual Report 1999, p.273 - 275, 2000/10
ほぼ等しい質量数対価数比(M/Q)を持つイオン種を短時間で交換するカクテルビーム加速技術は、広範囲のLETを必要とする宇宙半導体の開発等に不可欠である。現在TIARAではM/Q=5カクテル(
N
,
Ne
,
Ar
,
Kr
)が利用できる。M/Q=2(
Ne
,
C
,
N
,
O,Ne
,
Ar)及びM/Q=4(He
,C
,O,Ne
,Ar,Kr
)カクテルについては異種イオンが混入するという問題があり、混入比を低減する技術開発を行った。その結果、一部のイオン種を除き、混入比を1
10
以下にすることに成功した。マルチターンの形成過程の解明は、P-チョッパーとS-チョッパーの組み合わせによるシングルパルス形成に必要なだけでなく、サイクロトロンのビームダイナミクスの理解に役立つ。そこでサイクロトロン内外のビームパルスの時間分布を測定した結果、内部ビームの時間分布よりも、ビーム引出しがマルチターンに強く影響していることが判明した。
大場 弘則; 西村 昭彦; 小倉 浩一; 柴田 猛順
JAERI-Research 2000-030, 17 Pages, 2000/08
JAERI-Research-2000-030.pdf:1.51MB
電子ビーム加熱で生成した原子ビーム中には、蒸発部で発生したプラズマが含まれている。原子法レーザーウラン濃縮では、このプラズマを取除く必要があり、そのためにプラズマの特性を知ることが重要である。本研究では、ウランプラズマの電子温度及びイオンの割合を静電プローブで測定した。電子温度は0.13eVで蒸発面温度に比べ低い値であった。原子ビーム中イオン量の割合は最大で3%以上であった。電子ビーム入力を一定に保ちながら電子ビームの加速電圧を低くした時、加熱用電子ビーム電流が増大し、電子によるウランの電離断面積も大きくなるため、原子ビーム中のイオン量の割合が増加した。このことは、蒸発部生成プラズマは蒸発ウラン原子と加熱用電子ビームとの衝突電離で発生することを示している。
福田 光宏; 荒川 和夫; 奥村 進; 奈良 孝幸; 石堀 郁夫; 中村 義輝; 横田 渉; 上松 敬*; 田村 宏行
Proceedings of the 1999 Particle Accelerator Conference (CD-ROM), p.2259 - 2261, 1999/00
サイクロトロンのビーム利用効率を高めるため、イオン種とエネルギーを短時間で切替えるカクテルイオン加速法を開発した。この方法では、M/Q値がほぼ等しい複数のイオン種を同時にサイクロトロンに入射させ、加速周波数または磁場を特定のイオン種に合わせることによりほかのイオンを分離している。原研AVFサイクロトロンの質量分解能は、加速ハーモニクス2場合、A(M/Q)/(M/Q)=410であり、M/Q=4のカクテルイオンのM/Q値の差はこれ以下であるため、異種イオンの混入が避けられない。そこで、ECRイオン源での供給ガスを短時間で切替える方法、加速周波数を微調する方法、安定同位体イオンを加速する方法などで異種イオンの混入率を抑えた。さらに分解能を高めるため、加速電圧を下げてターン数を増やして異種イオンを加速位相から早く外す方法を考案し、異種イオン混入率を10以下に抑えることに成功した。
竹内 末広; 柴田 理尋*; 石井 哲朗; 池添 博; 吉田 忠
Proc. of the 1994 Int. Linac Conf., 2, p.758 - 761, 1995/00
原研タンデム加速器の後段ブースターとして開発してきた超電導リニアックが1993年に完成し、調整運転・ビーム加速テストを行ってきた。結果としては、加速電圧は「Q-disease(水素析出によるQ低下の病気)」の影響があるものの設計値30MVの94%にあたる28MVまで発生できる。これまでに加速したイオンはCl、Cl
、Ni
でそれぞれ351MeV、446MeV、658MeVまでの加速エネルギーを得た。その他の面も含めてほぼ設計通りの性能を得ており、これまでの運転経験、性能試験結果、ビームテスト結果等について述べる。
神谷 富裕; 須田 保*; 田中 隆一
第7回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, 0, p.55 - 58, 1994/00
MeV軽イオン用のサブミクロンマイクロビーム形成装置を製作し、TIARAの3MVシングルエンド型加速器のビームライン上に設置した。
-RBS、-PIXEの他、新たなビーム応用の実現のため、電流100pA以上、ビームスポットサイズ0.25mのマイクロビーム形成を目標としている。レンズ系における色収差とターゲット電流の安定性を考慮し、加速電圧安定度
110
と曲率半径1.5mの90度分析電磁石による高エネルギー分解能を実現した。また、スリット、Qレンズ等のレンズ系の主要構成機器については、寄生収差を極小にするための高精度な工作、組立およびアライメントが行われた。2MeV Heイオンによるビーム計測実験において、テスト試料の二次電子マッピングを行い、ビームサイズを測定した。本報告では、マイクロビーム装置の概要とビーム計測実験について述べる。
竹内 末広
Proc. of the 4th China-Japan Joint Symp. on Accelerators for Nuclear Science and Their Applications, p.79 - 81, 1991/00
原研タンデム加速器で加速した重イオンを更に加速する超電導後段ブースターを開発している。ダースターは1/4波長型のニオブ製超電導空洞を40台使用したリニアックとバンチャー、デ・バンチャー等から成り、各空洞は高周波位相を独立に制御するものである。これまでにバンチャーおよびデ・バンチャーを製作し、その中で超電導空洞4台を製作・性能試験を行なった。約6MV/mという高い加速電界を得ている。リニアックは10台のクライオスタットから成り、1台のクライオスタットに4台の超電導空洞が入る。これらは現在製作中である。期待される加速電圧は約30MVである。完成すれば質量数約200以下のあらゆる原子核間の核反応を起こすことが可能となる。論文及び講演では超電導空洞の製作と性能、ブースターの構成と配置、ヘリウム冷却系の概要等について述べる。
