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論文

J-PARCリニアックの現状

小栗 英知; 長谷川 和男; 伊藤 崇; 千代 悦司; 平野 耕一郎; 森下 卓俊; 篠崎 信一; 青 寛幸; 大越 清紀; 近藤 恭弘; et al.

Proceedings of 11th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (インターネット), p.389 - 393, 2014/10

J-PARCリニアックでは現在、ビームユーザに対する利用運転を行うとともに、リニアック後段の3GeVシンクロトロンにて1MWビームを加速するためのビーム増強計画を進めている。リニアックのビーム増強計画では、加速エネルギー及びビーム電流をそれぞれ増強する。エネルギーについては、181MeVから400MeVに増強するためにACS空洞及びこれを駆動する972MHzクライストロンの開発を行ってきた。これら400MeV機器は平成24年までに量産を終了し、平成25年夏に設置工事を行った。平成26年1月に400MeV加速に成功し、現在、ビーム利用運転に供している。ビーム電流増強では、初段加速部(イオン源及びRFQ)を更新する。イオン源はセシウム添加高周波放電型、RFQは真空特性に優れる真空ロー付け接合タイプ空洞をそれぞれ採用し、平成25年春に製作が完了した。完成後は専用のテストスタンドにて性能確認試験を行っており、平成26年2月にRFQにて目標の50mAビーム加速に成功した。新初段加速部は、平成26年夏にビームラインに設置する予定である。

論文

RFチョッパーによる高速ビーム遮断システムの開発

菊澤 信宏; 鈴木 隆洋; 伊藤 雄一; 三浦 昭彦; 福田 真平; 池上 雅紀*; 佐甲 博之; 小林 鉄也; 鈴木 浩幸; 長谷川 和男

Proceedings of 7th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan (DVD-ROM), p.677 - 679, 2010/08

J-PARCでは大強度陽子ビームを加速するため、そのビームが加速器構成機器にダメージを与えないよう、MPSが設置されている。MPSは加速器構成機器の表面における熱衝撃を避けるために高速応答性が要求されており、高速かつ確実にビームを停止させる方法としてRFQのRFをOFFにしている。しかし、MPS発報時にRFQの停止/復帰を繰り返すことによってRFQにダメージを与えることが考えられるため、RFチョッパーによる高速ビーム遮断システムの開発を行った。本発表では、これらの結果について報告する。

論文

LLRF controller upgrade for the J-PARC 400 MeV linac

Fang, Z.*; 道園 真一郎*; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 内藤 富士雄*; 福井 佑治*; 川村 真人*; 久保田 親*; 南茂 今朝雄*; 小林 鉄也; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.1434 - 1436, 2010/05

J-PARCリニアックはあと2年のうちに181MeV加速から400MeV加速へと増強される。本リニアックの低電力高周波(LLRF)制御システム(FPGAを用いたデジタル制御)において、400MeV加速に向けて機能向上を図ったので、それら新機能について報告する。本機能は、これまでの181MeV加速用(324MHz-RFシステム)と400MeV加速用(972MHz-RFシステム)の両方において動作する。今回、新しく多くの機能をLLRF制御システムに追加した。例えば、(1)324MHzと972MHzの両方の周波数に対応,(2)パルス先頭におけるフィードバックゲインの緩やかな立ち上げ,(3)チョップドビーム負荷補償の追加,(4)ビーム供給先変更によるビーム負荷補償のパルスごとの切り替え,(5)空洞立ち上げにおける入力RF周波数の自動チューニング,(6)空洞チューナー制御における離調度取得方法の改善(入出力位相差測定をパルス減衰波形による測定に変更)、などである。

報告書

使用済燃料の分析法の最近の進歩,総説

吉田 善行; 渡部 和男; 伊藤 光雄; 上野 隆; 竹下 英文

JAEA-Review 2008-062, 34 Pages, 2009/01

JAEA-Review-2008-062.pdf:4.07MB

近年、使用済燃料(SF)の分析法が急速に刷新されている。それは、アクチノイド(U, Np, Pu, Am, Cm)及び核分裂生成物の核種分析に用いられる誘導結合プラズマ質量分析法(ICP-MS)が著しく進歩したことによる。ICP-MSは基本的に、分析に必要な試料量、すなわち分析対象元素の絶対量及び試料溶液の容量のいずれもが極少量で済むため、強い放射能を有するSFの分析に多大な威力を発揮する。すなわちICP-MSを適用することによって、分析作業者の被ばく線量の低減化が可能になり、分析操作で生じる放射性廃液の量を大幅に削減することが可能となる。さらに、ICP-MSに先立って、同法による核種分析において妨害となる同重体を有する元素を分離しておく必要があるが、その分離法においても顕著な進歩がみられる。本総説では、このような目覚ましい進展がみられるSFの分離法,核種定量法に焦点を当て、50数編の論文に基づいてこの分野の最近の進歩をまとめ、あわせて今後の展望,課題などを明らかにする。

論文

Operating experience of the J-PARC linac

長谷川 和男; 浅野 博之; 千代 悦司; 堀 利彦; 伊藤 崇; 小林 鉄也; 近藤 恭弘; 滑川 裕矢; 小栗 英知; 大越 清紀; et al.

Proceedings of 24th International Linear Accelerator Conference (LINAC 2008) (CD-ROM), p.55 - 57, 2009/00

J-PARCリニアックは2006年11月にビームコミッショニングを開始し、2007年1月には所定のエネルギーである181MeVの加速に成功した。その後、リニアックは後段の3GeVシンクロトロンのビームコミッショニングのためのビームを供給し、さらに下流の50GeVシンクロトロンや中性子ターゲットのコミッショニングにもビームが用いられた。イオン源はセシウム不使用の負水素イオン源であり、安定なビームを供給し運転時間は3,000時間を越えた。高周波源としては20台の324MHzクライストロンを使用し、平均で6000時間以上、大きなトラブルなく運転を実証した。ここでは、こうしたJ-PARCリニアックの運転経験について報告する。

論文

Electron-beam-induced color imaging of acid-chromic polymer films

前川 康成; 湯浅 加奈子*; 榎本 一之; 松下 晴美*; 加藤 順*; 山下 俊*; 伊藤 和男*; 吉田 勝

Chemistry of Materials, 20(16), p.5320 - 5324, 2008/08

 被引用回数:1 パーセンタイル:93.58(Chemistry, Physical)

電子線記録システムに適用できる、電子ナノビームによりクロミック挙動を示す有機薄膜の創製を目的に、電子線で酸を発生する分子(酸発生剤)と酸性で発色又は蛍光を呈する環境クロミック分子を含む高分子薄膜について、電子線によるクロミック分子の反応挙動と、電子線描画装置によるナノ発色パターン形成性を検討した。酸発生剤(phenyl-p-toluenesulfonate)存在下、環境クロミック分子であるrhodamine B base(RB)及び4,4'-bis(dimethylamino)benzhydrol(BH)のpolymethylmethacrylate(PMMA)薄膜は、それぞれ、照射線量の増加に伴い560nm及び610nmの吸収が単調増加し赤色及び青色を呈した。このことは、クロミック分子が電子線により発生した酸(H$$^{+}$$)でプロトン化し、選択的にRB-H$$^{+}$$体及びBH-H$$^{+}$$体を与えることで発色したことを意味する。次いで、酸発生効率が高く可視領域の吸収変化が大きく変化したBH/PMMA薄膜の電子線描画装置(50nm径)によるナノ発色パターン形成性を評価した。照射線量10$$mu$$C/cm$$^{2}$$での電子線描画後、露光部と未露光部とで色調が変化し、ドットパターンで200nm、L/Sパターンでは100nmの分解能を示す発色パターンが観察された。

論文

Radiation-induced reaction of sulfonamide-containing polymers in the film state for color imaging

前川 康成; 加藤 順*; 片貝 正史*; 石原 雅昭*; 榎本 一之; 萩原 時男*; 石井 達人*; 伊藤 和男*; 越川 博; 吉田 勝

Macromolecular Chemistry and Physics, 209(6), p.625 - 633, 2008/03

 被引用回数:2 パーセンタイル:90.18(Polymer Science)

ナノスケールの微細パターンニングに適した電子ビームを利用した高密度メモリなどの電子材料システムの構築を目的に、高分子薄膜の電子線発色反応の解析とそのナノカラーイメージングへの応用について検討した。電子線感受性の高いスルホンアミド(SO$$_{2}$$ -NH)骨格を有するポリマーを合成し、その有機薄膜の電子線反応性及び電子線反応部位の化学修飾反応によるナノ発色パターン形成性を調べた。スルホンアミド骨格を有するポリマーは、電子線照射でスルホンアミド部位の化学選択的な開裂によりFries転位生成物を与えることを見いだした。ポリスルホンアミドの電子線反応によるアニリン誘導体の生成は、酸性物質が塩基性物質に化学変換される興味深い反応である。電子線照射後の薄膜は、塩基性部位(アミノ基)のエーリッヒ反応により黄$$sim$$橙色に発色した。次いで、上記薄膜の電子線描画装置によるナノ発色パターン形成性を評価し、300nmの分解能で発色パターンを示すことから、電子ビームによる高分子薄膜中のFries転位反応がナノカラーイメージングに有効であることを実証した。

論文

Alignment of cavities and magnets at J-PARC linac

森下 卓俊; 青 寛幸; 浅野 博之; 伊藤 崇; 上野 彰; 大川 智宏; 長谷川 和男; 池上 雅紀*; 内藤 富士雄*; 田中 宏和*; et al.

Proceedings of 10th International Workshop on Accelerator Alignment (IWAA 2008) (Internet), 6 Pages, 2008/02

高品質で安定したビーム加速を行うためには、機器の正確なアライメントが本質的に重要である。J-PARCリニアックでは、機器の滑らかな整列に重点を置き、精密な測量網を用いて加速器機器のアライメントを行った。同時に、建家レベル変動を定期的に観測し、アライメントでは不等沈下の影響を補正した。リニアックアライメントは2006年9月に完了し、2006年11月からビーム運転が開始され、高周波の振幅及び位相の簡単な調整を行っただけで、ほぼ完全なビーム透過率が得られた。この成果は、アライメントが適切に行われたことを実証するものである。

論文

The DTL/SDTL alignment of the J-PARC linac

森下 卓俊; 浅野 博之; 伊藤 崇; 上野 彰; 長谷川 和男; 内藤 富士雄*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 吉野 一男*; 池上 雅紀*

Proceedings of 2007 Particle Accelerator Conference (PAC '07) (Internet), p.1523 - 1525, 2007/06

J-PARCリニアックは機器のインストールを終了し、ビーム総合運転試験を開始した。機器の精密な整列は高品質のビーム加速にとって本質的に重要である。J-PARCリニアックでは、機器の許容設置誤差は0.1mmである。DTL及びSDTLは機器の中心位置を整列させるため、光学望遠鏡を使用して機器のインストール段階から精密に設置した。一台あたりの長さが10mに及ぶDTL空洞は三台のユニットタンクからなる。インストール時のユニットタンク連結で生じる位置ずれを検出するため、レーザートラッカーを使用したモニタリングを行い、要求精度内の設置が可能となった。また、建家の不等沈下を定期的に測定し、DTL及びSDTLの設置に補正を加えた。その結果、DTL/SDTL区間において、ビーム加速のために十分な精度で機器が整列された。

論文

J-PARC LLRFのPLC制御

鈴木 浩幸; 千代 悦司; 伊藤 崇; 小林 鉄也; 長谷川 和男; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*; Fang, Z.*; 内藤 富士雄*; et al.

Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 32nd Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.513 - 515, 2007/00

大強度陽子加速器(J-PARC)のLinacは現在、BUNCHER1$$sim$$2, CHOPPER, RFQ, DTL1$$sim$$3, SDTL1$$sim$$15, DEBUNCHER1$$sim$$2で構成されており高周波源としKlystoron20台,半導体アンプ4台の計24台が稼動している。それらの主な制御の中核にはPLCを使っており、低電力高周波の制御もPLCで行っている。今回、新たにビーム加速運転の効率化のために、3つの制御モード,SlowStart機能,QuickRecovery機能,自動チューナー制御機能をPLCに付加した。今までインターロックによるビーム遮断に対しては加速器全体に少なからず影響を与えていたが、今回この3つの機能を追加したことによりほとんどが自動化されビーム遮断に対しての影響、ビームが加速できるまでの待ち時間を最小にすることが可能になった。本発表ではこれらの3つの機能を紹介するとともに、低電力高周波のPLCの現状についても紹介する。

論文

Refractive index change and color imaging of acid-chromic polymer films using EB-induced acid generation

加藤 順; 湯浅 加奈子; 松下 晴美*; 前川 康成; 榎本 一之; 石井 達人*; 伊藤 和男*; 山下 俊*

Journal of Photopolymer Science and Technology, 19(1), p.105 - 110, 2006/00

 被引用回数:2 パーセンタイル:91.4(Polymer Science)

高密度メモリなどの電子材料への適用を目的に、電子線で酸を発生する分子(酸発生剤)と酸性で発色する化合物(環境クロミック分子)を含む高分子薄膜について、電子線によるクロミック分子の挙動と電子線描画装置(50nm径)によるナノカラーイメージング形成性を検討した。このクロミック薄膜の電子線照射により、酸が発生し、プロトン化したクロミック分子が発色することを利用している。電子線描画装置により、ナノスケールのカラーイメージングを試みた。50$$mu$$Ccm$$^{-2}$$の照射量で、解像度100nmでライン/スペースのカラーイメージングが実現できた。さらに、電子線照射により、大きく屈折率が変化することを、m-line法によるTM及びTEの両モードで確認できた。

論文

加速空洞チューナーコントローラのノイズ対策

鈴木 浩幸; 千代 悦司; 伊藤 崇; 長谷川 和男; 穴見 昌三*; 山口 誠哉*; 道園 真一郎*; Fang, Z.*; 内藤 富士雄*; 田中 宏和*

Proceedings of 3rd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 31st Linear Accelerator Meeting in Japan (CD-ROM), p.493 - 495, 2006/00

J-PARC用加速空洞自動チューナーコントローラは加速空洞内の共振周波数を調整するための装置で温度による共振周波数のズレをカップの出し入れによって制御する装置である。しかしチューナーの現在位置(カップの挿入量)を計測する方式はポテンションメータからのアナログ値を使い表示させているため、ノイズによる影響が顕著に表れる。そのため、RFの要求スペック324MHzに対してチューナー感度10ミクロン(位相では0.17DEG)と言う精度での制御が確保することが難しいことから、チューナーコントローラのノイズ対策を施した。それにより対策前のノイズのふらつき$$pm$$30ミクロンが対策後は$$pm$$10ミクロンまで精度が上がった。

論文

J-PARCリニアックにおけるアライメント

森下 卓俊; 青 寛幸; 伊藤 崇; 上野 彰; 長谷川 和男; 池上 雅紀*; 久保田 親*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 内藤 富士雄*; et al.

Proceedings of 2nd Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 30th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.266 - 268, 2005/07

J-PARC線形加速器において、加速器要素機器の正確なアライメントは高品質のビーム加速にとって不可欠である。インストール時の基準となる墨出しは、機器の搬入に先立ってすべてのフロアーで完了している。本発表では墨出しの結果とインストール時におけるアライメントターゲットの設置精度の評価とアライメント手順、及び建物の長期変動をモニターするセンサーとそのメンテナンス装置の開発状況について報告する。

論文

An Alignment of J-PARC linac

森下 卓俊; 青 寛幸; 伊藤 崇; 上野 彰; 長谷川 和男; 池上 雅紀*; 久保田 親*; 内藤 富士雄*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; et al.

Proceedings of 2005 Particle Accelerator Conference (PAC '05) (CD-ROM), p.2851 - 2853, 2005/00

J-PARC線形加速器において、加速器要素機器の正確なアライメントは高品質のビーム加速にとって不可欠である。インストール時の基準となる墨出しは、機器の搬入に先立ってすべてのフロアーで完了している。本発表では墨出しの結果とインストール時におけるアライメント手順、及び建物の長期変動をモニターするセンサーとそのメンテナンス装置の開発状況について報告する。

論文

J-PARCリニアックにおけるアラインメント

森下 卓俊; 青 寛幸; 伊藤 崇; 上野 彰; 長谷川 和男; 池上 雅紀*; 久保田 親*; 高崎 栄一*; 田中 宏和*; 内藤 富士男*; et al.

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.671 - 673, 2004/08

J-PARCリニアックでは、イオン源からRCS入射点までの400m以上に渡り、高い精度でビーム軌道上に機器を配置する必要がある。本件では、J-PARCリニアックにおける機器アライメントの概要とともに、現在開発中の長期に渡る床変動を監視するための連通管を用いた計測システム,ワイヤーからの距離を感知するセンサーを用いたアライメントシステムについて報告する。

報告書

依頼分析及びガラス工作業務報告書; 平成13, 14年度

伊藤 光雄; 小原 和弘; 樋田 行雄*; 鈴木 大輔; 郡司 勝文*; 渡部 和男

JAERI-Review 2004-007, 65 Pages, 2004/03

JAERI-Review-2004-007.pdf:5.53MB

分析科学研究グループでは、研究所内の各課室から要求される依頼分析及びガラス工作業務を実施している。依頼分析では、核燃料,各種材料及び放射性廃棄物をはじめとする非常に多種多様な分析試料に適切に対応した。また、依頼分析に関連する分析技術開発も実施した。ガラス工作では、工作室内でのガラス器具の製作や修理のほかに、実験室等に設置されている大型ガラス製装置,放射性物質を取り扱うガラス製装置の現場修理を行った。平成13年度の依頼分析件数は28件、分析成分数は1285、平成14年度の依頼分析件数は15件、分析成分数は830であり、ガラス工作件数はそれぞれ106件,76件であった。本報告書は、平成13, 14年度に実施した依頼分析,関連技術開発及びにガラス工作業務についてまとめたものである。

論文

大強度陽子加速器リニアック用DTQ電源の高調波対策

堀 利彦*; 伊藤 崇; 山崎 正義*; 千代 悦司; 長谷川 和男

Proceedings of 28th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.285 - 287, 2003/07

DTQ電源の高調波電流抑制対策としてラインチョーク+同調フィルタ方式の設計を行い、試作機でその低減効果を実測したところ第11次調波以上の全ての高次調波で良好な結果を得たが、第5, 7次調波に関しては高調波電流が逆に増大するデータとなった。次にこの原因を調査するため、高調波フィルタの回路解析を行った結果、ラインチョークと同調フィルタ間で並列共振が生じており、特に第7次調波ではこの共振電流値と増加電流値とが一致していることがわかった。そこで、並列共振周波数を偶数時の300Hz近傍に「シフト」するパラメータを計算で求め、実機フィルタ評価機でこの低減効果を実測したところ、第5, 7次調波電流は各々14%, 18%程度低減することを実証した。

論文

大強度陽子加速器リニアックDTQ電源の高調波抑制

堀 利彦*; 伊藤 崇; 千代 悦司; 泉 敬介*; 山崎 正義*; 渡辺 和彦*; 高崎 栄一*; 長谷川 和男; 吉川 博

Proceedings of 27th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.255 - 257, 2002/08

大強度陽子加速器リニアック用のDTQ電源は既に全数製作され、所定の出力性能を確保しているが、この電源を実機で円滑に運用するためには入力ACラインに流出する高調波電流を技術指針上限値以下に抑制することが必要である。今回、この電源から流出する高調波電流を実測し、このデータから高調波抑制のための検討と解析を行なった結果、第5,7次高調波成分に関しては電気設備系の多相化トランス並びに運用時電力バランスを考慮した送電系統を構築することで効率的,安価に高調波電流を目標値以下に抑制可能なことが判明した。

論文

Determination of $$^{36}$$Cl in biological shield concrete using pyrohydrolysis and liquid scintillation counting

伊藤 光雄; 渡部 和男; 畠山 睦夫; 立花 光夫

Analyst, 127(7), p.964 - 966, 2002/06

 被引用回数:10 パーセンタイル:65.39(Chemistry, Analytical)

原子炉生体遮蔽コンクリート中のCl-36の定量法を開発した。コンクリート中の塩素を熱加水分解法により抽出し、炭酸ナトリウム溶液に捕集した後、Cl-36を液体シンチレーション法により測定した。岩石標準試料を用いてイオンクロマトグラフ法により塩素の抽出条件を検討し、定量的抽出条件を確定した。2gのコンクリート試料を用いた場合のCl-36の検出限界は、0.02Bq/gであった。開発した方法をJPDRの生体遮蔽コンクリート中Cl-36定量に適用した。

論文

Determination of $$^{41}$$Ca in biological-shield concrete by low-energy X-ray spectrometry

伊藤 光雄; 渡部 和男; 畠山 睦夫; 立花 光夫

Analytical and Bioanalytical Chemistry, 372(5-6), p.532 - 536, 2002/03

 被引用回数:10 パーセンタイル:65.39(Biochemical Research Methods)

低エネルギーX線スペクトロメトリーによる原子炉生体遮へいコンクリートに含まれる$$^{41}$$Caの定量法を開発した。コンクリート試料を硝酸-フッ化水素酸-過塩素酸の混酸により分解し、溶液とした後、イオン交換分離法により、カルシウムを分離した。カルシウムをシュウ酸カルシウム沈殿として回収し、ペレットを作製した。このペレットを試料として$$^{41}$$Caからの3.3keVのX線を測定した。3.3keVにおけるX線の検出効率は、既知量の標準55Feを添加して作製した同一形状のペレットの5.9keVのX線を測定したのち、シュウ酸カルシウムのそれぞれのエネルギーにおける質量吸収係数を用いて計算で求めた。定量下限は、コンクリート1gを採取した場合、8Bq/gであった。開発した方法をJPDRの生体遮へいコンクリートに適用した。

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