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論文

Magnetic field stabilization by temperature control of an azimuthally varying field cyclotron magnet

奥村 進; 荒川 和夫; 福田 光宏; 中村 義輝; 横田 渉; 石本 貴幸*; 倉島 俊; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; 上松 敬; et al.

Review of Scientific Instruments, 76(3), p.033301_1 - 033301_6, 2005/03

 被引用回数:8 パーセンタイル:57.63(Instruments & Instrumentation)

AVFサイクロトロンの運転において、ビーム電流減少を引き起こす数十時間に渡る10$$^{-4}$$台の磁場変動が生じていた。実験の結果より、励磁コイルからの熱によって鉄心温度が上昇し、ビーム特性の劣化を引き起こす磁場変動を発生させていることを明らかにした。鉄心温度上昇を防ぎ、高安定磁場を実現するために、メインコイルとヨークとの間への熱絶縁やトリムコイル冷却水温度制御の高精度化といった鉄心温度制御技術を開発した。この温度制御によって、磁場安定度$$pm$$5$$times$$10$$^{-6}$$を達成し、$$pm$$2%のビーム強度安定度を得た。

論文

材料・バイオ研究のためのK900超伝導AVFサイクロトロンの設計研究

福田 光宏; 奥村 進; 倉島 俊; 宮脇 信正; 石井 保行; 齋藤 勇一; 水橋 清; 上松 敬; 千葉 敦也; 酒井 卓郎; et al.

Proceedings of 1st Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan and 29th Linear Accelerator Meeting in Japan, p.643 - 645, 2004/08

原研高崎のTIARAでは、バイオ・材料研究専用のK900超伝導AVFサイクロトロンの設計を行っている。最先端のイオンビーム利用研究のニーズに応えるため、陽子で300MeV、重イオンで150MeV/uまで加速可能な超伝導電磁石及び高周波加速システムの検討を進めており、本報告では、建設・整備計画の概要と電磁石・共振器などの検討状況について報告する。

論文

原研超伝導AVFサイクロトロン建設・整備計画,2

福田 光宏; 奥村 進; 石井 保行; 齋藤 勇一; 宮脇 信正; 水橋 清; 上松 敬; 倉島 俊; 千葉 敦也; 酒井 卓郎; et al.

第14回加速器科学研究発表会報告集, p.302 - 304, 2003/00

原研高崎のTIARAにおいて、バイオ・材料科学分野でのイオンビーム利用研究の新たな展開を図ることを目的に、新加速器施設の建設・整備計画を提案している。これまでの研究から、100MeV/n以上のエネルギーの重イオンを用いることにより、突然変異誘発による植物育種や材料開発等で、非常に大きな成果が期待できることが明らかにされている。このため、偏向リミット(Kb)=900,集束リミット(Kf)=300の超伝導AVFサイクロトロンの検討を進めており、これまでに150MeV/n重イオンと300MeV陽子の加速が両立可能なサイクロトロン電磁石の解を求めるとともに、低エネルギー側の限界を評価し、バイオ・材料研究に必要とされる幅広い加速イオン種・エネルギー範囲をカバーできることを確認した。本報告では、建設・整備計画の概要と電磁石の検討状況について報告する。

論文

Temperature control of a cyclotron magnet for stabilization of the JAERI AVF cyclotron beam

奥村 進; 荒川 和夫; 福田 光宏; 中村 義輝; 横田 渉; 石本 貴幸*; 倉島 俊; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; 上松 敬; et al.

AIP Conference Proceedings 600, p.330 - 332, 2001/00

JAERI AVFサイクロトロンにおいて、ビーム電流を長時間一定に保つにはしばしば磁場調整が必要となっている。NMRプローブによる磁場測定と白金測温抵抗体による温度測定から、磁場と電磁石の鉄心温度との間に相関関係があることがわかった。メインコイルからの熱が主な原因となって鉄心温度が上昇し、ビームの不安定現象を引き起こしている。鉄心への熱を遮断するために鉄心とメインコイル間に温度制御した銅板を挿入した。それに加えて、ポール先端温度を独立に制御するために、トリムコイルの冷却水温度制御系を独立化した。磁場安定化のために、これら温度制御系の最適運転条件を見いだした。

論文

Stabilization of cyclotron magnetic field strength by means of magnet temperature control

奥村 進; 倉島 俊; 石本 貴幸*; 横田 渉; 荒川 和夫; 福田 光宏; 中村 義輝; 石堀 郁夫; 奈良 孝幸; 上松 敬; et al.

Proceedings of 13th Symposium on Accelerator Science and Technology, p.283 - 285, 2001/00

サイクロトロンの磁場の変化によるビームの不安定性が近年大きく取り上げられている。前回の本研究発表会では、原研AVFサイクロトロンにおいては運転開始後、電磁石ヨークが主にメインコイルの放熱により数十時間にわたって上昇を続け、このためにビーム電流が減少することを突き止めたことを報告した。その後、さらに詳細なヨーク温度の分布泳ぎ磁場強度の時間変化を測定するとともに、熱解析コードによるシミュレーションも加えて検討した結果、主な熱源がメインコイルとトリムコイルであることを明らかにした。これに基づいて、メインコイルの放熱を断熱する装置と、ハーモニックコイルの温度をコイル電流に依らずに一定にする装置を設置した。試験運転では、運転開始50時間後もビーム電流を初期値の90%に保つという良好な結果を得た。一方で、これまで見えなかったサイクロトロン室の空気温度の影響が現れるなどの問題も出てきた。

論文

Development of visual beam adjustment method for cyclotron

上松 敬; 荒川 和夫; 奥村 進; 中村 義輝; 横田 渉; 奈良 孝幸; 福田 光宏; 石堀 郁夫; 岡村 哲也*; 立川 敏樹*

Proc. of the 9th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.65 - 67, 1993/00

サイクロトロンの設計に用いた計算コード等により、ビーム軌道をシミュレーションするプログラムの作成を行った。これは、軌道可視化と設定可能領域表示をすることにより、ビーム調整の支援を行うシステムである。これらのプログラムは、垂直入射領域、中心領域、引出し領域の3ブロックに分かれる。垂直入射領域と引出し領域において、実運転によるビーム軌道との比較実験の結果、このシステムが、実ビームを良くシミュレーションしていることがわかった。また、シミュレーションの誤差を生じる原因についても評価を行った。

論文

Operation of ion sources and beam transport to JAERI AVF cyclotron

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

Proceedings of 13th International Conference on Cyclotrons and Their Applications, p.336 - 339, 1993/00

原研AVFサイクロトロンには2つのイオン源が設置されている。1つは重イオン生成用のECRイオン源(OCTOPUS)、他は軽イオン用のマルチカスプイオン源である。イオンの生成およびサイクロトロンへのビームの入射は1991年より始められた。主にH$$^{+}$$,D$$^{+}$$,He$$^{2+}$$,Ar$$^{8+}$$,Ar$$^{13+}$$およびKr$$^{20+}$$のイオンが生成され、サイクロトロンで加速されている。また、金属原素を含んだ物質で作ったロッドを直接ECRプラズマ中に入れる方法を用いて、金属イオンの生成を試みた。サイクロトロンへのビームの輸送効率は、ビームのエミッタンスや運動量の広がりに強く影響を受けるため、サイクロトロンのアクセプタンスとの関係が重要である。本論文では、これらのビーム特性とビームの輸送効率との関係、および金属イオン生成結果について報告する。

論文

Construction and first years operation of the JAERI AVF cyclotron

荒川 和夫; 中村 義輝; 横田 渉; 福田 光宏; 奈良 孝幸; 上松 敬; 奥村 進; 石堀 郁夫; 唐沢 孝*; 田中 隆一; et al.

Proceedings of 13th International Conference on Cyclotrons and Their Applications, p.119 - 122, 1993/00

1988年からJAERI AVFサイクロトロンの建設を開始した。最大加速電圧を60kVまで発生させるため、共振器を設計変更した。多種類のイオンを加速可能とするため、マルチカスプとECRの2台の外部イオン源を装備した。1991年3月より加速試験が開始され、これまでにH$$^{+}$$(10,45,90MeV)、D$$^{+}$$(10,35,50MeV)、$$^{4}$$He$$^{2+}$$(20,50,100MeV)、$$^{40}$$Ar$$^{8+}$$(175MeV)、$$^{40}$$Ar$$^{13+}$$(460MeV)および$$^{84}$$Kr$$^{20+}$$(520MeV)のイオンの加速試験を行った。最高輸送効率10.6%、最大引出し効率65%であった。プロトン90MeVでは最大10$$mu$$Aの引出しに成功した。

論文

An Operator assistance system for the AVF cyclotron

岡村 哲也*; 村上 亨*; 立川 敏樹*; 上松 敬; 奥村 進; 荒川 和夫

Proceedings of 13th International Conference on Cyclotrons and Their Applications, p.644 - 647, 1993/00

サイクロトロンの調整を容易にし、しかも調整時間を短縮するために調整支援システムを開発した。本システムは、1)ビーム軌道の計算表示機能、2)サイクロトロンのアクセプタンスを満たすパラメータの設定可能領域を計算表示する機能、3)調整の評価量であるビーム電流値の分布を調整履歴として表示する機能の3つの視覚化インターフェースから構成されている。本システムの有効性を評価するために、調整時間の測定と操作感覚のアンケートを行った。その結果、準最適値を得るまでの調整時間は従来のシステムに比べて約35%減少することを確認した。また、アンケート調査では、すべてのオペレータから本システムの有効性について高い評価が得られた。

論文

Performance of beam chopping system for JAERI AVF cyclotron

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

Proceedings of 13th International Conference on Cyclotrons and Their Applications, p.581 - 584, 1993/00

原研AVFサイクロトロンのビームチョッピングシステムは、入射系に設置されたP型チョッパーとサイクロトロンの出口にあるS型チョッパーより成る。初の試運転は1991年に50MeVのHe$$^{2+}$$イオンビームを用いて行なわれ、59.6ns周期のサイクロトロンのビームパルスを間引いて、最大1msにまですることに成功した。ビームチョッピングの方法とシステムの設計について前回の会議で報告したが、本論文では、チョッピングのパラメータを広く変えて運転を行い、チョッピングシステムの性能を評価し報告する。

論文

First results of beam generation test for JAERI AVF cyclotron

立川 敏樹*; 林 義弘*; 石井 宏一*; 佐藤 岳実*; 中村 義輝; 横田 渉; 福田 光宏; 神谷 富裕; 上松 敬; 奈良 孝幸; et al.

Proceedings of International Conference on Evolution in Beam Applications, p.270 - 274, 1992/00

モデル930AVFサイクロトロンのビーム生成試験は、1991年3月より開始した。これまでH$$^{+}$$(10,45及び90MeV),D$$^{+}$$(10,35及び50MeV),$$^{4}$$He$$^{2+}$$(20,50及び100MeV),Ar$$^{8+}$$(175MeV),Ar$$^{13+}$$(460MeV)及びKr$$^{20+}$$(520MeV)の各イオンについて加速試験を行い、いずれも目標の引出し電流値を達成した。各加速モードにおいてバンチャー効率2.5倍、P型チョッパーとS型チョッパーの組合せにより1.4$$mu$$s~1msのパルス間隔でシングルパルスを引出すことができた。ビームスキャナーにより20$$times$$20mm~100$$times$$100mmの面積が均一に照射されることが確認された。

論文

Construction and present status of the JAERI AVF cyclotron

荒川 和夫; 中村 義輝; 横田 渉; 福田 光宏; 神谷 富裕; 奈良 孝幸; 上松 敬; 奥村 進; 石堀 郁夫; 田中 隆一; et al.

Proc. of the 8th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.34 - 36, 1991/00

JAERI AVFサイクロトロンは、プロトンを90MeVまで加速するためにRF共振器をショート板方式に設計変更するとともに、イオン源は重イオン用にECRを、軽イオン用にマルチカスプを採用し、外部入射方式とした。サイクロトロンは、昨年6月より据付を開始し、本年3月中旬にはファーストビームを得た。これまでにH$$^{+}$$,D$$^{+}$$,$$^{4}$$He$$^{2+}$$,$$^{40}$$Ar$$^{8+}$$,$$^{40}$$Ar$$^{13+}$$,及び$$^{84}$$Kr$$^{20+}$$の各イオンの加速テストに成功した。ビームの最大透過率は8.2%、引出し効率は65%である。P型とS型チョッパーを用い、$$^{4}$$He$$^{2+}$$50MeVイオンで1.4$$mu$$s~1.0msのパルス間隔でシングルパルスの引き出しに成功した。

論文

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。

論文

Results of a new OCTOPUS ECR ion source at 6.4GHz

C.Dupont*; Y.Jongen*; 荒川 和夫; 横田 渉; 佐藤 岳実*; 立川 敏樹*

Review of Scientific Instruments, 61(1), p.265 - 266, 1990/01

 被引用回数:5 パーセンタイル:40.99(Instruments & Instrumentation)

JAERI-AVFサイクロトロンの外部イオン源として、ECRイオン源OCTOPUSを製作し、第一ステージに14.3GHz、第二ステージに6.4GHzのマイクロ波を用いた。このECRイオン源を用い、多価重イオンの生成試験を行なった結果、Ar14価、Kr20価、Xe23価まで生成された。この試験結果を、第二ステージに8.5GHzを用いたルーバン大学(ベルギー)のECRイオン源の結果と比較し、マイクロ波周波数やイオン源のディメンジョンの差の影響について検討した。

論文

Preriminary operation results of JAERI ECR ion source octopus

横田 渉; 荒川 和夫; 立川 敏樹*; 佐藤 岳実*; C.Dupont*; Y.Jongen*

Proc. of the 7th Symp. on Accelerator Science and Technology, p.68 - 70, 1989/00

原研AVFサイクロトロンの外部イオン源であるECRイオン源(OCTOPUS)がベルギーのI.B.A.社にて製作され、試験運転が行われた。重イオンビームの生成試験と、イオン源から発生するX線の測定結果について報告する。

論文

Field analysis for JAERI AVF cyclotron

福田 光宏; 神谷 富裕; 荒川 和夫; 唐沢 孝*; 立川 敏樹*; 金倉 純*

Proceedings of the 7th Symposium on Accelerator Science and Technology, p.152 - 154, 1989/00

原研AVFサイクロトロン(K値110)の磁場測定を行った。測定により得られた磁場分布は、メインコイル磁場、トリムコイル磁場、ハーモニックコイル磁場、垂直入射穴磁場等である。メインコイル磁場の1stハーモニック成分は引出半径以内において4G以下であることがわかったが、この大きさはハーモニックコイルによる補正磁場より十分に小さいため何ら問題はない大きさである。またメインコイル磁場分布とトリムコイル磁場分布から計算される等時性磁場は、実際に電流を設定して得られた磁場分布を良く再現していることもわかった。講演では、AVFサイクロトロンの概要、得られた磁場分布の解析結果、そしてそれから予想されるビーム・ダイナミクスを発表する。

論文

Measurements of evaporation residues to investigate lower limiting angular momenta in fusion reactions

池添 博; 鹿園 直基; 冨田 芳明; 井出野 一実; 杉山 康治; 竹腰 英子*; 立川 敏樹*; 野村 享*

Nuclear Physics A, 456, p.298 - 316, 1986/00

TDHF理論で予言されている融合反応における低角運動量のカットオフを検証するため、$$^{1}$$$$^{6}$$O+$$^{1}$$$$^{2}$$C及び$$^{1}$$$$^{6}$$O+$$^{1}$$$$^{6}$$O融合反応で生ずる残留核の生成断面積の励起関数と、残留核の速度分布を測定した。実験結果を統計モデル計算と比較する事によって次の事が判明した。(i)TDHF理論で予言されるような大きな効果は残留核の生成断面積にはみられなかった。(ii)予言されるような現象(その大きさは別にして)の可能性を完全に否定する事はできず、高いエネルギー領域(入射エネルギー≧120MeV)で若干の可能性(但し小さい)を残した。

報告書

重イオン用薄膜ターゲットの調製

立川 敏樹*; 西原 進*; 竹腰 英子

JAERI-M 85-018, 18 Pages, 1985/03

JAERI-M-85-018.pdf:0.61MB

重イオンによる原子核反応研究では(20~200)$$mu$$g/cm$$^{2}$$の薄いターゲットが必要である。このような薄井ターゲットは、薄いバッキング膜上にターゲット材料を真空蒸着して調製する。バッキング材料としては、炭素、アルミニューム、ニッケル、金などを用いる。バッキング材料が原子核反応研究上好ましくない時には、バッキングなしのセルフサポーティングターゲットを調製しなければならない。この報告書は、真空蒸着および重イオンスパッタリング法により、実際に調製したいくつかのターゲットの処方籤を収録したものである。

論文

A Large hybrid focal-plane detector to be used with a magnetic spectrograph for heavy-ion research

竹腰 英子; 杉山 康治; 池添 博; 冨田 芳明; 鹿園 直基; 沢田 正康*; 長野 賢三*; 立川 敏樹*

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 237, p.512 - 522, 1985/00

 被引用回数:9 パーセンタイル:24.64(Instruments & Instrumentation)

原研ENMA焦点面検出器の特性を報告する。この検出器は比例計数管である位置検出器、電離箱のE,$$Delta$$E検出器で構成されており、各々の検出器の位置及びエネルギー分解の測定結果を述べる。又カウンターガスとしてC$$_{4}$$H$$_{1}$$$$_{0}$$とCF$$_{4}$$を用いたときのカウンター性能の比較を行った。この焦点面検出器は実際の実験に使用し、重イオン核反応の実験に非常に有効であることが判明した。

論文

Magnetic substate population in $$^{1}$$$$^{2}$$C+$$^{1}$$$$^{2}$$C inelastic scattering

杉山 康治; 鹿園 直基; 冨田 芳明; 池添 博; 立川 敏樹*; 竹腰 英子; 久保野 茂*; 田中 雅彦*

Phys.Lett.,B, 159(2-3), p.90 - 94, 1985/00

$$^{1}$$$$^{2}$$C+$$^{1}$$$$^{2}$$C非弾性散乱で励起された$$^{1}$$$$^{2}$$Cの2$$^{+}$$状態のスピンがどの方向に向いているかを知ることは、核反応機構を解明するために重要である。今回の実験は、反応後放出された$$^{1}$$$$^{2}$$Cの2$$^{+}$$状態の運動量が、$$gamma$$崩壊によってどう変わるかを測定することによって、2$$^{+}$$状態のスピンの向きを求めた。この実験は測定器として高運動量分解能が必要であり、原研で製作された重イオンスペクトロメータ「ENMA」で始めて可能になった。2$$^{+}$$状態のスピンの向きが入射エネルギーや散乱角度によってどう変わるかを詳しく測定した。その結果はDWBA法というモデル計算によって良く再現できた。

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