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平野 耕一郎; 中山 元林; 佐藤 勇
JNC TN9400 2000-093, 43 Pages, 2000/08
開発中の大電流CW電子線形加速器では、10MeVの電子線を加速するために周波数1.249135 (GHz)、強度1.2(MW)、出力効率65%の大電力RF(RadioFrequency:高周波)を連続波(以下、「CW」と言う。)で発生させることが必要とされている。これまで、1.7MWの耐電力を有するロング窓を開発し、試作クライストロンの耐電力の低い窓と交換する改造(以下、「改造クライストロン」と言う。)後、高周波出力試験を実施してビーム電圧85kV、出力効率47%で最大出力電力885kW(CW)が得られた。目標を達成させるためには出力電力の更なる高効率化が必要とされている。本報告書では、出力効率を高めるため、空洞の離調周波数、電子ビーム軌道及び高周波相互作用部の最適化を行ったクライストロンNo.2について、高周波出力試験を実施し、今後の大電力化に向けた設計方針の検討を行った。その結果、高周波出力試験(ビーム電圧80kV、カソード電流20.4A)において出力電力782kW、出力効率56.5%が得られ、出力効率を高めることができた。今後、これらの検討結果を踏まえて、クライストロンNo.3の製作に反映させる必要がある。
平野 耕一郎; 中山 元林; 山崎 良雄; 野村 昌弘; 武井 早憲; 長谷川 信
Proceedings of 7th European Particle Accelerator Conference (EPAC 2000), 0 Pages, 2000/00
核燃料サイクル開発機構では、核変換に使用可能な大強度高デューティ電子線形加速器の開発を行っている。本件では、大電流電子線形加速器のビ-ム試験について、その現状と問題点について報告する。還流部内部のパワロスが常に一定になるようにビ-ム幅とRF幅の変化を連動させ、還流部内の位相調整無しにビーム負荷を増加できるようにした。また、ソフトによる位相制御を行い長期的な位相変動を0.4deg以内に安定化させた。これまで、ピ-ク電流100mA、パルス幅1.5msec、繰り返し35Hz、ビ-ムエネルギ-7MeVの条件で、5.25mAという国内最大級の平均電流を有するロングパルスビームを加速した。チョッパスリット出口からビームダンプまでビームが落ちることなく、加速されていることを確認した。
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
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。
平野 耕一郎; 中山 元林
Proceedings of 21st International Free Electron Laser Conference (FEL 99), 0 Pages, 1999/00
大強度電子線形加速器の要素開発の中でLバンドCWクライストロンの開発を進め,これまでに,ビーム電圧83kVで最大出力電力1040kW(CW),出力電力効率58%が得られた。自由電子レーザやポジトロン源等,加速器の利用範囲を広げるためには,現状の出力電力を増強して加速器のビームエネルギーを高める必要がある。そこで,反射体を使用して,容易に出力電力を増強させることにより,最適化されたCWモードにおける出力電力特性を変化させることなく,パレス幅の狭い動作状態で4MWを出力できるクライストロンを開発したので報告する。
江本 隆; 中山 元林; 遠山 伸一; 野村 昌弘; 武井 早憲; 平野 耕一郎
Journal of Pressure Vessel Technology, -(-), - Pages, 1998/00
動燃事業団では、核種分離・消滅処理研究の一環として、大電流電子加速器を用いて高レベル放射性廃棄物中に含まれる長寿命核分裂生成物を消滅する可能性を研究している。電子加速器を用いて発生させたガンマ線による消滅処理は、廃棄物の二次的な放射化が少ないこと、広範な加速器技術を利用できることという利点がある。以上のことを念頭に置いて、将来の消滅処理システムで必要となる加速器の大電流化技術を開発することを目的として、当面の目標をエネルギー10MeV,最大電流100mA、パレス幅4ms、繰り返し50Hzに設定し大電流電子線形加速器の開発を推進している。大電流電子線形加速器の前段部分となる、入射部の試験では、進行波加速管にビーム電流100mAのビーム負荷を加えることができた。またパルス幅が3msという長い電子ビームを安定に加速することに成功した。平成9年3月に、残りの設備を設置し、各設備の調整を経て平成9年度末から
中山 元林; 江本 隆; 野村 昌弘; 山崎 良雄; 遠山 伸一; 平野 耕一郎
Proceedings of The First Asian Particle Accelerator Conference (APAC98), 0 Pages, 1998/00
動燃事業団では,核種分離消滅処理研究の一環として,大電力電子線形加速器の開発を行っている。1.2MWCWのクライストロン,進行波環流型加速管,エミッタンスを低く押さえる為のチョッパーシステム,ビームダンプ等は既に開発しており,去年第一加速管まで含んだ入射部の試験を行った。結果は電流値100mA,パレス幅3msecの電子ビームを繰り返し0.1Hzで3MeVまでエネルギーの拡がりを押さえて加速する事に成功した。今後は,加速器全体の試験を行い,徐々にデューティーを上げていく予定である。会議では主に入射部試験の結果について発表する。
江本 隆; 中山 元林; 遠山 伸一; 野村 昌弘; 武井 早憲; 平野 耕一郎
GLOBAL 97, 0 Pages, 1997/00
動燃事業団では、核種分離・消滅処理研究の一環として、大電力電子加速器を用いて長寿命核分裂生成物を消滅する可能性を研究している。電子加速器を用いると、二次的な放射化が少ないこと、広範な加速器技術を利用することができることという利点がある。現在開発中のエネルギー10MeV進行波還流型大電力CW電子線形加速器の前段部分を設置し、入射部試験を実施している。これまでに、進行波加速管にビーム電流100mAのビーム負荷を加えることができた。またパルス幅が3msecという長い電子ビームを安定に加速することができた。平成9年3月に、残りの加速管6本を設置が完了し、平成9年度から全加速器の運転試験に向けて準備・調整を行っている。また、消滅処理システムして電子線加速器による単色光子の発生装置についても触れる。
江本 隆; 中山 元林; 遠山 伸一; 野村 昌弘; 武井 早憲; 平野 耕一郎
NEA P&T国際会議, 0 Pages, 1996/00
動燃事業団では、将来、放射性廃棄物の消減処理を行う可能性を探る研究を行っている。消減処理に対していくつかの方法が提案されているが、電子線加速器を用いると、二次的な放射化が少ないことや、広範な加速器技術を利用することができる。現在開発中のエネルギー10MeV進行波還流型大電子線形加速器の前段部分を設置し、入射部試験を実施している。これまでに、進行波還流型加速管にビーム電流100mAのビーム負荷を加えることができた。またパルス幅が1msecという長い電子ビームを安定に加速することができた。今後、残りの加速管6本を平成8年度までに設置し、平成9年度から全加速器の運転試験を開始する予定である。
遠山 伸一; 野村 昌弘; 中山 元林; 佐藤 勇; 榎本 收志
第17回リニアック国際会議(LINAC 94), 3 Pages, 1994/00
現在、動燃事業団では、核分裂生成物の核種変換等に適用できる高出力の加速器開発を目指して、平均出力200kW(平均電流20mA、ビームエネルギー10MeV)の大強度CW電子線形加速器を開発中である。この加速器では入射部が、レギュラー加速でのビーム安定性のため、品質の良いバンチングを行うことが重要である。そのため、電子銃チョッパ出口までのビームエミッタンス増大を出来るだけ押さえるビーム輸送のための配置や移相空間での挙動の最適化を行った。また、電子を加速する際のエネルギー効率(ローディング効率)を実際に計算し、本加速器に使用される進行波還流型加速管で、通常の進行波加速管より2倍ほどエネルギー効率が良く、十分な加速利得を有することが分かった。本件ではこれらの具体的な計算結果について発表する。
遠山 伸一; 中山 元林; 江本 隆; 野村 昌弘; 高橋 伸友; 尾下 博教; 平野 耕一郎; 姫野 嘉昭
Proceedings of 1993 Particle Accelerator Conference (PAC 1993), p.546 - 548, 1993/05
被引用回数：0 パーセンタイル：0.04(Instruments & Instrumentation)事業団では大強度電子線形加速器の開発プログラムを開始し,現在,その第1段階として高エネ研との共研でテストライナックの開発を進めている。このライナックは,加速エネルギー10MeV,ビーム電流20mAを目標とする進行波還流型であり,加速用の高周波は出力1.2MWの2台のクライストロンで投入する。これまでにクライストロンと加速管のプロットタイプを試作し,それらの大電力試験を行ったので,これを中心に第3回欧州粒子加速器会議(1992年,3月,ベルリン)以降の進展を一部の詳細設計も含めて報告する。大電力試験では,加速管に対して開発目標である1MWに近い880kWまでの高周波の投入に成功した。この他,詳細設計の進展についても報告する。
遠山 伸一; 江本 隆; 姫野 嘉昭; 平野 耕一郎; 小無 健司; 尾下 博教; 笹尾 信之; 高橋 伸友; 中山 元林; 他12名*
Proceedings of 3rd European Particle Accelerator Conference (EPAC '92), p.533 - 535, 1992/04
大洗工学センターでは,核変換技術開発の一環として、10MeV100mAのLバンドCW電子線形加速器の開発を行っている。現在までクライストロンの試作及び大電力試験、環流型加速管の低電力試験を行った。それによれば、クライストロンからのマイクロ波はCW出力で330kW、20%デューティ出力で780kWが得られており、加速管中のマイクロ波増幅率は凡そ3である。本発表では、加速器の概要とともに、上記の試験結果について述べる。
野村 昌弘; 中山 元林; 遠山 伸一; 江本 隆; 高橋 伸友; 尾下 博教
EPAC94, ,
加速エネルギー10Mev、電流100mAの大出力CW電子線形加速器の開発を行っており、基本設計を完了したところである。今後のスケジュールとしては、1995年に入射部のビームテストを開始し、すべての機器の据付完了は1997年3月末頃を予定している。本報では、設計の概要並びにこれまでの要素開発の概要を述べる。特に、大出力化を達成するために開発した進行波還流型加速管の特性に関する試験結果(電界増幅率M;302、熱特性等)は、解析設計結果と良く一致している。また同加速管が安定した特性を示すこと等を報告する。
中山 元林; 野村 昌弘; 遠山 伸一; 江本 隆; 佐藤 勇
EPAC94, ,
マイクロ波(RF)を用いたチョッパーシステムでは、電子ビームのエミッタンスが増加し、加速上問題が生じる。このエミッタンスの増加を抑制することが、重要な技術課題である。このため、従来は2つのRF空洞を用い、ビームの横方向運動量を相殺する方法が提案されたりしているが、事業団のような大出力加速器では、ビーム径、バンチ長が大きく、空間電荷効果によって、エミッタンスの増加を抑制することが容易にはできない。そこで事業団では、一つの空洞を用いたチョッパーシステムでもRF構成が従来のものと異なる方法を新たに考案し、解析によってエッミタンスの増加を十分抑制できることを確認した。本報では、この新たな方法に関する設計解析の結果を報告する。
中山 元林; 江本 隆; 野村 昌弘; 遠山 伸一; 佐藤 勇
第17回リニアック国際会議(LINAC 94), ,
動燃事業団では大強度CW電子線加速器用に新しいチョッパーの開発を行っている。マイクロ波を用いたチョッパーでは、電子ビームのエミッタンスが増加し、ビームの発散など加速上の問題が生じる。この新しいチョッパーでは1つのRFキャビティー中に3種類の磁場モードを立てさせることにより、エミッタンスの増加を低く抑えることができる。考案したチョッパーに対してシュミレーションコードにより解析し、エミッタンスの増加を十分抑制できることを確認した。
平野 耕一郎; 江本 隆; 佐藤 勇; 中山 元林; 榎本 收志
1995 Particle Accelerator Conference, ,
大電流電子線加速器の高周波である出力電力1.2MWのCWクライストロンの開発を行っている。これまで、クライストロンの試作を行い、330kWの最大出力電力が得るれた。従来の窓とは形状の異なる高周波出力窓を3次元電磁界解析を行いて設計し,この窓を試作して耐電力試験を行った結果,窓単体では1.7MW(CW)に耐えることが分かった。そこで,新しく開発した窓と試作したクライストロンの窓とを交換する改造を行い,クリストロンの出力試験を行った。その結果,運転周波数1.25GHzで890kW(CW)という世界最大の出力電力が得られ,今後,出力空洞及びビーム形状の最適化を行うことによって目標値を達成できる見通しが得られた。
